DE102016105883B4

DE102016105883B4 - Fahrzeugmotorsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102016105883B4
Application number: DE102016105883.1A
Authority: DE
Inventors: Mitsunori Nishida; Osamu Nishizawa; Shozo Kanzaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2019-12-05
Anticipated expiration: 2036-04-01
Also published as: US20170089292A1; US9926880B2; DE102016105883A1; CN106555689A; CN106555689B; JP2017066960A; JP6104340B1

Abstract

Fahrzeugmotorsteuervorrichtung (100A-100D) zum sequentiellen Antreiben eines Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventils, das für jeden Zylinder (i (i=1, 2,...m)) eines Mehrzylindermotors vorgesehen ist, umfassend:einen Antriebssteuerschaltungsteil (120A-120D), der eine Mehrzahl von Schaltelementen (121j, 122, 123i) zum abwechselnden und sequentiellen Antrieb einer Mehrzahl von Elektromagnetspulen (103i) zum öffnenden Antrieb der Elektromagnetventile beinhaltet, für sowohl eine erste Zylindergruppe (j (j=1)) als auch eine zweite Zylindergruppe (j (j=2)), einen Verstärkungssteuerschaltungsteil (110A-110D), der eine verstärkte Hochspannung zum schnellen Anregen der Elektromagnetspulen (103i) erzeugt, und einen Betriebssteuerschaltungsteil (130A-130D), der hauptsächlich aus einem Mikroprozessor (CPU) und einem Programmspeicher (PGM) aufgebaut ist, wobei:der Verstärkungssteuerschaltungsteil ein oder mehrere Induktionselemente (112a, 112b) enthält, die intermittierend durch ein oder mehrere Verstärkungsschaltelemente (115a, 115b) aus einer Fahrzeugbatterie (101) angeregt werden, und einen oder mehrere Hochspannungskondensatoren (114a, 114b), die auf eine verstärkte Hochspannung (Vh1, Vh2) als ein Ziel über mehrere intermittierende Operationen durch elektromagnetische Energie geladen werden, die in den entladen werdenden Induktionselementen (112a, 112b) akkumuliert ist, wenn das Verstärkungsschaltelement (115a, 115b) geöffnet wird, undder Antriebssteuerschaltungsteil (120A) ein individuell oder für jede Zylindergruppe über ein Rückflussverhinderungselement (125j) verbundenes Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121j) zwischen der Fahrzeugbatterie (101) und den Elektromagnetspulen (103i), ein individuell oder für jede Zylindergruppe zwischen dem Hochspannungskondensator (114a) und den Elektromagnetspulen (103i) verbundenes Schnellanregungs-Schaltelement (122j), ein individuell oder für jede Zylindergruppe parallel mit den Elektromagnetspulen (103i) verbundenes Kommutierungs-Schaltelement (126j) und ein individuell in Reihe mit der Elektromagnetspule (103i) oder dem Kommutierungs-Schaltelement verbundenes Schnellabschalt-Schaltelement (123i) enthält,der Betriebssteuerschaltungsteil (130A) weiter beinhaltet ein Kraftstoffeinspritzbefehlsmittel (612), das den mehreren Schaltelementen (121j, 122, 123i) einen Kraftstoffeinspritzbefehl (INJi) bereitstellt, ein Steuerprogramm, das ein Geteilt-Obergrenzen-Bezeichnungsmittel (614) bildet, das einen oberen Grenzwert eines ausgewählten Werts zum Bezeichnen, wie viel Mal das Kraftstoffeinspritz-Befehlssignal derselben Elektromagnetspule (103i) während eines VerbrennungszyklusZeitraums jedes Zylinders in dem Mehrzylindermotor bereitgestellt werden sollte, bestimmt, und Referenzdaten (500), die eine Datentabelle oder eine approximierte Berechnung sind,die Referenzdaten (500) eine Aggregierung von Referenzdaten (501-505) ist, die sich jeweils auf eine Mehrzahl von zu überwachenden Elementen bezieht, in welchen die Referenzdaten (500) den durch das Geteilt-Obergrenzbezeichnungsmittel (614) begrenzten ausgewählten Wert (Bn) als einen Vermittel-Parameter beinhaltet und aus Minimalwerten aufgebaut ist, die durch numerische Daten einer zulässigen Motordrehzahl (Nk) editiert werden, die durch eine detektierte Umgebungstemperatur (Tx) bestimmt ist, als einen Parameter, detektiert durch ein Umgebungstemperatur-Detektionselement (139b) und sich auf Installationsumgebungen der zu überwachenden Elemente bezieht, die jegliches des Induktionselements (112a), des Verstärkungsschaltelements (115a), des Schnellanregungs-Schaltelements (122j), des Stromzufuhraufrechterhaltungs-Schaltelements (121j) und des Schnellabschalt-Schaltelements (123i) repräsentiert,die zulässige Motordrehzahl (Nk) statistische Daten beinhaltet, die durch experimentelles Bestätigen, dass die innere Temperatur der zu überwachenden Elemente gleich oder kleiner als eine vorbestimmte zulässige Grenztemperatur (Tjmax) wird, selbst im Falle einer kontinuierlichen Operation mit mehreren Injektionen durch Anwenden des ausgewählten Werts (Bn), der durch die gemessene Umgebungstemperatur (Tx) angegeben ist, ermittelt werden, unddas Geteilt-Obergrenzbezeichnungsmittel (614) den ausgewählten Wert (Bn), der eine höhere geteilte Einspritzfrequenz aufweist, als eine Obergrenze innerhalb eines zulässigen Bereichs bestimmt, durch Vergleichen einer Motordrehzahl (Ne), die durch einen Motordrehsensor (105e) detektiert wird, mit einem Wert der zulässigen Motordrehzahl (Nk) in Bezug auf die derzeit gemessene Umgebungstemperatur (Tx), berechnet durch eine Interpolationsoperation aus den Referenzdaten (500).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen einer Fahrzeugmotorsteuervorrichtung, in der mehrfache Kraftstoffeinspritzungen, das heißt Kraftstoffeinspritzungen am selben Zylinder in einem Verbrennungszykluszeitraum eines Innenverbrennungsmotors mehrmals durchgeführt werden, und insbesondere auf eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung, in der ein solchen mehrfachen Kraftstoffeinspritzungen folgender Temperaturanstieg eines Kraftstoffeinspritzsteuerbereichs vermindert wird.
Beschreibung verwandten Stands der Technik
Ein Kraftstoffeinspritztyp-Mehrzylindermotor beinhaltet einen Kollektiveinspritztyp, der die Kraftstoffeinspritzung einmal in einem Verbrennungszykluszeitraum jedes Zylinders durchführt, einen geteilten (unterteilten) Einspritztyp, der eine Kraftstoffeinspritzung derselben Menge wie insgesamt durch mehrfache, geteilte Einspritzungen durchführt, oder einen intermittierenden geteilten Typ, der abwechselnd die kollektive Einspritzung und die geteilte Einspritzung wiederholt, um Fahrzeugabgas-Emissionsmaßnahmen und Kraftstoffeffizienz abhängig von der Lastbedingung zu verbessern.
Es ist anzumerken, dass eine geteilte Einspritzung, die hier erwähnt wird, verschiedene Einspritztypen beinhaltet, beispielsweise von einem geteilten Einspritztyp mit zwei Schritten oder Stufen, zusammengesetzt aus einer früheren Einspritzung im Einlasstakt und einer späteren Einspritzung im Kompressionstakt, bis zu einem geteilten Einspritztyp von maximal fünf Schritten, zusammengesetzt aus eine Piloteinspritzung im Kompressionstakt, einer Voreinspritzung, einer Haupteinspritzung und einer Nacheinspritzung im Verbrennungstakt, und einer Post-Einspritzung im Abgastakt.
Beispielsweise ist die „Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung“ der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2005 - 337 038 A (nachfolgend als Patentdokument 1 Bezeichnet), wie in den 3, 4 und 8 gezeigt), mit einem Thermistor 41 zum Detektieren einer Umgebungstemperatur Ta von FETs 35 - 37 zwischen dem Lade-FET 35 (in dieser Patentanmeldung erwähntes Verstärkungsschaltungselement) zum Erzeugen einer verstärkten Hochspannung, dem Trenn-FET 36 (in dieser Patentanmeldung erwähntes Schnellanregungs-Schaltelement) zum Anlegen einer verstärkten Hochspannung an eine Mehrzahl von Injektoren 20 und dem Konstantstrom-FET 37 (in dieser Patentanmeldung erwähntes Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement) zum Zuführen von Strom an die Injektoren 20 aus einer Batteriestromversorgung versehen. Zusätzlich wird eine Temperaturdifferenz zwischen einer Umgebungstemperatur Ta und einer Sperrschichttemperatur Tj der FETs 35 bis 37 bei Betrieb unter den schwersten Bedingungen vorläufig berechnet und gespeichert, welcher zu dieser tatsächlichen Umgebungstemperatur Ta addiert wird, wodurch die maximale Sperrschichttemperatur Tjmax berechnet wird. Wenn diese eine vorbestimmte Temperatur (beispielsweise 150 Grad C) zum Bestimmen eines Überhitzungszustands übersteigt, wird die Anzahl von geteilten Schritten (maximal fünf Schritte) der geteilten Einspritzung reduziert, wodurch ein solcher Temperaturanstieg gemindert wird.
Gemäß 10 und den Beschreibungen der Absätze [0055], [0056] wird beschrieben, dass der Thermistor 41 vorzugsweise in enger Nachbarschaft eines Kühlkörpers des MOSFET vorgesehen ist, der ein zu messendes Bauteil ist, um die Umgebungstemperatur Ta an der nächsten Position zu messen, wodurch ein Rechenfehler der Sperrschichttemperatur reduziert wird.
In den Beschreibungen werden vier Zylinder-FETs (in dieser Patentanmeldung erwähnte Schnellabschalt-Schaltelemente) für einen Vierzylindermotor, vier Trenn-FETs 36 (in dieser Patentanmeldung erwähntes Schnellanregungs-Schaltelement), zwei Konstantstrom-FETs 37 (in dieser Patentanmeldung erwähntes Stromzufuhraufrechterhaltungs-Schaltelement) pro Zylindergruppe und zwei Lade-FETs 35 (in dieser Patentanmeldung erwähntes Verstärkungsschaltelement) für jede Zylindergruppe verwendet.
Während allgemein zwei Trenn-FETs 36 und ein Lade-FET 35 verwendet werden, verwendet Patentdokument 1 vier Trenn-FETs 36 und zwei Lade-FETs 35, um die erzeugte Hitze zu verteilen, wobei keine Verbindungsschaltungsanordnung der vier Trenn-FETs 36 und der zwei Lade-FETs 35 offenbart wird.
Auch beschreibt die japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2011 - 220 244 A (nachfolgend als Patentdokument 2 bezeichnet) „eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung“ in 4 dergestalt, dass basierend auf der durch einen Thermistor detektierten Vorrichtungstemperatur T oder der Motordrehzahl N allen Einspritzsteuerungen A bis D gestattet ist, durchgeführt zu werden, wenn die detektierte Temperatur gleich oder kleiner als T11 ist oder die Drehzahl gleich oder kleiner als N11 ist; entweder der Steuerung B oder der Steuerung D, die größer bei der Wärmeerzeugungsmenge ist, gestattet wird, durchgeführt zu werden, wenn die detektierte Temperatur zwischen T11-T12(T12>T11) ist oder die Drehzahl zwischen N11-N12 (N12>N11) ist; oder es wird nur der Steuerung A und der Steuerung C gestattet, durchgeführt zu werden, wobei der Steuerung B und der Steuerung D untersagt ist, durchgeführt zu werden, wenn die detektierte Temperatur T12 übersteigt oder die Drehzahl N12 übersteigt, zum Mindern der Vorrichtungstemperatur.
Die darin erwähnte Steuerung A ist eine Kraftstoffeinspritzsteuerung mit einem langen Ventilöffnungsbefehls-Zeitraum, der einen Schnellstromzufuhr-Zeitraum eines großen Stroms und einen Ventilöffnungs-Haltezeitraum eines kleinen Stroms enthält, wie in 2(A) gezeigt, und die Steuerung B ist eine Kraftstoffeinspritzsteuerung mit einem kurzen Ventilöffnungsbefehls-Zeitraum, der nur einen Schnellstromzufuhr-Zeitraum eines großen Stroms beinhaltet, wie in 2(B) gezeigt.
Die Steuerung C ist eine Kraftstoffeinspritzsteuerung, welche einmal in einem Verbrennungszykluszeitraum des Motors eine Kraftstoffeinspritzung ermöglicht, wie in 3(A) gezeigt, und die Steuerung D ist eine Kraftstoffeinspritzsteuerung, die eine geteilte Einspritzung zweimal ermöglicht, wie in 3(B) gezeigt.
Absatz [0038] von Patentdokument 2 beschreibt, dass die in der Injektor-Antriebsschaltung 22 durch die Steuerung D zum Durchführen mehrerer Kraftstoffeinspritzungen erzeugte Wärmemenge größer ist als diejenige durch die Steuerung C, wie offensichtlich ist.
Absatz [0036] von Patentdokument 2 beschreibt, dass die in der Injektor-Antriebsschaltung 22 durch die Steuerung B, die einen großen Strom abschaltet, erzeugte Wärmemenge größer als diejenige durch die Steuerung A ist.
Jedoch steigt der Ventilöffnungsbefehls-Zeitraum für den Injektor proportional zur Einlassluftmenge responsiv auf den Herunterdrückgrad des Fahrpedals an und nimmt in reverser Proportion zur Motordrehzahl ab. Daher wird in dem Fall, bei dem die erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge klein ist, was keinen Ventilöffnungshalte-Zeitraum erfordert, und die Stromzufuhr unmittelbar, nachdem der Schnellstromzufuhrstrom abgeschwächt ist, gestoppt wird, die durch die Injektor-Antriebsschaltung 22 durch die Steuerung B erzeugte Wärmemenge anscheinend kleiner als diejenige durch Steuerung A, so dass es nicht einfach möglich ist, zu spezifizieren, welches Niveau an Abschwächungsabschaltstrom die Steuerung B nachteiliger machen würde.
Da selbst obwohl die Stromzufuhr während des Schnellstromzufuhrzeitraums eines großen Stroms gestoppt wird, die Wärmemenge nicht ansteigt, falls die Abschwächung durch eine Kommunikationsschaltung vorgenommen wird oder Leistung durch einen Kondensator gesammelt wird, gibt es im Allgemeinen einen Widerspruch, dass nicht gesagt werden kann, dass die erzeugte Wärmemenge durch die Steuerung B einfach größer als diejenige durch die Steuerung A ist.
Auch umfasst die „Antriebsvorrichtung für Elektromagnetlast“ der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2001 - 14 043 A (nachfolgend als Patentdokument 3 bezeichnet), die sich auf die thermische Steuerung gemäß dieser Patentanmeldung bezieht, wie in 1 gezeigt, eine Verstärkungsschaltung, die hauptsächlich aus einer Spule L11, einem Transistor T00, einer Oszillationsschaltung 100 und Kondensatoren C10, C20 zum raschen Anlegen von Injektor-Magnetventilen 101a bis 104a aufgebaut ist. Die Vorrichtung ist als ein Beispiel eines regenerativen Ladungssystems offenbart, in welchem die elektromotorische Gegenkraftenergie, die in den Magnetventilen 101a bis 104a zum Zeitpunkt des elektrischen Leitungsabschaltens erzeugt wird, durch Dioden D10 bis D40 gesammelt und durch die Kondensatoren C10, C20 zum Zwecke der Reduktion eines Leistungsverlusts akkumuliert wird, wobei die ECU 200 ausgelegt ist, die Spannung der Kondensatoren C10, C20 zum Zeitpunkt des elektrischen Leitungsabschaltens des Magnetventils 101a bis 104a zu überwachen und das elektrische Leitungsabschalt-Timing einzustellen, selbst obwohl die Spannung variiert, wodurch die Ventilöffnungs-Charakteristika stabilisiert werden.
US 2009/0159047 A1 ist gerichtet auf eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einer Einspritzantriebsschaltung, die einen Injektor antreibt und einer Temperatur-Detektionsvorrichtung, die einen Zeitpunkt detektiert, zu dem eine Bedingung der Überschreitung einer Temperatur der Einspritzantriebsschaltung erfüllt ist. Des Weiteren enthält die Steuervorrichtung ein Mittel zur Durchführung einer Steuerung zur Reduzierung der Wärmeerzeugung durch Auswahl und Beschränkung eines Injektorstroms, Kraftstoffdrucks, Drehzahl des Motors und Spannung aus einer Batterie auf Grundlage des Zeitpunkts.
Die US 8 776 763 B2 ist auf eine weitere Verbrennungsmotorsteuerung gerichtet und umfasst einen Stromdetektionsteil, der beim Erreichen eines Schaltstopstromwerts des durch eine Boostspule fließenden Stroms diesen Strom zeitweilig unterbricht.
DE 102 10 163 A1 lehrt einen weiteren Ansatz zum Steuern eines Verbrennungsmotors, bei dem die Einspritzung in zumindest zwei Teileinspritzungen unterteilt wird. Abhängig unter anderem von einer Temperaturbedingung, können Teileinspritzungen freigegeben oder abgeschaltet werden.
Erläuterung des Problems im Stand der Technik
Die „Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung“ gemäß dem obigen Patentdokument 1 ist mit dem Thermistor 41 zum Detektieren der Umgebungstemperatur Ta an der nächsten Position des FET, der ein Schaltelement, das thermisch zu überwachen ist, ist, vorgesehen und beschränkt die Anzahl von Einspritzschritten oder Stufen, so dass die Sperrschichttemperatur des Schaltelements, welche aus der Umgebungstemperatur Ta geschätzt wird, zu einer vorbestimmten Temperatur oder niedriger werden kann.
Jedoch ist die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung allgemein im Motorraum installiert, so dass es notwendig ist, die Temperatur innerhalb des Motorraums als maximal 120 °C anzunehmen, während, um die Temperatur des Übergangsbereichs des Halteelements unter zum Beispiel 175 °C oder weniger zu bringen, es notwendig ist, die Temperatur des Kühlkörperbereichs, der die Innentemperatur des Halbleiterelements repräsentiert, auf 150 °C oder weniger zu steuern.
Daher gibt es das Problem, dass der für das Schaltelement in der Innenseite der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gestattete interne Temperaturanstieg 20 bis 30 °C oder weniger wird, und dass selbst, obwohl die Temperatur an der nächsten Position des Schaltelements detektiert wird, ihre Verteilung zwischen der Umgebungstemperatur und dem Temperaturanstieg aufgrund der Selbstwärmeerzeugung nicht detektiert wird, so dass die Temperaturanstiegskomponente des Schaltelements nicht genau gesteuert werden kann, und dass selbst falls der Temperaturanstieg tatsächlich viel kleiner ist, eine Steuerung nur mit einer Marge, basierend auf dem höchsten Temperaturanstieg für das Szenario der schlechtesten Bedingung.
Es ist anzumerken, dass Patentdokument 1 ausgelegt ist, die erzeugte Wärme unter Verwendung der vier getrennten FETs 36 (in dieser Patentanmeldung erwähntes Schnellanregungs-Schaltelement) zu verteilen und dass es für diesen Zweck notwendig ist, insgesamt acht positive und negative Anschlüsse der vier Magnetventile 101a bis 104a mit der Antriebsschaltung 100 zu verbinden. Daher gibt es das Problem, dass Kosten und Fahrzeuggewicht ansteigen, wenn die Anzahl externer Verdrahtungen ansteigt, und dass die Kontaktzuverlässigkeit sinkt, aufgrund des Anstiegs der Stiftzahl des Verbinders und einer Auftrittswahrscheinlichkeit einer Trennung/Kurzschlussschaltung eines Erdungsfehlers, der die Erdungsschaltung der externen Verdrahtungen kontaktiert, oder einer abnormalen Anschlussfehlerverbindung derselben mit der Positivseitenverdrahtung der Stromversorgung wächst.
Auch ist in der „Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung“ gemäß dem obigen Patentdokument 2 ist ein thermisches Informationserfassungsmittel, welches den thermischen Sensor oder die Motordrehzahl, die darin verwendet wird, anzeigt, nicht bzgl. Temperaturerfassung spezifiziert, deren Bereich auf der Innenseite der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung und deren Schaltelement in der Antriebsschaltung fokussiert ist, ebenfalls nicht spezifiziert.
Daher gibt es ein Problem, dass, während, falls angenommen wird, dass die Motordrehzahl durch das thermische Informationserfassungsmittel erfasst wird, der Temperaturanstieg von beispielsweise dem Verstärkungsschaltelement aus der Motordrehzahl geschätzt werden kann, aber die Temperatur des Verstärkungsschaltelements selbst nicht abgeschätzt werden kann, falls die Umgebungstemperatur nicht bekannt ist.
Auch gibt es ein Problem, dass, selbst obwohl die Motordrehzahl bestimmt wird, der eigentlich Temperaturanstieg des Schaltelementes, welches den Ventilöffnungshaltestrom liefert, nicht abgeschätzt werden kann.
Auch gibt es ein Problem, dass, falls der thermische Sensor zu einem thermischen Informationserfassungsmittel gemacht wird, und falls der thermische Sensor die Temperatur der nächsten Position des wärmeerzeugten Elementes detektiert, die Unterscheidung zwischen der Umgebungstemperatur und dem Temperaturanstieg aufgrund der selbst erzeugten Wärme nicht vorgenommen werden kann, so dass, falls er an einer Position weit weg vom wärmeerzeugten Element vorgesehen ist, die Temperatur des wärmeerzeugten Elementes selbst nicht geschätzt werden kann.
Während 5 von Patentdokument 2 einen anwendbaren Steuermodus mit einem Dualkennfeld der durch den thermischen Sensor detektierten Temperatur und der Motordrehzahl beim Beschäftigen mit dem obigen Problem bestimmt, wird nicht individuell auf eine Mehrzahl von Schaltelementen in den Antriebsschaltungen fokussiert, so dass eine individuelle, genaue Bestimmung nicht vorgenommen werden kann und nur eine allgemeine Bestimmung mit einer gewissen Marge vorgenommen werden kann.
Andererseits gibt es ein Problem, dass in der „Antriebsvorrichtung von elektromagnetischer Last“ gemäß dem obigen Patentdokument 3 die Verwendungsanzahl der Stromzufuhr-Aufrechterhaltungsschaltelemente T11, T21, der Schnellanregungs-Schaltelemente T12, T23 und des Verstärkungsschaltelements 100 geringer ist als die Verwendungsanzahl der Schnellabschalt-Schaltelemente T10 bis T40, die eine Mehrzahl von Magnetventilen teilen, so dass der Stromverlust konzentriert wird und der Temperaturanstieg des lokalen Teils übermäßig wird.
Auch gibt es ein Problem, dass, während das regenerative Ladesystem zum Unterdrücken des Temperaturanstiegs der Schnellabschalt-Schaltelemente T10 bis T40 und des Verstärkungsschaltelements T100 angewendet wird, ein kompliziertes Justiermittel zum Stabilisieren der Ventilöffnungs-Charakteristika erforderlich ist.
Auch, wie aus 2 zu sehen, da die Transistoren T13, T23 in der Verstärkungsschaltung pro Zylindergruppe verbunden sind, die Kondensatoren C10, C20 nicht abwechselnd mit demselben Magnetventil verwendet werden können, was zu der Anordnung einer Konzentration der erzeugten Wärme am einzelnen Verstärkungselement T100 und der einzelnen Spule L11 führt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Erläuterung des Erfindungszwecks
Die erste Aufgabe der Erfindung ist es, eine Motorsteuervorrichtung bereitzustellen, in welcher die thermische Steuerung von Schaltelementen für die Antriebskontrolle in Bezug auf eine Mehrzahl von Elektromagnetspulen, die Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventile und Verstärkungsschaltelemente in einem Verstärkungssteuerschaltbereich, der eine verstärkte Hochspannung für einen Hochgeschwindigkeitsantrieb erzeugt, antreiben, genau ausgeführt wird, wodurch die geteilte Einspritzfrequenz erhöht wird oder die Motordrehzahl verstärkt wird, was die geteilte Einspritzung ermöglicht.
Die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Motorsteuervorrichtung bereitzustellen, in welcher die Konzentration des übermäßigen Temperaturanstiegs in einem spezifizierten Schaltelement vermieden wird, wodurch die geteilte Einspritzfrequenz vergrößert wird oder die Motordrehzahl verbessert wird, was die geteilte Einspritzung ermöglicht.
Eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung in der Apparatur gemäß der vorliegenden ersten Erfindung zum sequentiellen Antreiben eines Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventils, das für jeden Zylinder eines Mehrzylindermotors vorgesehen ist, umfassend:

einen Antriebssteuerschaltungsteil, der eine Mehrzahl von Schaltelementen zum abwechselnden und sequentiellen Antrieb einer Mehrzahl von Elektromagnetspulen zum öffnenden Antrieb der Elektromagnetventile beinhaltet, für sowohl eine erste Zylindergruppe als auch eine zweite Zylindergruppe, einen Verstärkungssteuerschaltungsteil, der eine verstärkte Hochspannung zum schnellen Anregen der Elektromagnetspulen erzeugt, und einen Betriebssteuerschaltungsteil, der hauptsächlich aus einem Mikroprozessor und einem Programmspeicher aufgebaut ist, wobei:
- der Verstärkungssteuerschaltungsteil enthält ein oder mehrere Induktionselemente, die intermittierend durch ein oder mehrere Verstärkungsschaltelemente aus einer Fahrzeugbatterie angeregt werden, und einen oder mehrere Hochspannungskondensatoren, die auf eine verstärkte Hochspannung als ein Ziel über mehrere intermittierende Operationen durch elektromagnetische Energie geladen werden, die in den entladen werdenden Induktionselementen akkumuliert ist, wenn das Verstärkungsschaltelement geöffnet wird, und
- der Antriebssteuerschaltungsteil ein individuell oder für jede Zylindergruppe über ein Rückflussverhinderungselement verbundenes Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement zwischen der Fahrzeugbatterie und den Elektromagnetspulen, ein individuell oder für jede Zylindergruppe zwischen dem Hochspannungskondensator 114a und den Elektromagnetspulen verbundenes Schnellanregungs-Schaltelement, ein individuell oder für jede Zylindergruppe parallel mit den Elektromagnetspulen verbundenes Kommutierungs-Schaltelement und ein individuell in Reihe mit der Elektromagnetspule oder dem Kommutierungs-Schaltelement verbundenes Schnellabschalt-Schaltelement enthält.

Der Betriebssteuerschaltungsteil beinhaltet weiter ein Kraftstoffeinspritzbefehlsmittel, das den mehreren Schaltelementen einen Kraftstoffeinspritzbefehl bereitstellt, ein Steuerprogramm, das ein Geteilt-Obergrenzen-Bezeichnungsmittel bildet, das einen oberen Grenzwert eines ausgewählten Werts zum Bezeichnen, wie viel Mal das Kraftstoffeinspritz-Befehlssignal derselben Elektromagnetspule während eines Verbrennungszyklus-Zeitraums jedes Motors in dem Mehrzylindermotor bereitgestellt werden sollte, bestimmt, und Referenzdaten, die eine Datentabelle oder eine approximierte Berechnung sind,
die Referenzdaten eine Aggregierung von Referenzdaten ist, die sich jeweils auf eine Mehrzahl von zu überwachenden Elementen bezieht, in welchen die Referenzdaten den durch das Geteilt-Obergrenzbezeichnungsmittel begrenzten ausgewählten Wert als einen Vermittel-Parameter beinhaltet und aus Minimalwerten aufgebaut ist, die durch numerische Daten einer zulässigen Motordrehzahl editiert werden, die durch eine detektierte Umgebungstemperatur bestimmt ist, als einen Parameter, detektiert durch ein Umgebungstemperatur-Detektionselement und sich auf Installationsumgebungen der zu überwachenden Elemente bezieht, die jegliches des Induktionselements, des Verstärkungsschaltelements, des Schnellanregungs-Schaltelements, des Stromzufuhraufrechterhaltungs-Schaltelements und des Schnellabschalt-Schaltelements repräsentiert,
die zulässige Motordrehzahl statistische Daten beinhaltet, die durch experimentelles Bestätigen, dass die innere Temperatur der zu überwachenden Elemente gleich oder kleiner als eine vorbestimmte zulässige Grenztemperatur wird, selbst im Falle einer kontinuierlichen Operation mit mehreren Injektionen durch Anwenden des ausgewählten Werts, der durch die gemessene Umgebungstemperatur angegeben ist, ermittelt werden, und
das Geteilt-Obergrenzbezeichnungsmittel den ausgewählten Wert, der eine höhere geteilte Einspritzfrequenz aufweist, als eine Obergrenze innerhalb eines zulässigen Bereichs bestimmt, durch Vergleichen einer Motordrehzahl Ne, die durch einen Motordrehsensor detektiert wird, mit einem Wert der zulässigen Motordrehzahl in Bezug auf die derzeit gemessene Umgebungstemperatur, berechnet durch eine Interpolationsoperation aus den Referenzdaten.
Der Betriebssteuerschaltungsteil gemäß der vorliegenden zweiten Ausführungsform beinhaltet weiter ein Steuerprogramm, das ein Geteilt-Obergrenzwertbezeichnungsmittel bildet, welches einen oberen Grenzwert eines ausgewählten Werts zum Bestimmen, wie viel Mal das Kraftstoffeinspritzbefehlssignal derselben Elektromagnetspule während eines Verbrennungszykluszeitraums jedes Motors in dem Mehrzylindermotor bereitgestellt werden sollte, bestimmt, und Referenzdaten, die eine Datentabelle oder eine angenäherte Berechnung sind, editiert durch Sammeln experimenteller Daten, die sich auf die mehreren überwachten Elemente beziehen,
das Geteilt-Obergrenzbezeichnungsmittel den ausgewählten Wert mit einer möglichen höheren geteilten Einspritzfrequenz als einen oberen Grenzwert innerhalb eines zulässigen Bereichs bestimmt, unter einer Bedingung, dass eine Innentemperatur der überwachten Elemente gleich oder niedriger einem vorbestimmten zulässigen Grenzwert wird, in Assoziierung mit der durch ein Umgebungstemperatur-Detektionselement detektierten, derzeit gemessenen Umgebungstemperatur, einer zulässigen Motordrehzahl der, berechnet aus den Referenzdaten und einer durch einen Motordrehsensor detektierten, derzeit zulässigen Motordrehzahl, und
weiter beinhaltend ein Verlust-Unterdrückungsmittel des Wärmeerzeugungs-Verteilungsmittels zum Unterdrücken eines Temperaturanstiegs eines Teils der innerhalb der Verstärkungssteuerschaltung und dem Antriebssteuerschaltungsteil bereitgestellten Schaltelemente.
Wie oben beschrieben, umfasst die Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung einen Antriebssteuerschaltungsteil für eine Mehrzahl von Elektromagnetspulen zur Kraftstoffeinspritzung, einen Verstärkungsschaltteil, der eine verstärkte Hochspannung für eine schnelle Anregung erzeugt, und einen Betriebssteuerschaltungsteil, der ein oder mehrere Kraftstoffeinspritzbefehle für dieselbe Elektromagnetspule erzeugt, wobei der Betriebssteuerschaltungsteil Referenzdaten zur Umgebungstemperatur gegenüber zulässiger Motordrehzahl mit einem ausgewählten geteilten Einspritzfrequenzwert aufweist, der zu einem mittleren Parameter gemacht ist, und ein Steuerprogramm-Ausbildungsteilungsobergrenzwertbezeichnungsmittel. Das Geteilt-Obergrenzwert-Bezeichnungsmittel bestimmt einen ausgewählten Wert einer größtmöglichen geteilten Einspritzfrequenz als einen oberen Grenzwert unter der Bedingung, dass die Innentemperatur des zu überwachenden Elementes einen vorbestimmten zulässigen Grenzwert oder weniger aufweist, in Relation auf die durch das Umgebungstemperatur-Detektionselement detektierten aktuellen Umgebungstemperatur, einer aus den Referenzdaten berechneten zulässigen Motordrehzahl und der durch den Drehsensor detektierten aktuellen Motordrehzahl.
Entsprechend kann bei solch einer Umgebungstemperatur, bei der die aktuelle Motordrehzahl niedrig ist, der Temperaturanstieg des zu überwachenden Elements niedrig ist und kein Problem bei der Innentemperatur auftritt, die Verbrennungs-Charakteristik von Kraftstoff durch Vergrößern der geteilten Einspritzfrequenz verbessert werden.
Der Wert der zulässigen, geteilten Einspritzfrequenz basiert auf statistischen Daten, die vorab aus experimentellen Messungen durch eine Mehrzahl von Fahrzeugmotorsteuervorrichtungen ermittelt werden, was keine Abschätzung der Innentemperatur des zu überwachenden Elements während echter Maschinenoperationen erfordert, und eine Mehrzahl von zu überwachenden Elementen kann gemessen überwacht werden, so dass die Steuerlast des Mikroprozessors vorteilhaft reduziert werden kann.
Auch umfasst die Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung einen Antriebssteuerschaltungsteil für eine Mehrzahl von Elektromagnetspulen zur Kraftstoffeinspritzung, einen Verstärkungsschaltungsteil, der eine verstärkte Hochspannung für eine schnelle Anregung erzeugt und einen Betriebssteuerschaltungsteil, der eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzbefehle für dieselbe Elektromagnetspule während eines Verbrennungszyklus des Motors erzeugt, wobei
der Betriebssteuerschaltungsteil Umgebungstemperatur-Referenzdaten gegenüber zulässiger Motordrehzahl, wobei ein ausgewählter Wert der geteilten Einspritzfrequenz zu einem mittleren Parameter gemacht wird und ein Steuerprogramm, das ein geteiltes oberes Grenzwertbezeichnungsmittel ausbildet, umfasst
dieses Geteilt-Obergrenzbezeichnungsmittel einen ausgewählten Wert einer größtmöglichen geteilten Einspritzfrequenz als Obergrenze zu einer Bedingung bestimmt, dass die Innentemperatur des zu überwachenden Elementes einen vorbestimmten zulässigen Grenzwert oder weniger aufweist, in Relation zu der durch das Umgebungstemperatur-Detektionselement detektierten aktuellen Umgebungstemperatur, einer aus den Referenzdaten berechnete zulässigen Motordrehzahl und der durch den Drehsensor detektierten aktuellen Motordrehzahl, und zu zumindest einem Teil der mit dem Verstärkungsschaltungsteil versehenen Schaltelementen und dem Antriebssteuerschaltungsteil ein Verlustminderungsmittel oder Erzeugungswärme-Abstrahlungsmittel zum Mindern des Temperaturanstiegs hinzugefügt wird.
Daher ist es vorteilhaft, dass in einem Fall, bei dem ein spezifisches Schaltelement bei der Temperatur übermäßig höher wird als andere Schaltelemente, das Temperaturminderungsmittel für die spezifischen Schaltelemente hinzugefügt wird, um die Verbrennungs-Charakteristik von Kraftstoff zu verbessern, indem die geteilte Einspritzfrequenz höher gemacht wird.
Auch basiert der Wert der zulässigen geteilten Einspritzfrequenz auf Statistikdaten, die vorab aus experimentellen Messungen bei einer Mehrzahl von Fahrzeugmotorsteuervorrichtungen ermittelt worden sind, so dass keine Abschätzung der Innentemperatur des zu überwachenden Elementes während des echten Maschinenbetriebs erforderlich ist, und eine Mehrzahl von zu überwachenden Elementen gemeinsam überwacht werden können, so dass die Steuerlast des Mikroprozessors vorteilhaft reduziert werden kann.
Figurenliste
In den beigefügten Zeichnungen ist:

1 ein Diagramm einer gesamten elektrischen Schaltung einer Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
2 ein Diagramm, das ein Layout des in 1 gezeigten thermischen Detektionselements zeigt;
3A bis 3H ein Zeitdiagramm, welches die Operationen der in 1 gezeigten Vorrichtung zeigt;
4 ein Graph, der Charakteristikkurven zeigt, die sich auf zulässige Drehzahlen eines Motors in der in 1 gezeigten Vorrichtung beziehen;
5A bis 5F ein Datentabellendiagramm von Referenzdaten, die in der in 1 gezeigten Vorrichtung verwendet werden;
6 ein Flussdiagramm zum Erläutern des Betriebs der in 1 gezeigten Vorrichtung;
7 ein Diagramm einer gesamten elektrischen Schaltung einer Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;
8 ein Diagramm einer gesamten elektrischen Schaltung einer Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;
9A bis 9H ein erstes Zeitdiagramm zum zuerst Erläutern der Operationen der in 8 gezeigten Vorrichtung;
10A bis 10E ein zweites Zeitdiagramm zum zweiten Erläutern der Operationen der in 8 gezeigten Vorrichtung;
11 ein Diagramm einer gesamten elektrischen Schaltung einer Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung; und
12A bis 12C ein Zeitdiagramm zum Erläutern der Operationen der in 11 gezeigten Vorrichtung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen einer Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
Detaillierte Beschreibung der Anordnung
Zuerst wird eine Anordnung von 1, die eine gesamte elektrische Schaltung einer Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, beschrieben.
In 1 besteht eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100A hauptsächlich aus einem Antriebssteuerschaltungsteil 120A für Elektromagnetspulen 103i (nachfolgend gelegentlich als eine Elektromagnetspule 103i in Singularform bezeichnet) von Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventilen, die in Assoziierung mit den Zylindernummern i=1,2, m eines Mehrzylindermotors vorgesehen sind, einem Verstärkungssteuerschaltungsteil 110A, der eine Hochspannungsstromversorgung zum schnellen Anregen der Elektromagnetspulen 31 bis 34 bildet, und einem Betriebssteuerschaltungsteil 130A, der aus einem integrierten Schaltungselement eines Chips oder von zwei Chips zusammen mit dem Verstärkungssteuerschaltungsteil 110A aufgebaut ist, und einer Konstantspannungsstromversorgung 140 zum Zuführen einer vorbestimmten stabilisierten Spannung an jeden Steuerschaltungsteil.
Eine Fahrzeugbatterie 101, die mit dem Äußeren der Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100A verbunden ist, liefert eine Stromversorgungsspannung Vbb über einen Ausgangskontakt eines Stromversorgungsrelais 102 an die Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100A.
Es ist anzumerken, dass das Stromversorgungsrelais 102 durch einen Stromquellenschalter (nicht gezeigt) aktiviert wird, indem er geschlossen wird und, mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit durch das Öffnen des Stromschalters deaktiviert wird.
Ein Wahlfreizugriffsspeicher RAM-Speicher RMEM, wie er später erwähnt wird, ist ausgelegt, winzigste Leistung aus der Fahrzeugbatterie 101 unmittelbar durch eine (nicht gezeigte) Stromversorgungsschaltung aufzunehmen.
Eine Analogsensorgruppe 104 besteht aus Analogsensoren für die Antriebssteuerung des Motors, wie etwa einem Fahrpedal-Positionssensor zum Detektieren des Herunterdrückgrades des Fahrpedals; einem Drosselpositionssensor zum Detektieren der Ventilöffnung einer Einlassdrossel; einem Luftflusssensor zum Detektieren einer Einlassluftmenge für den Motor; einem Kraftstoffdrucksensor zum Einspritzen von Kraftstoff; einem Abgassensor zum Detektieren der Sauerstoffdichte von Abgas und einem Kühlwassertemperatursensor des Motors (im Falle eines wassergekühlten Motors).
Eine Schaltsensorgruppe 105 beinhaltet einen Motordrehsensor 105e zum Detektieren einer Motordrehzahl und daneben einen Schaltsensor wie etwa einem Kurbelwinkelsensor zum Bestimmen des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Detektieren der Fahrzeuggeschwindigkeit; und einen manuell betätigten Schalter, wie etwa einen Fahrpedalschalter, einen Bremspedalschalter, einen Handbremsenschalter und einen Gangschalter zum Detektieren der Wählhebelposition des Getriebes.
Eine elektrische Lastgruppe 107 (nicht gezeigt), die durch die Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100A angetrieben wird, besteht aus elektrischen Lasten einer Hauptmaschinerie, wie etwa einer Zündspule (wie etwa im Falle eines Benzinmotors) und einem Einlassventil-Abgassensor, einem Stromversorgungsrelais für die Laststromversorgung, einer elektromagnetischen Kupplung für die Klimaanlagen und einer Alarm/Anzeigenausrüstung.
Die Elektromagnetspule 103i, die eine spezifische elektrische Last aus der elektrischen Lastgruppe 107 ist, dient zum Antrieb des Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventils in Bezug auf die Zylindernummer i, wobei die Elektromagnetspulen 31 bis 34 den Fall eines Vierzylindermotors angeben.
Es ist anzumerken, dass im Falle eines Vierzylinder-Reihenmotors die Elektromagnetspulen 31, 34, die in Assoziierung mit der Zylinderanordnungsreihenfolge 1 bis 4 vorgesehen sind, eine aus den Elektromagnetspulen 31 bis 34 für die außen angeordneten Zylinder 1, 4, und eine zweite Gruppe, die aus den Elektromagnetventilen 33, 32 für die innen angeordneten Zylinder 3, 2 beinhalten, wobei die Kraftstoffeinspritzung beispielsweise in der zirkulierten Reihenfolge von Elektromagnetventil 31 → Elektromagnetspule 33 → Elektromagnetspule 34 → Elektromagnetspule 32 → Elektromagnetspule 31 durchgeführt wird, wobei die Elektromagnetspulen 31, 34 die erste Gruppe und die Elektromagnetspulen 33, 32 der zweiten Gruppe abwechselnd die Kraftstoffeinspritzung durchführen, um die Fahrzeugkarosserieschwingung zu reduzieren.
Selbst im Falle eines Sechszylinder-Reihenmotors und eines Achtzylinder-Reihenmotors kann durch Durchführen abwechselnder Kraftstoffeinspritzungen mit den in erste und zweite Gruppen unterteilten Elektronikspulen die Fahrzeugkarosserieschwingung reduziert werden und können die Ventilöffnungsbefehlssignale für die Elektromagnetspulen innerhalb derselben Gruppe nicht wechselseitig auf Zeitbasis überlappen.
Bei der Innenseitenanordnung der Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100A umfasst der Betriebssteuerschaltungsteil 130A einen Mikroprozessor CPU, den RAM-Speicher RMEM für Berechnungen, einen nicht-flüchtigen Programmspeicher PGM, der beispielsweise flashbasiert ist, und einen Mehrkanal-A/D-Wandler ADC vom sequentiellen Umwandlungstyp, der ein analoges Eingangssignal von 16 Kanälen in ein Digitalsignal umwandelt, in welchem der Programmspeicher PRG Referenzdaten 500 enthält, welche später Bezug nehmend auf 5 erwähnt werden.
Es ist anzumerken, dass der Programmspeicher PGM elektrisch und kollektiv blockweise gelöscht werden kann, in welchem ein Teil der Blöcke als ein nicht-flüchtiger Datenspeicher verwendet wird, um wichtige Daten innerhalb des RAM-Speichers RMEM zu speichern.
Die Konstantspannungsstromversorgung 140 wird mit Strom aus der Fahrzeugbatterie 101 über den Ausgangskontakt des Stromversorgungsrelais 102 versorgt, erzeugt eine stabilisierte Spannung von beispielsweise 5 V Gleichstrom oder 3,3 V Gleichstrom, welcher dem Betriebssteuerschaltungsteil 130 zuzuführen ist und erzeugt eine Backup-Stromversorgung von beispielsweise 2,8 V zum Speichern der Daten im RAM-Speichers RMEM durch die direkte Stromzufuhr aus der Fahrzeugbatterie 101.
Die mit der Stromversorgungsspannung Vbb über den Ausgangskontakt des Stromversorgungsrelais 102 aus der Fahrzeugbatterie 101 belieferte Verstärkungssteuerschaltung 110A besteht hauptsächlich aus einer seriellen Schaltung eines Induktionselements 112a, einer Ladediode 113a, und einem Hochspannungskondensator 114A und einer seriellen Schaltung eines Verstärkungsschaltelements 115a und eines Stromdetektionswiderstands 111a, der am Induktionselement 112a und einer Erdungsschaltung gesammelt wird. Wenn das Verstärkungsschaltelement 115 geschlossen oder eingeschaltet wird, so dass der durch das Induktionselement 112a fließende Strom einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird das Verstärkungsschaltelement 115a geöffnet oder ausgeschaltet, so dass die in dem Induktionselement 112a akkumulierte elektromagnetische Energie über die Ladediode 113a an den Hochspannungskondensator 114a abgegeben wird, wodurch Umschalten des Verstärkungsschaltelements 115a mehrmals die verstärkte Hochspannung Vh1, das heißt die eine Ladespannung des Hochspannungskondensators 114a ist, als ein Ziel von beispielsweise 72 V Gleichstrom zu einer vorbestimmten Spannung ansteigt.
Die Anschlussspannung am Stromdetektionswiderstand 111a wird an eine Rückkopplungssteuerschaltung 18 als ein Rückkopplungsstromsignal Vc angelegt.
Ein Angrenzend-Detektionselement 119 detektiert die Temperatur der nächsten Position des Verstärkungsschaltelements 115a und legt eine Signalspannung am Mikroprozessor CPU als eine gemessene angrenzende Temperatur Ty an.
Die Anschlussspannung am Hochspannungskondensator 114a wird durch Spannungsteilerwiderstände 117a, 117b unterteilt, die als Rückkopplungsspannungssignal Vf an die Rückkopplungssteuerschaltung 118 anzulegen ist.
Wenn das Rückkopplungsstromsignal Vc unter einem zweiten vorbestimmten Schwellenwert ist, erzeugt die Rückkopplungssteuerschaltung 118 ein Verstärkungsgattersignal D zum Antrieb des Verstärkungsschaltelements 115 zum Schließen der Schaltung, oder um eingeschaltet zu werden. Wenn der durch das Induktionselement 112 fließende Strom entsprechend erhöht wird und das Rückkopplungsstromsignal Vc den zweiten Schwellenwert übersteigt, wird das Verstärkungsgattersignal D so gestoppt, dass das Verstärkungsschaltelement 115a deaktiviert und ausgeschaltet wird. Wenn ein vorbestimmter Zeitraum nach der Deaktivierung und dem Ausschalten verstreicht, so dass der Ladestrom aus dem Induktionselement 112a an den Hochspannungskondensator 114a zu einem vorbestimmten Wert oder kleiner wird, wird das Verstärkungsgattersignal D wieder erzeugt. Danach wird dieselbe Umschaltsteueroperation wiederholt.
Wenn das Rückkopplungsspannungssignal Vf unter einer vorbestimmten Spannung etwas niedriger als eine unterteilte Spannung der Verstärkungshochspannung Vh1 als einem Ziel ist, ermöglicht die Rückkopplungssteuerschaltung 118, dass das Verstärkungsgattersignal D erzeugt wird und das Verstärkungsschaltelement 115a zum Schließen der Schaltung oder Einschalten angetrieben wird. Wenn die Ladespannung des Hochspannungskondensators 114a entsprechend ansteigt, um so die verstärkte Zielhochspannung Vh zu übersteigen, stoppt die Rückkopplungssteuerschaltung 118 die Erzeugung des Verstärkungsgattersignals D, wodurch ein solches Hystereseoperation durchgeführt wird, bei der das Verstärkungsschaltelement 115a nicht zum Schließen der Schaltung angetrieben wird.
Die Antriebssteuerschaltungseinheit 120A besteht aus einer Reihenschaltung eines Stromerzeugungsaufrechterhaltungs-Schaltelements 121j und eines Rückflussverhinderungselements 125j zum Anlegen der Stromversorgungsspannung Vbb an einen gemeinsamen Anschluss der Elektromagnetspulen 31, 34 der ersten Gruppe, einem Schnellanregungs-Schaltelement 122j zum Anlegen der verstärkten Hochspannung Vh1, einem Schnellabschalt-(ausschalt-)Schaltelement 123i, das individuell auf der stromabwärtigen Seite der Elektromagnetspulen 31, 34 vorgesehen ist, und einem Kommutationsschaltelement 126j, das zwischen dem gemeinsamen Anschluss und der Erdungsschaltung vorgesehen ist.
In diesem Fall zeigt j eine Gruppennummer an, wobei j=1, und zeigt i eine Zylindernummer an, wobei i = 1 oder 4.
Auch sind mit den Elektromagnetspulen 33, 32 der zweiten Gruppe das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j, das Rückflussverhinderungselement 125j, das Schnellanregungs-Schaltelement 122j; das Schnellabschalt-Schaltelement 123i und das Kommutierungs-Schaltelement 126j verbunden, wobei j = 2 und i = 2 oder 3.
Die Gattersteuerschaltung 128 empfängt einen Kraftstoffeinspritzbefehl INJi aus dem Betriebssteuerschaltungsteil 130A, was ein Stromzufuhrgattersignal A für das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j, ein Schnellstromzufuhrgattersignal B für das Schnellanregungs-Schaltelement 122j und ein Leitungsgattersignal C für das Schnellabschalt-Schaltelement 123i erzeugt, wodurch die entsprechenden Schaltelemente zum Schließen der Schaltung angetrieben werden.
Es ist anzumerken, dass der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi ein Signal ist, das zu einem vorbestimmten Zeitpunkt durch den Kurbelwinkelsensor erzeugt und nach einem vorbestimmten Kraftstoffeinspritzzeitraum gestoppt wird. In diesem Kraftstoffeinspritzzeitraum werden das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j und das Schnellabschalt-Schaltelement 123i entsprechend dem Zylinder, der ein Objekt für die Kraftstoffeinspritzung ist, zum Schließen der Schaltung angetrieben, während das Schnellanregungs-Schaltelement 122j angetrieben wird, die Schaltung in einem kurzen Zeitraum ab dem Auftreten des Kraftstoffeinspritzbefehls INJi bis zu der Zeit, wenn der Anregungsstrom der ausgewählten Elektromagnetspule 103i einen vorbestimmten Anregungsstrom erreicht, zu schließen. Dann wird der Anregungsstrom der Elektromagnetspule 103i auf einem Ventilöffnungshaltestrom gehalten, während das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j intermittierend betrieben wird. In dem Fall, bei dem das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j intermittierend geöffnet oder abgeschaltet wird und das Schnellabschalt-Schaltelement 123i zum Schließen der Schaltung gehalten wird, kehrt der Strom zum Zeitpunkt des Öffnens der Schaltung zu dem Fluss durch das Kommutationsschaltelement 126j zurück.
Wenn das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j und das Schnellabschalt-Schaltelement 123i geöffnet werden, fließt der Ventilöffnungshaltestrom, der durch das Elektromagnetventil 31 oder die Elektromagnetspule 34 geflossen ist, durch eine Sammlungsdiode 116i in den Hochspannungskondensator 114a, so dass der Anregungsstrom rasch abzuschalten ist.
Es ist anzumerken, dass für Durchführung der Bestimmung des Schnellanregungsstroms und die Ventilöffnungshaltestromsteuerung die Elektromagnetspule 103i mit einem Stromdetektionsregister (nicht gezeigt) pro Gruppe versehen ist und das Detektionssignal des Anregungsstroms an der Gattersteuerschaltung 128 eingegeben wird.
Auch detektiert ein Umgebungstemperatur-Detektionselement 139, wie es bezugnehmend auf 2 beschrieben wird, die Umgebungstemperatur innerhalb der Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100A und gibt eine Signalspannung an den Mikroprozessor CPU als eine gemessene Umgebungstemperatur Tx.
Dann wird 2, die eine Layout-Figur einer Anordnung des Temperaturdetektionselements der in 1 gezeigten Vorrichtung ist, beschrieben.
In 2 umfasst die Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100A ein Schaltungssubstrat 200, das in einer abgedichteten Weise in einem Gehäuse 109, welches aus einer Basis und einer Abdeckung gebildet ist, untergebracht ist. Ein Teil eines Paars von Eingangs-/Ausgangsverbindern 108, 108, Materialtemperatur auf dem Schaltungssubstrat 200, ist außerhalb des Gehäuses 109 exponiert, wobei ein Kabelbaum zur externen Verdrahtung (nicht gezeigt) ausgelegt ist, damit verbunden zu sein.
Als auf dem Schaltungssubstrat 200 montierte Haupt-Wärmeerzeugungsteile werden ein integriertes Schaltungselement im Betriebssteuerschaltungsteil 130a, der in einer weit entfernten Zentrumsnähe des Schaltungssubstrats 200 angeordnet ist, eine Mehrzahl von Transistoren, welche stabilisierte Spannungen von beispielsweise 5 V Gleichstrom und 3,3 V Gleichstrom aus der auf der rechten Seite angeordneten Konstantspannungsstromversorgung 140 erzeugen; das Verstärkungsschaltelement 115a und das Induktionselement 112a im auf der linken Seite angeordneten Verstärkungssteuerschaltungsteil 110A; zwei Schnellanregungs-Schaltelemente 122j im Antriebssteuerschaltungsteil 120A, zwei Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelemente 121j; vier Schnellabschalt-Schaltelemente 123i und dergleichen erwähnt. Zusätzlich sind eine Anzahl von Eingangswiderständen in einer (nicht gezeigten) Eingangsschnittstellenschaltung auf der rechten Seitenposition montiert.
Das Angrenzendemperatur-Detektionselement 119 ist an einer Position angrenzend am Verstärkungsschaltelement 115a im Verstärkungssteuerschaltungsteil 110A vorgesehen, um Anwesenheit/Abwesenheit einer abnormalen Überhitzung des Verstärkungsschaltelements 115a für einen Abnormalitätsalarm direkt zu detektieren.
Ein Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a, das an einer ersten Einstellposition 181 vorgesehen ist, die auf der Innenseite irgendeines des Paars von Eingangs-/Ausgangsverbindern 108, 108 oder an einer zweiten Einstellposition 182, welche eine mittlere Position des Paars von Eingangs-/Ausgangsverbindern 108, 108 ist, wird außerhalb oder innerhalb eines Gehäuses 109 gesetzt, um die Einstellumgebungstemperatur zu messen. Um am Schaltungssubstrat 200 aus Gründen der Bequemlichkeit der Verdrahtung montiert zu werden, wird es auf dem Schaltungssubstrat 200 an einer Stelle montiert, die nicht an Hochwärmeerzeugungsteile angrenzend ist, einschließlich überwachten Elementen, in einem Temperaturverteilungsbereich, dessen Temperatur niedriger als die sich auf die Temperaturverteilung zumindest im Gehäuse 109 beziehende Durchschnittstemperatur ist.
Es ist anzumerken, dass dieses Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a die Umgebungstemperatur Ta des Induktionselements 112a, des Verstärkungsschaltelements 115a oder des Schnellanregungs-Schaltelements 122j als ein überwachtes Element misst, welche zur jedem Schaltelement gemeinen, gemessenen Umgebungstemperatur Tx gemacht wird.
Diejenigen, die gelegentlich von den hier erwähnten überwachten Elementen als spezifische überwachte Elemente genannt werden, sind Elemente, deren Stromverbrauch proportional zur Kraftstoffeinspritzfrequenz pro Sekunde ansteigt. Diese Elemente dienen Ventilöffnungs-Antriebsoperationen der Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventile und werden direkt bezüglich der geteilten Einspritzfrequenz beeinflusst, was nicht bezogen ist auf die Ventilöffnungs-Halteoperation.
Im Gegensatz dazu weisen das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j und das Schnellabschalt-Schaltelement 123i, welche nicht spezifisch überwachte Elemente sind, einen Stromverbrauch auf, der proportional zu der Kraftstoffeinspritzmenge ansteigt, die pro Sekunde erforderlich ist, und ebenfalls die Kraftstoffeinspritzfrequenz pro Sekunde beeinflusst aufweisen, die hauptsächlich die Ventilöffnungs-Halteoperation durchführen und auch in der VentilöffnungsAntriebsoperation involviert sind.
Es ist anzumerken, dass, falls das Schnellabschalt-Schaltelement 123i von einem Typ zum Absorbieren der elektromagnetischen Energie, wenn der Ventilöffnungshaltestrom ausgeschaltet oder abgeschaltet wird, ist, sein verbrauchter Strom weitgehend durch die Kraftstoffeinspritzfrequenz pro Sekunde beeinflusst ist, während, falls es von einem regenerativen Ladungstyp für den Hochspannungskondensator 114a ist, wie in 1 gezeigt, es weniger durch die Kraftstoffeinspritzfrequenz beeinflusst wird.
Jedoch fließt durch das Schnellabschalt-Schaltelement 123i und das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j ein großer Strom zur Ventilöffnungsantriebszeit zeitweilig oder fließt ein Abschwächungsstrom nach der Ventilöffnungsantriebszeit zeitweilig, so dass der Einfluss der Ventilöffnungsantriebsoperation nicht vernachlässigt werden kann.
Andererseits ist ein Hochumgebungstemperatur-Detektionselement 139c angrenzend am Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j vorgesehen, wodurch die Temperatur des Stromerzeugungsaufrechterhaltungs-Schaltelements 121j direkt überwacht werden kann und wird der Durchschnittswert der durch das Hochumgebungstemperatur-Detektionselement 139c detektierten Temperatur und der durch das Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a detektierten Temperatur berechnet und als gemessene Umgebungstemperatur Tx verwendet, die jedem Schaltelement gemein ist.
Das Durchschnittsumgebungstemperatur-Detektionselement 139b ist ein Temperaturdetektionselement, das an einem Ort montiert ist, an welchem die Umgebungstemperatur entsprechend der Durchschnittstemperatur der durch das Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a detektierten Temperatur und der durch das Hochumgebungstemperatur-Detektionselement 139c detektierten Temperatur detektiert wird, welches anstelle des Niederumgebungstemperatur-Detektionselements 139a und des Hochumgebungstemperatur-Detektionselements 139c verwendet wird.
Es ist anzumerken, dass, während die in 1 gezeigte Ausführungsform 1 das Durchschnittsumgebungstemperatur-Detektionselement 139b, verwendet, die in 7 gezeigte Ausführungsform 2 das Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a verwendet, die in 8 gezeigte Ausführungsform 3 das Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a zusammen mit einem Hochumgebungstemperatur-Detektionselement 139c verwendet, um die Durchschnittstemperatur zu berechnen und die in 11 gezeigte Ausführungsform 4 das Durchschnittsumgebungstemperatur-Detektionselement 139b gleich wie in 1 verwendet.
In einer anderen Ausführungsform, in welcher eine Duchschnittstemperatur der Temperatur Ta, welche durch das Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a detektiert wird, und der durch das Hochumgebungstemperatur-Detektionselement 139c detektierten Temperatur Tc berechnet und als gemessene Umgebungstemperatur Tx verwendet wird, die jedem Schaltelement gemein ist, wird ein Rechenkoeffizient der Durchschnittstemperatur abhängig vom gleitenden Durchschnittswert (z.B. Durchschnittswert für 10 Sekunden) der Einlassluftmenge variiert, welche den Lastzustand des Motors anzeigt; und kann in einem Hochlastzustand durch Ändern der Temperatur auf der Seite nahe an dem Hochumgebungstemperatur-Detektionselement 139c auf die gemessene Umgebungstemperatur Tx, selbst obwohl vorbestimmte Einlassluftmengen, die in 5D und 5E gezeigt sind, wie beschrieben wird, auf eine Einlassluftmenge im mittleren Lastzustand fixiert sind, eine präzisere Bestimmung gemacht werden.
Detaillierte Erläuterung von Wirkung und Betrieb
Eine detaillierte Erläuterung von Wirkung und Betrieb der Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, die ausgelegt ist wie 1 und 2 gezeigt, wird unter Bezugnahme auf die 3A bis 3H beschrieben, welche Zeitdiagramme zum Beschreiben des Betriebs der in 1 gezeigten Vorrichtung sind, 4, welche ein Charakteristikkurvendiagramm ist, das sich auf zulässige Drehzahl des Motors der in 1 gezeigten Vorrichtung bezieht, und 5A bis 5F, welche Datentabellendiagramme sind, welche die Referenzdaten in der in 1 gezeigten Vorrichtung bilden.
Zuerst wird in 1, wenn der Stromschalter (nicht gezeigt) geschlossen wird, der Ausgangskontakt des Stromversorgungsrelais 102 geschlossen, um die Stromversorgungsspannung Vbb an die Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100A anzulegen.
Als Ergebnis erzeugt die Konstantspannungsstromversorgung 140 stabilisierte Spannungen von beispielsweise 5 V Gleichstrom und 3,3 V Gleichstrom, um den Steuerbetrieb des Mikroprozessors CPU zu starten.
Der Mikroprozessor CPU erzeugt ein Lastantriebsbefehlssignal für die elektrische Lastgruppe 107 in Reaktion auf die Betriebsbedingung der Schaltsensorgruppe 105 und der Analogsensorgruppe 104, wie auch den Inhalten des in dem nicht-flüchtigen Programmspeicher PRG gespeicherten Steuerprogramms und erzeugt einen Kraftstoffeinspritzbefehl INJi an den Elektromagnetspulen 31 bis 34, welche die spezifischen elektrischen Lasten sind, von der elektrischen Lastgruppe 107 durch den Antriebssteuerschaltungsteil 120A.
Andererseits weist der Verstärkungssteuerschaltungsteil 110A den durch intermittierenden Betrieb oder Ein/Aus-Schalten des Verstärkungsschaltelements 115a auf eine verstärkte Hochspannung Vh1 als ein Ziel geladenen Hochspannungskondensator 114a auf.
Während in einem Zeitraum, in welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi erzeugt wird, irgendeines des Paars von Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelementen 121j (j = 1 oder 2) und irgendeines der vier Schnellabschalt-Schaltelemente 123i (i = 1 bis 4) angetrieben werden, um die Schaltung zu schließen; wird im Verlauf eines kurzen Zeitraums, unmittelbar nachdem der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi erzeugt worden ist, irgendeines des Paars von Schnellanregungs-Schaltelementen 122j (j = 1 oder 2) angetrieben, um die Schaltung zu schließen. Das Schnellanregungs-Schaltelement 122j regt eine der Elektromagnetspulen 103i (i = 1 bis 4) als Kraftstoffeinspritzziel dieses Mals unter Verwendung der verstärkten Hochspannung Vh1 an und dann verbindet das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j intermittierend die Stromversorgungsspannung Vbb, wodurch der Ventilöffnungshaltestrom zugeführt wird. Das Schnellabschalt-Schaltelement 123i schaltet die Elektromagnetspule 103i schnell ab, wenn der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi gestoppt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die in der Elektromagnetspule 103i gespeicherte elektromagnetische Energie in den Hochspannungskondensator 114a in einer regenerativen Weise durch die Sammeldiode 160i geladen.
Es ist anzumerken, dass bei dieser Ausführungsform 1 der Hochspannungskondensator 114a wiederholte Operationen aufweist, so dass in einem Zeitraum ab dem Zeitpunkt unmittelbar nachdem der Stromversorgungsschalter (nicht gezeigt) geschlossen ist, bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Kraftstoffeinspritzung dadurch gestartet wird, dass der Motor mit einem Anlassermotor rotiert wird, die verstärkte Hochspannung Vh anfangs auf eine verstärkte maximale Spannung Vp = 72 V Gleichstrom geladen wird und dann zum Beispiel die Entladungs-abgeschwächte Spannung Vd = 66 V Gleichstrom durch eine Kraftstoffeinspritzung einmalig entladen wird und dann wieder auf die verstärkte Maximalspannung Vp durch die nächste Einspritzzeit dadurch geladen wird, dass das Verstärkungsschaltelement 115 wieder intermittierend betrieben wird.
Daher hält der Hochspannungskondensator 114a stets eine Hochspannung von 72 bis 66 V Gleichstrom, so dass die Stromabschwächungs-Charakteristika der Elektromagnetspule 103i, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement 123i geöffnet wird, stabilisiert wird, was verhindert, dass das Ventilschließ-Timing variiert.
Es ist anzumerken, dass, da jedes Schaltelement einen Feldeffekttransistor mit einem kleinen Innenwiderstand und einer sehr kleinen Geschlossenschaltungsspannung ein/aus schaltet, der im Transistor erzeugte verbrauchte Strom einen Wert von (Offenschaltungsspannung) × (Leckstrom bei Offenschaltung) + (Geschlossenschaltungsspannung) × (Leitungsstrom) annimmt, so dass der Leckstrom zur Offenschaltungszeit sehr klein ist und die Geschlossenschaltungsspannung zur Geschlossenschaltungszeit sehr klein ist, was zu einem sehr kleinen Zeitverlust führt.
Jedoch wird tatsächlich die Schaltaktion nicht momentan durchgeführt, was zu einem transienten Stromverlust aufgrund einer Offenschaltungsspannung und eines Leitungsstroms im Geöffnet/Geschlossenschaltungs-Übergangsprozess führt.
Das Induktionselement 112a und das Verstärkungsschaltelement 115a werden verwendet, um die vier Elektromagnetspulen 103i bei hoher Geschwindigkeit sequentiell anzutreiben und den Hochspannungskondensator 114a durch mehrere zehn intermittierende Operationen neu zu laden, jedes Mal, wenn ein einzelner Hochgeschwindigkeitsantrieb der Elektromagnetspule 103i gemacht wird, was das schwerwiegendste Schaltelement im Aspekt auf Wärmeerzeugung realisiert.
Daher ist es in dem System einer geteilten Mehrschritt-Einspritzung von 3 bis 5 Schritten notwendig, die Motordrehzahl auf eine solche zu beschränken, bei der zumindest eine geteilte Mehrschritt- Einspritzung vorgenommen werden kann, durch zum Beispiel Teilen oder Unterteilen des Verstärkungsschaltelements 115a und des Induktionselements 112a pro Gruppe.
Das Schnellanregungs-Schaltelement 122j ist vorteilhafter gegenüber dem Verstärkungsschaltelement 115a im Aspekt der Wärmeerzeugung, weil, während darauf verstärkte Hochspannung Vh1 angelegt wird, um einen großen Strom zu bewältigen, das Element 122j durch die Zylindergruppe vorgesehen ist, und nur eine einzige Schaltoperation in Bezug auf eine einzelne Kraftstoffeinspritzung erfordert.
Während das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j einen zeitweilig großen Strom aufweist, der hindurchfließt, sich aber abschwächt, ist die angelegte Spannung die Stromversorgungsspannung Vbb, ist der Ventilöffnungshaltestrom klein und wird durch die Zylindergruppe bereitgestellt, so dass es im Hinblick auf die Wärmeerzeugung über Verstärkungsschaltelement 115a vorteilhaft ist.
Falls ausgelegt, die in der Elektromagnetspule 103i zur Abschaltzeit akkumulierte elektromagnetische Energie zu absorbieren, weist das Schnellabschalt-Schaltelement 123i einen hohen Temperaturanstieg aufgrund einer geteilten Einspritzung auf, aber ist individuell mit jeder Elektromagnetspule 103i verbunden, so dass dies vorteilhaft gegenüber dem Verstärkungsschaltelement 115a im Hinblick auf die Wärmeerzeugung ist.
Im Zeitdiagramm von 3A bis 3H zum Erläutern des Betriebs der Vorrichtung in 1, zeigt 3A einen logischen Zustand des Ventilöffnungsbefehlssignals gemäß dem Kraftstoffeinspritzbefehl INJi für jeden Zylinder, wo zur Zeit t0 der Ventilöffnungsbefehl erzeugt wird und zur Zeit t2 der Ventilöffnungsbefehl gestoppt oder beendet wird.
3B zeigt eine Wellenform eines Anregungsstroms in Bezug auf eine Elektromagnetspule 103i, wobei zur Zeit t0 ein Stromzufuhrgattersignal A, ein Schnellstromzufuhrgattersignal B und ein Leitungsgattersignal C, die in den 3E, 3F bzw. 3G gezeigt sind, erzeugt werden, und sind das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j, das Schnellanregungs-Schaltelement 122j und das Schnellabschalt-Schaltelement 123i geschlossen, was dazu führt, dass der Anregungsstrom rasch ansteigt. Am Ende des Ventilöffnungsantriebszeitraums zur Zeit, wenn der Anregungsstrom den Spitzenstrom Ia erreicht, oder zu einer Zeit in etwa, wenn er den Spitzenstrom Ia erreicht, wird das in 3F gezeigte Schnellstromzufuhrgattersignal B gestoppt und wird so das Schnellanregungs-Schaltelement 122j geöffnet, wodurch der Anregungsstrom auf einen Ventilöffnungshaltesteuer-Startstrom Ib in einem Abschwächungs-Stabilisierungszeitraum bis zur Zeit t1 abgeschwächt wird.
Dann wird das in 3E gezeigte Stromzufuhrgattersignal A intermittierend erzeugt. Wenn der Anregungsstrom gleich oder niedriger als der untere Grenzstrom Ie des Ventilöffnungshaltestroms Ih wird, wird das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j geschlossen und gleich oder größer dem oberen Grenzstrom Id wird, wird das Element Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j geöffnet, so dass ein vorbestimmter Ventilöffnungshalt Ih aufrechterhalten wird. Wenn das Leitungsgattersignal C in 3G gestoppt wird, wenn das Ventilöffnungssignal in 3A zur Zeit t2 gestoppt wird, wird das Schnellabschalt-Schaltelement 123i geöffnet, so dass der Hochspannungskondensator 114a mit einer Spitzenspannung, die in 3H gezeigt ist, zu laden ist.
3C zeigt eine Wellenform einer verstärkten Hochspannung Vh1, welches die Anschlussspannung am Hochspannungskondensator 114a ist. Im Zustand, bei dem die verstärkte Maximalspannung Vp am Ende des Anfangsladens unmittelbar nachdem der Stromversorgungsschalter geschlossen ist, wenn der Ventilöffnungsantrieb für die Elektromagnetspule 103i durchgeführt wird, wird Vh1 auf die Entladungs-abgeschwächte Spannung Vd gesenkt. Ab Zeit t1 wird das in 3D gezeigte Verstärkungsgattersignal D für die intermittierenden Operationen des Verstärkungsschaltelements 115a neu geöffnet und erreicht Vh1 die verstärkte Maximalspannung Vp wieder zur Zeit t3, was für die nächste schnelle Anregung vorbereitet.
Es ist anzumerken, dass zu einer Zeit t2, zu der das regenerative Laden aus der Elektromagnetspule 103i durchgeführt wird, zu welcher der Hochspannungskondensator 114a zeitweilig um eine Spannung ΔV inkrementiert wird.
Auch ist unter der Annahme, dass der Hochspannungskondensator 114a eine ausreichend große elektrostatische Kapazität aufweist, die Differenz zwischen der verstärkten maximalen Spannung Vp und der Entladungs-abgeschwächten Spannung Vd klein, so dass selbst obwohl das Schnellabschalt-Schaltelement 123i zu irgendeiner Zeit zwischen Zeit t1 bis Zeit t3 geöffnet wird, die Entladungs-Charakteristik der Elektromagnetspule 103i stabil ist, so dass eine stabile Ventilschließ-Charakteristik erhalten wird.
Als Nächstes bezeichnet in 4, welche ein Charakteristikkurvendiagramm zeigt, das sich auf zulässige Drehzahl des Motors bezieht, die horizontale Achse eine Umgebungstemperatur Ta innerhalb der Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100A, welche durch das Durchschnittsumgebungstemperatur-Detektionselement 139b detektiert wird, und bezeichnet die vertikale Achse eine zulässige Motordrehzahl Nk mit einem ausgewählten Wert Bn der geteilten Einspritzfrequenz, der zu einem Parameter gemacht ist.
Die durch experimentelle Messungen in Bezug auf die zulässige Motordrehzahl Nk, die hier erwähnt ist, ermittelten statistischen Daten zeigen, dass beispielsweise wenn ein ausgewählter Wert der geteilten Einspritzfrequenz Bn = B3 und der aktuelle Wert der Umgebungstemperatur Ta die gemessene Umgebungstemperatur Tx ist und wenn die aktuelle Motordrehzahl Ne, die durch den Motordrehsensor 105e gemessen wird, gleich oder niedriger einer ersten zulässigen Drehzahl N1 ist, auf einer ersten Charakteristikkurve 401, die Innentemperatur des zu überwachenden Elementes gleich oder niedriger als die zulässige Grenztemperatur Tjmax wird, selbst obwohl die geteilte Einspritzsteuerung fortgesetzt wird.
Selbst bei derselben gemessenen Umgebungstemperatur Tx wird eine zweite zulässige Drehzahl N2 im Falle einer zweiten Charakteristikkurve 402 ermittelt, wobei der ausgewählte Wert Bn=B2<B3, und wird eine dritte zulässige Drehzahl N3 in dem Fall einer dritten Charakteristikkurve 403 ermittelt, wo der ausgewählte Wert Bn=B1<B2.
Es ist anzumerken, dass, wenn die Motordrehzahl Ne gleich oder größer einer vorbestimmten Schwellenwertdrehzahl N4 ist, der ausgewählte Wert Bn den Minimalwert B1 auszuwählen ist.
In den 5A bis 5F, die Datentabellen zeigen, wo die erste Charakteristikkurve 401, die zweite Charakteristikkurve 402 und die dritte Charakteristikkurve 403 in 4 gelistet sind, wobei 5A Referenzdaten 501 zeigt, die sich auf das Induktionselement 112a beziehen, 5B Referenzdaten 502 zeigt, die sich auf das Verstärkungsschaltelement 115a beziehen, 5C Referenzdaten 503 zeigt, die sich auf das Schnellanregungs-Schaltelement 122j beziehen, 5D Referenzdaten 504 zeigt, die sich auf das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j beziehen, 5E Referenzdaten 505 zeigt, die sich auf das Schnellabschalt-Schaltelement 123i beziehen und 5F Referenzdaten 500 zeigtn, die durch Kombinieren von 5A bis 5E aufgebaut sind.
In den Referenzdaten 500 bis 505 ist die oberste Linie in 15 Stufen von -30 Grad C bis 110 Grad C bei der Umgebungstemperatur Ta unterteilt.
Die Auswahl B3 der nächsten Linie repräsentiert D*11-D*15 als reale Zahlwerte, die Werte der zulässigen Motordrehzahl Nk entsprechend jeder Umgebungstemperatur Ta auf der ersten Charakteristikkurve 401 sind, annehmend, dass die Auswahl Bn=B3, wo ein Referenzsymbol „*“ = 1 bis 5 entsprechende Referenzdatennummern 501 bis 505, wobei „*“ für die Referenzdatennummer 500 gelöscht ist.
Gleichermaßen repräsentiert die unterste Auswahl B1 D*31-D*35 als Realzahl-Werte, welche die zulässige Motordrehzahl Nk sind, welche der Umgebungstemperatur Ta entspricht, auf der dritten Charakteristikkurve 403, annehmend, dass der ausgewählte Wert Bn=B1.
Es ist anzumerken, dass für das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j in 5D sein Temperaturanstieg abhängig von der Einlassluftmenge variiert, so dass Referenzwerte für eine vorbestimmte Einlassluftmenge aufgelistet sind. Dasselbe gilt für die 5E.
Auch ist die Datentabelle in 5F aus (D11-D35) zusammengesetzt, welches die Minimalwerte aus den Daten (D111-D135), (D211-D235), (D311-335), (D411-D435) und (D511-D535) sind.
Wenn die Referenzdaten 500, die eine Datentabelle sind, tatsächlich verwendet werden, wird die erste zulässige Drehzahl N1, die zweite zulässige Drehzahl N2 oder die dritte zulässige Drehzahl N3 entsprechend der tatsächlich gemessenen Umgebungstemperatur Tx durch die Interpolationsoperation bestimmt, wobei die zulässige Drehzahl bei der Umgebungstemperatur Ta um die gemessene Temperatur Tx liegt.
Es ist anzumerken, dass diese Referenzdaten 500 auch unter Verwendung einer Datentabelle ausgedrückt werden können, wie in den 5A bis 5F gezeigt, oder durch angenäherte Berechnung anstelle der Tabelle.
Auch, falls bekannt ist, dass aus einer Mehrzahl von zu überwachenden Elementen spezifische zu überwachende Elemente den maximalen Temperaturanstieg aufweisen, so dass unvermeidlich die anderen zu überwachenden Elemente keine exzessive Temperatur aufweisen können, können durch Begrenzen der geteilten Einspritzfrequenz, basierend auf den zu überwachenden spezifischen Elementen, jegliche der Referenzdaten 501 bis 505 als die Referenzdaten 500 ohne Änderungen verwendet werden.
Beim Vorbereiten der Referenzdaten 501 bis 505 sind die überwachten Elemente (112a, 115a, 112j) und das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j in der Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100A als ein experimentelles Objekt jeweils mit angrenzenden Temperatursensoren für experimentelle Messungen versehen, wobei bestimmt werden kann, dass die angrenzende Temperatur die zulässige Motordrehzahl Nk erreicht hat, basierend auf der Tatsache, dass die durch den Temperatursensor detektierte angrenzende Temperatur eine vorbestimmte Maximaltemperatur erreicht hat.
Die Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100A als ein experimentelles Objekt ist in einem temperaturkontrollierten Bad installiert, das auf mehrere Stufen verändert werden kann, zusammen mit dem Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventil, und es wird in das Kraftstoffeinspritzbefehlssignal INJi einer wertvollen vorbestimmten Impulsbreite bei einem variablen vorbestimmten Zeitraum durch einen Simulator gegeben, wodurch die Motordrehzahl und die Kraftstoffeinspritzmenge äquivalent und variabel eingestellt werden.
Auch sind in den experimentellen Stufen die Umgebungstemperatursensoren an verschiedenen Orten des Schaltungssubstrats montiert, um Daten zum Bestimmen der Installationsorte des Niederumgebungstemperatur-Detektionselements 139a und des Hochumgebungstemperatur-Detektionselements 139c zu bestimmen.
Als Nächstes wird 6, die ein Flussdiagramm zum Beschreiben des Betriebs der in 1 gezeigten Vorrichtung ist, beschrieben.
In 6 ist Schritt 600 ein Schritt für den Mikroprozessor, den Kraftstoffeinspritzsteuerbetrieb zu starten. Der Mikroprozessor CPU führt ab dem Startschritt bis zum Operationsendschritt, der Schritt 610 ist, wie beschrieben werden wird, aus, führt dann die anderen Steuerprogramme aus und kehrt wieder zu Schritt 600 zurück, wobei die folgenden Schritte wiederholt ausgeführt werden, wobei der Wiederholungszeitraum kürzer als das Kraftstoffeinspritzintervall bei maximaler Drehzahl des Motors ist.
Der nächste Schrittblock 610 bildet ein geteiltes Einspritzbefehlsmittel zum Bestimmen, ob der geteilte Einspritzbefehl durchgeführt werden sollte oder nicht, aus dem aktuellen Betriebszustand entscheidend, wobei bestimmt wird, ob eine gemeinsame Einspritzung einmal durchgeführt werden sollte oder geteilte Einspritzungen mehrmals (mehrfach geteilte Einspritzungen) während eines Kraftstoffzykluszeitraums des Motors durchgeführt werden sollte. Im Anfangsbetrieb, dessen Einspritzfrequenz nicht bekannt ist, wird eine einzelne Kraftstoffeinspritzung bestimmt.
Der nächste Schrittblock 612 bildet ein Kraftstoffeinspritzbefehlsmittel zum Erzeugen eines einzelnen oder mehrfachen Kraftstoffeinspritzbefehlssignals INJi während eines Kraftstoffzyklus in Reaktion auf die Bestimmungsinhalte des Schrittblocks 611, wobei abhängig vom Erzeugungs-Timing und dem Erzeugungszeitraum des Kraftstoffeinspritzbefehlssignals INJi das Kraftstoffeinspritz-Timing und die Kraftstoffeinspritzzeit bestimmt werden.
Der nächste Schritt 613 ist ein Bestimmungsschritt zum Bestimmen, ob es die Zeit ist, zu der das dem aus Schritten 601 bis 608 zusammengesetzte Schrittblock 614 entsprechende geteiltes Obergrenzbezeichnungsmittel ausgeführt werden sollte, so dass beispielsweise die Bestimmung von JA in Intervallen von beispielsweise einigen wenigen Sekunden getroffen wird, fortschreitend zu Schritt 601, während zur anderen Zeit die Bestimmung von NEIN gemacht wird und zu dem Operationsendschritt 610 fortgeschritten wird.
Schritt 601 ist ein Angrenzend-Temperaturbestimmungsmittel zum Bestimmen, ob eine gemessene angrenzende Temperatur Ty, die durch das angrenzende Temperaturdetektionselement 119 detektiert wird, einen Steuerzielwert der zulässigen Grenztemperatur Tjmax im Inneren beispielsweise des Verstärkungsschaltelements 115a minus einer vorbestimmten Marge überschritten hat oder nicht. Falls dies der Fall ist, wird die Bestimmung von JA getroffen, und zu Schritt 607b fortgeschritten, wo das Auftreten des Hochtemperaturabnormalitäts-Bestimmungssignals gespeichert wird, während, falls dies nicht der Fall ist, die Bestimmung von NEIN getroffen wird, und zu Schritt 602a fortgeschritten wird.
Im Schritt 602a wird die Impulserzeugungsfrequenz durch den Motordrehsensor 105e gemessen und wird die aktuelle Motordrehzahl Ne berechnet, dann fortschreitend zu Schritt 602b.
Im Schritt 602b wird bestimmt, ob die im Schritt 602a berechnete Motordrehzahl Ne die obige vorbestimmte Schwellenwertdrehzahl N4 oder größer ist oder nicht. Falls dies der Fall ist, wird die Bestimmung von JA getroffen, zu Schritt 602c fortschreitend, während, falls dies nicht der Fall ist, die Bestimmung von NEIN getroffen wird, fortschreitend zu Schritt 603a.
Es ist anzumerken, dass die Schwellenwertdrehzahl N4 eine Motordrehzahl ist, die den ausgewählten Wert Bn der geteilten Einspritzfrequenz der Minimalfrequenz B1 unkonditional macht, falls die Motordrehzahl die Schwellenwertdrehzahl N4 oder größer ist.
Schritt 602c ist ein Schritt, der ein Minimalauswahlwert-Anwendungsmittel bildet, in welchem als der ausgewählte Wert Bn die Minimal-Einspritzfrequenz B1 bezeichnet ist, woraufhin zum Betriebsendeschritt 610 fortgeschritten wird.
Schritt 603a liest eine gemessene Umgebungstemperatur Tx aus, welche durch das Durchschnittsumgebungstemperatur-Detektionselement 139b detektiert wird, fortschreitend zu Schritt 603b.
Schritt 603b bildet ein Hochtemperaturumgebungs-Bestimmungsmittel, in welchem bestimmt wird, ob die gemessene Umgebungstemperatur Tx, die im Schritt 603a ausgelesen wird, eine vorbestimmte Referenzumgebungstemperatur T0 überstiegen hat oder nicht. Falls dies der Fall ist, wird die Bestimmung von JA vorgenommen, fortschreitend zu Schritt 607a, während, falls dies nicht der Fall ist, die Bestimmung von NEIN getroffen wird, fortschreitend zu Schritt 604.
In Schritt 604 werden zulässige Motordrehzahlen N1, N2 und N3 durch die Interpolations-Operation aus der Datentabelle in den 5A bis 5F, welche die Referenzdaten 500 bilden, die im Programmspeicher PRG gespeichert sind, entsprechend der Einspritzfrequenz berechnet, basierend auf dem ausgewählten Wert Bn und der gemessenen Umgebungstemperatur Tx, die im Schritt 603a ausgelesen wird, fortschreitend zu Schritt 605a.
Schritt 605a ist ein Bestimmungsschritt, in welchem bestimmt wird, ob die im Schritt 602a berechnete aktuelle Motordrehzahl Ne unter der ersten zulässigen Drehzahl N1 ist, die im Schritt 604 berechnet ist. Falls dies der Fall ist, wird die Bestimmung von JA getroffen, fortschreitend zu Schritt 606a, während, falls dies nicht der Fall ist, die Bestimmung von NEIN getroffen wird, fortschreitend zu Schritt 605b.
Schritt 606a wählt den ausgewählten Wert Bn = B3 und schreitet zu Schritt 608 fort.
Schritt 605b ist ein Bestimmungsschritt zum Bestimmen, ob die aktuelle Motordrehzahl Ne, die im Schritt 602a berechnet ist, unter der zweiten zulässigen Drehzahl N2 ist, die im Schritt 604 berechnet wird, oder nicht. Falls dies der Fall ist, wird die Bestimmung von JA getroffen, fortschreitend zu Schritt 606b, während, falls dies nicht der Fall ist, die Bestimmung von NEIN getroffen wird, fortschreitend zu Schritt 606c.
Schritt 606b wählt den ausgewählten Wert Bn=B2 aus und schreitet zu Schritt 608 fort.
Schritt 606c bestimmt den ausgewählten Wert Bn=B1 und schreitet zu Schritt 605c fort.
Schritt 605c ist ein Bestimmungsschritt zum Bestimmen, ob die im Schritt 602a berechnete aktuelle Motordrehzahl Ne unter der im Schritt 604 berechneten zulässigen Drehzahl N3 liegt oder nicht. Falls dies der Fall ist, wird die Bestimmung von JA getroffen und es wird zu Operationsendschritt 610 fortgeschritten, während, falls dies nicht der Fall ist, die Bestimmung von NEIN getroffen wird, fortschreitend zu Schritt 607a.
Schritt 607a ist ein Bestimmungsschritt, in welchem bestimmt wird, ob eine Abnormalitäts-Bestimmung im Schritt 603b oder Schritt 605c für länger als die vorbestimmte Schwellenwertzeit τ gehalten wird oder nicht, wobei, falls dies der Fall ist, die Bestimmung von JA getroffen wird, fortschreitend zu Schritt 607b, während, falls es nicht der Fall ist, die Bestimmung von NEIN getroffen wird, fortschreitend zum Betriebsendschritt 610.
Schritt 607b bildet ein Abnormalitätsalarmmittel, in welchem eine Abnormalitätsalarmausgabe erzeugt wird, wenn im Schritt 601 die angrenzende Temperatur als abnormal hoch bestimmt ist, und es wird auch eine Abnormalitätsalarmausgabe erzeugt, wenn der Auftrittszustand des Umgebungs-Abnormalitäts-Bestimmungssignals im Schritt 603b sich länger als die vorbestimmte Schwellenwertzeit τ fortsetzt, oder wenn ein Zustand, bei dem im Schritt 605c die aktuelle Motordrehzahl Ne bestimmt ist, übermäßig hoch zu sein, selbst obwohl der ausgewählte Wert Bn zum Minimum B1 im Schritt 606c gemacht wird, sich länger als der vorbestimmte Schwellenwertzeit fortsetzt, wodurch zumindest Abnormalitätsauftritts-Information gesichert wird oder mehrfache Einspritzsteuerungen gestoppt werden, fortschreitend zum Operationsendschritt 610.
Schritt 608 bildet ein Anstiegsauswahlverzögerungs-Verarbeitungsmittel, in welchem bei Auswahl in Schritten 606a und 606b, wenn ein Anstiegsauswahlbefehl zum Auswählen des ausgewählten Werts Bn, einen Wert anzunehmen, der größer als der vorherige ausgewählte Wert Bn ist, kontinuierlich erzeugt wird, selbst nachdem eine vorbestimmte Schwellenwertzeit τ verstrichen ist, wird die Anstiegsverarbeitung des ausgewählten Werts Bn gültig gemacht, während, wenn die Auswahl im Schritt 606b eine Deklination anzeigt, sie unmittelbar valide gemacht wird, fortschreitend zu Schritt 610.
Es ist anzumerken, dass der Wert der vorbestimmten Schwellenwertzeit τ, der auf das Abnormalitätsalarmmittel 607b oder das Deklinationsverzögerungs-Verarbeitungsmittel 608 angewendet wird, einen Wert größer als eine thermische Zeitkonstante τ0 angibt, die sich auf eine interne Durchschnittstemperatur des zu überwachenden Elements bezieht; diese thermische Zeitkonstante τ0 ist eine physikalische Konstante korrespondierend einer verstrichenen Zeit, bis die Temperaturvariation von 63% des Temperaturvariationswerts ±ΔTmax auftritt, wenn der verbrauchte Strom des überwachten Elements rasch um einen Variationswert ΔP ansteigt oder abfällt, wobei ein Temperaturanstiegswert ±ΔTmax ist oder ein Temperaturabfallwert -ΔTmax ist, zu der Zeit, wenn die interne Durchschnittstemperatur des Elementes bis zu einem gesättigten Wert erhöht bzw. bis zu einem gesättigten Wert gesenkt wird.
Während in der obigen Beschreibung Schritte 605a, 605b und 605c, welche die Größenordnung (groß, mittel oder klein) der Motordrehzahl Ne bestimmen, die Bestimmung unmittelbar gemäß einem einzelnen Vergleichsergebnis machen, ist es auch möglich, ein solches Bestätigungs-Bestimmungsmittel hinzuzufügen, das, wenn sich die Feststellung von JA oder NEIN fortsetzt, um dasselbe Vergleichsergebnis in den aufeinanderfolgenden zwei Rechenzyklen des Rechenzyklus von beispielsweise Betriebsschritt 600 bis Betriebsendschritt 610 zu offenbaren, wird die Bestimmung auf JA oder NEIN fixiert, während, wenn das Vergleichsergebnis, das sich nicht fortsetzt, ermittelt wird, dem letzten Bestimmungsergebnis eine Priorität gegeben wird.
Geist und Merkmale von Ausführungsform 1
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, bezieht sich eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung auf eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100A zum sequentiellen Antreiben eines Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventils, das für jeden Zylinder i (i = 1, 2, ...m) eines Mehrzylindermotors vorgesehen ist, umfassend einen Antriebssteuerschaltungsteil 120A, der eine Mehrzahl von Schaltelementen zum abwechselnden und sequentiellen Antreiben einer Mehrzahl von Elektromagnetspulen 103i zum Antreiben der Elektromagnetventile zum Öffnen für jede einer ersten Zylindergruppe j (j=1) und einer zweiten Zylindergruppe j (j=2) umfasst, einen Verstärkungssteuerschaltungsteil 110A, der eine verstärkte Hochspannung zum raschen Anregen der Elektromagnetspulen 103i erzeugt und einen Betriebssteuerschaltungsteil 130a, der hauptsächlich aus einem Mikroprozessor-CPU und einem Programmspeicher PGM aufgebaut ist,
wobei der Verstärkungssteuerschaltungsteil 110A ein Induktionselement 112a beinhaltet, das intermittierend durch ein Verstärkungsschaltelement 115a aus einer Fahrzeugbatterie 101 angeregt wird, und einen Hochspannungskondensator 114a, der durch die verstärkte Hochspannung Vh1 als einem Ziel durch mehrere intermittierende Operationen durch elektromagnetische Energie geladen wird, die im Induktionselement 112a akkumuliert ist, welches entladen wird, wenn das Verstärkungsschaltelement 115a geöffnet wird, und
der Antriebssteuerschaltungsteil 120A ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j, das für jede Zylindergruppe über ein Rückflussverhinderungselement 125j zwischen der Fahrzeugbatterie 101 und den Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, ein Schnellanregungs-Schaltelement 122j, das für jede Zylindergruppe zwischen dem Hochspannungskondensator 114a und den Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, ein Kommutationsschaltelement 126j, das für jede Zylindergruppe parallel zu der Elektromagnetspule 103i verbunden ist, und ein Schnellabschalt-Schaltelement 123i, das individuell in Reihe mit der Elektromagnetspule 103i verbunden ist, beinhaltet.
Der Betriebssteuerschaltungsteil 130A enthält weiter ein Kraftstoffeinspritzbefehlsmittel 612, welches einen Kraftstoffeinspritzbefehl INJi mehreren Schaltelementen 121j, 122j und 123i bereitstellt, ein Steuerprogramm, das ein geteiltes Obergrenzbezeichnungsmittel 614 bildet, welches einen oberen Grenzwert eines ausgewählten Werts Bn zum Bestimmen bezeichnet, wie viel Mal das Kraftstoffeinspritzbefehl INJi derselben Elektromagnetspule 103i während eines Verbrennungszykluszeitraums jedes Motors im Mehrzylindermotor bereitgestellt werden sollte, und Referenzdaten 500, die eine Datentabelle oder eine angenäherte Rechnung ist,
die Referenzdaten 500 eine Aggregation von Referenzdaten 501 bis 505 sind, die sich jeweils auf eine Mehrzahl von zu überwachenden Elementen beziehen, in welchen die Referenzdaten 500 den durch das geteilt Obergrenzbezeichnungsmittel 614 als einem Vermittel-Parameter begrenzten ausgewählten Wert Bn beinhaltet, und besteht aus Minimalwerten, die aus numerischen Daten von einer durch eine detektierte Umgebungstemperatur Tx als einen Parameter bestimmter zulässiger Motordrehzahl Nk editiert ist, die durch ein Umgebungstemperatur-Detektionselement 139b detektiert wird, und bezogen auf Installationsumgebungen der zu überwachenden Elemente, die irgendeines des Induktionselements 112a, des Verstärkungsschaltelements 115a, des Schnellanregungs-Schaltelements 122j, des Stromerzeugungsaufrechterhaltungs-Schaltelements 121j und des Schnellabschalt-Schaltelements 123i repräsentieren,
die zulässige Motordrehzahl Nk statistische Daten ist, welche durch experimentelles Bestätigen ermittelt werden, dass die Innentemperatur der zu überwachenden Elemente gleich oder kleiner einer vorbestimmten zulässigen Grenztemperatur Tjmax wird, selbst in dem Fall einer kontinuierlichen Operation mit mehreren Einspritzungen durch Anwenden des ausgewählten Werts Bn, welcher zur gemessenen Umgebungstemperatur Tx bezeichnet ist, und das geteilte Obergrenzbezeichnungsmittel 614 bestimmt den ausgewählten Wert Bn mit einer höheren geteilten Einspritzfrequenz als einer oberen Grenze innerhalb eines zulässigen Bereichs durch Vergleichen einer Motordrehzahl Ne, die durch einen Motordrehsensor 105e detektiert wird, und ein Wert der zulässigen Motordrehzahl Nk in Bezug auf die derzeit gemessene Umgebungstemperatur Tx, berechnet durch eine Interpolationsoperation aus den Referenzdaten 500.
Der Programmspeicher PGM enthält weiter ein Steuerprogramm, das ein Minimalauswahlwert-Anwendungsmittel 602c bildet, und
das Minimalauswahlwert -Anwendungsmittel 602c ist ausgelegt, den ausgewählten Wert Bn der geteilten Einspritzfrequenz als einen Minimalauswahlwert B1 zu bezeichnen, wenn die durch den Motordrehsensor 105e detektierte Motordrehzahl Ne gleich oder größer einer vorbestimmten Schwellenwertdrehzahl N4 ist.
Somit ist in Bezug auf Anspruch 2 der vorliegenden Erfindung, das Minimalauswahlwert-Anwendungsmittel ausgelegt, den ausgewählten Wert der geteilten Einspritzfrequenz auf das niederste Niveau einzustellen, wenn die Motordrehzahl gleich oder größer als die vorbestimmte Schwellenwertdrehzahl ist.
Daher gibt es ein Merkmal, dass in einem Hochgeschwindigkeits-Betriebsbereich, in welchem eine Hochgeschwindigkeitssteuerlast des Mikroprozessors wächst, ein fester, ausgewählter Wert für Fahrzeugoperationen ohne komplizierte Berechnungen bestimmt werden kann. Dies gilt für die Ausführungsformen 2 bis 4.
Der Programmspeicher PGM beinhaltet ein Steuerprogramm, das ein Hochumgebungstemperatur-Bestimmungsmittel 603b, ein Rotationsabnormalitäts-Bestimmungsmittel 605c und ein Abnormalitätsalarmmittel 607b bildet,
das Hochumgebungstemperatur-Bestimmungsmittel 603b ein Umgebungsabnormalitäts-Bestimmungssignal erzeugt, wenn die gemessene Umgebungstemperatur Tx, die durch das Durchschnittsumgebungstemperatur-Detektionselement 139b detektiert wird, eine vorbestimmte Referenzumgebungstemperatur T0 übersteigt, das Rotationsabnormalitäts-Bestimmungsmittel 605c ein Rotationsabnormalitäts-Bestimmungssignal erzeugt, wenn die aktuelle Motordrehzahl eine aus den Referenzdaten berechnete zulässige Drehzahl übersteigt, obwohl ein ausgewähltes Wertniveau der geteilten Einspritzfrequenz eingestellt ist, niedrig zu sein, und
das Abnormalitätsalarmmittel 607b einen Abnormalitätsalarmbefehl erzeugt, wenn ein Auftrittszustand des Umgebungsabnormalitäts-Bestimmungssignals oder des Rotationsabnormalitäts-Bestimmungssignals sich eine vorbestimmte Schwellenwertzeit τ oder länger fortsetzt, wodurch zumindest eine Abnormalitätsauftritts-Information gesichert oder mehrere Einspritzsteuerungen gestoppt werden.
Somit wird in Bezug auf Anspruch 3 der vorliegenden Erfindung, wenn die gemessene Umgebungstemperatur durch das Umgebungstemperatur-Detektionselement abnormal hoch ist, oder wenn der Betrieb einer Motordrehzahl über einer zulässigen Drehzahl, die aus den Referenzdaten berechnet ist, aufrechterhalten wird, obwohl das ausgewählte Wertniveau der geteilten Einspritzfrequenz eingestellt ist niedrig zu sein, ein Abnormalitätsalarmbefehl erzeugt.
Daher gibt es ein Merkmal, das bei Erzeugung eines Abnormalitätsalarmbefehls die Mehrfach-Einspritzsteuerungen gestoppt werden, so dass der Temperaturanstieg des Verstärkungsschaltelementes unterdrückt werden kann und die Abnormalitätsauftritts-Verlaufsinformation gesichert werden kann. Dies gilt für Ausführungsformen 2 bis 4.
Der Programmspeicher PGM enthält weiter ein Steuerprogramm, das ein Anstiegsauswahl-Verzögerungs-Verarbeitungsmittel 608 bildet, und
das Anstiegsauswahl-Verzögerungs-Verarbeitungsmittel 608 führt eine Anstiegsverarbeitung eines ausgewählten Werts Bn aus, wenn die Motordrehzahl Ne abnimmt, oder die gemessene Umgebungstemperatur Tx abnimmt, so dass das Geteilt-Obergrenzbezeichnungsmittel 614 den Anstiegsauswahlbefehl zum Auswählen eines größeren Werts als den ausgewählten Wert Bn erzeugt, und falls der Anstiegsauswahlbefehl weiter erzeugt wird, selbst nachdem eine vorbestimmte Schwellenwertzeit τ verstrichen ist.
Somit wird in Bezug auf Anspruch 4 der vorliegenden Erfindung, wenn der ausgewählte Wert der geteilten Einspritzfrequenz geändert wird, um anzusteigen, oder ein höherer Wert, die Anstiegsverarbeitung des ausgewählten Werts ausgeführt, nachdem eine vorbestimmte Schwellenwertzeit verstrichen ist.
Daher gibt es ein Merkmal, dass, während ein ausgewählter Wert der geteilten Einspritzfrequenz zum Anstieg geändert wird, der Temperaturanstieg des überwachten Elements ansteigt, die Anstiegsänderung ausgeführt wird, nachdem bestätigt worden ist, dass die Motordrehzahl oder die Umgebungstemperatur sinkt, und die Innentemperatur des überwachten Elementes entsprechend sinkt, so dass die Innentemperatur des überwachten Elementes daran gehindert werden kann, abnormal zu steigen.
Dies gilt für Ausführungsformen 2 bis 4.
Der Wert der vorbestimmten Schwellenwertzeit τ, die im Abnormalitätsalarmmittel 607b oder dem Anstiegsauswahlverzögerungs-Verarbeitungsmittel 608 angewendet wird, ist gleich oder größer einer thermischen Zeitkonstante τ0, die sich auf die interne Durchschnittstemperatur des überwachten Elements bezieht, und
die thermische Zeitkonstante τ0 eine physikalische Konstante korrespondierend zu einer verstrichenen Zeit ist, bis die Temperaturvariation von 63% eines Temperaturvariationswerts ΔTmax auftritt, wenn der verbrauchte Strom des überwachten Elements um einen Variationswert ΔP schnell erhöht oder abgesenkt wird, wobei ein Temperaturinkrementwert zu der Zeit, wenn die interne Durchschnittstemperatur des überwachten Elementes bis zu einem gesättigten Wert erhöht wird, zu ±ΔTmax gemacht wird oder ein Temperaturdekrementwert zu der Zeit, wenn die interne Durchschnittstemperatur des überwachten Elementes bis zu einem gesättigten Wert gesenkt wird, zu -ΔTmax gemacht wird.
Somit ist in Bezug auf Anspruch 5 oder Anspruch 6 der vorliegenden Erfindung, die vorbestimmte Schwellenwertzeit τ, die eine Bestimmungswartezeit ist, während das Abnormalitätsalarmmittel die Abnormalitätsbestimmung ausführt, oder während das Anstiegsauswahlverzögerungs-Verarbeitungsmittel die Anstiegsverarbeitung ausführt, gleich oder größer als die thermische Zeitkonstante τ0 der internen Durchschnittstemperatur des überwachten Elements.
Daher gibt es ein Merkmal, dass die Abnormalitätsbestimmung nicht fehlerhaft ausgeführt wird, oder die lokale Temperatur des überwachten Elements nicht abnormal erhöht wird, aufgrund eines übermäßigen Anstiegsbetriebs des ausgewählten Werts.
Dies gilt für Ausführungsformen 2 bis 4.
Ein Angrenzendtemperatur-Detektionselement 119 ist an der nächsten Position des überwachten Elements angeordnet und der Programmspeicher PGM enthält weiter ein Steuerprogramm, welches das Angrenzend-Temperaturbestimmungsmittel 601 bildet,
das Angrenzendtemperatur-Detektionselement 119 dient dazu, die interne Durchschnittstemperatur des überwachten Elementes abzuschätzen, und eine gemessene angrenzende Temperatur Ty, die durch das entsprechende Angrenzendtemperatur-Detektionselement detektiert wird, wird an den Mikroprozessor CPU eingegeben,
das Angrenzend-Temperaturbestimmungsmittel 601 erzeugt ein Hochtemperatur-Abnormalitätsbestimmungssignal, wenn der Wert der gemessenen angrenzenden Temperatur Ty einen Steuersollwert der internen zulässigen Grenztemperatur Tjmax des überwachten Elements minus einer vorbestimmten Marge übersteigt, und
das Abnormalitätsalarmmittel 607b erzeugt einen Abnormalitätsalarmbefehl, weil das Angrenzend-Temperaturbestimmungsmittel 601 das Hochtemperatur-Abnormalitätsbestimmungssignal erzeugt, wodurch zumindest der Abnormalitätsauftrittsalarm gesichert wird oder Mehrfach-Einspritzsteuerungen gestoppt werden.
Somit ist in Bezug auf Anspruch 7 der vorliegenden Erfindung das Angrenzendtemperatur-Detektionselement zum Detektieren der Temperatur der nächsten Position des überwachten Elementes zusätzlich bereitgestellt, wodurch, wenn die gemessene angrenzende Temperatur, die detektiert wird, einen vorbestimmten Steuersollwert übersteigt, der Abnormalitätsalarmbefehl erzeugt wird.
Daher gibt es ein Merkmal, das bei Erzeugung des Abnormalitätsalarmbefehls die Mehrfach-Einspritzsteuerungen gestoppt werden, um den Temperaturanstieg des überwachten Elementes zu unterdrücken, und dass eine Abnormalitätsauftritts-Verlaufsinformation durch Identifizieren, ob der Abnormalitätsauftrittsfaktor an einer hohen Temperatur-Abnormalität liegt, aufgrund des angrenzenden Temperaturbestimmungsmittels, oder an einer Umgebungsabnormalität aufgrund des Hochumgebungstemperatur-Bestimmungsmittels, und ob oder ob nicht es eine solche Hochdreh-Abnormalität gibt, dass die tatsächliche Motordrehzahl größer als die zulässige Motordrehzahl ist, die aus den Referenzdaten berechnet wird.
Auch gibt es ein Merkmal, dass die Hochtemperatur-Abnormalitätsbestimmung der angrenzenden Temperatur direkt einen Hochtemperaturzustand des Inneren des überwachten Elementes detektieren kann, im Vergleich zur Bestimmung der Umgebungstemperatur-Abnormalität oder Hochgeschwindigkeitsdreh-Abnormalität.
Andererseits gibt es ein Merkmal, dass, da die lokale Temperatur der Übergangsbereiche des überwachten Elements schärfer ansteigt als die sich auf die Innendurchschnittstemperatur beziehende thermische Zeitkonstante τ0, es nicht bevorzugt wird, einen übermäßigen Stromverbrauch zu erzeugen, der nur von dem Angrenzend-Temperaturbestimmungsmittel abhängt, selbst falls es eine thermische Marge gibt, so dass eine fehlerhafte Bestimmung, basierend auf einem Steuerfehler, verhindert werden kann hauptsächlich bei der Steuerung einer Umgebungsabnormalitäts-Bestimmung durch eine Hochumgebungstemperaturbestimmung oder einer Hochgeschwindigkeitsdreh-Abnormalitätsbestimmung mit den Referenzdaten, ergänzend zusammen mit der Steuerung der Hochtemperatur-Abnormalitätsbestimmung.
Dies gilt für Ausführungsformen 2 bis 4.
Der Betriebssteuerschaltungsteil 130a, der Verstärkungssteuerschaltungsteil 110A und der Antriebssteuerschaltungsteil 120A sind auf einen im Gehäuse 109 untergebrachten Schaltungssubstrat 200 montiert,
das überwachte Element beinhaltet ein spezifisches überwachtes Element, das aus den Induktionselementen 112a, dem Verstärkungsschaltelement 115a und dem Schnellanregungs-Schaltelement 122j zusammengesetzt ist, die einen Temperaturanstieg aufweisen, der ansteigt, wenn der ausgewählte Wert Bn erhöht wird,
annehmend, dass das Umgebungstemperatur-Detektionselement das Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a in einen niedrigeren Temperaturverteilungsbereich als der Durchschnittstemperatur ist, die sich auf die thermische Verteilung innerhalb des Gehäuses 109 bezieht, und das Hochumgebungstemperatur-Detektionselement 139c angrenzend an das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j in dem Antriebssteuerschaltungsteil 120A angeordnet ist, wird die durch das Durchschnittsumgebungstemperatur-Detektionselement 139b, das an einen Ort gesetzt ist, der eine Umgebungstemperatur aufweist, die dem Durchschnittswert der durch das Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a und das Hochumgebungstemperatur-Detektionselement 139c detektierten Temperaturen entspricht, detektierte Temperatur zu der gemessenen Umgebungstemperatur Tx des spezifischen überwachten Elements gemacht.
Somit wird in Bezug auf Anspruch 9 der vorliegenden Erfindung als die Umgebungstemperatur des spezifischen überwachten Elementes, welches das Induktionselement, das Verstärkungsschaltelement und das Schnellanregungs-Schaltelement ist, die Durchschnittstemperatur der niedrige Umgebungstemperatur innerhalb des Gehäuses, welches das Schaltungssubstrat unterbringt, und die Hochumgebungstemperatur an einer Position angrenzend an das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement angewendet.
Daher gibt es ein Merkmal, dass der Temperaturanstiegswert des hoch erwärmten Elementes, welches das spezifisch überwachte Element ist, angenähert durch das Produkt der Größe der Motordrehzahl und der geteilten Einspritzfrequenz bestimmt wird, und durch Addieren dieses Temperaturanstiegswerts zu der gemessenen Durchschnitts-Umgebungstemperatur kann die Innentemperatur des spezifischen überwachten Elementes im Hinblick auf den erhitzten Zustand des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungsschaltelementes abgeschätzt werden, so dass, falls zulässige Werte der Motordrehzahl, die einen vorbestimmten zulässigen Grenzwert oder weniger der Innentemperatur unter der Umgebungstemperatur und der gegebenen geteilten Einspritzfrequenz bereitstellen, vorläufig als Referenzdaten vorbereitet werden, kann die zulässige Drehzahl leicht ohne Schätzungen der Innentemperatur im Stadium tatsächlicher Maschinenoperation leicht berechnet werden, wodurch die zulässige Drehzahl eine unterdrückte wird, wenn das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungsschaltelement stark erhitzt wird.
Das Design ist so gemacht, dass der Stromverbrauch des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungsschaltelementes um die geteilte Einspritzfrequenz erhöht wird, hauptsächlich vergrößert proportional zur Ventilöffnungszeit des Kraftstoffeinspritzventils, auf Basis der Umgebungstemperatur, von der die Innentemperatur zu einem vorbestimmten Wert oder kleiner in Bezug auf einen großen verbrauchten Strom zur Zeit einer Hochlast-/Hochgeschwindigkeitsoperation wird.
Wenn sich jedoch eine solche Hochgeschwindigkeitsoperation mit einer hohen geteilten Einspritzfrequenz fortsetzt, wird der Temperaturanstieg des Induktionselements, des Verstärkungsschaltelementes und des Schnellanregungs-Schaltelementes hoch, und folglich wird die Umgebungstemperatur des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungsschaltelements erhöht, so dass das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungsschaltelement auch durch die geteilte Einspritzfrequenz direkt oder indirekt beeinflusst wird.
Im Gegensatz dazu kann in Kombination von der Umgebungstemperatur des spezifischen überwachten Elementes mit den thermischen Komponenten des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungsschaltelements die geteilte Einspritzfrequenz so bestimmt werden, dass die Innentemperaturen des spezifischen überwachten Elementes und des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungsschaltelementes zu einem vorbestimmten Wert oder kleiner werden können.
Es ist anzumerken, dass, während im Falle, bei dem das Schnellabschalt-Schaltelement eines Schaltungstyps, welcher die in der Elektromagnetspule bei einem Leitungs-Ausschalten mit dem Schaltelement akkumulierte elektromagnetische Energie absorbiert, verbrauchter Strom proportional zum Produkt der geteilten Einspritzfrequenz wie auch die Motordrehzahl erzeugt wird und ein zu überwachendes Element bildet, es von den zu überwachenden Elementen entfernt werden kann, durch vorläufiges Absorbieren der elektromagnetischen Energie bei dem Leitungs-Ausschalten mit dem Hochspannungskondensator oder einem Vermittel-Kondensator.
Wie aus der obigen Beschreibung zu sehen, bezieht sich eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung auf eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100A zum sequentiellen Antreiben eines für jeden Zylinder i (i = 1, 2, ...m) eines Mehrzylindermotors vorgesehenen Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventils, umfassend einen Antriebssteuerschaltungsteil 120A, der eine Mehrzahl von Schaltelementen zum abwechselnden und sequentiellen Antreiben einer Mehrzahl von Elektromagnetspulen 103i zum Antreiben der zu öffnenden Elektromagnetventile für jede einer ersten Zylindergruppe j (j=1) und einer zweiten Zylindergruppe j (j=2), einen Verstärkungssteuerschaltungsteil 110A, der eine verstärkte Hochspannung zum schnellen Anregen der Elektromagnetspulen 103i erzeugt, und einen Betriebssteuerschaltungsteil 130A, der hauptsächlich aus einem Mikroprozessor CPU und einem Programmspeicher PGM aufgebaut ist, beinhaltet,
wobei der Verstärkungssteuerschaltungsteil 110A ein Induktionselement 112a, welches intermittierend durch ein Verstärkungsschaltelement 115a aus einer Fahrzeugbatterie 101 angelegt wird, und einen Hochspannungskondensator 114, der auf die verstärkte Hochspannung Vh1 als ein Ziel durch mehrere intermittierende Operationen durch in dem Induktionselement 112a, das entladen wird, wenn das Verstärkungsschaltelement 115a geöffnet wird, akkumulierte elektromagnetische Energie geladen wird, umfasst, und
der Antriebssteuerschaltungsteil 120A ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j, das für jede Zylindergruppe durch ein Rückflussverhinderungselement 125j zwischen der Fahrzeugbatterie 101 und den Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, ein Schnellanregungs-Schaltelement 122j, das für jede Zylindergruppe zwischen dem Hochspannungskondensator 114a und den Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, ein kommutierendes Schaltelement 126j, das für jede Zylindergruppe parallel mit der Elektromagnetspule 103i verbunden ist, und ein Schnellabschalt-Schaltelement 123i, das individuell in Reihe mit der Elektromagnetspule 103i verbunden ist, umfasst.
Und der Betriebssteuerschaltungsteil 130A beinhaltet ein Steuerprogramm, welches ein Geteilt-Obergrenzbezeichnungsmittel 614 bildet, das eine Obergrenze des ausgewählten Werts Bn zum Bestimmen, wie viel Mal das Kraftstoffeinspritzbefehl INJi an derselben Elektromagnetspule 103i erzeugt werden sollte während eines Verbrennungszykluszeitraums jedes Zylinders des Mehrzylindermotors bestimmt, und Referenzdaten 500, die eine Datentabelle oder angenäherte Rechnung sind, die aufgebaut ist aus sich auf eine Mehrzahl von zu überwachenden Elementen beziehende konsolidierenden experimentellen Daten,
das Geteilt-Obergrenzbezeichnungsmittel 614 den ausgewählten Wert Bn als mögliche höhere geteilte Einspritzfrequenz als eine Obergrenze unter einer Bedingung bestimmt, dass die interne Temperatur des überwachten Elements gleich oder kleiner einem vorbestimmten zulässigen Grenzwert wird, in Assoziierung mit der aktuellen gemessenen Umgebungstemperatur Tx, welche durch das Durchschnittsumgebungstemperatur-Detektionselement 139b detektiert wird, eine zulässige Motordrehzahl Nk, die aus den Referenzdaten 500 berechnet ist, und der aktuellen Motordrehzahl Ne, die durch den Motordrehsensor 105e detektiert wird, und
weiter beinhaltend ein Verlustunterdrückungsmittel, welches die Temperatur zumindest eines Teils des in dem Verstärkungssteuerschaltungsteil 110A und dem Antriebssteuerschaltungsteil 120A bereitgestellten Schaltelementes unterdrückt, anzusteigen.
Die Schaltelemente, welche die Elektromagnetspulen 103i (i = 1, 2, ...m) antreiben, umfassen ein Schnellabschalt-Schaltelement 123i, welches individuell mit jeder Elektromagnetspule 103i verbunden ist, ein Schnellanregungs-Schaltelement 122j (j=1) wie auch ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j (j=1), das für jede Elektromagnetspule 103i der ersten Zylindergruppe gemeinsam verwendet wird, ein Schnellanregungs-Schaltelement 122j (j=2) wie auch ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j (j=2), das für jede Elektromagnetspule 103i der zweiten Zylindergruppe gemeinsam verwendet wird,
das Schnellanregungs-Schaltelement 122j (j = 1, 2) eine verstärkte Hochspannung VIh1 aus dem Hochspannungskondensator 114a zum stromaufwärtigen Seitenanschluss der Elektromagnetspule 103 der ersten Zylindergruppe oder der zweiten Zylindergruppe anlegt, um einen schnellen Anregungsstrom bereitzustellen, während eines vorbestimmten Zeitintervalls unmittelbar nachdem der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi erzeugt ist,
das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j intermittierend die Stromversorgungsspannung Vbb der Fahrzeugbatterie 101 über das Rückflussverhinderungselement 125j (j = 1, 2) an den stromaufwärtigen Anschluss der Elektromagnetspule 103i der ersten Zylindergruppe oder der zweiten Zylindergruppe während eines Zeitraums anlegt, während welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi erzeugt wird, was einen Ventilöffnungshaltestrom bereitstellt, so dass der Ventilöffnungshaltestrom der Elektromagnetspule 103i, der dem intermittierenden Betrieb des Stromerzeugungsaufrechterhaltungs-Schaltelements 121j folgt, durch das Kommutationsschaltelement 126j (j = 1, 2) für jede Zylindergruppe kommutiert und abgeschwächt wird,
das Schnellabschalt-Schaltelement 123i den stromabwärtigen Anschluss der Elektromagnetspule 103i mit der Erdungsschaltung während eines Zeitraums verbindet, in welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi erzeugt wird, und
weiter eine Sammlungsdiode 160i enthält, die eine an den Anschlüssen des Schnellabschalt-Schaltelements 123i erzeugte „Fly back“-Spannung an den Hochspannungskondensator 114a freigibt, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement 123i geöffnet wird, so dass der maximale Spannungsvariationsbereich vor und nach dem Laden des Hochspannungskondensators 114a auf die Stromversorgungsspannung Vbb der Fahrzeugbatterie 101 oder niedriger beschränkt ist.
Somit ist in Bezug auf Anspruch 13 der vorliegenden Erfindung die Sammeldiode mit dem Schnellabschalt-Schaltelement verbunden, welches individuell den Anregungsstrom der Elektromagnetspule mit hoher Geschwindigkeit abschaltet, und wenn das Schnellabschalt-Schaltelement geöffnet ist, ist die in der Elektromagnetspule akkumulierte elektromagnetische Energie regenerativ in den Hochspannungskondensator zu laden, so dass der Variationsbereich vor und nach dem Laden der verstärkten Hochspannung auf einen vorbestimmten Wert oder niedriger beschränkt ist.
Daher gibt es ein Merkmal, dass, weil die in der Elektromagnetspule akkumulierte elektromagnetische Energie nicht durch das Schnellabschalt-Schaltelement absorbiert wird, der verbrauchte Strom des Schnellabschalt-Schaltelements gemindert wird und da die regenerativ in den Hochspannungskondensator geladene elektromagnetische Energie für die nächste Schnellanregung der Magnetspule verwendet wird, kann die geladene Energie des Hochspannungskondensators durch den Verstärkungsschaltungsteil reduziert werden.
Auch gibt es das Merkmal, dass, weil der Spannungsvariationsbereich des Hochspannungskondensators begrenzt ist, die Stromabschwäch-Charakteristik der Elektromagnetspule, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement geöffnet ist, stabilisiert wird, wodurch eine stabile Ventilschließ-Charakteristik erzielt wird.
Während es in dieser Ausführungsform nachteilig ist, dass, da das Schnellabschalt-Schaltelement in Reihe mit dem Stromzufuhr-Aufrechterhaltungsschaltelement und dem Schnellanregungs-Schaltelement verbunden ist, der Leitungsstrom zu der Elektromagnetspule durch zwei Schaltelemente auf der oberen Stromseite und der unteren Stromseite fließt, was einen großen Stromverbrauch ergibt, kann, wenn ein Kurzschlussfehler eines der Schaltelemente auf der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite oder ein Himmelsfehler oder Hauptfehler einer externen Verdrahtung auftritt, der Leitungsstrom durch das andere der Schaltelemente abgeschaltet werden.
Ausführungsform 2
Detaillierte Beschreibung von Anordnung und Wirkung
Nachfolgend wird die Anordnung und die Wirkung Bezug nehmend auf 7 beschrieben, die ein Gesamtschaltungsblockdiagramm einer Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung unter Beachtung des Unterschieds gegenüber der in 1 gezeigten Vorrichtung zeigt.
In den Figuren geben dieselben Bezugszeichen identische oder entsprechende Bereiche an, wobei die Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100A durch eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100B ersetzt ist, wobei die Durchalphabetisierung des Großbuchstabens des Endes des Bezugszeichens zum Anzeigen jeder Ausführungsform dient.
In 7 ist die erste Hauptdifferenz zwischen der Vorrichtung in 7 und der Vorrichtung in 1, dass in Bezug auf die, die Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventile antreibenden vier Elektromagnetspulen 31 bis 34 ein Verstärkungssteuerschaltungsteil 110B zwei Induktionselemente 112, 112b, zwei Verstärkungsschaltelemente 115a, 115b zum intermittierenden Aktivieren der Induktionselemente 112a, 112b und ein Paar von Ladedioden 113a, 113b umfasst, während der Hochspannungskondensator 114a derselbe Eine bleibt.
Auch sind zweite und dritte Hauptunterschiede, dass ein Parallelschaltelement 169j parallel zum Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j hinzugefügt wird und ein Parallelschaltelement 129j parallel zum Schnellanregungs-Schaltelement 122j hinzugefügt wird.
Ähnlich sind mit den Elektromagnetspulen 33, 32 der zweiten Gruppe das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j wie auch das Parallelschaltelement 169j, und das Schnellanregungs-Schaltelement 122j sowie das Parallelschaltelement 129j verbunden.
Daher wird jedem Schaltelement im Antriebssteuerschaltungsteil 120B ein zu eins eine Elektromagnetspule zugewiesen. Diese Nummer der Zuweisung ist dieselbe wie beim Schnellabschalt-Schaltelement 123i.
Der vierte Hauptunterschied ist, dass die Rückflussenergie der Elektromagnetspule 103i, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement 123i geöffnet wird, durch den Hochspannungskondensator 114a durch die Sammeldiode 160i gleich wie im Fall von 1 gesammelt werden kann, oder durch das Schnellabschalt-Schaltelement 123i selbst durch den Effekt der Spannungsbegrenzungsdiode 124i verbraucht werden kann, welche im Inneren des Schnellabschalt-Schaltelements 123i parasitär ist, ohne die Sammeldiode 160i.
Der fünfte Hauptunterschied ist, dass der Betriebssteuerschaltungsteil 130b die Umgebungstemperatur Ta verwendet, die durch das Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a gemessen wird, das bezugnehmend auf 6 beschrieben worden ist, als die gemessen Umgebungstemperatur Tx.
In dem Verstärkungssteuerschaltungsteil 110B, das wie in 7 gezeigt angeordnet ist, wenn das Verstärkungsschaltelement 115a geschlossen wird, wird das Induktionselement 112a aus der Fahrzeugbatterie 101 angeregt, während das andere Verstärkungsschaltelement 115b geöffnet wird. Wenn dieses Verstärkungsschaltelement 115b geöffnet wird, wird die in dem anderen Induktionselement 112b akkumulierte, elektromagnetische Energie abgegeben und über die Ladediode 113b in den gemessenen Hochspannungskondensator 114a geladen.
Ähnlich wird, wenn das Verstärkungsschaltelement 115b geschlossen wird, das Induktionselement 112b aus der Fahrzeugbatterie 101 angeregt, während das andere Verstärkungsschaltelement 115b geöffnet ist. Wenn dieses Verstärkungsschaltelement 115a geöffnet ist, wird die in dem anderen Induktionselement 112a akkumulierte elektromagnetische Energie entladen und in den gemeinsamen Hochspannungskondensator 114a über die Ladediode 113a geladen.
Als Ergebnis, wie in 3C gezeigt, wobei die Entladungs-abgeschwächte Spannung Vd zu einem Wert gemacht wird, der die verstärkte Maximalspannung Vp approximiert, wird der gemeinsame Hochspannungskondensator 114a abwechselnd mit einem Paar von Induktionselementen 112a, 112b und einem Paar von Verstärkungsschaltelementen 115a, 115b geladen, wodurch eine hochfrequenzgeteilte Einspritzung vorgenommen werden kann und die erzeugte Wärme durch das Paar von Induktionselementen 112a, 112b und das Paar von Verstärkungsschaltelementen 115a, 115b abgestrahlt werden kann.
Es ist anzumerken, dass der eine Hochspannungskondensator 114a aus zwei Kondensatoren einer kleinen Kapazität, die einfach parallel verbunden sind, aufgebaut sein kann.
In dem Antriebssteuerschaltungsteil 120B, der in 7 gezeigt angeordnet ist, erzeugt die Gattersteuerschaltung 128 ein Stromzufuhrgattersignal A1 und A2 simultan, und werden das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j und das Parallelschaltelement 169j angetrieben, um die Schaltung immer gleichzeitig zu schließen.
Ähnlich erzeugt die Gattersteuerschaltung 128 Schnellstromzufuhrgattersignale B1 und B2 gleichzeitig und werden das Schnellanregungs-Schaltelement 122j und das Parallelschaltelement 129j angetrieben, um die Schaltung immer gleichzeitig zu schließen.
Es ist anzumerken, dass jedes parallel verbundene Schaltelement einen Feldeffekttransistor verwendet und der Innenwiderstand dieses Typs von Transistor einen positiven thermischen Koeffizienten aufweist, der zusammen mit dem Temperaturanstieg ansteigt.
Daher, wenn die parallelen Schaltelemente gleichzeitig geschlossen werden, wird der Leitungsstrom auf eines der Schaltelemente mit weniger Innenwiderstand konzentriert, so dass der Innenwiderstand, der zusammen mit dem Temperaturanstieg wuchs, sich dem Innenwiderstand des gegenüberliegenden Schaltelements annähert, was es gestattet, dass das thermische Gleichgewicht aufrechterhalten wird.
Es gibt ein Merkmal, dass in dem Fall, bei dem die in der Elektromagnetspule 103i akkumulierte elektromagnetische Energie durch das Schnellabschalt-Schaltelement 123i absorbiert wird, ohne die Sammeldiode 160i, die Stromabschalt-Charakteristik nicht beeinflusst wird, selbst durch die Spannungsvariation des Hochspannungskondensators 114a.
In dem Betriebssteuerschaltungsteil 130b, der wie in 7 gezeigt angeordnet ist, wird die an den Mikroprozessor CPU eingegebene gemessene Umgebungstemperatur Tx durch das in 2 gezeigte Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a bereitgestellt. Dieses Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a ist, wie unter Bezugnahme auf 2 vorstehend erwähnt, auf einen Bereich des Schaltungssubstrats 200 montiert, der von niedrigerer thermischer Verteilung ist als die sich auf die thermische Verteilung innerhalb des Gehäuses 109 beziehende Durchschnittstemperatur, und dient dazu, die Umgebungstemperatur Ta des entsprechenden überwachten Elements als gemessene Umgebungstemperatur Tx an einem Ort zu messen, der nicht an einen hocherhitzten Teil angrenzt, einschließlich zumindest eines überwachten Elements.
Geist und Merkmale von Ausführungsform 2
Wie aus der obigen Beschreibung zu sehen, bezieht sich eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung auf eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100B zum sequentiellen Antreiben eines für jeden Zylinder i (i = 1, 2, ...m) eines Mehrzylindermotors vorgesehenes elektromagnetischen Ventils, umfassend einen Antriebssteuerschaltungsteil 120B, der eine Mehrzahl von Schaltelementen zum abwechselnden und sequentiellen Antreiben einer Mehrzahl von Elektromagnetspulen 103i zum Antreiben der elektromagnetischen Ventile zum Öffnen für jede einer ersten Zylindergruppe j (j=1) und einer zweiten Zylindergruppe j (j=2), einen Verstärkungssteuerschaltungsteil 110B, der eine verstärkte Hochspannung zum raschen Anregen der Elektromagnetspule 103i erzeugt und einen Betriebssteuerschaltungsteil 103B, der hauptsächlich aus einem Mikroprozessor CPU und einem Programmspeicher PGM aufgebaut ist,
wobei der Verstärkungssteuerschaltungsteil 110B eine Mehrzahl von Induktionselementen 112a, 122b beinhaltet, die intermittierend durch eine Mehrzahl von Verstärkungsschaltelementen 115a, 115b aus einer Fahrzeugbatterie 101 angeregt werden, und einen Hochspannungskondensator 114a, der durch die verstärkte Hochspannung Vh1 als einem Ziel durch mehrere intermittierende Operationen durch elektromagnetische Energie geladen wird, die in den Induktionselementen 112a, 112b akkumuliert ist, welche entladen werden, wenn die Verstärkungsschaltelemente 115a, 115b geöffnet werden, und
der Antriebssteuerschaltungsteil 120B ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j, das für jede Zylindergruppe über ein Rückflussverhinderungselement 125j zwischen der Fahrzeugbatterie 101 und den Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, ein Schnellanregungs-Schaltelement 122j, das für jede Zylindergruppe zwischen dem Hochspannungskondensator 114a und den Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, ein Kommutationsschaltelement 126j, das für jede Zylindergruppe parallel zu der Elektromagnetspule 103i verbunden ist, und ein Schnellabschalt-Schaltelement 123i, das individuell in Reihe mit der Elektromagnetspule 103i verbunden ist, umfasst.
Und der Betriebssteuerschaltungsteil 130B enthält ein Kraftstoffeinspritzbefehlsmittel 612, welches einen Kraftstoffeinspritzbefehl INJi mehreren Schaltelementen 121j, 122j und 123i bereitstellt, ein Steuerprogramm, das ein geteiltes Obergrenzbezeichnungsmittel 614 bildet, welches einen oberen Grenzwert eines ausgewählten Werts Bn zum Bestimmen bezeichnet, wie viel Mal das Kraftstoffeinspritzbefehl INJi derselben Elektromagnetspule 103i während eines Verbrennungszykluszeitraums jedes Motors im Mehrzylindermotor bereitgestellt werden sollte, und Referenzdaten 500, die eine Datentabelle oder eine angenäherte Rechnung ist,
die Referenzdaten 500 eine Aggregation von Referenzdaten 501 bis 505 sind, die sich jeweils auf eine Mehrzahl von zu überwachenden Elementen beziehen, in welchen die Referenzdaten 500 den durch das geteilt Obergrenzbezeichnungsmittel 614 als einem Vermittel-Parameter begrenzten ausgewählten Wert Bn beinhaltet, und besteht aus Minimalwerten, die aus numerischen Daten von einer durch eine detektierte Umgebungstemperatur Tx als einen Parameter bestimmter zulässiger Motordrehzahl Nk editiert ist, die durch ein Umgebungstemperatur-Detektionselement 139b detektiert wird, und bezogen auf Installationsumgebungen der zu überwachenden Elemente, die irgendeines der Induktionselemente 112a, 112b, der Verstärkungsschaltelemente 115a, 115b, des Schnellanregungs-Schaltelements 122j, des Stromerzeugungsaufrechterhaltungs-Schaltelements 121j und des Schnellabschalt-Schaltelements 123i repräsentieren,
die zulässige Motordrehzahl Nk statistische Daten ist, welche durch Bestätigen ermittelt werden, dass die Innentemperatur der zu überwachenden Elemente gleich oder kleiner einer vorbestimmten zulässigen Grenztemperatur Tjmax wird, selbst in dem Fall einer kontinuierlichen Operation mit mehreren Einspritzungen durch Anwenden des ausgewählten Werts Bn, welcher zur gemessenen Umgebungstemperatur Tx bezeichnet ist, und
das geteilte Obergrenzbezeichnungsmittel 614 bestimmt den ausgewählten Wert Bn mit einer höheren geteilten Einspritzfrequenz als einer oberen Grenze innerhalb eines zulässigen Bereichs durch Vergleichen einer Motordrehzahl Ne, die durch einen Motordrehsensor 105e detektiert wird, und ein Wert der zulässigen Motordrehzahl Nk in Bezug auf die derzeit gemessene Umgebungstemperatur Tx, berechnet durch eine Interpolationsoperation aus den Referenzdaten 500.
Der Betriebssteuerschaltungsteil 130B, der Verstärkungssteuerschaltungsteil 110B und der Antriebssteuerschaltungsteil 120B sind auf dem im Gehäuse 109 untergebrachten Schaltungssubstrat 200 montiert,
das überwachte Element beinhaltet die Induktionselemente 112a, 112b, die Verstärkungsschaltelemente 115a, 115b und den Schnellanregungs-Schaltelement 122j, in welchem der Temperaturanstieg erhöht wird, wenn der ausgewählt Wert Bn erhöht wird, und
das Umgebungstemperatur-Detektionselement ist ein NiederUmgebungstemperatur-Detektionselement 139a, welches die Umgebungstemperatur Ta des überwachten Elements als die gemessene Umgebungstemperatur Tx misst, die außerhalb oder innerhalb des Gehäuses 109 gesetzt ist; falls es für die Bequemlichkeit der Verdrahtung auf dem Schaltungssubstrat 200 montiert ist, ist es auf dem Schaltungssubstrat 200 in einem Temperaturverteilungsbereich montiert, der niedriger ist als zumindest die Durchschnittstemperatur, welche sich auf die thermische Verteilung innerhalb des Gehäuses bezieht, wobei
der Bereich nicht an einen hocherhitzten Teil angrenzt, der das überwachte Element beinhaltet.
Somit wird in Bezug auf Anspruch 8 der vorliegenden Erfindung das Temperaturdetektionselement in einen niedrigen Temperaturbereich gesetzt, der nicht an das überwachte Element angrenzt, so dass an einer vom überwachten Element entfernten Position die Umgebungstemperatur gemessen wird.
Daher gibt es das Merkmal, dass der Temperaturanstiegswert des hocherhitzten Schaltelementes, welches das überwachte Element ist, ungefähr durch das Produkt der Größe der Motordrehzahl und der geteilten Einspritzfrequenz bestimmt wird, und durch Addieren dieses Temperaturanstiegswerts zur gemessenen Umgebungstemperatur die Innentemperatur des überwachten Elements geschätzt werden kann, so dass, falls zulässige Werte der Motordrehzahl, deren Innentemperatur gleich oder niedriger als ein vorbestimmter zulässiger Grenzwert unter der Umgebungstemperatur wird, und die gegebene geteilte Einspritzfrequenz vorläufig als Referenzdaten vorbereitet werden, die zulässige Drehzahl leicht ohne Abschätzungen der Innentemperatur in der Stufe tatsächlicher Maschinenoperationen berechnet werden kann.
Es ist nachteilig, dass zum Beispiel die Bereitstellung des Umgebungstemperatur-Detektionselements an einem Ort nahe dem Verstärkungsschaltelement zum Messen des addierten Ergebnisses des Temperaturanstiegswerts des Verstärkungsschaltelementes und der Umgebungstemperatur korrespondiert, was hinsichtlich der Verteilung derselben unklar ist; daher ist es notwendig, zu bestimmen, welche Art von Innentemperatur ermittelt wird, wenn die Motordrehzahl verändert wird, basierend auf dem implementierten Ergebnis, so dass die Betriebsdrehzahl nicht vorhergesagt werden kann.
Wie aus der obigen Beschreibung zu sehen, bezieht sich eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung auf eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100B zum sequentiellen Antreiben eines für jeden Zylinder i (i = 1, 2, ... m) eines Mehrzylindermotors bereitgestellten Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventils, umfassend einen Antriebssteuerschaltungsteil 120B, der eine Mehrzahl von Schaltelementen zum abwechselnden und sequentiellen Antreiben einer Mehrzahl von Elektromagnetspulen 103i zum Treiben der Elektromagnetventile, um geöffnet zu sein, enthält, für jede einer ersten Zylindergruppe j (j=1) und einer zweiten Zylindergruppe j (j =2), einen Verstärkungssteuerschaltungsteil 110B, der eine verstärkte Hochspannung zum schnellen Anregen der Elektromagnetspulen 103i erzeugt, und einen Betriebssteuerschaltungsteil 130B, der hauptsächlich aus einem Mikroprozessor CPU und einem Programmspeicher PGM aufgebaut ist,
wobei der Verstärkungssteuerschaltungsteil 110B eine Mehrzahl von Induktionselementen 112a, 112b, welche intermittierend durch eine Mehrzahl von Verstärkungsschaltelementen 115a, 115b aus einer Fahrzeugbatterie 101 angeregt werden, und einen Hochspannungskondensator 114a, der auf die verstärkte Hochspannung Vh1 als ein Ziel durch mehrere intermittierende Operationen durch elektromagnetische Energie, die im Induktionselement 112 akkumuliert ist, welches entladen wird, wenn das Verstärkungsschaltelement 115a geöffnet wird, geladen wird, umfasst, und
der Antriebssteuerschaltungsteil 120B ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j, welches für jede Zylindergruppe durch Rückflussverhinderungselement 125j zwischen der Fahrzeugbatterie 101 und den Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, ein Schnellanregungs-Schaltelement 122j, welches für jede Zylindergruppe zwischen dem Hochspannungskondensator 114a und der Elektromagnetspule 103i verbunden ist, ein Kommutationsschaltungselement 126j, das für jede Zylindergruppe parallel zur Elektromagnetspule 103i verbunden ist, und ein Schnellabschalt-Schaltelement 123i, das individuell in Reihe mit der Elektromagnetspule 103i verbunden ist, umfasst.
Und der Betriebssteuerschaltungsteil 130B beinhaltet ein Steuerprogramm, welches ein geteiltes Obergrenzbezeichnungsmittel 624 bildet, welches eine Obergrenze des ausgewählten Werts Bn zum Bestimmen bezeichnet, wie viel Mal der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi an derselben Elektromagnetspule 103i erzeugt werden sollte, während eines Verbrennungszykluszeitraums jedes Motors des Mehrzylindermotors, und Referenzdaten 500, die eine Datentabelle oder approximierte Rechnung sind, zusammengesetzt durch konsolidierende experimentelle Daten, die sich auf eine Mehrzahl von zu überwachenden Elementen beziehen,
das Geteilt-Obergrenzbestimmungsmittel 614 den ausgewählten Wert Bn eine möglichst höhere geteilte Einspritzfrequenz als eine Obergrenze unter einer Bedingung bestimmt, dass die interne Temperatur des überwachten Elements gleich oder kleiner als ein vorbestimmter zulässiger Grenzwert wird, in Assoziierung mit der aktuell gemessenen Umgebungstemperatur Tx, welche durch das Umgebungstemperatur-Detektionselement 139b detektiert ist, einer zulässigen Motordrehzahl Nk, die aus den Referenzdaten 500 berechnet ist, und der durch den Motordrehsensor 105 detektierten aktuellen Motordrehzahl Ne, und
weiter beinhaltend ein Verlustunterdrückungsmittel oder Wärmedispersionsmittel, welches den Temperaturanstieg zumindest eines Teils des Schaltelements, das im Verstärkungssteuerschaltungsteil 110B und dem Antriebssteuerschaltungsteil 120B vorgesehen ist, mindert.
Die Schaltelemente, welche die Elektromagnetspulen 103i (i = 1, 2, ... m) antreiben, umfassen ein Schnellabschalt-Schaltelement 123i, welches individuell mit jeder Elektromagnetspule 103i verbunden ist, ein Schnellanregungs-Schaltelement 122j (j=1), wie auch ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j (j=1), das für jede Elektromagnetspule 103i der ersten Zylindergruppe gemessen verwendet wird, und ein Schnellanregungs-Schaltelement 122j (j=2) wie auch ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j (j=2), das für die Elektromagnetspule 103i der zweiten Zylindergruppe gemeinsam verwendet wird,
das Schnellanregungs-Schaltelement 122j (j = 1, 2) legt die verstärkte Hochspannung VIh1 an den stromaufwärtsseitigen Anschluss der Elektromagnetspule 103 der ersten Zylindergruppe oder der zweiten Zylindergruppe an, um einen Schnellanregungsstrom während eines vorbestimmten Zeitintervalls, unmittelbar nachdem der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi erzeugt wird, bereitzustellen,
das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j legt intermittierend die Stromversorgungsspannung Vbb der Fahrzeugbatterie 101 über das Rückflussverhinderungselement 125j (j = 1, 2) am stromaufwärtigen Anschluss der Elektromagnetspule 103i der ersten Zylindergruppe oder der zweiten Zylindergruppe während eines Zeitraums an, in welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi erzeugt wird, um dadurch einen Ventilöffnungshaltestrom bereitzustellen, so dass der Ventilöffnungshaltestrom der Elektromagnetspule 103i, der der intermittierenden Operation des Stromerzeugungsaufrechterhaltungs-Schaltelements 121j folgt, durch das Kommutationsschaltelement 126j (j = 1, 2) kommutiert und abgeschwächt wird,
das Schnellabschalt-Schaltelement 123i verbindet den stromabwärtsseitigen Anschluss der Elektromagnetspule 103i mit der Erdungsschaltung während eines Zeitraums, in welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi erzeugt wird, so dass, wenn der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi aufgehoben wird, die Energie der Elektromagnetspule 103i durch das Schnellabschalt-Schaltelement absorbiert wird, wo die abgeschaltete Spitzenspannung durch die Spannungsbegrenzungsdiode 124i beschränkt ist, oder durch den Hochspannungskondensator 114a über die Sammeldiode 160i absorbiert wird, und das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j und/oder das Schnellanregungs-Schaltelement 122j parallele Schaltelemente 169j, 129j umfassen, die simultan betrieben werden, in welchem jede Schaltelementverbindung parallel einen Feldeffekttransistor bildet.
Somit umfasst in Bezug auf Anspruch 11 der vorliegenden Erfindung das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungsschaltelement oder/und das Schnellanregungs-Schaltelement, die den Antriebssteuerschaltungsteil bilden, ein Parallelschaltelement, das angetrieben wird, um die Schaltung simultan zu schließen.
Daher gibt es ein Merkmal, das zusätzlich zum Schnellanregungs-Schaltelement, welches eine Hochspannungsschnellstromversorgung für jede Zylindergruppe durchführt, oder dem Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement, welches den Ventilöffnungshaltestrom zuführt, ein Parallelschaltelement verwendet wird, welches ermöglicht, Dispersion des Temperaturanstiegs zu unterdrücken, und nebenher die Anzahl von Verbindungsanschlüssen mit der Elektromagnetspule zu reduzieren.
Es ist anzumerken, dass während in einem Fall, bei dem das Schaltelement parallel verwendet wird, der Strom des Schaltelements auf der Seite des niedrigeren Widerstands erhöht wird und so der verbrauchte Strom ansteigt, der Innenwiderstand des Feldeffekttransistors zusammen mit dem Temperaturanstieg erhöht wird, was durch das thermische Gleichgewicht mit dem entgegengesetzten Schaltelement gemittelt wird.
Der Verstärkungssteuerschaltungsteil 110B umfasst ein Paar von Induktionselementen 112a, 112b, welche abwechselnd und intermittierend durch ein Paar von Verstärkungsschaltelementen 115a, 115b aus der Fahrzeugbatterie 101 angeregt werden, und einen gemeinsamen Hochspannungskondensator 114a, der über ein Paar von Ladedioden 113a, 113b aus dem Paar von Induktionselementen 112a, 112b geladen wird,
wenn eines des Paars von Verstärkungsschaltelementen 115a, 115b geschlossen wird, eines aus dem Paar von Induktionselementen 112a, 112b aus der Fahrzeugbatterie angeregt wird und das andere des Paars von Verstärkungsschaltelementen 115a, 115b geöffnet wird, und
wenn das andere des Paars von Verstärkungsschaltelementen 115a, 115b geöffnet wird, die in dem anderen des Paars von Induktionselementen 112a, 112b akkumulierte elektromagnetische Energie zum Laden des gemeinsamen Hochspannungskondensator 114a abgegeben wird.
Somit umfasst gemäß Anspruch 12 der vorliegenden Erfindung der Verstärkungsschaltungsteil einen gemeinsamen Hochspannungskondensator zu einem Paar von Induktionselementen, Verstärkungsschaltelementen und Ladedioden, in welchem der Hochspannungskondensator in Kooperation mit dem Paar von Induktionselementen, die abwechselnd und intermittierend angeregt werden, geladen wird.
Daher gibt es ein Merkmal, dass während eines Zeitraums, in welchem eines der Induktionselemente aus der Fahrzeugbatterie angeregt wird, das andere Induktionselement den Hochspannungskondensator lädt, so dass der Hochspannungskondensator unmittelbar ohne Erzeugen eines Zeitverlusts geladen wird, was ermöglicht, dass eine geteilte Einspritzung hoher Frequenz durchgeführt wird, und die erzeugte Wärme durch das Paar von Verstärkungsschaltelementen und Induktionselementen verteilt wird, wodurch jeder Temperaturanstieg reduziert wird.
Die Schaltelemente, welche die Elektromagnetspulen 103i (i = 1, 2, ...m) antreiben, umfassen ein Schnellabschalt-Schaltelement 123i, welches individuell mit jeder Elektromagnetspule 103i verbunden ist, ein Schnellanregungs-Schaltelement 122j (j=1) oder eine parallelen Schaltteil 129j desselben, und ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j (j=1) oder einen Parallelschaltteil 169j desselben, verwendet für jede Elektromagnetspule 103i der ersten Zylindergruppe gemeinsam, ein Schnellanregungs-Schaltelement 122j (j=2) oder den Parallelschaltteil 129j und ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j (j=2) oder den Parallelschaltteil 169j desselben, verwendet für jede Elektromagnetspule 103i der zweiten Zylindergruppe gemeinsam, wobei das Schnellanregungs-Schaltelement 122j (j = 1, 2) oder der Parallelschaltteil 129j desselben die verstärkte Hochspannung VIh1 aus dem Hochspannungskondensator 114a an den stromaufwärtigen Anschluss der Elektromagnetspule 103 der ersten Zylindergruppe oder der zweiten Zylindergruppe anlegt, um einen Schnellanregungsstrom während eines vorbestimmten Zeitintervalls, unmittelbar nachdem der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi erzeugt wird, bereitzustellen
das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j oder der Parallelschaltteil 129j desselben intermittierend die Stromversorgungsspannung Vbb der Fahrzeugbatterie 101 durch das Rückflussverhinderungselement 125j (j = 1, 2) an den stromaufwärtigen Anschluss der Elektromagnetspule 103i der ersten Zylindergruppe oder der zweiten Zylindergruppe während eines Zeitraums, in welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi erzeugt wird, anlegt, um einen Ventilöffnungshaltestrom bereitzustellen, so dass der Ventilöffnungshaltestrom der Elektromagnetspule 103, der der intermittierenden Operation des Stromerzeugungsaufrechterhaltungs-Schaltelements 121j oder von dessen Parallelschaltteil 129j folgt, durch das Kommutationsschaltelement 126j (j = 1, 2) für jede Zylindergruppe kommutiert und abgeschwächt wird,
das Schnellabschalt-Schaltelement 123i den stromabwärtigen Seitenanschluss der Elektromagnetspule 103i mit der Erdungsschaltung während eines Zeitraum verbindet, in welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi erzeugt wird, und
weiter eine Sammeldiode 160i enthält, die eine Flyback-Spannung, die an den Anschlüssen des Schnellabschalt-Schaltelements 123i erzeugt wird, an den Hochspannungskondensator 114a abgibt, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement 123i geöffnet wird, so dass der maximale Spannungsvariationsbereich vor und nach dem Laden des Hochspannungskondensators 114a auf die Stromversorgungsspannung Vbb der Fahrzeugbatterie 101 oder niedriger beschränkt wird.
Somit wird in Bezug auf Anspruch 13 der vorliegenden Erfindung die Sammeldiode mit dem Schnellabschalt-Schaltelement verbunden, welches den Anregungsstrom der Elektromagnetspule bei hoher Geschwindigkeit individuell abschaltet, und wenn das Schnellabschalt-Schaltelement geöffnet wird, ist die in der Elektromagnetspule akkumulierte elektromagnetische Energie regenerativ in den Hochspannungskondensator zu laden, so dass der Variationsbereich vor und nach dem Laden der verstärkten Hochspannung auf einen vorbestimmten Wert oder niedriger beschränkt ist.
Daher gibt es ein Merkmal, das, weil die in der Elektromagnetspule akkumulierte elektromagnetische Energie nicht durch das Schnellabschalt-Schaltelement absorbiert wird, der Verbrauchsstrom des Schnellabschalt-Schaltelements vermindert wird, und da die regenerativ in den Hochspannungskondensator geladene elektromagnetische Energie für die nächste Schnellanregung der Magnetspule verwendet wird, kann die Ladungsenergie des Hochspannungskondensators durch den Verstärkungsschaltungsteil reduziert werden.
Auch gibt es ein Merkmal, dass, weil der Spannungsvariationsbereich des Hochspannungskondensators beschränkt ist, die Stromabschwächungs-Charakteristik der Elektromagnetspule, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement geöffnet ist, stabilisiert wird, wodurch eine stabile Ventilschließ-Charakteristik erhalten wird.
Während es in dieser Ausführungsform nachteilig ist, dass, weil das Schnellabschalt-Schaltelement in Reihe mit dem Stromzufuhr-Aufrechterhaltungsschaltelement und dem Schnellanregungs-Schaltelement verbunden ist, der Leitungsstrom an die Elektromagnetspule durch zwei Schaltelemente auf der oberen Stromseite und der unteren Stromseite fließt, was einen großen verbrauchten Strom ergibt, wenn ein Kurzschlussfehler des Schaltelements auf der stromaufwärtigen Seite oder der stromabwärtigen Seite auftritt, oder ein Anschlussfehler oder ein Erdungsfehler von externen Verdrahtungen auftritt, kann der Leitungsstrom durch das andere Schaltelement abgeschaltet werden.
Ausführungsform 3
Detaillierte Beschreibung der Anordnung
Nachfolgend wird die Anordnung und die Wirkung unter Bezugnahme auf 8 beschrieben, die das Gesamtschaltungsblockdiagramm einer Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt, mit Aufmerksamkeit auf den Unterschied zur in 1 gezeigten Vorrichtung.
In den Figuren geben dieselben Bezugszeichen identische oder entsprechende Bereiche an, in welchen die Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100A durch eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100C ersetzt wird, wobei der durchalphabetisierte Großbuchstabe des Endes des Bezugszeichens jede Ausführungsform angibt.
In 8 ist der erste Hauptunterschied zwischen der Vorrichtung in 8 und der Vorrichtung in 1, dass in Bezug auf die vier Elektromagnetspulen 31 bis 34, welche die Kraftstoffeinspritz-Magnetventile antreiben, ein Verstärkungssteuerschaltungsteil 110C zwei Induktionselemente 112a, 112b, zwei Verstärkungsschaltelemente 115a, 115b, welche die Elemente 112a, 112b intermittierend antreiben, und ein Paar von Hochspannungskondensatoren 114a, 114b, welche durch das Paar von Ladedioden 113a, 113b geladen werden, wodurch ein Paar von verstärkten Hochspannungen Vh1, Vh2 erzeugt wird, umfasst.
Auch sind zweite und dritte Hauptunterschiede, dass das Parallelschaltelement 129j zum Schnellanregungs-Schaltelement 122j in einer kooperativen Verbindungsweise hinzugefügt wird, und sie sind jeweils mit einem und dem anderen des Paars von Hochspannungskondensatoren 114a, 114b verbunden.
Ähnlich wie bei den Elektromagnetspulen 33, 32 der zweiten Gruppe, sind das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j, das Schnellanregungs-Schaltelement 122j und das Parallelschaltelement 129j verbunden.
Daher wird jedem Schaltelement im Antriebssteuerschaltungsteil 120C Eins-zu-Eins eine Elektromagnetspule zugewiesen. Diese Zuordnung ist dieselbe wie das Schnellabschalt-Schaltelement 123i.
Der vierte Hauptunterschied liegt darin, dass die Flyback-Energie der Elektromagnetspule 103i, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement 123i geöffnet wird, durch einen Vermittel-Kondensator 161j durch die Sammeldiode 160i gesammelt wird und diese gesammelte Energie ist an die beim nächsten Mal anzutreibende Elektromagnetspule 103i über Entladungsdioden 166j, 167j abzugeben.
Der fünfte Hauptunterschied besteht darin, dass der Betriebssteuerschaltungsteil 130C den Durchschnittswert der Temperaturen (als der gemessenen Umgebungstemperatur Tx), gemessen durch das Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a und das Hochumgebungstemperatur-Detektionselement 139c, die unter Bezugnahme auf 6 beschrieben worden sind, verwendet.
Im Verstärkungssteuerschaltungsteil 110C werden das Induktionselement 112a, das Verstärkungsschaltelement 115a, die Ladediode 113a und der Hochspannungskondensator 110a durch eine (nicht gezeigte) Rückkopplungssteuerschaltung 118a gesteuert, was eine erste Verstärkungsschaltung bildet, welche dieselbe verstärkte Hochspannung Vh1 wie in 1 erzeugt.
Während der Hochspannungskondensator 114a eine kleinere elektrostatische Kapazität als die in 1 aufweist und so schnell geladen ist, nimmt die Entladungs-abgeschwächte Spannung Vd, wie unter Bezugnahme auf 10B beschrieben wird, auf ein Niveau nahe an der Stromversorgungsspannung Vbb ab.
Das Induktionselement 112b, das Verstärkungsschaltelement 115b, die Ladediode 113b und der Hochspannungskondensator 114b werden durch die (nicht gezeigte) Rückkopplungssteuerschaltung 118b gesteuert, die eine zweite Verstärkungsschaltung bildet, welche dieselbe verstärkte Hochspannung Vh2 wie in 1 erzeugt.
Während die elektrostatische Kapazität des Hochspannungskondensators 114b klein ist, so dass die Entladungs-abgeschwächte Spannung Vd auf einen Pegel nahe an der Stromversorgungsspannung Vbb absinkt, ist der Hochspannungskondensator 114a mit dem Schnellanregungs-Schaltelement 122j über eine Rückflussverhinderungsdiode 123a verbunden und ist der Hochspannungskondensator 114b mit dem Parallelschaltelement 129j über eine Rückflussverhinderungsdiode 163b verbunden, so dass das Schnellanregungs-Schaltelement 122j und das Parallelschaltelement 129j abwechselnd zum Schließen der Schaltung betrieben werden.
Als Ergebnis kann eine Hochfrequenzteilungseinspritzung durch abwechselndes Antreiben der Elektromagnetspulen 103i zum Öffnen des Ventils durch das Paar von Induktionselementen 112a, 112b und des Paars von Verstärkungsschaltelementen 115a, 115b vorgenommen werden und die Verteilung der erzeugten Wärme kann durch das Paar von Induktionselementen 112a, 112b und das Paar von Verstärkungsschaltelementen 115a, 115b vorgenommen werden.
Im Antriebssteuerschaltungsteil 120C erzeugt die Gattersteuerschaltung 128 abwechselnd SchnellstromzufuhrGattersignale B1, B2, so dass das Schnellanregungs-Schaltelement 122j und das Parallelschaltelement 129j abwechselnd zum Schließen der Schaltung angetrieben werden.
Die Rückflussverhinderungsdioden 163a, 163b dienen dazu, zu verhindern, dass die elektrische Ladung im Vermittel-Kondensator 161j in die Hochspannungskondensator 114a, 114b fließt, die eine abgesenkte Spannung aufweisen, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement 123i geöffnet wird, was dazu führt, dass die Ventilschließ-Charakteristika variiert werden.
Im Betriebssteuerschaltungsteil 130C ist der Mikroprozessor CPU mit einem Hochumgebungstemperatur-Detektionselement 139c verbunden, das in der Nähe des Stromerzeugungsaufrechterhaltungs-Schaltelements 121j vorgesehen ist, und mit dem Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a zum Messen der Umgebungstemperatur Ta der zu überwachenden Elemente, das in einem Bereich des Schaltungssubstrats 200 montiert ist, von dem die Durchschnittstemperatur des Temperaturverteilungsbereichs niedriger ist als die sich auf die Temperaturverteilung innerhalb des Gehäuses 109 beziehende Durchschnittstemperatur, wobei der Bereich nicht angrenzend an einen hocherhitzten Teil ist, der zumindest das überwachte Element einschließt.
Der Mikroprozessor CPU berechnet den Durchschnittswert einer Hochumgebungstemperatur Tc aus dem Hochumgebungstemperatur-Detektionselement 139c und einer Niedrigumgebungstemperatur Ta aus dem Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a, welcher zur gemeinsamen Umgebungstemperatur Tx gemacht wird.
Detaillierte Beschreibung von Effekt und Operation
Nachfolgend wird der Effekt und die Operation der Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung, die angeordnet ist wie in 8 gezeigt, im Detail basierend auf den 9A bis 9H und 10A bis 10E beschrieben, welche Zeitdiagramme zum Beschreiben des Betriebs sind.
In den 9A - 9H, welche die Erstmalig-Diagramme sind, zeigt 9A einen logischen Zustand des Ventilöffnungsbefehlssignals gemäß dem Kraftstoffeinspritzbefehl INJi für jeden Zylinder, wo zur Zeit t0 der Ventilöffnungsbefehl erzeugt wird und zur Zeit t2 der Ventilöffnungsbefehl beendet oder gestoppt wird.
9B zeigt eine Wellenform des Anregungsstroms für die Elektromagnetspule 103i. Zur Zeit t0 werden das Stromzufuhrgattersignal A, das Schnellstromzufuhrgattersignal B (B1 oder B2) und das Leitungsgattersignal C, die jeweils in den 9E, 9F und 9G gezeigt sind, erzeugt, um das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j, das Schnellanregungs-Schaltelement 122j und das Parallelschaltelement 129j, und das Schnellabschalt-Schaltelement 123i zu schließen, wodurch der Anregungsstrom schnell ansteigt.
Nachdem der Anregungsstrom den Spitzenstrom Ia erreicht hat, zur Zeit t1, wenn er sich auf den Haltestromzufuhrendstrom Ib oder der Entladungs-abgeschwächten Spannung Vd der Hochspannungskondensatoren 114a, 114b abschwächt, und auf eine vorbestimmte Schwellenwertspannung sinkt, wird das Schnellstromzufuhrgattersignal B (B1 oder B2), das in 10F gezeigt ist, gestoppt, wodurch das Schnellanregungs-Schaltelement 122j oder das Parallelschaltelement 129j geöffnet werden.
Dann wird das in 9E gezeigte Stromzufuhrgattersignal A intermittierend erzeugt, wobei das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j geschlossen wird, wenn der Anregungsstrom gleich oder niedriger als der untere Grenzstrom Ie des Ventilöffnungshaltestroms Ih wird, oder geöffnet wird, wenn er gleich oder größer als der Obergrenzstrom Id ist, wodurch der vorbestimmte Ventilöffnungshaltestrom gehalten wird.
Zur Zeit t2, wenn das Ventilöffnungssignal von 9A gestoppt wird und das Leitungsgattersignal C von 9C entsprechend gestoppt wird, wird das Schnellabschalt-Schaltelement 123i geöffnet, so dass, wie in 9H gezeigt, die in der Elektromagnetspule 103i akkumulierte elektromagnetische Energie eine Ladespannung für den Vermittel-Kondensator 161j erzeugt.
9C zeigt eine Wellenform der verstärkten Hochspannung Vh1 oder Vh2, welches die Anschlussspannung der Hochspannungskondensatoren 114a, 114b ist. Wenn die Elektromagnetspule 103i zum Öffnen der Schaltung in einem Zustand angetrieben wird, bei dem die Wellenform die verstärkte Maximalspannung Vp am Ende des Anfangsladens, unmittelbar nachdem der Stromversorgungsschalter eingeschaltet ist, erreicht hat, nimmt die Wellenform zur Entladungs-abgeschwächten Spannung Vd ab. Ab Zeit t1 wird das in 9D gezeigte Verstärkungsgattersignal D1 oder D2 erzeugt, um die intermittierende Operation eines der Verstärkungsschaltelemente 115a, 115b neu zu öffnen und zur Zeit t3 erreicht die Wellenform wieder die verstärkte Maximalspannung Vp, was auf die nächste Schnellanregung vorbereitet.
In den 10A bis E, welche zweite Zeitdiagramme sind, zeigt 10A einen logischen Zustand des Ventilöffnungsbefehlssignals gemäß dem Kraftstoffeinspritzbefehl INJi für jeden Zylinder, wobei zur Zeit T1 der Ventilöffnungsbefehl zu dieser Zeit erzeugt ist und zur Zeit T3 der Ventilöffnungsbefehl gestoppt wird.
Dann wird zur Zeit T4 der Ventilöffnungsbefehl des nächsten Males erzeugt und wird zur Zeit T7 dieser Ventilöffnungsbefehl gestoppt.
10B zeigt eine Wellenform der verstärkten Hochspannung Vh1, die eine Anschlussspannung am Hochspannungskondensator 114 ist. Wenn die Elektromagnetspule 103i zum Öffnen der Schaltung zur Zeit T1 angetrieben wird, wenn die Wellenform die verstärkte Maximalspannung Vp am Ende des Anfangsladens, unmittelbar nachdem der Stromversorgungsschalter eingeschaltet ist, erreicht, nimmt sie auf die Entladungs-abgeschwächte Spannung Vd zur Zeit T2 ab, wird das in 10C gezeigte Verstärkungsgattersignal D1 ab Zeit T1 erzeugt, um die intermittierende Operation eines der Verstärkungsschaltelemente 115a neu zu öffnen, und erreicht die verstärkte Maximalspannung Vp wieder zur Zeit T5, was auf die nächste Schnellanregung vorbereitet.
Es ist anzumerken, dass die Entladungs-abgeschwächte Spannung Vd niemals gleich oder niedriger als die Stromversorgungsspannung Vbb wird, so dass es angemessen ist, einen Wert zweimal so groß wie die Stromversorgungsspannung Vbb als einen Referenzwert zu adaptieren.
10D zeigt eine Wellenform der verstärkten Hochspannung Vh2, welche die Anschlussspannung am Hochspannungskondensator 114b ist. Wenn die Elektromagnetspule 103i zum Öffnen der Schaltung zur Zeit T4 angetrieben wird, wenn die Wellenform die verstärkte Maximalspannung Vp am Ende des Anfangsladens unmittelbar nachdem der Stromversorgungsschalter eingeschaltet ist, erreicht hat, nimmt die Wellenform auf die Entladungs-abgeschwächte Spannung Vd zur Zeit T6 ab, wird das in 10E gezeigte Verstärkungsgattersignal D2 ab Zeit T6 erzeugt, werden die intermittierenden Operationen des anderen des Verstärkungsschaltelementes 115b neu gestartet und erreicht die Wellenform wieder die verstärkte Maximalspannung Vp zur Zeit T9, was auf die nächste Schnellanregung vorbereitet.
Eine in 10B gezeigte Wellenform F1 ist eine Spannungswellenform des Vermittel-Kondensators 161j, der mit der in der Elektromagnetspule 103i akkumulierten elektromagnetischen Energie geladen wird, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement 123i zur Zeit T3 geöffnet wird, wobei der Anfangswert der Ladespannung durch die Entladungs-abgeschwächte Spannung Vd der Hochspannungskondensatoren 114a, 114b bestimmt wird.
Auch ist die elektrische Ladung des diesmal geladenen Vermittel-Kondensators 161j an die Elektromagnetspule 103i zu entladen, die das nächste Mal anzutreiben ist, in Kooperation mit dem in 10D gezeigten Hochspannungskondensator 114b.
Ähnlich ist eine in 10D gezeigte Wellenform F2 eine Spannungswellenform des Vermittel-Kondensators 161j, der mit der in der Elektromagnetspule 103i akkumulierten elektromagnetischen Energie geladen wird, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement 123i zur Zeit T7 geöffnet wird, wobei der Anfangswert der Ladespannung durch die Entladungs-abgeschwächte Spannung Vd der Hochspannungskondensatoren 114a, 114b bestimmt wird.
Auch ist die dieses Mal geladene elektrische Ladung des Vermittel-Kondensators 161j an die Elektromagnetspule 103i zu entladen, die das nächste Mal in Kooperation mit dem in 10B gezeigten Hochspannungskondensator 114a anzutreiben ist.
Somit zeigt die Anfangsspannung des stabilisiert werdenden Vermittel-Kondensators 161j an, dass die Stromabschwächungs-Charakteristika, nachdem das Schnellabschalt-Schaltelement 123i geöffnet wird, stabil sind, und so die Ventilschließ-Charakteristika des Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventils stabil sind.
Geist und Merkmal von Ausführungsform 3
Wie aus der obigen Beschreibung zu sehen, bezieht sich eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung auf eine Verstärkungssteuerschaltungseinheit 110 zum sequentiellen Antreiben eines für jeden Zylinder i (i = 1, 2, ...m) eines Mehrzylindermotors vorgesehenen Kraftstoffeinspritzung-Elektromagnetventils, umfassend einen Antriebssteuerschaltungsteil 120C, der eine Mehrzahl von Schaltelementen zum abwechselnden und sequentiellen Antreiben einer Mehrzahl von Elektromagnetspulen 103i zum Antreiben der zu öffnenden Elektromagnetventile für jede der ersten Zylindergruppe j (j=1) und einer zweiten Zylindergruppe j (j=2) beinhaltet, einen Verstärkungssteuerschaltungsteil 110C, der eine verstärkte Hochspannung zum schnellen Anregen der Elektromagnetspulen 103i erzeugt, und einen Betriebssteuerschaltungsteil 130C, der hauptsächlich aus einem Mikroprozessor CPU und einem Programmspeicher PGM aufgebaut ist,
wobei der Verstärkungssteuerschaltungsteil 110C eine Mehrzahl von Induktionselementen 112a, 112b, die intermittierend durch eine Mehrzahl von Verstärkungsschaltelementen 115a, 115b aus einer Fahrzeugbatterie 101 angeregt werden, und eine Mehrzahl von Hochspannungskondensatoren 114a, 114b, die als Ziele auf die verstärkten Hochspannungen Vh1, Vh2 über mehrere intermittierende Operationen durch die in den Induktionselementen 112a, 112b akkumulierten elektromagnetischen Energien geladen werden, die entladen werden, wenn die Verstärkungsschaltelemente 115a, 115b geöffnet werden, umfasst, und
der Antriebssteuerschaltungsteil 120C ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j, das für jede Zylindergruppe durch ein Rückflussverhinderungselement 125j zwischen der Fahrzeugbatterie 101 und den Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, ein Schnellanregungs-Schaltelement 122j, welches für jede Zylindergruppe zwischen dem Hochspannungskondensator 114a und den Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, ein Kommutierungsschaltungselement 126j, das für jede Zylindergruppe parallel mit der Elektromagnetspule 103i verbunden ist, und ein Schnellabschalt-Schaltelement 123i, das individuell in Reihe mit der Elektromagnetspule 103i verbunden ist, umfasst.
Und der Betriebssteuerschaltungsteil 130C beinhaltet ein Kraftstoffeinspritzbefehlsmittel 612, das dem Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j, 122j und 123i einen Kraftstoffeinspritzbefehl INJi bereitstellt, ein Steuerprogramm, das ein Geteilt-Obergrenzbezeichnungsmittel 614 bildet, das einen oberen Grenzwert eines ausgewählten Werts Bn zum Bestimmen, wie viel Mal das Kraftstoffeinspritzbefehl INJi derselben Elektromagnetspule 103i während eines Verbrennungszykluszeitraums jedes Motors des Mehrzylindermotors bereitgestellt werden sollte, bestimmt, und Referenzdaten 500, die eine Datentabelle einer angenäherten Rechnung sind,
die Referenzdaten 500 eine Aggregation von Referenzdaten 501 bis 505 sind, die sich jeweils auf eine Mehrzahl von zu überwachenden Elementen beziehen, in welchen die Referenzdaten 500 den ausgewählten Wert Bn als einen Vermittel-Parameter enthalten, beschränkt durch das Geteilt-Obergrenz-Bezeichnungsmittel 614, und ist aus Minimalwerten, editiert aus numerischen Daten der zulässigen Motordrehzahl Nk, bestimmt durch eine detektierte Umgebungstemperatur Tx als einen Parameter, die durch die Niederumgebungstemperatur-Detektionselemente 139a, 139c detektiert ist, und sich auf Installationsumgebungen der zu überwachenden Elemente bezieht, die irgendeines der Induktionselemente 112a, 112b repräsentiert, den Verstärkungsschaltelementen 115a, 115b, dem Schnellanregungs-Schaltelement 122j, dem Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j und dem Schnellabschalt-Schaltelement 123i zusammengesetzt ist,
die zulässige Motordrehzahl Nk statistische Daten ist, die durch Bestätigen ermittelt werden, dass die interne Temperatur der zu überwachenden Elemente gleich oder kleiner einer vorbestimmten zulässigen Grenztemperatur Tjmax wird, selbst im Falle eines kontinuierlichen Betriebs mit mehreren Einspritzungen durch Anwenden des zur gemessenen Umgebungstemperatur Tx bestimmten ausgewählten Werts Bn, und
das Geteilt-Obergrenz-Bezeichnungsmittel 614 den ausgewählten Wert Bn bestimmt, der eine zulässige höhere geteilte Einspritzfrequenz aufweist, als eine Obergrenze innerhalb eines zulässigen Bereichs, durch Vergleichen einer durch einen Motordrehsensor 105 detektierten Motordrehzahl Ne mit einem Wert der zulässigen Motordrehzahl Nk in Bezug auf die derzeit gemessene Umgebungstemperatur Tx, berechnet durch eine Interpolationsoperation aus den Referenzdaten 500.
Der Betriebssteuerschaltungsteil 130C, der Verstärkungssteuerschaltungsteil 110A und der Antriebssteuerschaltungsteil 120A sind auf einem Schaltungssubstrat 200, das in einem Gehäuse 109 untergebracht ist, montiert,
das überwachte Element beinhaltet spezifische überwachte Elemente, die aus den Induktionselementen 112a, 112b, den Verstärkungsschaltelementen 115a, 115b und dem Schnellanregungs-Schaltelement 122j bestehen, die einen Temperaturanstieg aufweisen, der steigt, wenn der ausgewählte Wert Bn steigt, und
annehmend, dass das Umgebungstemperatur-Detektionselement das Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a in einem niedrigeren Temperaturverteilungsbereich als der sich auf die thermische Verteilung innerhalb des Gehäuses beziehenden Durchschnittstemperatur ist und das angrenzend am Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j angeordnete Hochumgebungstemperatur-Detektionselement 139c innerhalb des Antriebssteuerschaltungsteils 120C ist, wird der Durchschnittswert der durch das Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a und das Hochumgebungstemperatur-Detektionselement 139c detektierten Temperaturen dazu gebracht, die gemessene Umgebungstemperatur Tx der spezifischen überwachten Elemente zu sein.
Somit wird in Bezug auf Anspruch 9 der vorliegenden Erfindung auf die Umgebungstemperatur der spezifischen überwachten Elemente, die das Induktionselement, das Verstärkungsschaltelement und das Schnellanregungs-Schaltelement sind, die Durchschnittstemperatur der niedrigen Umgebungstemperatur innerhalb des Gehäuses, welches das Schaltungssubstrat unterbringt, und der hohen Umgebungstemperatur an einer Position angrenzend an dem Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement angewendet.
Daher gibt es ein Merkmal, das der Temperaturanstiegswert des hoch erhitzten Elementes, welches das spezifische überwachte Element ist, ungefähr durch das Produkt der Größe der Motordrehzahl und der geteilten Einspritzfrequenz bestimmt wird, und durch Addieren dieses Temperaturanstiegswertes zur gemessenen Durchschnitts-Umgebungstemperatur kann die Innentemperatur der spezifischen überwachten Elements im Hinblick auf den erhitzten Zustand des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungsschaltelements abgeschätzt werden, so dass, falls zulässige Werte der Motordrehzahl, welche die Innentemperatur gleich oder unter einen vorbestimmten Grenzwert bringen, bei gegebener Umgebungstemperatur geteilter Einspritzfrequenz, vorab als Referenzdaten vorbereitet werden, die zulässige Drehzahl leicht berechnet werden kann, ohne Schätzungen der internen Temperatur in der Stufe der tatsächlichen Maschinenbetriebe, wobei die zulässige Drehzahl eine geminderte ist, wenn das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement hoch erhitzt wird.
Es wird entworfen, dass der verbrauchte Strom des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelementes durch die geteilte Einspritzfrequenz erhöht wird und hauptsächlich proportional zur Ventilöffnungszeit des Kraftstoffeinspritzventils erhöht wird, auf der Basis der Umgebungstemperatur, bei welcher die interne Temperatur zu einem vorbestimmten Wert oder kleiner wird, in Bezug auf einen großen verbrauchten Strom zu einer Zeit von Hochlast-/Hochgeschwindigkeitsoperationen.
Jedoch werden, wenn sich eine solche Hochgeschwindigkeitsoperation mit einer hohen geteilten Einspritzfrequenz fortsetzt, die Temperaturanstiege des Induktionselements, des Verstärkungsschaltelements und des Schnellanregungs-Schaltelements hoch, und folglich steigt die Umgebungstemperatur des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelements, so dass das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement auch durch die geteilte Einspritzfrequenz direkt oder indirekt beeinflusst wird.
Im Gegensatz dazu kann durch Kombinieren der Umgebungstemperatur der spezifischen überwachten Elemente mit den thermischen Komponenten des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelements die geteilte Einspritzfrequenz so bestimmt werden, dass die Innentemperaturen des spezifischen überwachten Elementes und des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelements zu einem vorbestimmten Wert oder kleiner werden können.
Es ist anzumerken, dass, während in dem Fall, bei dem das Schnellabschalt-Schaltelement eines Schaltungstyps, der die in der Elektromagnetspule akkumulierte elektrische Energie mit den Schaltelementen bei Leitungsabschalten absorbiert, ein verbrauchter Strom proportional zum Produkt der geteilten Einspritzfrequenz und der Motordrehzahl erzeugt wird, was eines der zu überwachenden Elemente bildet, kann das eine zu überwachende Element aus den zu überwachenden Elementen entfernt werden, durch vorab Absorbieren der elektromagnetischen Energie bei Leitungsabschaltzeit mit dem Hochspannungskondensator oder dem Vermittel-Kondensator.
Wie aus der obigen Beschreibung zu sehen, bezieht sich eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung auf eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100C zum sequentiellen Antreiben eines für jeden Zylinder i (i = 1, 2, ...m) eines Mehrzylindermotors bereitgestellten Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventils, umfassend einen Antriebssteuerschaltungsteil 120C, der eine Mehrzahl von Schaltelementen zum abwechselnden und sequentiellen Antreiben einer Mehrzahl von Elektromagnetspulen 103i zum Antreiben der Elektromagnetventile zur Öffnung beinhaltet, für jede einer ersten Zylindergruppe j (j=1) und einer zweiten Zylindergruppe j (j=2), einen Verstärkungssteuerschaltungsteil 110C, der eine verstärkte Hochspannung zum raschen Anregen der Elektromagnetspulen 103i erzeugt, und einen Betriebssteuerschaltungsteil 130C, welcher hauptsächlich aus einem Mikroprozessor CPU und einem Programmspeicher PGM aufgebaut ist,
wobei der Verstärkungssteuerschaltungsteil 110C eine Mehrzahl von Induktionselementen 112a, 112b, die intermittierend durch eine Mehrzahl von Verstärkungsschaltelementen 115a, 115b aus einer Fahrzeugbatterie 101 angeregt werden, und eine Mehrzahl von Hochspannungskondensatoren 114a, 114b, welche auf die verstärkte Hochspannung Vh1, Vh2 als Ziele durch mehrere intermittierende Operationen durch die in den Induktionselementen 112a, 112b akkumulierten elektrischen Energien, die entladen werden, wenn die Verstärkungsschaltelemente 115a, 115b geöffnet sind, geladen werden, umfasst, und
der Antriebssteuerschaltungsteil 120C ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j, das für jede Zylindergruppe über ein Rückflussverhinderungselement 125j zwischen der Fahrzeugbatterie 101 und den Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, ein Schnellanregungs-Schaltelement 122j, das für jede Zylindergruppe zwischen dem Hochspannungskondensator 114a und den Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, ein Kommutierungsschaltelement 126j, das für jede Zylindergruppe parallel zur Elektromagnetspule 103i verbunden ist, und ein Schnellabschalt-Schaltelement 123i, das individuell in Reihe mit der Elektromagnetspule 103i verbunden ist, umfasst.
Und der Betriebssteuerschaltungsteil 130C beinhaltet ein Steuerprogramm, das ein Geteilt-Obergrenz-Bezeichnungsmittel 624 bildet, das eine Obergrenze des ausgewählten Werts Bn zum Bestimmen, wie viel Mal das Kraftstoffeinspritzbefehl INJi für dieselbe Elektromagnetspule 103i während eines Verbrennungszyklus-Zeitraums jedes Zylinders des Mehrzylindermotors erzeugt werden sollte, bestimmt, und Referenzdaten 500, die eine Datentabelle oder eine Näherungs-Rechnung ist, zusammengesetzt durch sich auf eine Mehrzahl von zu überwachenden Elementen beziehende konsolidierende experimentelle Daten,
das Geteilt-Obergrenz-Bezeichnungsmittel 614 den ausgewählten Wert Bn als mögliche höhere geteilte Einspritzfrequenz als eine obere Grenze unter einer Bedingung bestimmt, dass die interne Temperatur des überwachten Elements gleich oder kleiner einem vorbestimmten zulässigen Grenzwert wird, in Assoziierung mit der durch die Umgebungstemperatur-Detektionselemente 139a, 139c detektierten aktuell gemessenen Umgebungstemperatur Tx, einer aus den Referenzdaten 500 berechneten zulässige Motordrehzahl Nk und der durch den Motordrehsensor 105e detektierten aktuellen Motordrehzahl Ne, und
weiter ein Verlustverminderungsmittel oder Erzeugt-Wärmeableitungsmittel beinhaltet, das einen Temperaturanstieg zumindest eines Teils des innerhalb des Verstärkungssteuerschaltungsteils 110C und des Antriebssteuerschaltungsteils 120C vorgesehenen Schaltelements mindert.
Der Verstärkungssteuerschaltungsteil 110C umfasst ein Paar von Induktionselementen 112a, 112b, welche intermittierend durch ein Paar von Verstärkungsschaltelementen 115a, 115b aus der Fahrzeugbatterie 101 angeregt werden, und einem Paar von Hochspannungskondensatoren 114a, 114b, welche auf die verstärkte Hochspannung Vh1, Vh2 als Ziele über die Entladungsoperation mehrmals durch die in den entladen werdenden Induktionselementen akkumulierte elektromagnetische Energie geladen werden, und
einer des Paars von Hochspannungskondensatoren 114a, 114b ist mit der Elektromagnetspule 103i der ersten Gruppe oder der zweiten Gruppe über das Schnellanregungs-Schaltelement 122j verbunden, während der andere der Hochspannungskondensatoren 114a, 114b mit derselben Elektromagnetspule 103i wie das Schnellanregungs-Schaltelement 122j über das Parallelschaltelement 129j verbunden ist, so dass das Schnellanregungs-Schaltelement 122j und das Parallelschaltelement 129j abwechselnd zum Schließen der Schaltung angetrieben werden.
Somit führen in Bezug auf Anspruch 14 der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer Mehrzahl von Elementen des Verstärkungsschaltelements, des Induktionselements und des Hochspannungskondensators, die im Verstärkungsschaltungsteil vorgesehen sind, eine Mehrzahl von Hochspannungskondensatoren die Ladeoperation an den Elektromagnetspulen abwechselnd durch.
Daher wird durch die Schnellanregung an die Elektromagnetspulen, die mit den mehreren Elementen geteilt sind, der Temperaturanstieg des Verstärkungssteuerschaltungsteils gemindert, und wird eine Hochfrequenz-Schnellanregung ermöglicht, indem eines der Elemente geladen wird, während das andere entladen wird, so dass die geteilte Einspritzfrequenz an dieselbe Elektromagnetspule vergrößert werden kann.
Die Schaltelemente, welche die Elektromagnetspulen 103i (i = 1, 2, ...m) antreiben, umfassen ein Schnellabschalt-Schaltelement 123i, welches individuell mit jeder Elektromagnetspule 103i verbunden ist, ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j (j=1), wie auch ein Schnellanregungs-Schaltelement 122j (j=1) oder einen Parallelschaltteil 129j (j=1) desselben, das für jede Elektromagnetspule 103i der ersten Zylindergruppe gemeinsam verwendet wird, und ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j (j=2), wie auch ein Schnellanregungs-Schaltelement 122j (j=2) oder einen Parallelschaltteil 129j (j=2) desselben, welches für jede der Elektromagnetspule 103i der zweiten Zylindergruppe gemeinsam verwendet wird,
das Schnellanregungs-Schaltelement 122j (j = 1, 2) oder das Parallelschaltteil 129j (j = 1, 2) legt die verstärkten Hochspannungen VIh1, Vh2 aus einem oder dem anderen des Paars von Hochspannungskondensatoren 114a, 114b an den stromaufwärtigen Seitenanschluss der Elektromagnetspule 103 der ersten Zylindergruppe oder der zweiten Zylindergruppe an, um einen Schnellanregungsstrom bereitzustellen, während eines vorbestimmten Zeitintervalls und, unmittelbar nachdem der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi erzeugt wird, und
das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j legt intermittierend die Stromversorgungsspannung Vbb der Fahrzeugbatterie 101 über das Rückflussverhinderungselement 125j (j = 1, 2) an den Stromauf-Anschluss der Elektromagnetspule 103i der ersten Zylindergruppe oder der zweiten Zylindergruppe während eines Zeitraums an, in welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi erzeugt wird, um dadurch einen Ventilöffnungshaltestrom bereitzustellen, so dass der Ventilöffnungshaltestrom der Elektromagnetspule 103, welcher der intermittierenden Operation des Stromerzeugungsaufrechterhaltungs-Schaltelements 121j folgt, durch das Kommutierungsschaltelement 126j (j = 1, 2) für jede Zylindergruppe kommutiert und abgeschwächt wird.
Und das Schnellabschalt-Schaltelement 123i verbindet jeden Stromabwärtsseiten-Anschluss der Elektromagnetspule 103i mit der Erdungsschaltung während eines Zeitraums, in welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi erzeugt wird, ein Vermittel-Kondensator 161j (j = 1, 2) der die Flyback-Spannung absorbiert, die an den Anschlüssen des Schnellabschalt-Schaltelements 123i erzeugt wird, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement 123i, durch das Kommutierungsschaltelement 126j und die Sammeldiode 160i geöffnet wird, die jeweils für die Elektromagnetspule 103i vorgesehen sind, und ein Paar von Entladungsdioden 166j, 167j, welche die geladene Energie des Vermittel-Kondensators 161j durch die Elektromagnetspule 103i, die diesmal angetrieben sind, an die Elektromagnetspule 103i, die beim nächsten Mal angetrieben wird, entlädt, sind weiter bereitgestellt, und
das Schnellanregungs-Schaltelement 122j oder das Parallelschaltelement 129j ist zu öffnen, nachdem die Anschlussspannung der Hochspannungskondensatoren 114a, 114b auf einen vorbestimmten Schwellenwert oder niedriger abgesenkt wird, der niedriger als der Wert des Duplikats der Stromversorgungsspannung Vbb der Fahrzeugbatterie 101 ist.
Somit ist in Bezug auf Anspruch 15 der vorliegenden Erfindung eine serielle Schaltung der Sammeldiode und des Vermittel-Kondensators parallel mit dem Schnellabschalt-Schaltelement verbunden, welches individuell den Anregungsstrom der Elektromagnetspule bei einer hohen Geschwindigkeit abschaltet, und wenn das Schnellabschalt-Schaltelement zum schnellen Anregen der Elektromagnetspule geöffnet wird, ist die diesmal durch die Elektromagnetspule geladene elektromagnetische Energie an dieselbe Elektromagnetspule oder die andere Elektromagnetspule für die andere Zylindergruppe, die als Nächstes mit Strom zu beliefern ist, zu laden.
Daher gibt es ein Merkmal, das, weil die in der Elektromagnetspule akkumulierte elektromagnetische Energie nicht durch das Schnellabschalt-Schaltelement absorbiert wird, der verbrauchte Strom des Schnellabschalt-Schaltelements gemindert wird, und da die zum Vermittel-Kondensator transgeladene elektromagnetische Energie für die nächste Schnellanregung der Magnetspule verwendet wird, kann die Ladeenergie des Hochspannungskondensators durch den Verstärkungsschaltungsteil reduziert werden.
Auch gibt es ein Merkmal, das, weil das Schnellanregungs-Schaltelement ausgelegt ist, geöffnet zu werden, wenn die Restspannung des Vermittel-Kondensators auf einen vorbestimmten Wert oder weniger abnimmt, die Stromabschwächungs-Charakteristika der Elektromagnetspule, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement geöffnet wird, stabilisiert werden, wodurch stabile Ventilschließ-Charakteristika erhalten werden.
Während es in dieser Ausführungsform nachteilig ist, dass, weil das Schnellabschalt-Schaltelement in Reihe mit dem Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement und dem Schnellanregungs-Schaltelement verbunden ist, der Leitungsstrom an die Elektromagnetspule durch zwei Schaltelemente auf der oberen Stromseite und der unteren Stromseite fließt, was einen großen verbrauchten Strom ergibt, wenn ein Kurzschlussfehler des Schaltelementes oder ein Anschlussfehler oder Erdungsfehler einer externen Verdrahtung etc. auf der stromaufwärtigen Seite oder der stromabwärtigen Seite auftritt, der Leitungsstrom durch das andere Schaltelement abgeschaltet werden kann.
Ausführungsform 4
Detaillierte Beschreibung von Anordnung und Wirkung
Nachfolgend wird die Anordnung und die Wirkung Bezug nehmend auf 11 beschrieben, die ein Gesamtschaltungsblockdiagramm einer Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung unter Beachtung des Unterschieds gegenüber der in 1 gezeigten Vorrichtung zeigt.
In den Figuren geben dieselben Bezugszeichen identische oder entsprechende Bereiche an, wobei die Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100A durch eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100D ersetzt ist, wobei die Durchalphabetisierung des Großbuchstabens des Endes des Bezugszeichens zum Anzeigen jeder Ausführungsform dient, wobei der durch die gestrichelten Linien in 11 gezeigte Bereich eine Modifikation nach Ausführungsform 4 bildet.
In 11 ist der Hauptunterschied zwischen der Vorrichtung in 7 und der Vorrichtung in 1, dass in Bezug auf jede der vier Elektromagnetspulen 31 bis 34, welche die Kraftstoffeinspritzung-Elektromagnetventile antreiben, vier Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelemente 121i, ein Schnellanregungs-Schaltelement 122i, ein Rückflussverhinderungselement 125i und ein Kommutierungsschaltungselement 126i jeweils vorgesehen sind.
Der zweite Hauptunterschied ist, dass die Negativanschlüsse der vier Elektromagnetspulen 103i (31 bis 34) mit der Erdungsschaltung verbunden sind und ein Schnellabschalt-Schaltelement 123i in Reihe mit dem Kommutierungsschaltungselement 126i verbunden ist, um eine Parallelverbindung mit jeder Elektromagnetspule 103i zu bilden.
Der dritte Hauptunterschied ist, dass die vier Schnellabschalt-Schaltelemente 123i eine Konstantspannungsdiode 124i in der Gatterschaltung umfassen, um die Abschaltspannung des Schnellabschalt-Schaltelements 123i zu beschränken.
In einem in 11 gezeigten Antriebssteuerschaltungsteil 120D ist ein Schaltelement jeder Elektromagnetspule zugewiesen, wodurch die erzeugte Wärme verteilt wird, normalerweise kein Strom durch das Schnellabschalt-Schaltelement 123i fließt und ein Kommutierungsstrom der intermittierenden Operation des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelements 121i fließt, wenn der Ventilöffnungshaltestrom zugeführt wird.
Daher ist das Schaltelement an der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Elektromagnetspule 103i im Falle von 1 verbunden, während das Schaltelement im Fall von 7 nur mit der stromaufwärtigen Seite verbunden ist, so dass der verbrauchte Strom durch das Schaltelement stark reduziert werden kann, wobei, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement 123i geöffnet ist, verbrauchter Strom aufgrund des Absorbierens der in der Elektromagnetspule 103i durch das Schnellabschalt-Schaltelement 123i akkumulierten elektromagnetischen Energie auftritt.
Es ist anzumerken, dass im Fall von 11 keine negative Verdrahtung der Elektromagnetspule 103i notwendig wird, so dass die Anzahl von Verdrahtungsanschlüssen reduziert werden kann, und Verdrahtungsprobleme wie etwa Erdungsfehler der Negativverdrahtung und eine lose Verbindung des Verbinders reduziert werden.
Als Nächstes wird eine durch die gestrichelten Linien gezeigte Modifikation unter Bezugnahme auf die Zeitdiagramme in den 12A bis 12C beschrieben.
Es ist anzumerken, dass in dieser Modifikation die in der Elektromagnetspule 103i durch das Schnellabschalt-Schaltelement 123i akkumulierte elektromagnetische Energie nicht absorbiert wird, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement 123i geöffnet ist, sondern absorbiert wird durch den Vermittel-Kondensator 155i, und zum Hochspannungskondensator 114 regeneriert wird.
Daher ist gemäß dieser Modifikation die in der Gatterschaltung des Schnellabschalt-Schaltelements 123i vorgesehene Konstantspannungsdiode 124i nicht notwendig, kann aber, falls sie eine parasitäre Diode innerhalb des Schnellabschalt-Schaltelement 123i ist, die eine Durchbruchspannung höher als die durch den Vermittel-Kondensator 155i erzeugte Maximalladespannung ist, verwendet werden.
In 12A werden zu der Zeit T1, wenn der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi dieser Zeit erzeugt wird, das Schnellhalteschaltelement 121i, das Schnellanregungs-Schaltelement 122i und das Schnellabschalt-Schaltelement 123i geschlossen, und nimmt die Restspannung des Hochspannungskondensators 114a auf die Entladungs-abgeschwächte Spannung Vd ab, so dass das Schnellanregungs-Schaltelement 122i zur Zeit T2 geöffnet wird.
Während eines Ventilöffnungshaltezeitraums von Zeit T2 bis Zeit T3, wenn der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi gestoppt ist, macht das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121i die intermittierenden Operationen, so dass der in 9B gezeigte Ventilöffnungshaltestrom Ich durch die Elektromagnetspule 103i fließt.
Während bei dieser Dauer ein Kommutierungsstrom durch das Schnellabschalt-Schaltelement 123i fließt, wenn das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121i intermittierend geöffnet wird, wenn alle Schaltelemente, das heißt das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121i, das Schnellanregungs-Schaltelement 122i und das Schnellabschalt-Schaltelement zur Zeit T3 geöffnet werden, wird der Vermittel-Kondensator 155i durch die in der Elektromagnetspule 103i akkumulierte elektromagnetische Energie geladen.
Ihr Ladepfad reicht vom Negativanschluss der Elektromagnetspule 103i in 11 über die Erdungsschaltung, die zweite Diode 152i, den Vermittel-Kondensator 155i und die vierte Diode 154i zum Positivanschluss der Elektromagnetspule 103i, zu welcher Zeit kein Strom in Richtung aus der zweiten Diode 152i zur ersten Diode 151i fließt.
Eine Wellenform F1 in 12B zeigt eine Spannungswellenform des Vermittel-Kondensators 155i, der dieses Mal geladen wird.
Zur Zeit T4 wird ein Kraftstoffeinspritzbefehl INJi des nächsten Mals erzeugt und ist die dadurch angetriebene Elektromagnetspule 103 die andere Elektromagnetspule 103i, von einem anderen Zylinder, oder dieselbe Elektromagnetspule 103i wie das letzte Mal, falls die geteilte Einspritzung ausgeführt wird, die hierin „Elektromagnetspule 103i bei nächster Einspritzung“ genannt wird. Zur Zeit T4 werden das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121i, das Schnellanregungs-Schaltelement 122i und das Schnellabschalt-Schaltelement 123i korrespondierend zur Elektromagnetspule 103i bei der nächsten Einspritzung geschlossen und wird die Entladung des Hochspannungskondensators 114a und des Vermittel-Kondensators 155i gestartet.
Der Entladungspfad des Vermittel-Kondensators 155i bildet eine Schaltung vom Positivanschluss der Fahrzeugbatterie 101 über den Ausgangskontakt 102 des Stromversorgungsrelais, das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121i, die dritte Diode 153i, den Vermittel-Kondensator 155i, die erste Diode 151i und das Strombegrenzungsregister 150i, das Schnellanregungs-Schaltelement 122i zur Elektromagnetspule 103i. Der Entladungspfad des Hochspannungskondensators 114a bildet eine Schaltung vom Positivanschluss des Hochspannungskondensators 114a über das Schnellanregungs-Schaltelement 122i zur Elektromagnetspule 103i.
Es ist anzumerken, dass die Anfangsspannung des Vermittel-Kondensators 155i einen Wert der Entladungs-abgeschwächten Spannung Vd des Hochspannungskondensators 114a minus der Stromversorgungsspannung Vbb der Fahrzeugbatterie 101 aufweist, so dass, falls die Entladungs-abgeschwächten Spannung Vd vorab auf einen vorbestimmten Wert gleich oder niedriger als das Duplikat der Stromversorgungsspannung Vbb eingestellt wird, die Anfangsspannung einen kleinen Wert gleich oder niedriger als die Stromversorgungsspannung Vbb aufweisen kann.
Daher wird die Stromabschwächungs-Charakteristik der Elektromagnetspule 103i, wenn das Schnellanregungs-Schaltelement 122i geöffnet ist, stabilisiert, wodurch vorbestimmte Ventilschließantwort-Charakteristika erzielt werden.
Es ist anzumerken, dass, wie es in den in 1 und 7 gezeigten Ausführungsformen beschrieben ist, die verstärkte Hochspannung Vh1 des Hochspannungskondensators 114a auch bei einer Hochspannung aufrechterhalten werden kann, selbst nachdem die Entladung an die Elektromagnetspule 103i durchgeführt worden ist.
In der obigen Beschreibung in den Ausführungsformen 1 bis 4 können die erhitzten Elemente, wie etwa die Ladedioden 113a, 113b, die in den Verstärkungssteuerschaltungseinheiten 110a bis 110d verwendet werden und die Rückflussverhinderungselemente 125i, 125j wie auch die Kommutierungsschaltungselemente 126i, 126j, die in den Antriebssteuerschaltungsteilen 120A bis 120D verwendet werden, eine ersetzte Diodenfunktion aufweisen, durch Verwenden eines Feldeffekttyptransistors in reverser Verbindung anstelle der gezeigten Dioden, und der Spannungsabfall wird stark reduziert, wodurch die Wärmeerzeugung gemindert wird.
Geist und Merkmale von Ausführungsform 4
Wie aus der obigen Beschreibung zu sehen, bezieht sich eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung auf eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100D zum sequentiellen Antreiben eines für jeden Zylinder i (i = 1, 2, ...m) eines Mehrzylindermotors bereitgestellten Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventils, umfassend einen Antriebssteuerschaltungsteil 120D, der eine Mehrzahl von Schaltelementen zum abwechselnden und sequentiellen Treiben einer Mehrzahl von Elektromagnetspulen 103i zum Antreiben der Elektromagnetventile zur Öffnung für sowohl eine erste Zylindergruppe j (j=1) als auch eine zweite Zylindergruppe j (j=2) beinhaltet, einen Verstärkungssteuerschaltungsteil 110D, der eine verstärkte Hochspannung zum schnellen Anregen der Elektromagnetspulen 103i erzeugt und einen Betriebssteuerschaltungsteil 130D, der hauptsächlich aus einem Mikroprozessor CPU und einem Programmspeicher PGM aufgebaut ist,
wobei der Verstärkungssteuerschaltungsteil 110D ein Induktionselement 112a, das intermittierend durch ein Verstärkungsschaltelement 115a aus einer Fahrzeugbatterie 101 angeregt wird, und einen Hochspannungskondensator 114a, der durch die verstärkte Hochspannung Vh1 als ein Ziel durch mehrere intermittierende Operationen mit in dem Induktionselement 112a, das entladen wird, wenn das Verstärkungsschaltelement 115a geöffnet wird, akkumulierter elektromagnetischer Energie geladen wird, und
der Antriebssteuerschaltungsteil 120D ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121j, welches individuell über ein Rückflussverhinderungselement 125j zwischen der Fahrzeugbatterie 101 und den Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, ein Schnellanregungs-Schaltelement 122j, das individuell zwischen dem Hochspannungskondensator 114a und
den Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, ein Kommutierungsschaltelement 126j, das für jede Zylindergruppe parallel mit Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, und ein Schnellabschalt-Schaltelement 123i, welches individuell in Reihe mit der Elektromagnetspule 103i verbunden ist, umfasst.
Und der Betriebssteuerschaltungsteil 130D beinhaltet ein Kraftstoffeinspritz-Befehlsmittel 612, welches den Schaltelementen 121i bis 123i einen Kraftstoffeinspritzbefehl INJi bereitstellt, ein Steuerprogramm, welches das Geteilt-Obergrenz-Bezeichnungsmittel 614 bildet, welches einen oberen Grenzwert eines ausgewählten Werts Bn zum Bestimmen, wie viel Mal das Kraftstoffeinspritzbefehl INJi der Elektromagnetspule 103i bereitgestellt werden sollte, während eines Verbrennungszykluszeitraums jedes Motors des Mehrzylindermotors, bestimmt, und Referenzdaten, die eine Datentabelle oder eine angenäherte Rechnung ist,
die Referenzdaten 500 eine Aggregation von Referenzdaten 501 bis 505 sind, die sich jeweils auf eine Mehrzahl von zu überwachenden Elementen beziehen, wobei die Referenzdaten 500 den ausgewählten Wert Bn beinhalten, der durch das Geteilt-Obergrenz-Bezeichnungsmittel 614 als einen Vermittel-Parameter beschränkt ist, und aus Minimalwerten aufgebaut ist, die durch numerische Daten der durch eine detektierte Umgebungstemperatur Tx, die als ein Parameter durch ein Umgebungstemperatur-Detektionselement 139b detektiert wird, und sich auf Umgebungen der zu überwachenden Elemente bezieht, bestimmten zulässigen Motordrehzahl Nk editiert sind, eingestellt werden, die das Induktionselement 112a, das Verstärkungsschaltelement 115a, das Schnellanregungs-Schaltelement 122i, das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121i und das Schnellabschalt-Schaltelement 123i repräsentieren,
die zulässige Motordrehzahl Nk statistische Daten ist, welche durch Bestätigen durch Experimente, dass die interne Temperatur der zu überwachenden Elemente gleich oder kleiner einer vorbestimmten zulässigen Grenztemperatur Tjmax wird, ermittelt werden, selbst in dem Fall eines kontinuierlichen Betriebs mit mehreren Einspritzungen, durch Anwenden des zur gemessenen Umgebungstemperatur Tx bezeichneten ausgewählten Werts Bn, und
das Geteilt-Obergrenz-Bezeichnungsmittel 614 den ausgewählten Wert Bn mit einer zulässigen höheren geteilten Einspritzfrequenz als eine Obergrenze bestimmt, indem eine durch einen Motordrehsensor 105d detektierte Motordrehzahl Ne mit einem Wert der zulässigen Motordrehzahl Nk in Bezug auf die gemessen Umgebungstemperatur Tx derzeit, berechnet durch eine Interpolationsoperation aus den Referenzdaten 500, verglichen wird.
Der Betriebssteuerschaltungsteil 130D, der Verstärkungssteuerschaltungsteil 110A und der Antriebssteuerschaltungsteil 120D sind auf einem im Gehäuse 109 untergebrachten Schaltungssubstrat 200 montiert,
das überwachte Element beinhaltet spezifische überwachte Elemente, die aus dem Induktionselement 112a, dem Verstärkungsschaltelement 115a und dem Schnellanregungs-Schaltelement 222i aufgebaut sind, deren Temperaturanstieg steigt, wenn der ausgewählte Wert Bn steigt, und
annehmend, dass das Umgebungstemperatur-Detektionselement ein Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a in einem Temperaturverteilungsbereich ist, der niedriger ist als die sich auf die thermische Verteilung innerhalb des Gehäuses 109 beziehende Durchschnittstemperatur, und ein Hochumgebungstemperatur-Detektionselement 139c, das angrenzend am Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121i innerhalb des Antriebssteuerschaltungsteils 120A angeordnet ist, wird die durch ein Durchschnittsumgebungstemperatur-Detektionselement 139b detektierte Temperatur, das an einem Ort gesetzt ist, der eine Umgebungstemperatur entsprechend dem Durchschnittswert der durch das Niederumgebungstemperatur-Detektionselement 139a und das Hochumgebungstemperatur-Detektionselement 139c detektierten Temperaturen ist, zur gemessenen Umgebungstemperatur Tx des spezifizierten überwachten Elementes gemacht.
Dann wird in Bezug auf Anspruch 9 der vorliegenden Erfindung die Durchschnittstemperatur der niedrigen Umgebungstemperatur innerhalb des das Schaltungssubstrat unterbringenden Gehäuses und der hohen Umgebungstemperatur an einer Position angrenzend am Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement auf die Umgebungstemperatur der spezifischen überwachten Element angewendet, das heißt das Induktionselement, das Verstärkungsschaltelement und das Schnellanregungs-Schaltelement.
Daher gibt es ein Merkmal, das der Temperaturanstiegswert des hoch erhitzten Elementes, welches das spezifische überwachte Element ist, ungefähr durch das Produkt der Größe der Motordrehzahl und der geteilten Einspritzfrequenz bestimmt wird, und durch Addieren dieses Temperaturanstiegswerte zur gemessenen Durchschnitts-Umgebungstemperatur wird die interne Temperatur des spezifischen überwachten Elements im Hinblick auf den erhitzten Zustand des Stromversorgungshalteschaltelements geschätzt, so dass, falls zulässige Werte der Motordrehzahl, welche die interne Temperatur gleich oder unter einem vorbestimmten zulässigen Grenzwert bringen, unter der Umgebungstemperatur und der gegebenen geteilten Einspritzfrequenz, vorab als Referenzdaten vorbereitet werden, die zulässige Drehzahl leicht berechnet werden kann, ohne Schätzungen von internen Temperaturen auf der Stufe tatsächlicher Maschinenoperationen durchzuführen, wodurch die zulässige Drehzahl eine geminderte ist, wenn das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement stark erhitzt ist.
Es wird entworfen, dass der verbrauchte Strom des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelementes durch die geteilte Einspritzfrequenz erhöht wird, hauptsächlich proportional zur Ventilöffnungszeit des Kraftstoffeinspritzventils erhöht wird, auf Basis der Umgebungstemperatur, bei welcher die Innentemperatur zu einem vorbestimmten Wert oder kleiner in Bezug auf einen großen verbrauchten Strom zur Zeit einer Hochlast-/Hochgeschwindigkeitsoperation wird.
Wenn jedoch eine solche Hochgeschwindigkeitsoperation mit einer hohen geteilten Einspritzfrequenz andauert, werden der Temperaturanstieg des Induktionselementes, des Verstärkungsschaltelements und des Schnellanregungs-Schaltelements hoch, und folglich wird die Umgebungstemperatur des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelements erhöht, so dass das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement auch durch die geteilte Einspritzfrequenz direkt oder indirekt beeinflusst wird.
Im Gegensatz dazu kann durch Kombinieren der Umgebungstemperatur des spezifischen überwachten Elements mit den thermischen Komponenten des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelements die geteilte Einspritzfrequenz so bestimmt werden, dass die internen Temperaturen des spezifischen überwachten Elements und des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelements zu einem vorbestimmten Wert oder kleiner werden kann.
Es ist anzumerken, dass, während im Falle des Schnellabschalt-Schaltelementes eines Schaltungstyps, der die in der Elektromagnetspule akkumulierte elektromagnetische Energie mit dem Schaltelement bei Leitungsabschalten absorbiert, verbrauchter Strom proportional zum Produkt der geteilten Einspritzfrequenz und die Motordrehzahl erzeugt wird und eines der zu überwachenden Elemente bildet, das zu überwachende Element aus den zu überwachenden Elementen entfernt werden kann, durch vorheriges Absorbieren der elektromagnetischen Energie zur Leitungsabschaltzeit mit dem Hochspannungskondensator oder dem Vermittel-Kondensator.
Wie aus der obigen Beschreibung zu sehen, bezieht sich eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung auf eine Fahrzeugmotorsteuervorrichtung 100D zum sequentiellen Antreiben eines für jeden Zylinder i (i = 1, 2, ...m) eines Mehrzylindermotors vorgesehenen Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventils, umfassend einen Antriebssteuerschaltungsteil 120D, der eine Mehrzahl von Schaltelementen zum abwechselnden und sequentiellen Antreiben einer Mehrzahl von Elektromagnetspulen 103i zum Treiben der zu öffnenden Elektromagnetventile für jede einer ersten Zylindergruppe j (j=1) und einer zweiten Zylindergruppe j (j=2) beinhaltet, einen Verstärkungssteuerschaltungsteil 110D, der eine verstärkte Hochspannung zum raschen Anregen der Elektromagnetspulen 103i erzeugt und einen Betriebssteuerschaltungsteil 130D , der hauptsächlich aus einem Mikroprozessor CPU und einem Programmspeicher PGM aufgebaut ist,
wobei der Verstärkungssteuerschaltungsteil 110D ein Induktionselement 112a, welches durch ein Verstärkungsschaltelement 115a aus einer Fahrzeugbatterie 101 angeregt wird, und einen Hochspannungskondensator 114a, der auf die verstärkte Hochspannung Vh1 als ein Ziel durch mehrere intermittierende Operationen durch in dem Induktionselement 112a, das entladen wird, wenn das Verstärkungsschaltelement 115a geöffnet wird, geladen wird, umfasst, und
der Antriebssteuerschaltungsteil 120D ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121i, das individuell über ein Rückflussverhinderungselement 125j zwischen der Fahrzeugbatterie 101 und den Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, ein Schnellanregungs-Schaltelement 122i, das individuell zwischen dem Hochspannungskondensator 114a und den Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, ein Kommutierungs-Schaltelement 126j, welches individuell parallel mit den Elektromagnetspulen 103i verbunden ist, und ein Schnellabschalt-Schaltelement 123i, das individuell in Reihe mit der Elektromagnetspule 103i verbunden ist, umfasst.
Und der Betriebssteuerschaltungsteil 130D beinhaltet ein Steuerprogramm, das ein Geteilt-Obergrenz-Bezeichnungsmittel 624 bildet, welches eine obere Grenze des ausgewählten Werts Bn zum Bestimmen, wie viel Mal das Kraftstoffeinspritzbefehl INJi an dieselbe Elektromagnetspule 103i erzeugt werden sollte während eines Verbrennungszykluszeitraums jedes Motors des Mehrzylindermotors, bestimmt, und Referenzdaten 500, die ein Datentabelle oder Näherungs-Rechnung sind, aufgebaut durch Konsilidieren der experimentellen Daten, die sich auf eine Mehrzahl von zu überwachenden Elementen beziehen,
das Geteilt-Obergrenz-Bezeichnungsmittel 614 den ausgewählten Wert Bn als mögliche höhere geteilte Einspritzfrequenz als eine Obergrenze unter einer Bedingung bestimmt, dass die interne Temperatur des überwachten Elements gleich oder kleiner als ein vorbestimmter zulässiger Grenzwert wird, in Assoziierung mit der durch das Umgebungstemperatur-Detektionselement 139b detektierten aktuell gemessenen Umgebungstemperatur Tx, einer aus den Referenzdaten 500 berechneten zulässigen Motordrehzahl Nk und der durch den Motordrehsensor 105e detektierten aktuellen Motordrehzahl Ne, und
weiter ein Verlustunterdrückungsmittel oder Erzeugtdispersionsmittel zum Unterdrücken eines Temperaturanstiegs zumindest eines Teils des Schaltelements enthält, das mit dem Verstärkungssteuerschaltungsteil 110D und dem Antriebssteuerschaltungsteil 120A versehen ist.
Die mehreren Schaltelemente, welche die Elektromagnetspulen 103i (i = 1, 2, ...m) antreiben, umfassen ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121i und ein Schnellanregungs-Schaltelement 122i, die individuell mit der stromaufwärtigen Seite der Elektromagnetspule 103i verbunden sind, wobei die stromabwärtige Seite der Elektromagnetspule 103i direkt mit der Erdungsschaltung verbunden ist,
das Schnellanregungs-Schaltelement 122i die verstärkte Hochspannung VIh1 aus dem Hochspannungskondensator 114a am stromaufseitigen Anschluss der Elektromagnetspule 103i anlegt, um einen Schnellanregungsstrom bereitzustellen, während eines vorbestimmten Zeitintervalls, unmittelbar nachdem der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi erzeugt wird,
das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121i intermittierend die Stromversorgungsspannung Vbb der Fahrzeugbatterie 101 über das Rückflussverhinderungselement 125j (j = 1, 2) an den stromaufseitigen Anschluss der Elektromagnetspule 103i anlegt, um einen Ventilöffnungshaltestrom bereitzustellen, während eines Zeitraums, in welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl INJi erzeugt wird,
der Ventilöffnungshaltestrom der Elektromagnetspule 103, der den intermittierenden Operationen des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelements 121i folgt, durch die serielle Schaltung des Kommutierungsschaltungselements 126i und des Schnellabschalt-Schaltelements 123i kommutiert und abgeschwächt wird, und
wenn das Schnellabschalt-Schaltelement 123i geöffnet wird, die in der Elektromagnetspule 103i akkumulierte elektromagnetische Energie durch das Schnellabschalt-Schaltelement 123i absorbiert wird, dessen Abschaltspannung durch die Spannungsbegrenzungsdiode 124i beschränkt wird,
oder an eine der Elektromagnetspulen 103i abgegeben wird, die das nächste Mal angetrieben werden, nach zeitweiliger Absorbierung durch den Vermittel-Kondensator 155i.
Somit sind in Bezug auf Anspruch 16 der vorliegenden Erfindung das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement wie auch das Rückflussverhinderungselement, das Schnellabschalt-Schaltelement wie auch das Kommutierungs-Schaltelement und das Schnellanregungs-Schaltelement individuell für jede der Magnetspulen vorgesehen, und ist eine serielle Schaltung des Schnellabschalt-Schaltelements und des Kommutierungs-Schaltelements parallel mit der Elektromagnetspule verbunden, was verhindert, dass der Antriebsstrom an die Elektromagnetspule durch das Schnellabschalt-Schaltelement fließt.
Daher gibt es ein Merkmal, dass, weil das Schnellabschalt-Schaltelement nicht in Reihe mit der Elektromagnetspule verbunden ist, der verbrauchte Strom, wenn die Elektromagnetspule energetisiert wird, reduziert ist, und da die stromabwärtige Seite der Elektromagnetspule mit der Erdungsschaltung verbunden ist, ermöglicht wird, die Anzahl von Verbindungsanschlüssen zur Antriebsteuerschaltung zu reduzieren.
Diese Vorrichtung ist versehen mit:

einem Vermittel-Kondensator 155i, der die an den Anschlüssen des Schnellabschalt-Schaltelements 123i erzeugte Flyback-Spannung über eine zweite Diode 152i und eine vierte Diode 154i absorbiert, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement 123i geöffnet wird,
einer dritten Diode 153i und einer ersten Diode 151i, die in einem Pfad zum Entladen der in den Vermittel-Kondensator 155i geladenen elektrischen Ladung durch die Fahrzeugbatterie 101, das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121i und das Schnellabschalt-Schaltelement 123i bereitgestellt sind, wenn das Schnellanregungs-Schaltelement 122i, das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement 121i und das Schnellabschalt-Schaltelement 123i zusammengeschlossen sind, und
wobei die Entladungs-abgeschwächte Spannung Vd des Hochspannungskondensators 114a auf einen ersten vorbestimmten Schwellenwert oder kleiner gesenkt wird, welcher niedriger ist als ein Wert einer duplizierten Stromversorgungsspannung Vbb der Fahrzeugbatterie 101, oder der maximale Spannungsvariationsbereich vor und nach dem Entladen des Hochspannungskondensators 114 auf die Stromversorgungsspannung Vbb oder niedriger beschränkt ist, so dass die Entladungs-abgeschwächte Spannung Vd einen Wert gleich oder über einem zweiten Schwellenwert annimmt.

Somit wird in Bezug auf Anspruch 17 der vorliegenden Erfindung eine Reihenschaltung der zweiten Diode und der vierten Diode wie auch des Vermittel-Kondensators parallel mit der Elektromagnetspule verbunden, und absorbiert die elektromagnetische Energie, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement geöffnet wird, so dass, wenn das Schnellanregungs-Schaltelement geschlossen wird, um die Magnetspule schnell anzuregen, wird die entladene Energie des Vermittel-Kondensators an die Elektromagnetspule entladen.
Daher gibt es das Merkmal, dass, weil die in der Elektromagnetspule akkumulierte elektromagnetische Energie nicht durch das Schnellabschalt-Schaltelement absorbiert wird, der verbrauchte Strom des Schnellabschalt-Schaltelementes vermindert wird, und da die in den Vermittel-Kondensator geladene elektromagnetische Energie zum raschen Anregen der Elektromagnetspule beim nächsten Mal verwendet wird, kann die durch den Verstärkungssteuerschaltungsteil geladene Energie des Hochspannungskondensators reduziert werden.
Auch gibt es ein Merkmal, dass, weil die Restspannung des Hochspannungskondensators gleich oder niedriger als der erste Schwellenwert oder der zweite Schwellenwert ist, die Restspannung des Vermittel-Kondensators, wenn das Schnellanregungs-Schaltelement geöffnet wird, stabilisiert wird, so dass die Stromabschwächungs-Charakteristik der Elektromagnetspule, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement geöffnet ist, stabilisiert wird, wodurch stabile Ventilschließ-Charakteristika erzielt werden.

Claims

Fahrzeugmotorsteuervorrichtung (100A-100D) zum sequentiellen Antreiben eines Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventils, das für jeden Zylinder (i (i=1, 2,...m)) eines Mehrzylindermotors vorgesehen ist, umfassend: einen Antriebssteuerschaltungsteil (120A-120D), der eine Mehrzahl von Schaltelementen (121j, 122, 123i) zum abwechselnden und sequentiellen Antrieb einer Mehrzahl von Elektromagnetspulen (103i) zum öffnenden Antrieb der Elektromagnetventile beinhaltet, für sowohl eine erste Zylindergruppe (j (j=1)) als auch eine zweite Zylindergruppe (j (j=2)), einen Verstärkungssteuerschaltungsteil (110A-110D), der eine verstärkte Hochspannung zum schnellen Anregen der Elektromagnetspulen (103i) erzeugt, und einen Betriebssteuerschaltungsteil (130A-130D), der hauptsächlich aus einem Mikroprozessor (CPU) und einem Programmspeicher (PGM) aufgebaut ist, wobei: der Verstärkungssteuerschaltungsteil ein oder mehrere Induktionselemente (112a, 112b) enthält, die intermittierend durch ein oder mehrere Verstärkungsschaltelemente (115a, 115b) aus einer Fahrzeugbatterie (101) angeregt werden, und einen oder mehrere Hochspannungskondensatoren (114a, 114b), die auf eine verstärkte Hochspannung (Vh1, Vh2) als ein Ziel über mehrere intermittierende Operationen durch elektromagnetische Energie geladen werden, die in den entladen werdenden Induktionselementen (112a, 112b) akkumuliert ist, wenn das Verstärkungsschaltelement (115a, 115b) geöffnet wird, und der Antriebssteuerschaltungsteil (120A) ein individuell oder für jede Zylindergruppe über ein Rückflussverhinderungselement (125j) verbundenes Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121j) zwischen der Fahrzeugbatterie (101) und den Elektromagnetspulen (103i), ein individuell oder für jede Zylindergruppe zwischen dem Hochspannungskondensator (114a) und den Elektromagnetspulen (103i) verbundenes Schnellanregungs-Schaltelement (122j), ein individuell oder für jede Zylindergruppe parallel mit den Elektromagnetspulen (103i) verbundenes Kommutierungs-Schaltelement (126j) und ein individuell in Reihe mit der Elektromagnetspule (103i) oder dem Kommutierungs-Schaltelement verbundenes Schnellabschalt-Schaltelement (123i) enthält, der Betriebssteuerschaltungsteil (130A) weiter beinhaltet ein Kraftstoffeinspritzbefehlsmittel (612), das den mehreren Schaltelementen (121j, 122, 123i) einen Kraftstoffeinspritzbefehl (INJi) bereitstellt, ein Steuerprogramm, das ein Geteilt-Obergrenzen-Bezeichnungsmittel (614) bildet, das einen oberen Grenzwert eines ausgewählten Werts zum Bezeichnen, wie viel Mal das Kraftstoffeinspritz-Befehlssignal derselben Elektromagnetspule (103i) während eines VerbrennungszyklusZeitraums jedes Zylinders in dem Mehrzylindermotor bereitgestellt werden sollte, bestimmt, und Referenzdaten (500), die eine Datentabelle oder eine approximierte Berechnung sind, die Referenzdaten (500) eine Aggregierung von Referenzdaten (501-505) ist, die sich jeweils auf eine Mehrzahl von zu überwachenden Elementen bezieht, in welchen die Referenzdaten (500) den durch das Geteilt-Obergrenzbezeichnungsmittel (614) begrenzten ausgewählten Wert (Bn) als einen Vermittel-Parameter beinhaltet und aus Minimalwerten aufgebaut ist, die durch numerische Daten einer zulässigen Motordrehzahl (Nk) editiert werden, die durch eine detektierte Umgebungstemperatur (Tx) bestimmt ist, als einen Parameter, detektiert durch ein Umgebungstemperatur-Detektionselement (139b) und sich auf Installationsumgebungen der zu überwachenden Elemente bezieht, die jegliches des Induktionselements (112a), des Verstärkungsschaltelements (115a), des Schnellanregungs-Schaltelements (122j), des Stromzufuhraufrechterhaltungs-Schaltelements (121j) und des Schnellabschalt-Schaltelements (123i) repräsentiert, die zulässige Motordrehzahl (Nk) statistische Daten beinhaltet, die durch experimentelles Bestätigen, dass die innere Temperatur der zu überwachenden Elemente gleich oder kleiner als eine vorbestimmte zulässige Grenztemperatur (Tjmax) wird, selbst im Falle einer kontinuierlichen Operation mit mehreren Injektionen durch Anwenden des ausgewählten Werts (Bn), der durch die gemessene Umgebungstemperatur (Tx) angegeben ist, ermittelt werden, und das Geteilt-Obergrenzbezeichnungsmittel (614) den ausgewählten Wert (Bn), der eine höhere geteilte Einspritzfrequenz aufweist, als eine Obergrenze innerhalb eines zulässigen Bereichs bestimmt, durch Vergleichen einer Motordrehzahl (Ne), die durch einen Motordrehsensor (105e) detektiert wird, mit einem Wert der zulässigen Motordrehzahl (Nk) in Bezug auf die derzeit gemessene Umgebungstemperatur (Tx), berechnet durch eine Interpolationsoperation aus den Referenzdaten (500).
Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Programmspeicher (PGM) weiter ein Steuerprogramm enthält, das ein Minimalauswahlwert-Anwendungsmittel (602c) bildet, und das Minimalauswahlwert -Anwendungsmittel (602c) ausgelegt ist, den ausgewählten Wert (Bn) der geteilten Einspritzfrequenz als einen Minimalauswahlwert (B1) zu bestimmen, wenn die durch den Motordrehsensor (105e) detektierte Motordrehzahl (Ne) gleich oder größer einer vorbestimmten Schwellenwertdrehzahl (N4) ist.
Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Programmspeicher (PGM) ein Steuerprogramm beinhaltet, das ein Hochumgebungstemperatur-Bestimmungsmittel (603b), ein Rotationsabnormalitäts-Bestimmungsmittel (605c) und ein Abnormalitätsalarmmittel (607b) bildet, das Hochumgebungstemperatur-Bestimmungsmittel (603b) ein Umgebungsabnormalitäts-Bestimmungssignal erzeugt, wenn die gemessene Umgebungstemperatur (Tx), die durch das Umgebungstemperatur-Detektionselement (139b) detektiert wird, eine vorbestimmte Referenzumgebungstemperatur (T0) übersteigt, das Rotationsabnormalitäts-Bestimmungsmittel (605c) ein Rotationsabnormalitäts-Bestimmungssignal erzeugt, wenn die aktuelle Motordrehzahl eine aus den Referenzdaten berechnete zulässige Drehzahl übersteigt, obwohl ein ausgewähltes Wertniveau der geteilten Einspritzfrequenz eingestellt ist, niedrig zu sein, und das Abnormalitätsalarmmittel (607b) einen Abnormalitätsalarmbefehl erzeugt, wenn ein Auftrittszustand des Umgebungsabnormalitäts-Bestimmungssignals oder des Rotationsabnormalitäts-Bestimmungssignals sich eine vorbestimmte Schwellenwertzeit (τ) oder länger fortsetzt, wodurch zumindest eine Abnormalitätsauftritts-Information gesichert oder Mehrfach-Einspritzsteuerungen gestoppt werden.
Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Programmspeicher (PGM) weiter ein Steuerprogramm enthält, das ein Anstiegsauswahl-Verzögerungs-Verarbeitungsmittel (608) bildet, und das Anstiegsauswahl-Verzögerungs-Verarbeitungsmittel (608) eine Anstiegsverarbeitung eines ausgewählten Werts (Bn) ausführt, wenn die Motordrehzahl (Ne) abnimmt, oder die gemessene Umgebungstemperatur (Tx) abnimmt, so dass das Geteilt-Obergrenzbezeichnungsmittel (614) den Anstiegsauswahlbefehl zum Auswählen eines größeren Werts als den ausgewählten Wert (Bn) erzeugt, und falls der Anstiegsauswahlbefehl weiter erzeugt wird, selbst nachdem eine vorbestimmte Schwellenwertzeit (τ) verstrichen ist.
Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Wert der vorbestimmten Schwellenwertzeit (τ), die im Abnormalitätsalarmmittel (607b) angewendet wird, gleich oder größer einer thermischen Zeitkonstante (τ0) ist, die sich auf die interne Durchschnittstemperatur des überwachten Elements bezieht, und die thermische Zeitkonstante (τ0) eine physikalische Konstante korrespondierend zu einer verstrichenen Zeit ist, bis die Temperaturvariation von 63% eines Temperaturvariationswerts ΔTmax auftritt, wenn der verbrauchte Strom des überwachten Elements um einen Variationswert (ΔP) schnell erhöht oder abgesenkt wird, wobei ein Temperaturinkrementwert zu der Zeit, wenn die interne Durchschnittstemperatur des überwachten Elementes bis zu einem gesättigten Wert erhöht wird, zu +ΔTmax gemacht wird oder ein Temperaturdekrementwert zu der Zeit, wenn die interne Durchschnittstemperatur des überwachten Elementes bis zu einem gesättigten Wert gesenkt wird, zu -ΔTmax gemacht wird, jeweils in Relation zum Temperaturvariationswert ΔTmax.
Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Wert der vorbestimmten Schwellenwertzeit (τ), die im Anstiegsauswahlverzögerungs-Verarbeitungsmittel (608) angewendet wird, gleich oder größer einer thermischen Zeitkonstante (τ0) ist, die sich auf die interne Durchschnittstemperatur des überwachten Elements bezieht, und die thermische Zeitkonstante (τ0) eine physikalische Konstante korrespondierend zu einer verstrichenen Zeit ist, bis die Temperaturvariation von 63% eines Temperaturvariationswerts ΔTmax auftritt, wenn der verbrauchte Strom des überwachten Elements um einen Variationswert (ΔP) schnell erhöht oder abgesenkt wird, wobei ein Temperaturinkrementwert zu der Zeit, wenn die interne Durchschnittstemperatur des überwachten Elementes bis zu einem gesättigten Wert erhöht wird, zu +ΔTmax gemacht wird oder ein Temperaturdekrementwert zu der Zeit, wenn die interne Durchschnittstemperatur des überwachten Elementes bis zu einem gesättigten Wert gesenkt wird, zu -ΔTmax gemacht wird, jeweils in Relation zum Temperaturvariationswerts ΔTmax.
Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei ein Angrenzendtemperatur-Detektionselement (119) an der nächsten Position des überwachten Elements angeordnet ist und der Programmspeicher (PGM) weiter ein Steuerprogramm enthält, welches das Angrenzend-Temperaturbestimmungsmittel (601) bildet, das Angrenzendtemperatur-Detektionselement (119) dazu dient, die interne Durchschnittstemperatur des überwachten Elementes abzuschätzen, und eine gemessene angrenzende Temperatur (Ty), die durch das entsprechende Angrenzendtemperatur-Detektionselement detektiert wird, an den Mikroprozessor (CPU) eingegeben wird, das Angrenzend-Temperaturbestimmungsmittel (601) ein Hochtemperatur-Abnormalitätsbestimmungssignal erzeugt, wenn der Wert der gemessenen angrenzenden Temperatur (Ty) einen Steuersollwert der internen zulässigen Grenztemperatur (Tjmax) des überwachten Elements minus einer vorbestimmten Marge übersteigt, und das Abnormalitätsalarmmittel (607b) einen Abnormalitätsalarmbefehl erzeugt, weil das Angrenzend-Temperaturbestimmungsmittel (601) das Hochtemperatur-Abnormalitätsbestimmungssignal erzeugt, wodurch zumindest der Abnormalitätsauftrittsalarm gesichert wird oder Mehrfach-Einspritzsteuerungen gestoppt werden.
Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Betriebssteuerschaltungsteil (130B), der Verstärkungssteuerschaltungsteil (110B) und der Antriebssteuerschaltungsteil (120B) auf dem in einem Gehäuse (109) untergebrachten Schaltungssubstrat (200) montiert sind, das überwachte Element die Induktionselemente (112a, 112b), die Verstärkungsschaltelemente (115a, 115b) und das Schnellanregungs-Schaltelement (122j), in welchem der Temperaturanstieg erhöht wird, wenn der ausgewählte Wert (Bn) erhöht wird, beinhaltet, und das Umgebungstemperatur-Detektionselement ein NiederUmgebungstemperatur-Detektionselement (139a) ist, welches die Umgebungstemperatur (Ta) des überwachten Elements als die gemessene Umgebungstemperatur (Tx) misst, die außerhalb oder innerhalb des Gehäuses (109) gesetzt ist; falls es für die Bequemlichkeit der Verdrahtung auf dem Schaltungssubstrat (200) montiert ist, es auf dem Schaltungssubstrat (200) in einem Temperaturverteilungsbereich montiert ist, der niedriger ist als zumindest die Durchschnittstemperatur, welche sich auf die thermische Verteilung innerhalb des Gehäuses bezieht, wobei der Bereich nicht an einen hocherhitzten Teil angrenzt, der das überwachte Element beinhaltet.
Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Betriebssteuerschaltungsteil (130C), der Verstärkungssteuerschaltungsteil (110A) und der Antriebssteuerschaltungsteil (120A) auf einem Schaltungssubstrat (200), das in einem Gehäuse (109) untergebracht ist, montiert sind, das überwachte Element spezifische überwachte Elemente beinhaltet, die aus den Induktionselementen (112a), dem Verstärkungsschaltelement (115a) und dem Schnellanregungs-Schaltelement (122j) bestehen, die einen Temperaturanstieg aufweisen, der steigt, wenn der ausgewählte Wert (Bn) steigt, und annehmend, dass das Umgebungstemperatur-Detektionselement das Niederumgebungstemperatur-Detektionselement (139a) in einem niedrigeren Temperaturverteilungsbereich als der sich auf die thermische Verteilung innerhalb des Gehäuses beziehenden Durchschnittstemperatur ist und das angrenzend am Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121j) angeordnete Hochumgebungstemperatur-Detektionselement (139c) innerhalb des Antriebssteuerschaltungsteils (120A) ist, ein Durchschnittswert der durch das Niederumgebungstemperatur-Detektionselement (139a) und das Hochumgebungstemperatur-Detektionselement (139c) detektierten Temperaturen dazu gebracht wird, die gemessene Umgebungstemperatur (Tx) der spezifischen überwachten Elemente zu sein, oder eine durch ein Durchschnittsumgebungstemperatur-Detektionselement (139b) detektierte Temperatur, das an einem Ort gesetzt ist, der eine Umgebungstemperatur entsprechend dem Durchschnittswert der durch das Niederumgebungstemperatur-Detektionselement (139a) und das Hochumgebungstemperatur-Detektionselement (139c) detektierten Temperaturen ist, zur gemessenen Umgebungstemperatur (Tx) der spezifizierten überwachten Elementes gemacht wird.
Fahrzeugmotorsteuervorrichtung (100A-100D) zum sequentiellen Antreiben eines Kraftstoffeinspritz-Elektromagnetventils, das für jeden Zylinder (i (i=1, 2,...m)) eines Mehrzylindermotors vorgesehen ist, umfassend: einen Antriebssteuerschaltungsteil (120A-120D), der eine Mehrzahl von Schaltelementen (121j, 122, 123i) zum abwechselnden und sequentiellen Antrieb einer Mehrzahl von Elektromagnetspulen (103i) zum öffnenden Antrieb der Elektromagnetventile beinhaltet, für sowohl eine erste Zylindergruppe (j (j=1)) als auch eine zweite Zylindergruppe (j (j=2)), einen Verstärkungssteuerschaltungsteil (110A-110D), der eine verstärkte Hochspannung zum schnellen Anregen der Elektromagnetspulen (103i) erzeugt, und einen Betriebssteuerschaltungsteil (130A-130D), der hauptsächlich aus einem Mikroprozessor (CPU) und einem Programmspeicher (PGM) aufgebaut ist, wobei: der Verstärkungssteuerschaltungsteil ein oder mehrere Induktionselemente (112a, 112b) enthält, die intermittierend durch ein oder mehrere Verstärkungsschaltelemente (115a, 115b) aus einer Fahrzeugbatterie (101) angeregt werden, und einen oder mehrere Hochspannungskondensatoren (114a, 114b), die auf eine verstärkte Hochspannung (Vh1, Vh2) als ein Ziel über mehrere intermittierende Operationen durch elektromagnetische Energie geladen werden, die in den entladen werdenden Induktionselementen (112a, 112b) akkumuliert ist, wenn das Verstärkungsschaltelement (115a, 115b) geöffnet wird, und der Antriebssteuerschaltungsteil (120A) ein individuell oder für jede Zylindergruppe über ein Rückflussverhinderungselement (125j) verbundenes Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121j) zwischen der Fahrzeugbatterie (101) und den Elektromagnetspulen (103i), ein individuell oder für jede Zylindergruppe zwischen dem Hochspannungskondensator (114a) und den Elektromagnetspulen (103i) verbundenes Schnellanregungs-Schaltelement (122j), ein individuell oder für jede Zylindergruppe parallel mit den Elektromagnetspulen (103i) verbundenes Kommutierungs-Schaltelement (126j) und ein individuell in Reihe mit der Elektromagnetspule (103i) oder dem Kommutierungs-Schaltelement verbundenes Schnellabschalt-Schaltelement (123i) enthält, der Betriebssteuerschaltungsteil (130A) weiter beinhaltet ein Steuerprogramm, das ein Geteilt-Obergrenzen-Bezeichnungsmittel (614) bildet, das einen oberen Grenzwert eines ausgewählten Werts zum Bezeichnen, wie viel Mal das Kraftstoffeinspritz-Befehlssignal derselben Elektromagnetspule (103i) während eines VerbrennungszyklusZeitraums jedes Zylinders in dem Mehrzylindermotor bereitgestellt werden sollte, bestimmt, und Referenzdaten (500), die eine Datentabelle oder eine approximierte Berechnung sind, editiert durch Sammeln von sich auf mehrere überwachte Elemente beziehenden experimentellen Daten, das Geteilt-Obergrenzbezeichnungsmittel (614) den ausgewählten Wert (Bn), der eine höhere geteilte Einspritzfrequenz aufweist, als eine Obergrenze innerhalb eines zulässigen Bereichs bestimmt, unter einer Bedingung, dass eine interne Temperatur der überwachten Elemente gleich oder niedriger einem vorbestimmten, zulässigen Grenzwert wird, in Assoziierung mit einer durch ein Umgebungstemperatur-Detektionselement detektierten aktuell gemessenen Umgebungstemperatur, einer aus den Referenzdaten (500) berechneten zulässigen Motordrehzahl (Nk) und der durch den Motordrehsensor (105e) detektierten aktuellen Motordrehzahl (Ne), und weiter ein Verlustunterdrückungsmittel oder Erzeugtdispersionsmittel zum Unterdrücken eines Temperaturanstiegs zumindest eines Teils der Schaltelemente enthält, die in dem Verstärkungssteuerschaltungsteil und dem Antriebssteuerschaltungsteil vorgesehen sind.
Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die mehreren Schaltelemente, welche die Elektromagnetspulen (103i (i = (1, 2, ... m) antreiben, ein Schnellabschalt-Schaltelement (123i), welches individuell mit jeder Elektromagnetspule (103i) verbunden ist, ein Schnellanregungs-Schaltelement (122j (j=1)), wie auch ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121j (j=1)), das für jede Elektromagnetspule (103i) der ersten Zylindergruppe gemeinsam verwendet wird, und ein Schnellanregungs-Schaltelement (122j (j=2)) wie auch ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121j (j=2)), das für die Elektromagnetspule (103i) der zweiten Zylindergruppe gemeinsam verwendet wird, beinhalten, das Schnellanregungs-Schaltelement (122j (j = (1, 2)) die verstärkte Hochspannung (VIh1) an den stromaufwärtsseitigen Anschluss der Elektromagnetspule (103) der ersten Zylindergruppe oder der zweiten Zylindergruppe anlegt, um einen Schnellanregungsstrom während eines vorbestimmten Zeitintervalls, unmittelbar nachdem der Kraftstoffeinspritzbefehl (INJi) erzeugt wird, bereitzustellen, das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121j) intermittierend die Stromversorgungsspannung (Vbb) der Fahrzeugbatterie (101) über das Rückflussverhinderungselement (125j (j = (1, 2)) am stromaufwärtigen Anschluss der Elektromagnetspule (103i) der ersten Zylindergruppe oder der zweiten Zylindergruppe während eines Zeitraums anlegt, in welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl (INJi) erzeugt wird, um dadurch einen Ventilöffnungshaltestrom bereitzustellen, so dass der Ventilöffnungshaltestrom der Elektromagnetspule (103i), der der intermittierenden Operation des Stromerzeugungsaufrechterhaltungs-Schaltelements (121j) folgt, durch das Kommutierungsschaltelement (126j) (j = (1, 2)) kommutiert und abgeschwächt wird, das Schnellabschalt-Schaltelement (123i) den stromabwärtsseitigen Anschluss der Elektromagnetspule (103i) mit der Erdungsschaltung während eines Zeitraums verbindet, in welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl (INJi) erzeugt wird, so dass, wenn der Kraftstoffeinspritzbefehl (INJi) aufgehoben wird, die Energie der Elektromagnetspule (103i) durch das Schnellabschalt-Schaltelement absorbiert wird, wo die abgeschaltete Spitzenspannung durch eine Spannungsbegrenzungsdiode (124i) beschränkt ist, oder durch den Hochspannungskondensator (114a) über eine Sammeldiode (160i) absorbiert wird, und das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121j) und/oder das Schnellanregungs-Schaltelement (122j) parallele Schaltelemente (169j, 129j) umfassen, die simultan betrieben werden, in welchem jede Schaltelementverbindung parallel durch einen Feldeffekttransistor gebildet ist.
Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei der Verstärkungssteuerschaltungsteil (110B) ein Paar von Induktionselementen (112a, 112b) umfasst, welche abwechselnd und intermittierend durch ein Paar von Verstärkungsschaltelementen (115a, 115b) aus der Fahrzeugbatterie (101) angeregt werden, und einen gemeinsamen Hochspannungskondensator (114a), der über ein Paar von Ladedioden (113a, 113b) aus dem Paar von Induktionselementen (112a, 112b) geladen wird, wenn eines des Paars von Verstärkungsschaltelementen (115a, 115b) geschlossen wird, eines aus dem Paar von Induktionselementen (112a, 112b) aus der Fahrzeugbatterie angeregt wird und das andere des Paars von Verstärkungsschaltelementen (115a, 115b) geöffnet wird, und wenn das andere des Paars von Verstärkungsschaltelementen (115a, 115b) geöffnet wird, die in dem anderen des Paars von Induktionselementen (112a, 112b) akkumulierte elektromagnetische Energie zum Laden des gemeinsamen Hochspannungskondensator (114a) abgegeben wird.
Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Schaltelemente, welche die Elektromagnetspulen (103i (i = (1, 2, ...m)) antreiben, ein Schnellabschalt-Schaltelement (123i), welches individuell mit jeder Elektromagnetspule (103i) verbunden ist, ein Schnellanregungs-Schaltelement (122j (j=1))oder einen Parallelschaltteil (129j) desselben, und ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121j (j=1)) einen Parallelschaltteil (169j) desselben, das für jede Elektromagnetspule (103i) der ersten Zylindergruppe gemeinsam verwendet wird, ein Schnellanregungs-Schaltelement (122j (j=2)) oder den Parallelschaltteil (129j) desselben, und ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121j (j=2)) oder den Parallelschaltteil (169j) desselben, das für jede Elektromagnetspule (103i) der zweiten Zylindergruppe gemeinsam verwendet wird, beinhalten, das Schnellanregungs-Schaltelement (122j (j = (1, 2)) oder das Parallelschaltteil (129j) desselben eine verstärkte Hochspannung (VIh1) aus dem Hochspannungskondensator (114a) am stromaufwärtigen Seitenanschluss der Elektromagnetspule (103) der ersten Zylindergruppe oder der zweiten Zylindergruppe anlegt, um einen schnellen Anregungsstrom bereitzustellen, während eines vorbestimmten Zeitintervalls unmittelbar nachdem der Kraftstoffeinspritzbefehl (INJi) erzeugt ist, das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121j) oder das Parallelschaltteil (129j) desselben intermittierend die Stromversorgungsspannung (Vbb) der Fahrzeugbatterie (101) über das Rückflussverhinderungselement (125j (j = (1, 2)) an den stromaufwärtigen Anschluss der Elektromagnetspule (103i) der ersten Zylindergruppe oder der zweiten Zylindergruppe während eines Zeitraums anlegt, während welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl (INJi) erzeugt wird, was einen Ventilöffnungshaltestrom bereitstellt, so dass der Ventilöffnungshaltestrom der Elektromagnetspule (103i), der dem intermittierenden Betrieb des Stromerzeugungsaufrechterhaltungs-Schaltelements (121j) oder des Parallelschaltteils (169j) desselben folgt, durch das Kommutationsschaltelement (126j (j = (1, 2)) für jede Zylindergruppe kommutiert und abgeschwächt wird, das Schnellabschalt-Schaltelement (123i) den stromabwärtigen Anschluss der Elektromagnetspule (103i) mit der Erdungsschaltung während eines Zeitraums verbindet, in welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl (INJi) erzeugt wird, und weiter eine Sammeldiode (160i) enthält, die eine an den Anschlüssen des Schnellabschalt-Schaltelements (123i) erzeugte „Fly back“-Spannung an den Hochspannungskondensator (114a) freigibt, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement (123i) geöffnet wird, so dass der maximale Spannungsvariationsbereich vor und nach dem Laden des Hochspannungskondensators (114a) auf die Stromversorgungsspannung (Vbb) der Fahrzeugbatterie (101) oder niedriger beschränkt ist.
Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der Verstärkungssteuerschaltungsteil (110C) ein Paar von Induktionselementen (112a, 112b) umfasst, welche intermittierend durch ein Paar von Verstärkungsschaltelementen (115a, 115b) aus der Fahrzeugbatterie (101) angeregt werden, und ein Paar von Hochspannungskondensatoren (114a, 114b), welche auf die verstärkte Hochspannung (Vh1, Vh2) als Ziele über die Entladungsoperation mehrmals durch die in den entladen werdenden Induktionselementen akkumulierte elektromagnetische Energie geladen werden, und einer des Paars von Hochspannungskondensatoren (114a, 114b) ist mit der Elektromagnetspule (103i) der ersten Gruppe oder der zweiten Gruppe über das Schnellanregungs-Schaltelement (122j) verbunden, während der andere der Hochspannungskondensatoren (114a, 114b) mit derselben Elektromagnetspule (103i wie das Schnellanregungs-Schaltelement (122j) über das Parallelschaltelement (129j) verbunden ist, so dass das Schnellanregungs-Schaltelement (122j) und das Parallelschaltelement (129j) abwechselnd zum Schließen der Schaltung angetrieben werden.
Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Schaltelemente, welche die Elektromagnetspulen (103i (i = (1, 2, ...m)) antreiben, ein Schnellabschalt-Schaltelement (123i), welches individuell mit jeder Elektromagnetspule (103i) verbunden ist, ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121j (j=1)), wie auch ein Schnellanregungs-Schaltelement (122j (j=1)) oder einen Parallelschaltteil (129j) desselben, das für jede Elektromagnetspule (103i) der ersten Zylindergruppe gemeinsam verwendet wird, und ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121j (j=2)), wie auch ein Schnellanregungs-Schaltelement (122j (j=2)) oder einen Parallelschaltteil (129j) desselben, welches für jede der Elektromagnetspule (103i) der zweiten Zylindergruppe gemeinsam verwendet wird, beinhalten das Schnellanregungs-Schaltelement (122j (j = (1, 2)) oder das Parallelschaltteil (129j (j = (1, 2)) die verstärkten Hochspannungen (VIh1, Vh2) aus einem oder dem anderen des Paars von Hochspannungskondensatoren (114a, (114b) an den stromaufwärtigen Seitenanschluss der Elektromagnetspule (103) der ersten Zylindergruppe oder der zweiten Zylindergruppe anlegt, um einen Schnellanregungsstrom bereitzustellen, während eines vorbestimmten Zeitintervalls und, unmittelbar nachdem der Kraftstoffeinspritzbefehl (INJi) erzeugt wird, und das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121j) intermittierend die Stromversorgungsspannung (Vbb) der Fahrzeugbatterie (101) über das Rückflussverhinderungselement (125j (j = (1, 2)) an den Stromauf-Anschluss der Elektromagnetspule (103i) der ersten Zylindergruppe oder der zweiten Zylindergruppe während eines Zeitraums anlegt, in welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl (INJi) erzeugt wird, um dadurch einen Ventilöffnungshaltestrom bereitzustellen, so dass der Ventilöffnungshaltestrom der Elektromagnetspule (103), welcher der intermittierenden Operation des Stromerzeugungsaufrechterhaltungs-Schaltelements (121j) folgt, durch das Kommutierungsschaltelement (126j (j = (1, 2)) für jede Zylindergruppe kommutiert und abgeschwächt wird, und das Schnellabschalt-Schaltelement (123i) jeden Stromabwärtsseiten-Anschluss der Elektromagnetspule (103i) mit der Erdungsschaltung während eines Zeitraums, in welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl (INJi) erzeugt wird, verbindet, ein Vermittel-Kondensator (161j (j = (1, 2)) der die Flyback-Spannung absorbiert, die an den Anschlüssen des Schnellabschalt-Schaltelements (123i) erzeugt wird, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement (123i) durch das Kommutierungsschaltelement (126j) und die Sammeldiode (160i) geöffnet wird, die jeweils für die Elektromagnetspule (103i) vorgesehen sind, und ein Paar von Entladungsdioden (166j), (167j), welche die geladene Energie des Mittelkondensators (161j) durch die Elektromagnetspule (103i), die diesmal angetrieben sind, an die Elektromagnetspule (103i), die beim nächsten Mal angetrieben wird, entlädt, sind weiter bereitgestellt, und das Schnellanregungs-Schaltelement (122j) oder das Parallelschaltelement (129j) zu öffnen ist, nachdem die Anschlussspannung der Hochspannungskondensatoren (114a, 114b) auf einen vorbestimmten Schwellenwert oder niedriger abgesenkt wird, der niedriger als der Wert des Duplikats der Stromversorgungsspannung (Vbb) der Fahrzeugbatterie (101) ist.
Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die mehreren Schaltelemente, welche die Elektromagnetspulen (103i (i = (1, 2, ...m)) antreiben, ein Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121i) und ein Schnellanregungs-Schaltelement (122i), die individuell mit der stromaufwärtigen Seite der Elektromagnetspule (103i) verbunden sind, wobei die stromabwärtige Seite der Elektromagnetspule (103i direkt mit der Erdungsschaltung verbunden ist, beinhalten; das Schnellanregungs-Schaltelement (122i) die verstärkte Hochspannung (VIh1) aus dem Hochspannungskondensator (114a) am stromaufseitigen Anschluss der Elektromagnetspule (103i) anlegt, um einen Schnellanregungsstrom bereitzustellen, während eines vorbestimmten Zeitintervalls, unmittelbar nachdem der Kraftstoffeinspritzbefehl (INJi) erzeugt wird, das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121i) intermittierend die Stromversorgungsspannung (Vbb) der Fahrzeugbatterie (101) über das Rückflussverhinderungselement (125j (j = (1, 2)) an den stromaufseitigen Anschluss der Elektromagnetspule (103i) anlegt, um einen Ventilöffnungshaltestrom bereitzustellen, während eines Zeitraums, in welchem der Kraftstoffeinspritzbefehl (INJi) erzeugt wird, der Ventilöffnungshaltestrom der Elektromagnetspule (103), der den intermittierenden Operationen des Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelements (121i) folgt, durch die serielle Schaltung des Kommutierungsschaltungselements (126i) und des Schnellabschalt-Schaltelements (123i) kommutiert und abgeschwächt wird, und wenn das Schnellabschalt-Schaltelement (123i) geöffnet wird, die in der Elektromagnetspule (103i) akkumulierte elektromagnetische Energie durch das Schnellabschalt-Schaltelement (123i) absorbiert wird, dessen Abschaltspannung durch die Spannungsbegrenzungsdiode (124i) beschränkt wird, oder an eine der Elektromagnetspulen (103i) abgegeben wird, die das nächste Mal angetrieben werden, nach zeitweiliger Absorbierung durch den Vermittel-Kondensator (155i).
Fahrzeugmotorsteuervorrichtung gemäß Anspruch 16, weiter beinhaltend: einen Vermittel-Kondensator (155i), der die an den Anschlüssen des Schnellabschalt-Schaltelements (123i) erzeugte Flyback-Spannung über eine zweite Diode (152i) und eine vierte Diode (154i) absorbiert, wenn das Schnellabschalt-Schaltelement (123i) geöffnet wird, eine dritte Diode (153i) und eine erste Diode (151i), die in einem Pfad zum Entladen der in den Vermittel-Kondensator (155i) geladenen elektrischen Ladung durch die Fahrzeugbatterie (101), das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121i) und das Schnellabschalt-Schaltelement (123i) bereitgestellt sind, wenn das Schnellanregungs-Schaltelement (122i), das Stromzufuhr-Aufrechterhaltungs-Schaltelement (121i) und das Schnellabschalt-Schaltelement (123i) zusammen geschlossen sind, und wobei die Entladungs-abgeschwächte Spannung (Vd) des Hochspannungskondensators (114a) auf einen ersten vorbestimmten Schwellenwert oder kleiner gesenkt wird, welcher niedriger ist als ein Wert einer duplizierten Stromversorgungsspannung (Vbb) der Fahrzeugbatterie (101), oder der maximale Spannungsvariationsbereich vor und nach dem Entladen des Hochspannungskondensators (114) auf die Stromversorgungsspannung (Vbb) oder niedriger beschränkt ist, so dass die Entladungs-abgeschwächte Spannung (Vd) einen Wert gleich oder über einem zweiten Schwellenwert annimmt.