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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannungsboosterenergieversorgungsvorrichtung zum Versorgen zum Beispiel eines Injektors mit elektrischer Energie, um Brennstoff in einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs einzuspritzen.
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HINTERGRUND
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Zum Beispiel kann eine elektronische Steuervorrichtung eingesetzt werden, um einen Injektor eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs anzusteuern. Eine elektronische Steuervorrichtung kann eine Boosterschaltung umfassen. Eine Boosterschaltung erhöht eine Batteriespannung eines Fahrzeugs und lädt einen Kondensator, um dadurch eine Ladespannung des Kondensators auf eine Zielspannung zu setzen, welche höher als die Batteriespannung ist. Patentdokumente 1 und 2 offenbaren Boosterschaltungen.
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(Patentdokument 1)
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Japanische, veröffentlichte, ungeprüfte Anmeldung Nr. 2015-56949
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(Patentdokument 2)
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Japanische, veröffentlichte, ungeprüfte Anmeldung Nr. H11-186032
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Bei einer Boosterschaltung tritt ein Erfordernis auf, einen Ladestrom eines Kondensators auf ein Maximum zu erhöhen, wenn ein Injektor eine Proximity-Injektion bei einer niedrigen Temperatur durchführt. Deshalb wird ein Ladestrom so eingestellt, dass ein Kondensator mit einer ausreichenden Menge eines Ladestroms versorgt wird, wenn ein Injektor eine Proximity-Injektion bei einer niedrigen Temperatur durchführt. Im Gegensatz dazu ist es annehmbar, einen Injektor zu veranlassen, eine Proximity-Injektion bei einer hohen Temperatur in einem Fall durchzuführen, wo zum Beispiel ein Aluminium-Elektrolytkondensator als ein Kondensator verwendet wird. In einem solchen Fall ist ein äquivalenter Reihenwiderstand (ESR) eines Aluminium-Elektrolytkondensators üblicherweise klein. Deshalb ist in einem Fall, wo ein Aluminium-Elektrolytkondensator bei einer hohen Temperatur verwendet wird, der ESR kleiner als ein ESR bei einer niedrigen Temperatur. Somit kann der Ladestrom bei einer hohen Temperatur kleiner sein. Folglich wird ein Aluminium-Elektrolytkondensator mit einem überschüssigen elektrischen Strom geladen, wenn ein Injektor eine Proximity-Injektion bei einer hohen Temperatur durchführt. Somit erzeugt ein Aluminium-Elektrolytkondensator vorübergehend eine hohe Wärme in Bezug auf die kleine Größe des ESR. Außerdem ist ein Aluminium-Elektrolytkondensator in einem ersten Zustand, wenn der Aluminium-Elektrolytkondensator Wärme bei einer hohen Temperatur abgibt. Unter Berücksichtigung von diesem ist eine thermische Maßnahme an einem Aluminium-Elektrolytkondensator gegen Wärmeabfuhr erforderlich.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannungsboosterenergieversorgungsvorrichtung bereitzustellen, welche ausgestaltet ist, einen Kondensator mit ausreichendem Strom sowohl in einem Niedrigtemperaturzustand als auch in einem Hochtemperaturzustand zu laden und thermische Maßnahmen gegen Wärmeabfuhr zu reduzieren.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Spannungsboosterenergieversorgungsvorrichtung ausgestaltet, einen Injektor mit elektrischer Energie zu versorgen, um Brennstoff in einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs einzuspritzen. Die Spannungsboosterenergieversorgungsvorrichtung umfasst eine Boosterschaltung, welche ausgestaltet ist, eine Batteriespannung zu erhöhen, um eine Ladespannung eines Kondensators auf eine Zielladespannung zu erhöhen, welche höher als die Batteriespannung ist, und um den Kondensator bei der Zielladespannung zu laden. Die Spannungsboosterenergieversorgungsvorrichtung umfasst ferner eine Ansteuerschaltung, welche ausgestaltet ist, elektrische Energie bereitzustellen, mit welcher der Kondensator geladen ist, um den Injektor anzusteuern. Die Spannungsboosterenergieversorgungsvorrichtung umfasst ferner eine Elektrischer-Strom-Steuereinheit, welche ausgestaltet ist, eine variable Steuerung an einem elektrischen Strom für den Ladestrom, mit welchem der Kondensator geladen wird, durchzuführen. Die Elektrischer-Strom-Steuereinheit ist ausgestaltet, einen elektrischen Strom für den Ladestrom des Kondensators anschließend an eine momentane Injektion des Injektors zu berechnen und zu ermitteln in Abhängigkeit von: einem elektrischen Strom für den Ladestrom des Kondensators anschließend an eine vorherige Injektion des Injektors; eine Ladezeitperiode vom Beginnen eines Ladens bis zu einer Beendigung des Ladens; einer Spannungszunahme bei der Ladespannung des Kondensators von dem Beginnen des Ladens bis zu der Beendigung des Ladens; einer Spannungsabnahme bei der Ladespannung des Kondensators anschließend an eine momentane Injektion des Injektors; und eine Intervallzeitperiode von dem Beginnen des Ladens bis zu der anschließenden Injektion.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden detaillierten Beschreibung, welche mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gemacht wird, deutlicher werden. In den Zeichnungen ist:
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1 eine Darstellung, welche eine Brennstoffinjektionssteuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein Zeitdiagramm, welches einen Ansteuerstrom eines Injektors, eine Ladespannung eines Kondensators und einen Ladestrom des Kondensators zeigt;
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3 ein Flussdiagramm, welches eine Erhöhungsladesteuerung zeigt;
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4 ein Zeitdiagramm, welches die Erhöhungsladesteuerung zeigt; und
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5 ein Flussdiagramm, welches eine Ladestromverarbeitungssteuerung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Wie folgt wird ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welche auf eine Brennstoffinjektionssteuervorrichtung für ein Fahrzeug angewandt wird, mit Bezug auf 1 bis 5 beschrieben werden.
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Die Boosterschaltung 2 hat eine Funktion, eine Batteriespannung einer Batterie 5, mit welcher das Fahrzeug ausgerüstet ist, zu erhöhen. Die Boosterschaltung 2 umfasst einen boosterartigen DC-DC-Wandler. Die Boosterschaltung 2 umfasst eine Spule 6, eine Diode 7, einen MOSFET 8, einen Kondensator 9, eine erste Stromdetektionseinheit 10 und eine zweite Stromdetektionseinheit 11. Die erste Stromdetektionseinheit 10 detektiert einen Ladestrom des Kondensators 9. Die zweite Stromdetektionseinheit 11 detektiert einen elektrischen Strom, welcher zu dem MOSFET 8 fließt. Ein Ende der Spule 6 ist mit einem positiven Anschluss der Batterie 5 verbunden. Das andere Ende der Spule 6 ist mit einer Anode der Diode 7 und einem Drain des MOSFETs 8 verbunden.
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Ein Kathodenanschluss der Diode 7 ist mit einem positiven Anschluss des Kondensators 9 verbunden. Ein negativer Anschluss des Kondensators 9 ist mit einem negativen Anschluss der Batterie 5 über einen stromdetektierenden Widerstand 12 der ersten Stromdetektionseinheit 10 verbunden. Der Kondensator 9 ist zum Beispiel ein Aluminium-Elektrolytkondensator. Ein positiver Anschluss des Kondensators 9 ist mit einem Eingangsanschluss 4a eines Mikrocomputers 4 verbunden. Der Mikrocomputer 4 ist ausgestaltet, eine Spannung des positiven Anschlusses des Kondensators 9 zu detektieren. D. h. der Mikrocomputer 4 ist ausgestaltet, eine Ladespannung des Kondensators 9 zu detektieren.
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Ein Plus-Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 13 der ersten Stromdetektionseinheit 10 ist mit einem Anschluss des stromdetektierenden Widerstands 12 auf der Seite des Kondensators 9 verbunden. Ein Minus-Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 13 ist mit einem Anschluss des stromdetektierenden Widerstands 12 auf der Seite der Batterie 5 verbunden. Ein Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 13 ist mit einem Eingangsanschluss 4b des Mikrocomputers 4 verbunden. Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 13 sendet ein Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si1 an den Mikrocomputer 4. Das Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si1 ist auf einem Spannungslevel (elektrischer-Strom-äquivalenter Wert), welcher einer Größe des Ladestroms des Kondensators 9 entspricht. D. h. der Mikrocomputer 4 ist ausgestaltet, die Größe des Ladestroms des Kondensators 9 zu detektieren.
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Eine Source des MOSFETs 8 ist mit dem negativen Anschluss der Batterie 5 über einen stromdetektierenden Widerstand 14 der zweiten Stromdetektionseinheit 11 verbunden. Ein Gate des MOSFETs 8 ist mit einem Ausgangsanschluss 4c des Mikrocomputers 4 verbunden. Bei dem vorliegenden Aufbau ist der Mikrocomputer 4 ausgestaltet, eine Ein-Aus-Steuerung des MOSFETs 8 durchzuführen.
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Ein Plus-Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 15 der zweiten Stromdetektionseinheit 11 ist mit einem Anschluss des stromdetektierenden Widerstands 14 auf der Seite des MOSFETs 8 verbunden. Ein Minus-Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 15 ist mit einem Anschluss des stromdetektierenden Widerstands 14 auf der Seite der Batterie 5 verbunden. Ein Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 15 ist mit einem Eingangsanschluss 4d des Mikrocomputers 4 verbunden. Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 15 sendet ein Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si2 an den Mikrocomputer 4. Das Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si2 ist auf einem Spannungslevel (elektrischer-Strom-äquivalenter Wert), welcher einer Größe eines elektrischen Stroms, der durch den MOSFET 8 fließt, entspricht. Bei dem vorliegenden Aufbau ist der Mikrocomputer 4 ausgestaltet, eine Größe eines durch den MOSFET 8 fließenden elektrischen Stroms zu detektieren.
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Ein Eingangsanschluss 3a der Injektoransteuerschaltung 3 an der positiven Seite ist mit einem Anschluss des Kondensators 9 auf der positiven Seite verbunden. Ein Eingangsanschluss 3b der Injektoransteuerschaltung 3 an der negativen Seite ist mit einem negativen Anschluss der Batterie 5 verbunden. Bei dem vorliegenden Aufbau sind die Eingangsanschlüsse 3a und 3b der Injektoransteuerschaltung 3 ausgestaltet, dass die Ladespannung des Kondensators 9 an sie angelegt wird. Ausgangsanschlüsse 3c und 3d der Injektoransteuerschaltung 3 sind mit beiden Endanschlüssen eines Injektors 16 verbunden. Die Injektoransteuerschaltung 3 empfängt ein Steuersignal eines Injektionszeitpunkts von dem Mikrocomputer 4. Die Injektoransteuerschaltung 3 ist ausgestaltet, dem Injektor 16 bereitgestellte Elektrizität in Abhängigkeit von dem Steuersignal zu steuern.
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Der Mikrocomputer 4 hat eine Funktion, eine Steuerung durchzuführen, um die Ladespannung des Kondensators 9 auf eine Zielladespannung zu erhöhen. Der Mikrocomputer 4 hat ferner eine Funktion, eine Steuerung durchzuführen, um eine Größe eines Ladestroms des Kondensators 9 auf einen gewünschten elektrischen Strom Ia einzustellen. Der Mikrocomputer 4 empfängt ein Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si1 von der ersten Stromdetektionseinheit 10 und ein Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si2 von der zweiten Stromdetektionseinheit 11. Der Mikrocomputer 4 sendet ein Ansteuersignal an das Gate des MOSFETs 8, um dadurch eine Ein-Aus-Steuerung des MOSFETs 8 durchzuführen.
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Der Mikrocomputer 4 sendet ein Steuersignal an die Injektoransteuerschaltung 3, um Injektionszeitpunkte (Injektion-Timing) des Injektors 16 anzuweisen. Insbesondere sind die Injektionszeitpunkte durch Zeitpunkte t10, t20, t30 und Ähnliches in 2 gezeigt. Der Mikrocomputer 4 empfängt ein Spitzensignal von der Injektoransteuerschaltung 3. Das Spitzensignal repräsentiert Spitzenzeitpunkte, zu welchen der elektrische Ansteuerstrom des Injektors 16 jeweils auf einer Spitze ist. Insbesondere sind die Spitzenzeitpunkte in 2 durch Zeitpunkte t11, t21, t31 und Ähnliches gezeigt. Der Mikrocomputer 4 ist ferner ausgestaltet, verschiedene Detektionssignale von verschiedenen Arten von Sensoren, anderen ECU-Vorrichtungen und/oder Ähnliches über eine Signalleitung, ein Fahrzeug-LAN und/oder Ähnliches zu empfangen. Die verschiedenen Detektionssignale umfassen zum Beispiel ein Temperatursignal, ein Gaspedalpositionssignal, ein Brennstoffdrucksignal, ein Verbrennungsmotordrehzahlsignal und Ähnliches. Das Temperatursignal repräsentiert einen Detektionswert einer Temperatur innerhalb der ECU 1. Das Gaspedalpositionssignal repräsentiert einen Detektionswert einer Position einer Gaspedalvorrichtung. Das Brennstoffdrucksignal repräsentiert einen Detektionswert eines Brennstoffdrucks. Das Verbrennungsmotordrehzahlsignal repräsentiert einen Detektionswert einer Verbrennungsmotordrehzahl.
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Anschließend werden eine Boost-Steuerung und eine Elektrischer-Strom-Steuerung mit Bezug auf 3 und 4 beschrieben werden. Die Boost-Steuerung wird von dem Mikrocomputer 4 ausgeführt, um die Ladespannung des Kondensators 9 auf die Zielladespannung zu erhöhen. Die Elektrischer-Strom-Steuerung wird von dem Mikrocomputer 4 ausgeführt, um eine Größe des Ladestroms des Kondensators 9 auf einen gewünschten elektrischen Strom Ia einzustellen. 3 ist ein Flussdiagramm, welches eine von dem Mikrocomputer 4 ausgeführte Erhöhter-Strom-Steuerung zeigt.
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In Schritt S10 in 3 erwirbt der Mikrocomputer 4 zuerst die Ladespannung des Kondensators 9. Anschließend schreitet die Verarbeitung zu Schritt S20 fort, in welchem der Mikrocomputer 4 den für den Ladestrom des Kondensators 9 verwendeten elektrischen Strom Ia berechnet und einstellt. Details der Verarbeitung, um den elektrischen Strom Ia einzustellen, werden später beschrieben werden. Anschließend schreitet die Verarbeitung zu Schritt S30 fort, in welchem es ermittelt wird, ob die Ladespannung größer als oder gleich zu der Zielladespannung ist. Wenn die Ladespannung nicht größer als oder gleich zu der Zielladespannung ist, wird eine negative Feststellung (NEIN) gemacht. In diesem Fall schreitet die Verarbeitung zu Schritt S40 fort, in welchem der Mikrocomputer 4 den MOSFET 8 aktiviert. Wie in 4A und 4B gezeigt, erhöht sich eine Größe eines elektrischen Stroms, welcher zu dem MOSFET 8 fließt, wenn der MOSFET 8 aktiviert ist. D. h., in dem momentanen Zustand, nimmt ein Spannungslevel des Elektrischer-Strom-Detektionssignals Si2 zu, welcher von der zweiten Stromdetektionseinheit 11 gesendet wird.
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Anschließend schreitet die Verarbeitung zu Schritt S50 fort, in welchem es ermittelt wird, ob das Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si2 größer als oder gleich zu einem Wert (elektrischer Strom Ia + ΔI) wird, der eine Summenbildung des elektrischen Stroms Ia, welche eingestellt ist, und ΔI ist. Das ΔI ist eine Differenz zwischen einem oberen Grenzwert eines elektrischen Stroms, welcher zu dem MOSFET 8 fließt, und dem elektrischen Strom ΔI. Alternativ kann das ΔI eine Differenz zwischen einem unteren Grenzwert des Ladestroms des Kondensators 9 und dem elektrischen Strom Ia sein. Wenn das Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si2 weniger als der Wert ist (elektrischer Strom Ia + ΔI), wird eine negative Feststellung gemacht (NEIN). In diesem Fall wird die Ermittlungsverarbeitung in Schritt S50 fortgesetzt.
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Anschließend schreitet die Verarbeitung zu Schritt S60 fort, in welchem der Mikrocomputer 4 den MOSFET 8 deaktiviert, wenn das Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si2 in Schritt S50 größer als oder gleich zu dem Wert (elektrischer Strom Ia + ΔI) wird. In 4 wird das Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si2 zu dem Zeitpunkt t01 größer als oder gleich zu dem Wert (elektrischer Strom Ia + ΔI). Wie in (a) bis (d) in 4 gezeigt, nimmt die Ladespannung des Kondensators 9 zu, wenn der MOSFET 8 deaktiviert ist. Außerdem wird, wie durch das Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si2 repräsentiert, ein elektrischer Strom, welcher zu dem MOSFET 8 fließt, null. Ferner beginnt der Ladestrom des Kondensators 9, von dem Wert (elektrischer Strom Ia + ΔI) abzunehmen. D. h. das Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si1, welches von der ersten Stromdetektionseinheit 10 gesendet wird, beginnt von dem Wert (elektrischer Strom Ia + ΔI) abzunehmen.
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Anschließend schreitet die Verarbeitung zu Schritt S70 fort, in welchem es ermittelt wird, ob das Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si1 weniger als oder gleich zu einem Wert (elektrischer Strom Ia – ΔI) wird, welcher eine Subtraktion von ΔI von dem elektrischen Strom Ia ist. Wenn das Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si1 größer als der Wert (elektrischer Strom Ia – ΔI) ist, wird eine negative Feststellung gemacht (NEIN). In diesem Fall wird die Ermittlungsverarbeitung in Schritt S70 fortgesetzt.
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Anschließend kehrt die Verarbeitung zu Schritt S30 zurück, wenn das Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si1 in Schritt S70 weniger als oder gleich zu dem Wert (elektrischer Strom Ia – ΔI) wird. In Schritt S30 wird es ermittelt, ob die Ladespannung größer als oder gleich zu der Zielladespannung ist. In 4 wird das Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si1 zu dem Zeitpunkt t02 weniger als oder gleich zu dem Wert (elektrischer Strom Ia – ΔI). Wenn die Ladespannung nicht größer als oder gleich zu der Zielladespannung ist, wird eine negative Feststellung (NEIN) gemacht. In diesem Fall schreitet die Verarbeitung zu Schritt S40 fort, in welchem der Mikrocomputer 4 den MOSFET 8 aktiviert. Wie in (a) bis (d) in 4 gezeigt, hört die Ladespannung des Kondensators 9 auf zuzunehmen, wenn der MOSFET 8 aktiviert wird. Außerdem wird der Ladestrom des Kondensators 9 null, wie durch das Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si1 repräsentiert. Ferner beginnt ein elektrischer Strom, welcher zu dem MOSFET 8 fließt, von dem Wert (elektrischer Strom Ia – ΔI) an zuzunehmen. D. h. das Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si2 beginnt von dem Wert (elektrischer Strom Ia – ΔI) an zuzunehmen. Anschließend schreitet die Verarbeitung zu Schritt S50 fort, in welchem es ermittelt wird, ob das Elektrischer-Strom-Detektionssignal Si2 größer als oder gleich zu dem Wert (elektrischer Strom Ia + ΔI) wird, welcher die Summation des elektrischen Stroms Ia, der eingestellt ist, und ΔI ist. Anschließend wird die oben beschriebene Verarbeitung wiederholt ausgeführt.
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In Schritt S30 wird eine positive Feststellung (JA) gemacht, wenn die Ladespannung größer als oder gleich zu der Zielladespannung wird. In diesem Fall wird die von dem Flussdiagramm in 3 gezeigte Erhöhter-Strom-Steuerung beendet.
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Eine Ausführung der Erhöhter-Strom-Steuerung ermöglicht es, den Kondensator 9 zu laden, während der Ladestrom des Kondensators 9 innerhalb eines Bereichs (elektrischer Strom Ia ± ΔI) zwischen dem Wert (elektrischer Strom Ia + ΔI) und dem Wert (elektrischer Strom Ia – ΔI) einreguliert wird. Außerdem ermöglicht es die Erhöhter-Strom-Steuerung, die Ladespannung des Kondensators 9 auf die Zielladespannung zu erhöhen.
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Anschließend wird eine Steuerung, um den für den Ladestrom des Kondensators 9 verwendeten elektrischen Strom Ia zu berechnen und einzustellen, mit Bezug auf 2 und 5 beschrieben werden. 5 ist ein Flussdiagramm, welches die von den Mikrocomputer 4 ausgeführte Steuerung zeigt, um den elektrischen Strom Ia zu berechnen und einzustellen. In Schritt S110 in 5 erwirbt der Mikrocomputer 4 zuerst die Temperatur innerhalb der ECU 1. Anschließend schreitet die Verarbeitung zu Schritt S120 fort. In Schritt S120 stellt der Mikrocomputer 4 einen Anfangswert des elektrischen Stroms Ia, welche für den Ladestrom des Kondensators 9 verwendet wird, in Abhängigkeit von einem Datenkennfeld und der Temperatur innerhalb der ECU 1 ein. Das Datenkennfeld ist eine in einer internen Speichereinrichtung des Mikrocomputers 4 gespeicherte Datentabelle. Der Mikrocomputer 4 speichert den Anfangswert, welcher momentan eingestellt ist, in der internen Speichereinrichtung. Das Datenkennfeld enthält Daten, welche eine große Anzahl von Beziehungen umfassen, jede zwischen der Temperatur, welche innerhalb der ECU 1 ist, und dem elektrischen Strom Ia, welcher für den Ladestrom des Kondensators 9 verwendet wird. D. h. das Datenkennfeld enthält Informationen über Werte des elektrischen Stroms Ia welche entsprechend einer großen Anzahl von Werten der Temperatur entsprechen.
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Anschließend schreitet die Verarbeitung zu Schritt S130, in welchem der Mikrocomputer 4 den Kondensator 9 mit dem elektrischen Strom Ia auf dem Anfangswert, welcher wie oben beschrieben eingestellt ist, lädt. Die Ladesteuerung wird durch Ausführen der Verarbeitung des Flussdiagramms in 4 durchgeführt. Bezugnehmend auf 2 wird die Ladesteuerung mit dem elektrischen Strom Ia auf dem Anfangswert ausgeführt, wenn der Injektor 16 die erste Injektion (Injektion 1) durchführt. Bei der vorliegenden Operation entlädt sich der Kondensator 9 um eine elektrische Ladung, wenn der Injektor 16 zu dem Zeitpunkt t10 mit Energie gespeist wird. Deshalb reduziert sich die Ladespannung des Kondensators 9 von der Zielladespannung. Anschließend erreicht, zu dem Zeitpunkt t11, ein elektrischer Strom (Ansteuerstrom), mit welchem der Injektor 16 versorgt wird, die Spitze. Anschließend an den Zeitpunkt beginnt der elektrische Strom, mit welchem der Injektor 16 versorgt wird, abzunehmen. Deshalb hört, zu dem Zeitpunkt t11, die Ladespannung des Kondensators 9 auf abzunehmen. In dem momentanen Zustand sendet die Injektoransteuerschaltung 3 ein Spitzensignal an den Mikrocomputer 4. Anschließend führt der Mikrocomputer 4 die Steuerung aus, um die Ladespannung des Kondensators 9 auf die Zielladespannung zu erhöhen, wie oben beschrieben. D. h. der Mikrocomputer 4 führt die in 3 gezeigte Steuerung aus. In diesem Fall wird der Anfangswert, welcher der in Abhängigkeit von der Temperatur innerhalb der ECU 1 eingestellte elektrische Strom Ia ist, als der elektrische Strom Ia für den Ladestrom des Kondensators 9 verwendet.
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Anschließend erreicht, zu dem Zeitpunkt t20, die Ladespannung des Kondensators 9 die Zielladespannung. Somit sind die Boost-Steuerung und die Ladesteuerung des Kondensators 9 abgeschlossen. In dem momentanen Zustand erwirbt der Mikrocomputer 4 eine Zeitperiode Ta, welche eine verstrichene Zeit bis zum Abschließen der Boosting-Ladung ist, und eine Größe einer Zunahme bei der Spannung (Spannungszunahme) Va, welche durch die Boosting-Ladung verursacht wird. Weiter speichert der Mikrocomputer 4 die Werte Ta und Va in der internen Speichereinrichtung.
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Ferner führt, zu dem Zeitpunkt t20, der Injektor 16 eine zweite Injektion (Injektion 2) durch. Bei der momentanen Operation entlädt sich der Kondensator 9 um eine elektrische Ladung. Deshalb nimmt die Ladespannung des Kondensators 9 von der Zielladespannung ab. Anschließend erreicht, zu dem Zeitpunkt t21, ein elektrischer Strom, mit welchem der Injektor 16 versorgt wird, die Spitze. Somit hört die Ladespannung des Kondensators 9 auf abzunehmen. In dem momentanen Zustand sendet die Injektoransteuerschaltung 3 ein Spitzensignal an den Mikrocomputer 4.
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Die Verarbeitung schreitet zu Schritt S140 in 5 fort. In Schritt S140 erwirbt der Mikrocomputer 4 eine Intervallzeit Tb zu einer anschließenden dritten Injektion (Injektion 3) in Abhängigkeit von dem Spitzensignal der Injektion 2, welches von der Injektoransteuerschaltung 3 empfangen wird, und einem Steuersignal, welches den Injektor 16 mit der Injektion 3 anweist. Es wird angemerkt, dass ein Übertragungszeitpunkt des Steuersignals, welches die dritte Injektion anweist, dem Mikrocomputer 4 bekannt ist. Der Mikrocomputer 4 speichert die Intervallzeit Tb in der internen Speichereinrichtung.
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Anschließend schreitet die Verarbeitung zu Schritt S150 fort. In S150 erwirbt der Mikrocomputer 4 die Ladespannung des Kondensators 9 nach Durchführung der Injektion 2. Ferner berechnet der Mikrocomputer 4 eine Differenz Vb zwischen der Ladespannung, welche momentan erworben wird, und der Zielladespannung. Der Mikrocomputer 4 speichert ferner die Differenz Vb in der internen Speichereinrichtung. Anschließend schreitet die Verarbeitung zu Schritt S160 fort. In Schritt S160 berechnet der Mikrocomputer 4 einen elektrischen Strom Ib, welcher in der momentanen Boosting-Ladesteuerung verwendet wird. Insbesondere berechnet der Mikrocomputer 4 den elektrischen Strom Ib durch Ersetzen der folgenden Werte in einer Ladestromformel. Die Werte umfassen den elektrischen Strom Ia, der bei der vorherigen Injektion verwendet worden ist, die Zeitperiode Ta, welche bis zu einer Beendigung der vorherigen Boosting-Ladung geht, die vorherige Spannungszunahme Va, die Intervallzeit Tb zu der anschließenden Injektion 3 und die Differenz (Spannungsabnahme) Vb von der Zielladespannung. Ferner stellt der Mikrocomputer 4 den elektrischen Strom Ib, welcher momentan berechnet wird, als den elektrischen Strom Ia für die Elektrischer-Strom-Steuerung ein. Die Ladestromformel ist wie folgt. Ib = Ia × (Ta/Tb) × (Vb/Va)
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Es wird angemerkt, dass, bei der vorliegenden Ausgestaltung, der elektrische Strom Ia für die Elektrischer-Strom-Steuerung unter Verwendung der Ladestromformel berechnet und ermittelt wird. D. h. der elektrische Strom Ia, welcher in Abhängigkeit von der Temperatur innerhalb der ECU 1 eingestellt wird, wird als der Anfangswert des elektrischen Stroms Ia verwendet. Deshalb ermittelt die vorliegende Ausgestaltung den elektrischen Strom Ia für die Elektrischer-Strom-Steuerung unter Berücksichtigung der Temperatur innerhalb der ECU 1.
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Anschließend kehrt die Verarbeitung zu Schritt S130 zurück. In Schritt S130 lädt der Mikrocomputer 4 den Kondensator 9 und führt die Spannungserhöhung mit dem elektrischen Strom Ia durch, welcher unter Verwendung der Ladestromformel berechnet worden ist. Die Boosting-Ladesteuerung wird durch Ausführen der Verarbeitung des Flussdiagramms in 3 durchgeführt. Anschließend wird die oben beschriebene Verarbeitung wiederholt ausgeführt. Die Werte Tb und Vb für die Injektion 2 werden als die Werte Ta und Va bei der vorherigen Injektion verwendet, um den elektrischen Strom Ia für die Injektion 3 zu berechnen. Nachdem die Werte Tb und Vb für die Injektion 3 erworben worden sind, wird der bei der momentanen Injektion (Injektion 3) verwendete elektrische Strom Ia (d. h. elektrische Strom Ib) durch Verwendung der Ladestromformel berechnet und ermittelt. Anschließend berechnet und ermittelt die vorliegende Ausgestaltung den elektrischen Strom Ia jedes Mal gleichermaßen.
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Die Ausgestaltung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt die variable Steuerung des elektrischen Stroms Ia durch, welcher für den Ladestrom des Kondensators verwendet wird. Deshalb ermöglicht es die vorliegende Ausgestaltung, die Größe des elektrischen Stroms Ia auf einen geeigneten Wert einzustellen, welcher der Temperatur innerhalb der ECU 1 entspricht. Somit kann es die vorliegende Erfindung ermöglichen, eine Maßnahme gegen Wärmeabfuhr und/oder Ähnliches zu reduzieren.
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Ferner berechnet und ermittelt die vorliegende Ausgestaltung des vorliegenden Ausführungsbeispiels den elektrischen Strom Ib für den Ladestrom des Kondensators 9 anschließend an die momentane Injektion des Injektors 16. D. h. die momentane Ausgestaltung berechnet und ermittelt den elektrischen Strom Ia für die Elektrischer-Strom-Steuerung. Die vorliegende Ausgestaltung führt die Berechnung und Ermittlung basierend auf dem elektrischen Strom Ia, der Ladezeitperiode Ta, der Spannungszunahme Va, des Spannungsabnahme Vb und der Intervallzeit Tb durch. Der elektrische Strom Ia wird für den Ladestrom des Kondensators 9 anschließend an die vorherige Injektion des Injektors 16 verwendet. Die Ladezeitperiode Ta ist eine verstrichene Zeit von einem Beginnen des Ladens zu einer Beendigung des Ladens. Die Spannungszunahme Va ist eine Spannung, um welche die Ladespannung des Kondensators 9 von einem Start des Ladens bis zu einer Beendigung des Ladens zunimmt. Die Spannungsabnahme Vb ist eine Spannung, um welche die Ladespannung des Kondensators 9 anschließend an die momentane Injektion des Injektors 16 abnimmt. Die Intervallzeit Tb ist vom Starten des Ladens bis zu der anschließenden Injektion. Die momentane Ausgestaltung kann es ermöglichen, den elektrischen Strom Ia auf einen optimalen Wert zu steuern, welcher einer Temperaturcharakteristik, einer durch Alterung verursachten Änderung in einer Charakteristik und/oder Ähnlichem entspricht. Deshalb kann die vorliegende Ausgestaltung eine Abgabe von Wärme reduzieren.
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Ferner berechnet die Ausgestaltung des vorliegenden Ausführungsbeispiels den elektrischen Strom Ib für den Ladestrom des Kondensators 9 unter Verwendung der Ladestromformel: Ib = Ia × (Ta/Tb) × (Vb/Va). Das heißt, die Ausgestaltung des vorliegenden Ausführungsbeispiels berechnet den elektrischen Strom Ia für die Elektrischer-Strom-Steuerung durch Verwendung der Ladestromformel. Deshalb kann es die vorliegende Ausgestaltung ermöglichen, einen optimalen Wert des elektrischen Stroms Ia zu berechnen, welche für die Elektrischer-Strom-Steuerung ist. D. h. die vorliegende Ausgestaltung kann es ermöglichen, eine erforderliche Minimalmenge des elektrischen Stroms Ia zu berechnen.
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Außerdem ermittelt die Ausgestaltung des vorliegenden Ausführungsbeispiels den elektrischen Strom Ia für den Ladestrom des Kondensators 9 beim ersten Mal in Abhängigkeit von der Temperatur innerhalb der ECU 1. Deshalb kann in einem Fall, wo die Temperatur innerhalb der ECU 1 bei dem ersten Mal hoch ist, die vorliegende Ausgestaltung eine Emission von Wärme reduzieren. Ferner ermittelt, in diesem Fall, die vorliegende Ausgestaltung den elektrischen Strom Ia für den Ladestrom des Kondensators 9 bei dem ersten Mal in Abhängigkeit von der inneren Temperatur der ECU 1 und dem Datenkennfeld. Deshalb kann es die vorliegende Ausgestaltung ermöglichen, den elektrischen Strom Ia beim ersten Mal einfach und leicht zu ermitteln.
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Es wird angemerkt, dass, in den obigen Ausführungsbeispielen, der Aluminium-Elektrolytkondensator als ein Beispiel des Kondensators 9 verwendet wird. Es wird angemerkt, dass der Kondensator 9 nicht auf den Aluminium-Elektrolytkondensator beschränkt ist und eine andere Art eines Kondensators sein kann.
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Wie oben beschrieben, ist die Spannungsboosterenergieversorgungsvorrichtung 1 ausgestaltet, einen Injektor 16 mit einer elektrischen Energie zu versorgen, um Brennstoff in den Verbrennungsmotor des Fahrzeugs einzuspritzen. Die Spannungsboosterenergieversorgungsvorrichtung 1 umfasst die Boosterschaltung 2, die Ansteuerschaltung 3 und die Elektrischer-Strom-Steuereinheit 4. Die Boosterschaltung 2 ist ausgestaltet, die Batteriespannung zu erhöhen, um die Ladespannung des Kondensators 9 auf die Zielladespannung zu erhöhen, welche höher als die Batteriespannung ist, und den Kondensator 9 auf der Zielladespannung zu laden. Die Ansteuerschaltung 3 ist ausgestaltet, die elektrische Energie bereitzustellen, mit welcher der Kondensator geladen ist, um den Injektor 16 anzusteuern. Die Elektrischer-Strom-Steuereinheit 4 ist ausgestaltet, die variable Steuerung an einem elektrischen Strom als dem Ladestrom, mit welchem der Kondensator 9 geladen wird, durchzuführen. Die Elektrischer-Strom-Steuereinheit 4 ist ausgestaltet, einen elektrischen Strom für den Ladestrom des Kondensators 9 anschließend an die momentane Injektion des Injektors 16 zu berechnen und zu ermitteln in Abhängigkeit von: dem elektrischen Strom für den Ladestrom des Kondensators 9 anschließend an eine vorherige Injektion des Injektors 16; der Ladezeitperiode von einem Beginnen eines Ladens bis zu einer Beendigung des Ladens; der Spannungszunahme bei der Ladespannung des Kondensators 9 von dem Beginnen des Ladens zu der Beendigung des Ladens; der Spannungsabnahme bei der Ladespannung des Kondensators 9 anschließend an eine momentane Injektion des Injektors 16; und der Intervallzeitperiode von einem Beginnen des Ladens zu der anschließenden Injektion.
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Es sollte gewürdigt werden, dass, während die Prozesse der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung hier als eine spezifische Sequenz von Schritten aufweisend beschrieben worden sind, weitere alternative Ausführungsbeispiele, die verschiedene andere Sequenzen von diesen Schritten und/oder zusätzliche Schritte, die nicht hier offenbart sind, aufweisen, beabsichtigt sind, von den Schritten der vorliegenden Erfindung umfasst zu sein.
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Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele davon beschrieben worden ist, soll es verstanden sein, dass die Erfindung nicht auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele und Ausgestaltungen beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung ist beabsichtigt, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken. Außerdem sind, neben den verschiedenen Kombinationen und Ausgestaltungen, welche bevorzugt sind, andere Kombinationen und Ausgestaltungen, welche mehr, weniger oder nur ein einzelnes Element aufweisen, auch innerhalb des Geistes und Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2015-56949 [0003]
- JP 11-186032 [0004]
