DE102018210795A1

DE102018210795A1 - Antriebssteuerungseinrichtung für ein elektromagnetisches Ventil

Info

Publication number: DE102018210795A1
Application number: DE102018210795.5A
Authority: DE
Inventors: Kei Takachiho; Shohei Fujita
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2019-01-10
Also published as: JP2019015224A

Abstract

Eine Antriebssteuerungseinrichtung eines elektromagnetischen Ventils (2) treibt das elektromagnetische Ventil, das für eine Kraftstoffeinspritzung eines Verbrennungsmotors verwendet wird, an und steuert dieses. Die Antriebssteuerungseinrichtung enthält eine Steuerungseinheit (3, 31), die angepasst ist, um einen Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom derart zu steuern, das eine Kraftstoffeinspritzungsmenge, die bei einem Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors erforderlich ist, durch eine Mehrstufeneinspritzung, die zumindest eine erste Einspritzung und eine zweite Einspritzung enthält, geliefert wird. Die Steuerungseinheit enthält eine Berechnungseinheit (7, 32), die angepasst ist, um einen restlichen magnetischen Fluss, der an einem magnetischen Körper des elektromagnetischen Ventils bei einem Erregungsstart bzw. Energieversorgungsstart der zweiten Einspritzung übrig bleibt, unter Verwendung einer nichtlinearen Charakteristik zu berechnen, und eine Erzeugungseinheit (6), die angepasst ist, um ein Einspritzungssignal der zweiten Einspritzung basierend auf einem Berechnungsergebnis der Berechnungseinheit zu erzeugen.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Antriebssteuerungseinrichtung eines elektromagnetischen Ventils.
In einer Kraftstoffeinspritzungstechnologie eines Motors ist es, wenn eine Kraftstoffmehrstufeneinspritzung ausgeführt wird, möglich, dass eine Kraftstoffeinspritzungsmenge einer Hinterstufeneinspritzung in Erwiderung auf eine Vorderstufeneinspritzung variiert. In diesem Fall pulsiert ein Kraftstoffdruck in Erwiderung auf einen Ventilöffnungsvorgang und einen Ventilschließvorgang eines elektromagnetischen Ventils, das eine Kraftstoffeinspritzung ausführt. Um die obige Variation zu vermeiden, wird herkömmlicherweise eine Variation des Einspritzungsdrucks reduziert, indem ein Einspritzungssignal derart korrigiert wird, dass eine Variation eines tatsächlichen Zeitintervalls zwischen der Vorderstufeneinspritzung und der Hinterstufeneinspritzung nicht vorkommt, und wird eine Variation der Einspritzungsmenge der Hinterstufeneinspritzung unterdrückt.
Jedoch ist es, wenn das Zeitintervall der Kraftstoffeinspritzung kürzer wird, schwieriger, dass ein restlicher magnetischer Fluss des elektromagnetischen Ventils nach der Vorderstufeneinspritzung in einer kurzen Zeitspanne bis zu der Hinterstufeneinspritzung entmagnetisiert wird. Folglich können, wenn eine herkömmliche Entmagnetisierungstechnologie verwendet wird, Sachverhalte, die dieselben wie die obigen sind, nicht verhindert werden.
Dann kommt eine Abweichung bei einem Ventilöffnungstiming oder einer Geschwindigkeit der Hinterstufeneinspritzung in Erwiderung auf den restlichen magnetischen Fluss des elektromagnetischen Ventils vor und variiert die Einspritzungsmenge der Hinterstufeneinspritzung. Da eine Temperatur oder ein Druck in einem magnetischen Körper des elektromagnetischen Ventils, eine Temperatur oder ein Druck in einer umgebenden Umgebung oder eine Stromcharakteristik einer Schaltung in jedem Zyklus oder pro Zeiteinheit variiert, kommt ebenso eine Variation des restlichen magnetischen Flusses vor. Wenn der restliche magnetische Fluss bei einem Start der Hinterstufeneinspritzung nicht geschätzt wird und die Hinterstufeneinspritzung nicht korrigiert wird, ist es schwierig, dass eine Einspritzungsmengenvariation, die aufgrund dem restlichen magnetischen Fluss erzeugt wird, unterdrückt wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Antriebssteuerungseinrichtung eines elektromagnetischen Ventils bereitzustellen, die eine Kraftstoffeinspritzungsmenge einer zweiten Einspritzung selbst in einem Zustand, in dem ein restlicher magnetischer Fluss nach einer ersten Einspritzung nicht entmagnetisiert wird, wenn eine Kraftstoffmehrstufeneinspritzung eines Kraftstoffs durch das elektromagnetische Ventil ausgeführt wird, mit einer hohen Präzision steuern kann.
Gemäß einem Modus der vorliegenden Offenbarung treibt die Antriebssteuerungseinrichtung des elektromagnetischen Ventils das elektromagnetische Ventil, das für eine Kraftstoffeinspritzung eines Verbrennungsmotors verwendet wird, an und steuert diese dieses. Die Antriebssteuerungseinrichtung enthält eine Steuerungseinheit, die angepasst ist, um einen Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom derart zu steuern, dass eine Kraftstoffeinspritzungsmenge, die bei einem Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors erforderlich ist, durch eine Mehrstufeneinspritzung, die zumindest eine erste Einspritzung und eine zweite Einspritzung enthält, geliefert wird. Die Steuerungseinheit enthält eine Berechnungseinheit, die angepasst ist, um einen restlichen magnetischen Fluss, der an bzw. bei einem magnetischen Körper des elektromagnetischen Ventils bei einem Erregungsstart bzw. Energieversorgungsstart der zweiten Einspritzung übriggeblieben ist, unter Verwendung einer nichtlinearen Charakteristik zu berechnen, und eine Erzeugungseinheit, die angepasst ist, um ein Einspritzungssignal der zweiten Einspritzung basierend auf einem Berechnungsergebnis der Berechnungseinheit zu erzeugen.
Gemäß der obigen Zusammensetzung berechnet die Steuerungseinheit den restlichen magnetischen Fluss, der an bzw. bei dem magnetischen Körper des elektromagnetischen Ventils nach der ersten Einspritzung übriggeblieben ist, durch die Berechnungseinheit unter Verwendung der nichtlinearen Charakteristik und erzeugt diese das Einspritzungssignal der zweiten Einspritzung durch die Erzeugungseinheit basierend auf dem restlichen magnetischen Fluss, der berechnet wird. Folglich kann die Steuerungseinheit eine Steuerung des Kraftstoffs mit einer hohen Präzision in der zweiten Einspritzung ausführen.

1 ist ein schematisches Diagramm, das eine elektrische Konfiguration von einem ECU gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt,
2 ist ein Flussdiagramm, das eine Kraftstoffmehrstufeneinspritzungssteuerung zeigt,
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Berechnung eines restlichen magnetischen Flusses zeigt,
4 ist ein Zeitdiagramm, das Variationen von Signalen von Komponenten zeigt,
5 ist ein Graph, der eine Wechselbeziehung zwischen einer magnetischen Feldstärke und einer magnetischen Flussdichte eines magnetischen Körpers zeigt,
6 ist ein Graph, der ein Verzeichnis bzw. eine Karte zeigt, um den restlichen magnetischen Fluss in einer zweiten Einspritzung zu erhalten,
7 ist ein Graph, der ein Verhältnis zwischen einer Korrekturmenge und dem restlichen magnetischen Fluss zeigt,
8 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen der Korrekturmenge und dem restlichen magnetischen Fluss gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt,
9 ist ein Zeitdiagramm, das Variationen von Signalen und Komponenten zeigt, wenn eine Einspritzungszeitspanne korrigiert wird,
10 ist ein Zeitdiagramm, das Variationen von Signalen von Komponenten zeigt, wenn ein Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom korrigiert wird,
11 ist ein schematisches Diagramm, das die elektrische Konfiguration von dem ECU gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt,
12 ist ein Graph, der eine Korrektur von einem B-H-gekrümmte-Linie-Modell zeigt,
13 ist ein Graph, der eine Detektion des Erregungsstroms bzw. Energieversorgungsstroms bei einem Ventilöffnen des elektromagnetischen Ventils zeigt, und
14 ist ein Graph, der eine Detektion eines integrierten Werts des Erregungsstroms bzw. Energieversorgungsstroms bis zu dem Ventilöffnen des elektromagnetischen Ventils zeigt.

Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird bezüglich 1 bis 7 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Wie es in 1 zu sehen ist, ist eine elektronische Steuerungseinheit (ECU, Electronic Control Unit) 1, die eine Antriebssteuerungseinrichtung eines elektromagnetischen Ventils 2 ist, das eine Kraftstoffeinspritzung eines Motors steuert, eine Komponente, die eine Erregungssteuerung bzw. Energieversorgungssteuerung eines Solenoids bzw. einer Magnetspule, das bzw. die das elektromagnetische Ventil 2 bildet, ausführt.
Das ECU 1 enthält eine Steuerungseinheit 3, die einen Mikrocomputer enthält, eine Steuerung-IC (Integrated Circuit; integrierte Schaltung) 4 und eine Antriebsschaltung 5.
Die Steuerungseinheit 3 enthält eine Erzeugungseinheit 6, eine Berechnungseinheit 7 und eine Speichereinheit 8 als funktionale Blöcke. Die Speichereinheit 8 enthält einen Halbleiterspeicher. Die Speichereinheit 8 speichert Daten von einem B-H-gekrümmte-Linie-Modell und Verzeichnisdaten bzw. Kartendaten von einem Bc1-Ti-Br. Das B-H-gekrümmte-Linie-Modell enthält eine magnetische Schaltungscharakteristik eines magnetischen Körpers des elektromagnetischen Ventils 2, enthält Modelldaten, die eine Wechselbeziehung zwischen einer magnetischen Feldstärke H und einer magnetischen Flussdichte B kennzeichnen, und enthält eine nichtlineare Charakteristik. Die Verzeichnisdaten bzw. Kartendaten von Bc1-Ti-Br sind Verzeichnisdaten bzw. Kartendaten, um einen restlichen magnetischen Fluss Br aus Daten von einem restlichen magnetischen Fluss Bc1 und Daten von einem Zeitintervall Ti zu erhalten.
Die Erzeugungseinheit 6 empfängt Daten von einer Rotationsgeschwindigkeit des Motors, einer Last des Motors, einem Kraftstoffdruck, einer Kraftstofftemperatur, einer Wassertemperatur und einer Öltemperatur als Signale SS, um einen Betriebszustand des Motors von einer Außenseite der Erzeugungseinheit 6 zu erhalten. Die Erzeugungseinheit 6 erzeugt einen Einspritzungsimpuls und einen Antriebsstrom, um das elektromagnetische Ventil 2 für die Kraftstoffeinspritzung anzutreiben, und zwar basierend auf den Signalen SS. Die Erzeugungseinheit 6 gibt einen Antriebsimpuls, bei dem der Einspritzungsimpuls und der Antriebsstrom korrigiert werden, basierend auf Korrekturdaten von der Berechnungseinheit 7 an die Steuerung-IC 4 aus.
Die Berechnungseinheit 7 enthält eine Modellberechnungseinheit 7a, eine Verzeichnisberechnungseinheit bzw. Kartenberechnungseinheit 7b und eine Korrekturlogikeinheit 7c als funktionale Blöcke. Die Modellberechnungseinheit 7a erhält Daten von dem B-H-gekrümmte-Linie-Modell, die in der Speichereinheit 8 gespeichert sind, und gibt den restlichen magnetischen Fluss Bc1 zu einem Zeitpunkt von einem Nullstrom, nachdem das elektromagnetische Ventil 2 erregt bzw. mit Energie versorgt wird, an die Verzeichnisberechnungseinheit bzw. Kartenberechnungseinheit 7b aus. Die Verzeichnisberechnungseinheit bzw. Kartenberechnungseinheit 7b empfängt Daten von den Zeitintervallen Ti einer ersten Einspritzung und einer zweiten Einspritzung von der Erzeugungseinheit 6.
Die Verzeichnisberechnungseinheit bzw. Kartenberechnungseinheit 7b berechnet den restlichen magnetischen Fluss Br von einem Start der zweiten Einspritzung aus Daten von dem restlichen magnetischen Fluss Bc1 und dem Zeitintervall Ti, und zwar basierend auf dem Verzeichnis bzw. der Karte von Bc1-Ti-Br, das bzw. die aus der Speichereinheit 8 geladen werden, und gibt dann den restlichen magnetischen Fluss Br an die Korrekturlogikeinheit 7c aus. Die Korrekturlogikeinheit 7c erzeugt Daten, um ein Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls der zweiten Einspritzung zu korrigieren, aus Daten von dem restlichen magnetischen Fluss Br und gibt dann die Daten, um den Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls zu korrigieren, an die Erzeugungseinheit 6 aus.
Die Steuerung-IC 4 enthält eine Logikeinheit 9, eine Antriebssteuerungseinheit 10, eine Stromsteuerungseinheit 11 und eine Verstärkungseinheit 12. Die Logikeinheit 9 empfängt ein Antriebsimpulssignal von der Erzeugungseinheit 6 und empfängt ein Stromsignal von der Stromsteuerungseinheit 11, und gibt dann ein Antriebssignal an die Antriebssteuerungseinheit 10 basierend auf dem Antriebsimpulssignal und dem Stromsignal aus. Die Stromsteuerungseinheit 11 empfängt ein Stromsignal von der Antriebsschaltung 5 durch die Verstärkungseinheit 12, vergleicht das Stromsignal von der Antriebsschaltung 5 mit einem Stromsignal, das von der Erzeugungseinheit 6 aufgebracht wird, und gibt dann ein Signal eines Antriebsstroms an die Logikeinheit 9 aus. Die Antriebssteuerungseinheit 10 gibt Antriebssignale an Komponenten der Antriebsschaltung 5 aus, um das elektromagnetische Ventil 2 zu steuern.
Die Antriebsschaltung 5 wird von einer Verstärkungsspannungsleistung VH und einer Batterie VB gespeist und erregt das elektromagnetische Ventil 2 bzw. versorgt dieses mit Energie. Ein MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistor, Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor) 13 eines P-Kanal-Typs enthält eine Quelle bzw. Source, die mit der Verstärkungsspannungsleistung VH verbunden ist, und einen Abfluss bzw. Drain, der mit einem ersten Anschluss des elektromagnetischen Ventils 2 verbunden ist. Ein MOSFET 14 eines P-Kanal-Typs enthält eine Quelle bzw. Source, die mit der Batterie VB verbunden ist, und einen Abfluss bzw. Drain, der durch eine Diode 15 mit dem ersten Anschluss des elektromagnetischen Ventils 2 verbunden ist. Die Diode 15 ist in einer orthodromischen Richtung angeordnet, dass eine Anode der Diode 15 mit dem Abfluss bzw. Drain von dem MOSFET 14 verbunden ist und eine Kathode der Diode 15 mit dem ersten Anschluss des elektromagnetischen Ventils 2 verbunden ist. Der Abfluss bzw. Drain von dem MOSFET 13 ist durch eine Diode 16 mit einer Masse verbunden. Die Diode 16 ist in einer antidromischen Richtung angeordnet, dass eine Anode der Diode 16 mit der Masse verbunden ist und eine Kathode der Diode 16 mit dem Abfluss bzw. Drain von dem MOSFET 13 verbunden ist. Des Weiteren ist der Abfluss bzw. Drain von dem MOSFET 13 durch einen Widerstand 17 und einen Kondensator 18 mit der Masse verbunden. Die Diode 16, der Widerstand 17 und der Kondensator 18 sind in einer Parallelschaltung.
Ein MOSFET 19 eines N-Kanal-Typs enthält einen Abfluss bzw. Drain, der mit einem zweiten Anschluss des elektromagnetischen Ventils 2 verbunden ist, und eine Quelle bzw. Source, die durch einen Stromdetektionswiderstand 20 mit der Masse verbunden ist. Der Abfluss bzw. Drain von dem MOSFET 19 ist durch einen Kondensator 21 mit der Masse verbunden. Der Abfluss bzw. Drain von dem MOSFET 19 ist durch eine Zener-Diode bzw. Z-Diode 22 und eine Diode 23 mit einem Gate von dem MOSFET 19 verbunden. Die Zener-Diode 22 ist in der antidromischen Richtung angeordnet, dass eine Anode der Zener-Diode 22 mit dem Gate von dem MOSFET 19 verbunden ist und eine Kathode der Zener-Diode 22 mit dem Abfluss bzw. Drain von dem MOSFET 19 verbunden ist. Die Diode 23 ist in der orthodromischen Richtung angeordnet, dass eine Anode der Diode 23 mit dem Abfluss bzw. Drain von dem MOSFET 19 verbunden ist und eine Kathode der Diode 23 mit dem Gate von dem MOSFET 19 verbunden ist. Jedes der Gates von dem MOSFET 13, 14 und 19 empfängt das Antriebssignal von der Antriebssteuerungseinheit 10 der Steuerung-IC 4. Der Stromdetektionswiderstand 20 enthält zwei Anschlüsse, die mit der Verstärkungseinheit 12 der Steuerung-IC 4 verbunden sind. Ein Niveausignal von dem Strom, der durch das elektromagnetische Ventil 2 fließt, wird der Stromsteuerungseinheit 11 zugeführt.
Effekte der obigen Konfiguration werden bezüglich 2 bis 8 beschrieben.
Ein Basisvorgang eines Einspritzungsvorgangs, der durch das elektromagnetische Ventil 2 veranlasst wird, wird beschrieben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat eine Mehrstufeneinspritzungssteuerung zwei Einspritzungssteuerungen, um die erste Einspritzung und die zweite Einspritzung auszuführen. Wenn die Steuerungseinheit 3 die Einspritzungssteuerungen ausführt, erregt die Steuerungseinheit 3 das elektromagnetische Ventil 2 bzw. versorgt diese dieses mit Energie von der Verstärkungsspannungsleistung VH mit einer hohen Spannung für eine vorgegebene Zeitspanne bei einem Einspritzungsstart. Dann führt die Steuerungseinheit 3 eine Erregung bzw. Energieversorgung des elektromagnetischen Ventils 2 in einer kurzen Zeitspanne bei einer normalen Spannung von der Batteriespannung VB wiederholt aus, um einen Zustand des elektromagnetischen Ventils 2 zu halten.
Die Steuerungseinheit 3 erzeugt den Einspritzungsimpuls und den Antriebsstrom gemäß den Signalen SS von einer Außenseite der Steuerungseinheit 3 und gibt ein Einspritzungssignal Si der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung an die Logikeinheit 9 der Steuerung-IC 4 aus. Die Steuerung-IC 4 erzeugt ein Erregungsmuster bzw. Energieversorgungsmuster in der Logikeinheit 9 gemäß dem Einspritzungssignal Si und veranlasst es, die Antriebsschaltung 5 durch die Antriebssteuerungseinheit 10 anzutreiben.
In diesem Fall werden das MOSFET 13 und das MOSFET 19 durch die Steuerung-IC 4 bei einem Erregungsstart bzw. Energieversorgungsstart eingeschaltet. Folglich wird die hohe Spannung von der Verstärkungsspannungsleistung VH für eine vorgeschriebene Zeitspanne auf eine Spule des elektromagnetischen Ventils 2 angelegt. Ein Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I fließt durch das elektromagnetische Ventil 2, bis der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I einen vorgegebenen Strom erreicht. Dann wird das MOSFET 13 ausgeschaltet. Dann wird das MOSFET 14 bei einem vorgegebenen Timing eingeschaltet, um den Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I des elektromagnetischen Ventils 2 auf einem vorgegebenen Niveau zu halten.
Wenn das Einspritzungssignal Si ein niedriges Niveau wird bzw. auf ein niedriges Niveau kommt, wird das MOSFET 14 ausgeschaltet, um die Erregung bzw. Energieversorgung des elektromagnetischen Ventils 2 zu stoppen. In diesem Fall wird, da eine elektromotorische Gegenkraft an der Spule des elektromagnetischen Ventils 2 erzeugt wird, der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I bei einem Timing null, bei dem sich die elektromotorische Gegenkraft auf ein Niveau verringert, das geringer als ein vorgegebenes Niveau oder gleich diesem ist, da das MOSFET 14 ausgeschaltet wird. In dem elektromagnetischen Ventil 2 wird ein magnetischer Fluss B des magnetischen Körpers gemäß dem Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I erzeugt. Wenn der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I null wird, bleibt ein restlicher magnetischer Fluss Bc1 in dem elektromagnetischen Ventil 2 gemäß einem Hysterese-Effekt übrig. Wenn eine vorgeschriebene Zeitspanne verstrichen ist, seit der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I null wird, wird der restliche magnetische Fluss Bc1 entmagnetisiert und wird dieser null.
Ein Vorgang, bei dem die zweite Einspritzung mit einer hohen Präzision ausgeführt wird, wenn der restliche magnetische Fluss Bc1 bei einem Timing, bei dem der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I null wird, nachdem die erste Einspritzung nicht entmagnetisiert wird, in einer folgenden Erregung bzw. Energieversorgung in einem Fall erzeugt wird, in dem die Einspritzungssteuerungen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung ausgeführt werden, wird bezüglich 2 und 3 beschrieben.
Bei Schritt A1 führt die Steuerungseinheit 3 eine Bestimmung einer Kraftstoffeinspritzungsmenge und von Einspritzungsverhältnissen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung bei der Erzeugungseinheit 6 aus einem Betriebszustand, der die Rotationsgeschwindigkeit des Motors, die Last des Motors, den Kraftstoffdruck, die Kraftstofftemperatur, die Wassertemperatur und die Öltemperatur enthält, aus. Bei Schritt A2 setzt die Steuerungseinheit 3 ein Erregungsimpulsstarttiming bzw. Energieversorgungsimpulsstarttiming in dem Einspritzungssignal Si bei der Erzeugungseinheit 6 aus dem Betriebszustand fest. Die Steuerungseinheit 3 führt eine Verarbeitung bei Schritt A1 und Schritt A2 basierend auf einem Programm oder Daten, die zuvor gespeichert wurden, bei der Erzeugungseinheit 6, aus. Bei Schritt A3 setzt die Steuerungseinheit 3 eine Erregungsimpulszeitspanne bzw. Energieversorgungimpulszeitspanne in dem Einspritzungssignal Si aus der Einspritzungsmenge fest.
Die Steuerungseinheit 3 rückt zu Schritt A4 vor und gibt den Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls des Einspritzungssignals Si der ersten Einspritzung aus, um das elektromagnetische Ventil 2 durch die Steuerung-IC 4 und die Antriebsschaltung 5 zu erregen bzw. mit Energie zu versorgen, und zwar bei der Erzeugungseinheit 6. Folglich wird, wie es in 4 zu sehen ist, das elektromagnetische Ventil 2 von der Verstärkungsspannungsleistung Vh zu einem Zeitpunkt t1 gemäß dem Einspritzungssignal Si der ersten Einspritzung, das zu einem Zeitpunkt t0 ausgegeben wird, erregt bzw. mit Energie versorgt. Wenn der magnetische Fluss B an dem magnetischen Körper des elektromagnetischen Ventils 2 erzeugt wird, während ein Magnetfeld H in Erwiderung auf den Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I, der durch das elektromagnetische Ventil 2 fließt, erzeugt wird, ist ein Aktuator tätig und wird der Kraftstoff eingespritzt. In diesem Fall wird die Kraftstoffeinspritzungsmenge, die eine Einspritzungsmenge des Kraftstoffs ist und proportional zu einer Hubgröße P des elektromagnetischen Ventils 2 ist, die eine Größe ist, bei der sich der Aktuator des elektromagnetischen Ventils 2 bewegt, erhalten.
Das elektromagnetische Ventil 2 wird basierend auf den Verhältnissen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung, die bei der Erzeugungseinheit 6 der Steuerungseinheit 3 festgesetzt werden, gesteuert. Wenn der Kraftstoff mit einer festgesetzten Menge eingespritzt wird, wird die erste Einspritzung vervollständigt. In diesem Fall bleibt der restliche magnetische Fluss Bc1 an dem magnetischen Körper des elektromagnetischen Ventils 2 bei dem Timing, bei dem der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I null wird, übrig. Bei Schritt A5 berechnet die Steuerungseinheit 3 den restlichen magnetischen Fluss Br bei einem Timing, wenn die zweite Einspritzung startet, während das Zeitintervall Ti verstrichen ist.
In diesem Fall berechnet die Steuerungseinheit 3 den restlichen magnetischen Fluss Br gemäß einem Ablauf, der in 3 zu sehen ist. Insbesondere berechnet bei Schritt B1 von 3 die Steuerungseinheit 3 den restlichen magnetischen Fluss Bc1 bei dem Timing, bei dem der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I nach der ersten Einspritzung null wird, aus dem B-H-gekrümmte-Linie-Modell entsprechend einer magnetischen Schaltung des elektromagnetischen Ventils 2. In diesem Fall lädt die Steuerungseinheit 3 Daten von dem B-H-gekrümmte-Linie-Modell, die in der Speichereinheit 8 gespeichert sind, und berechnet diese den restlichen magnetischen Fluss Bc1 basierend auf Daten, die bei den Schritten A1 bis A3 festgesetzt werden, bei der Modellberechnungseinheit 7a der Berechnungseinheit 7.
Bei Schritt B2 erlangt die Steuerungseinheit 3 eine Information bzw. Informationen von dem Zeitintervall Ti zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung. Bei Schritt B3 berechnet die Steuerungseinheit 3 den restlichen magnetischen Fluss Br in der Erregung bzw. Energieversorgung der zweiten Einspritzung basierend auf dem Bc1-Ti-Br-Verzeichnis bzw. der Bc1-Ti-Br-Karte. In diesem Fall lädt die Steuerungseinheit 3 das Bc1-Ti-Br-Verzeichnis bzw. die Bc1-Ti-Br-Karte aus der Speichereinheit 8 und berechnet diese den restlichen magnetischen Fluss Br aus dem Bc1-Ti-Br-Verzeichnis bzw. der Bc1-Ti-Br-Karte unter Verwendung von Daten von dem Zeitintervall Ti, das erlangt wird, und dem restlichen magnetischen Fluss Bc1 bei der Verzeichnisberechnungseinheit 7b der Berechnungseinheit 7. Dann rückt die Steuerungseinheit 3 zu Schritt A6 von 2 vor.
Bei Schritt A6 bestimmt die Steuerungseinheit 3, ob ein Wert des restlichen magnetischen Flusses Br null ist oder nicht. Wenn die Steuerungseinheit 3 bestimmt, dass der Wert des restlichen magnetischen Flusses Br nicht null ist, bestimmt die Steuerungseinheit 3, dass Schritt A6 Nein ist, und rückt diese zu Schritt A7 vor. Bei Schritt A7 korrigiert die Steuerungseinheit 3 den Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls des Einspritzungssignals Si der zweiten Einspritzung gemäß einer Größe bzw. einem Betrag des restlichen magnetischen Flusses Br. In diesem Fall wird eine Korrekturgröße entsprechend dem Wert des restlichen magnetischen Flusses Br zuvor festgesetzt und wird die obige Korrektur des Erregungsimpulses bzw. Energieversorgungsimpulses basierend auf der Korrekturgröße, die festgesetzt wird, ausgeführt. Gemäß der Ausführungsform wird die Korrektur ausgeführt, um ein Ausgabetiming des Erregungsimpulses bzw. Energieversorgungsimpulses des Einspritzungssignals Si der zweiten Einspritzung zu verschieben.
Die Steuerungseinheit 3 rückt zu Schritt A8 vor und steuert das elektromagnetische Ventil 2 durch den Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls des Einspritzungssignals Si der zweiten Einspritzung. Wenn die Steuerungseinheit 3 bestimmt, dass der Wert des restlichen magnetischen Flusses Br bei Schritt A6 null ist, ist es unnötig, den Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls zu korrigieren. Folglich rückt die Steuerungseinheit 3 zu Schritt A8 vor und steuert diese das elektromagnetische Ventil 2 durch den Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls des Einspritzungssignals Si der zweiten Einspritzung, der bei den Schritten A1 bis A3 festgesetzt wird.
Eine Berechnung des restlichen magnetischen Flusses Br, die durch die Steuerungseinheit 3 bei Schritt A5 ausgeführt wird, und die Korrektur des Erregungsimpulses bzw. Energieversorgungsimpulses der zweiten Einspritzung, die durch die Steuerungseinheit 3 bei Schritt A7 ausgeführt wird, werden bezüglich 4 bis 7 beschrieben. In 4 kennzeichnen durchgehende Linien Parameter der vorliegenden Ausführungsform und kennzeichnen gestrichelte Linien Parameter eines Vergleichsbeispiels, das äquivalent zu einem herkömmlichen Beispiel ist und verschieden von der vorliegenden Ausführungsform ist.
In den Verarbeitungen der Schritte A1 bis A3 bestimmt, wie es in 4 zu sehen ist, die Steuerungseinheit 3, das Zeitintervall Ti von einem Zeitpunkt t2, bei dem der Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls des Einspritzungssignals Si der ersten Einspritzung gestoppt wird, zu halten und den Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls des Einspritzungssignals Si der zweiten Einspritzung auszugeben. Wie es in 4 zu sehen ist, wird zu einem Zeitpunkt t3, bei dem der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I null wird, nachdem die erste Einspritzung zu dem Zeitpunkt t2 vervollständigt ist, der magnetische Fluss B des magnetischen Körpers des elektromagnetischen Ventils 2 nicht null und existiert der restliche magnetische Fluss Bc1.
Der restliche magnetische Fluss Bc1 des magnetischen Körpers des elektromagnetischen Ventils 2 verringert sich graduell bzw. allmählich mit der Zeit. Zu einem Zeitpunkt t4, bei dem das Zeitintervall Ti verstrichen ist, der ebenso ein Starttiming der zweiten Einspritzung ist, bleibt der restliche magnetische Fluss Br übrig. Die Steuerungseinheit 3 erhält den restlichen magnetischen Fluss Br durch eine Berechnung bei Schritt A5.
5 ist ein Graph, der eine Wechselbeziehung zwischen der magnetischen Feldstärke H und der magnetischen Flussdichte B des magnetischen Körpers des elektromagnetischen Ventils 2 zeigt. Die magnetische Feldstärke H und die magnetische Flussdichte B haben eine Wechselbeziehung einer nichtlinearen Charakteristik. Mit anderen Worten werden die magnetische Feldstärke H und die magnetische Flussdichte B durch eine nichtlineare Funktion ausgedrückt. Wie es in 5 zu sehen ist, erhöht sich die magnetische Feldstärke H des magnetischen Körpers des elektromagnetischen Ventils 2 als eine durchgehende Linie von einem Ursprungspunkt in Erwiderung auf den Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I, der durch das elektromagnetische Ventil 2 fließt. Folglich erhöht sich die magnetische Flussdichte B des magnetischen Körpers des elektromagnetischen Ventils 2 ebenso. Wenn sich die magnetische Feldstärke H auf ein vorgeschriebenes Niveau erhöht, erreicht die magnetische Flussdichte B ein Sättigungsniveau Bs.
Dann, wenn sich der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I auf null verringert, verringert sich die magnetische Feldstärke H als die durchgehende Linie auf null. Jedoch wird der magnetische Fluss B nicht null und bleibt der restliche magnetische Fluss Bc1 gemäß einer Charakteristik des magnetischen Körpers des elektromagnetischen Ventils 2 übrig. Die Charakteristik ist eine Hysterese-Charakteristik. Wenn der restliche magnetische Fluss Bc1 den Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I bei null hält, kehrt der restliche magnetische Fluss Bc1 mit der Zeit durch einen Entmagnetisierungseffekt auf null zurück. Wie es in 5 zu sehen ist, kennzeichnen gepunktete Linien die magnetische Flussdichte B, die aufgrund der magnetischen Feldstärke H erzeugt wird, die abwechselnd in eine positive Richtung und eine negative Richtung aufgebracht wird, und werden diese als eine Hysterese-Schleife bezeichnet.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn das Zeitintervall Ti zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung kurz wird, der restliche magnetische Fluss Br nicht null und wird die zweite Einspritzung in einem Zustand ausgeführt, bei dem der restliche magnetische Fluss Br als eine gestrichelte Linie, die in 5 zu sehen ist, existiert. In diesem Fall ist, da ein Zustand von einer Beschränkungsposition verschieden von dem der ersten Einspritzung ist, eine Erhöhung der magnetischen Flussdichte B verschieden von der der ersten Einspritzung, wenn dieselbe magnetische Feldstärke H aufgebracht bzw. angelegt wird. Folglich kann ein Ziel, das ein Vorgang des elektromagnetischen Ventils 2 ist, nicht ausgeführt werden.
Folglich erhält die Steuerungseinheit 3 den restlichen magnetischen Fluss Br, wenn die zweite Einspritzung durch die Berechnung startet, und korrigiert diese den Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls der zweiten Einspritzung durch ein Berücksichtigen der Berechnung. Eine Information bzw. Informationen einer B-H-gekrümmte-Linie wie eine durchgehende Linie, die in 5 zu sehen ist, wird bzw. werden in die Speichereinheit 8 als das B-H-gekrümmte-Linie-Modell gespeichert. Die Steuerungseinheit 3 lädt das B-H-gekrümmte-Linie-Modell aus der Speichereinheit 8 und erhält den restlichen magnetischen Fluss Bc1 zu dem Zeitpunkt t3, bei dem der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I null wird, nachdem der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom in der ersten Einspritzung vervollständigt ist.
Als Nächstes lädt die Steuerungseinheit 3 Verzeichnisdaten bzw. Kartendaten von Bc1-Ti-Br, die in 6 zu sehen sind, und erhält diese den restlichen magnetischen Fluss Br, wenn die zweite Einspritzung startet (t4), basierend auf einer Information bzw. Informationen des restlichen magnetischen Flusses Bc1 und des Zeitintervalls Ti. Wie es in 6 zu sehen ist, wird in dem Verzeichnis bzw. der Karte von Bc1-Ti-Br der restliche magnetische Fluss Bc1 durch eine horizontale Achse ausgedrückt, wird das Zeitintervall Ti durch eine vertikale Achse ausgedrückt und wird der restliche magnetische Fluss Br, wenn die zweite Einspritzung startet, durch Daten gekennzeichnet, die den restlichen magnetischen Fluss Br als einen Parameter enthalten. Ein Parameterwert des restlichen magnetischen Flusses Br wird an einer Position erhalten, bei der ein Wert des restlichen magnetischen Flusses Bc1 einen Wert des Zeitintervalls Ti kreuzt.
Die Steuerungseinheit 3 korrigiert den Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls der zweiten Einspritzung durch den restlichen magnetischen Fluss Br, wenn die zweite Einspritzung startet. In der Korrektur wird als eine qualitative Wechselbeziehung, die in 7 zu sehen ist, ein Starttiming des Erregungsimpulses bzw. Energieversorgungsimpulses, das ein Einspritzungstiming ist, festgesetzt, um in Erwiderung auf den restlichen magnetischen Fluss Br, der sich erhöht, verschoben (verzögert) zu werden. Folglich wird, wie es in 4 zu sehen ist, das Einspritzungssignal Si, das den Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls der zweiten Einspritzung aufbringt, zu einem Zeitpunkt t5, der später als ein Endpunkt t4 des Zeitintervalls Ti ist, ausgegeben. Mit anderen Worten wird das Zeitintervall Ti auf ein Zeitintervall Tia, das etwas bzw. ein wenig länger als das Zeitintervall Ti ist, geändert.
Folglich wird eine Erregungsspannung bzw. Energieversorgungsspannung V zu dem Zeitpunkt t5, der später als der Zeitpunkt t4 ist, auf das elektromagnetische Ventil 2 aufgebracht, wenn die Korrektur nicht ausgeführt wird. Der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I und der magnetische Fluss B des magnetischen Köpers, der durch den Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I gemäß einem Vergleichsbeispiel verursacht wird, erhöhen sich zu einem Zeitpunkt t6. Der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I und der magnetische Fluss B gemäß der vorliegenden Ausführungsform erhöhen sich zu einem Zeitpunkt t7. Mit anderen Worten wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Erregungsstarttiming des Erregungsstroms I bzw. Energieversorgungsstarttiming des Energieversorgungsstroms I geändert.
Da ein Erregungstiming des Erregungsimpulses bzw. Energieversorgungstiming des Energieversorgungsimpulses des Einspritzungssignals Si der zweiten Einspritzung wie bei der obigen Beschreibung verzögert wird, kann ein Hubverhalten des elektromagnetischen Ventils 2 gesteuert werden, um eine Spitze Ps bei einem Timing t9 zu haben, das dasselbe wie das in einem Zustand ist, in dem der restliche magnetische Fluss Br null ist, wenn der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I durch das elektromagnetische Ventil 2 in einem Zustand, in dem der restliche magnetische Fluss Br existiert, fließt. Folglich kann die zweite Einspritzung bei einem Soll-Timing, das der Zeitpunkt t9 ist, ausgeführt werden.
In dem Vergleichsbeispiel, in dem das Erregungstiming bzw. Energieversorgungstiming wie bei der vorliegenden Ausführungsform nicht verzögert wird, existiert die magnetische Flussdichte als Br bei dem Erregungsstart bzw. Energieversorgungsstart des elektromagnetischen Ventils 2, hat das Hubverhalten des elektromagnetischen Ventils 2 eine Spitze Ps zu einem Zeitpunkt t8, der früher als das Soll-Timing ist, das der Zeitpunkt t9 ist, wie es in 4 zu sehen ist, und ist das Timing der Kraftstoffeinspritzung ein wenig bzw. etwas vorverlegt.
Wie bei der obigen Beschreibung wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Verzeichnis bzw. eine Karte, die eine Wechselbeziehung zwischen dem B-H-gekrümmte-Linie-Modell des magnetischen Körpers des elektromagnetischen Ventils 2, den restlichen magnetischen Flüssen Bc1, Br des magnetischen Körpers und dem Zeitintervall Ti kennzeichnet, festgesetzt und in der Speichereinheit 8 gespeichert. Dann korrigiert die Steuerungseinheit 3 den Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls des Einspritzungssignals Si der zweiten Einspritzung nach der ersten Einspritzung, um ein Erregen bzw. Energieversorgen des elektromagnetischen Ventils 2 zu steuern.
Folglich kann es, wenn das Zeitintervall Ti zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung kurz ist, unterdrückt werden, dass eine Einspritzungspräzision der zweiten Einspritzung aufgrund dem restlichen magnetischen Fluss Br des magnetischen Körpers des elektromagnetischen Ventils 2 verringert wird.
Zweite Ausführungsform
8 bis 10 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Im Folgenden werden Komponenten, die verschieden von der ersten Ausführungsform sind, beschrieben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine Korrektur, die verschieden von der Korrektur des Erregungsimpulses bzw. Energieversorgungsimpuls des Einspritzungssignals Si der zweiten Einspritzung ist, die durch die Steuerungseinheit 3 bei Schritt A7 von 2 ausgeführt wird, ausgeführt.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird das Einspritzungstiming der zweiten Einspritzung durch ein Korrigieren einer Phase des Erregungsimpulses bzw. Energieversorgungsimpulses des Einspritzungssignals Si bezüglich des restlichen magnetischen Flusses Br, der in 7 qualitativ zu sehen ist, korrigiert. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wie es in 8 zu sehen ist, sich bei der Korrektur des Erregungsimpulses bzw. Energieversorgungsimpulses der zweiten Einspritzung auf eine Wechselbeziehung, wenn eine Einspritzungszeitspanne T2 des Erregungsstroms bzw. Energieversorgungsstroms I korrigiert wird, fokussiert.
Ein Fall, in dem die Erregungszeitspanne bzw. Energieversorgungszeitspanne T2 korrigiert wird, wird beschrieben. Gemäß der ersten Ausführungsform wird das Ausgabetiming des Erregungsimpulses bzw. Energieversorgungsimpulses der zweiten Einspritzung verzögert, um das Einspritzungstiming der zweiten Einspritzung mit dem Soll-Timing zusammenpassen zu lassen bzw. diesem zu entsprechen. In diesem Fall kann, wenn eine Erregungsimpulsweite bzw. Energieversorgungsimpulsweite T2 des Einspritzungssignals Si gehalten wird, um konstant zu sein, die Einspritzungsmenge variieren. Dann wird das Einspritzungssignal Si einer Einspritzungszeitspanne T2a, die kürzer als die Einspritzungszeitspanne T2 in der Korrektur ist, derart, dass die Einspritzungsmenge eine Soll-Einspritzungsmenge wird.
8 zeigt eine Wechselbeziehung zwischen der Einspritzungszeitspanne T2 und dem restlichen magnetischen Fluss Br, wenn eine Länge der Einspritzungszeitspanne T2 der zweiten Einspritzung auf eine Korrektureinspritzungszeitspanne T2a, die kürzer als die Einspritzungszeitspanne T2 ist, korrigiert wird. Die Steuerungseinheit 3 setzt die Einspritzungszeitspanne T2a auf einen Wert fest, der sich in Übereinstimmung mit einer Erhöhung des restlichen magnetischen Flusses Br verringert. Wenn der restliche magnetische Fluss Br klein ist, setzt die Steuerungseinheit 3 die Einspritzungszeitspanne T2a auf einen Wert fest, der verhältnismäßig länger ist und kürzer als die Einspritzungszeitspanne T2 ist.
9 zeigt ein Zeitdiagramm, wenn die Einspritzungszeitspanne T2 auf die Korrektureinspritzungszeitspanne T2a, die kürzer als die Einspritzungszeitspanne T2 ist, korrigiert wird, und zwar während der Korrektur, bei der das Einspritzungstiming der zweiten Einspritzung wie bei der ersten Ausführungsform verzögert wird. Wie es in 9 zu sehen ist, wird der Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls des Einspritzungssignals Si der zweiten Einspritzung zu dem Zeitpunkt t5, der etwas bzw. ein wenig später als der Zeitpunkt t4 ist, ausgegeben und wird dieser ebenso in der Einspritzungszeitspanne T2a ausgegeben. Folglich hat das Hubverhalten P des elektromagnetischen Ventils 2 einen Spitzenwert Psa entsprechend der Soll-Einspritzungsmenge bei dem Soll-Timing, das der Zeitpunkt t9 ist, bezüglich des Spitzenwerts Ps in der ersten Ausführungsform.
Als eine andere Korrektur der Erregung bzw. Energieversorgung des Einspritzungssignals Si der zweiten Einspritzung wird der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I korrigiert, ohne den Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls zu korrigieren. Wenn der Strom in einem Zustand fließt, in dem der restliche magnetische Fluss Br an dem magnetischen Körper des elektromagnetischen Ventils 2 existiert, wird es angenommen, dass die magnetische Flussdichte B, die an dem magnetischen Körper erzeugt wird, auf ein Soll-Niveau gesteuert wird. Mit anderen Worten setzt, wie es in 8 zu sehen ist, gemäß der Wechselbeziehung zwischen dem restlichen magnetischen Fluss Br und dem Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I die Steuerungseinheit 3 den Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I auf einen Wert fest, der sich in Übereinstimmung mit einer Erhöhung des restlichen magnetischen Flusses Br verringert. Des Weiteren setzt, wenn der restliche magnetische Fluss Br klein ist, die Steuerungseinheit 3 den Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I auf einen Wert fest, der verhältnismäßig groß ist und kleiner als ein vorheriger Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I ist. In diesem Fall ist der vorherige Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I, der nicht korrigiert wird.
10 zeigt ein Zeitdiagramm, wenn der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I der zweiten Einspritzung auf einen niedrigen Strom korrigiert wird. Ein Niveau des Erregungsstroms bzw. Energieversorgungsstroms I wird derart festgesetzt, dass ein Spitzenstrom Is ein Spitzenstrom Isa wird, der ein Niveau hat, das niedriger als das Niveau des Spitzenstroms Is, der nicht korrigiert wird, ist. Wie es in 10 zu sehen ist, wird der Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls des Einspritzungssignals Si der zweiten Einspritzung zu dem Zeitpunkt t4 ausgegeben, ohne eingestellt bzw. angepasst zu werden. Da der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I auf das Niveau festgesetzt wird, das niedriger ist, wie es in 10 zu sehen ist, hat das Hubverhalten P des elektromagnetischen Ventils 2 den Spitzenwert Psa entsprechend der Soll-Einspritzungsmenge bei dem Soll-Timing, das der Zeitpunkt t9 ist, bezüglich des Spitzenwerts Ps in der ersten Ausführungsform.
Gemäß der zweiten Ausführungsform kann, da die Erregungsimpulsweite bzw. Energieversorgungsimpulsweite des Einspritzungssignals Si oder der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I in Erwiderung auf den restlichen magnetischen Fluss Br bei dem Ausgabetiming des Einspritzungssignals Si der zweiten Einspritzung korrigiert wird, die Einspritzungsmenge bei dem Soll-Timing auf die Soll-Einspritzungsmenge gesteuert werden. Folglich können Effekte, die dieselben wie in der ersten Ausführungsform sind, erhalten werden, und kann eine Präzision verbessert werden.
Dritte Ausführungsform
11 bis 14 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Im Folgenden werden Komponenten, die verschieden von der ersten Ausführungsform sind, beschrieben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält das ECU 30 eine Steuerungseinheit 31 anstelle der Steuerungseinheit 3 in der ersten Ausführungsform. Das ECU 30 kann eine Berechnungspräzision des restlichen magnetischen Flusses Br durch das B-H-gekrümmte-Linie-Modell verbessern.
Wie es in 11 zu sehen ist, die eine gesamte Zusammensetzung kennzeichnet, enthält die Steuerungseinheit 31 von dem ECU 30 eine Berechnungseinheit 32 anstelle der Berechnungseinheit 7. Die Berechnungseinheit 32 enthält die Verzeichnisberechnungseinheit bzw. Kartenberechnungseinheit 7b und die Korrekturlogikeinheit 7c, die die Berechnungseinheit 7 in der ersten Ausführungsform bilden, und enthält des Weiteren eine Modellberechnungseinheit 7x anstelle der Modellberechnungseinheit 7a in der ersten Ausführungsform. Die Berechnungseinheit 32 hat eine Funktion, um das B-H-gekrümmte-Linie-Modell gemäß einem tatsächlich gemessenen Wert des Erregungsstroms bzw. Energieversorgungsstroms zu korrigieren.
Die Steuerungseinheit 31 empfängt ein Stromdetektionssignal entsprechend dem Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I des elektromagnetischen Ventils 2, der an der Antriebsschaltung 5 detektiert wird, von der Verstärkungseinheit 12 von der Steuerung-IC 4. Die Steuerungseinheit 31 enthält einen A-D-Wandler 33 und eine Ventilöffnungsdetektionseinheit 34. Die Steuerungseinheit 31 wandelt das Stromdetektionssignal in ein digitales Signal um und detektiert dann den Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom Io bei einem Ventilöffnen des elektromagnetischen Ventils 2 aus dem digitalen Signal. Daten von dem Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom Io bei dem Ventilöffnen des elektromagnetischen Ventils 2 werden der Modellberechnungseinheit 7x zugeführt.
Generell wird, da eine Länge eines magnetischen Pfads des magnetischen Körpers variiert, wenn der Ventilkörper damit beginnt, sich in Erwiderung auf den Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I zu bewegen, der auf das elektromagnetische Ventil 2 aufgebracht wird, eine Abweichung zwischen dem B-H-gekrümmte-Linie-Modell und einem tatsächlichen Verhalten groß. Folglich kann eine tatsächliche Information bzw. können tatsächliche Informationen nahe dem B-H-gekrümmte-Linie-Modell unter Verwendung einer Information bzw. von Informationen bei dem Ventilöffnen des elektromagnetischen Ventils 2 als der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom Io erhalten werden. Der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom Io bei dem Ventilöffnen des elektromagnetischen Ventils 2, das durch die Ventilöffnungsdetektionseinheit 34 detektiert wird, wird durch eine gewöhnliche Detektion detektiert, um einen Beugungspunkt einer Wellenform des Erregungsstroms bzw. Energieversorgungsstroms I zu analysieren, wie es in 13 zu sehen ist.
12 zeigt das B-H-gekrümmte-Linie-Modell, das in der Speichereinheit 8 gespeichert ist, entsprechend dem elektromagnetischen Ventil 2 durch eine durchgehende Linie. Wenn eine magnetische Flussdichte Boffen bei dem Ventilöffnen ein bekannter Wert ist, ist eine magnetische Feldstärke Ho, die durch das B-H-gekrümmte-Linie-Modell des elektromagnetischen Ventils 2 verursacht wird, ein Wert von einem Punkt M. Da die magnetische Feldstärke Ho aus dem Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom Io bei dem Ventilöffnen erhalten werden kann, kann eine Berechnung des restlichen magnetischen Flusses Br ausgeführt werden, ohne das B-H-gekrümmte-Linie-Modell zu korrigieren, wenn der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom Io des Ventilöffnens, der detektiert wird, konstant ist.
Wie es in 12 zu sehen ist, ist, wenn die Ventilöffnungsdetektionseinheit 34 einen Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom Ioa detektiert, der größer als der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom Io des Ventilöffnens ist, ein Punkt D, bei dem die magnetische Flussdichte Boffen des Ventilöffnens des elektromagnetischen Ventils 2 die magnetische Feldstärke Hoa bei dem Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom Ioa kreuzt, ein Punkt des Ventilöffnens, der zu den tatsächlich gemessenen Daten passt bzw. diesen entspricht. Folglich ist es erforderlich, das B-H-gekrümmte-Linie-Modell derart zu korrigieren, dass ein Ventilöffnungszustand an dem Punkt D, nicht dem Punkt M, in 12 ist.
Die Modellberechnungseinheit 7x erhält ein Korrektur-B-H-gekrümmte-Linie-Modell durch ein Ausführen einer Korrekturverarbeitung als eine gestrichelte Linie, die in 12 zu sehen ist, um dem Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom Ioa des Ventilöffnens zu entsprechen, bei dem das B-H-gekrümmte-Linie-Modell detektiert wird, und zwar bevor der restliche magnetische Fluss Bc1 berechnet wird. Die Modellberechnungseinheit 7x kann einen restlichen magnetischen Fluss Bc1a erhalten, wenn der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I nach der ersten Einspritzung null ist, und zwar basierend auf dem Korrektur-B-H-gekrümmte-Linie-Modell.
Da das B-H-gekrümmte-Linie-Modell korrigiert wird, um zu der tatsächlichen Information bzw. den tatsächlichen Informationen zu passen, kann der restliche magnetische Fluss Bc1 mit einer höheren Präzision sein und kann dann die Berechnungspräzision des restlichen magnetischen Flusses Br verbessert werden.
Gemäß der dritten Ausführungsform korrigiert die Steuerungseinheit 31 eine Information bzw. Informationen von dem B-H-gekrümmte-Linie-Modell, das festgesetzt wird und in der Speichereinheit 8 als das Korrektur-B-H-gekrümmte-Linie-Modell gemäß einem tatsächlichen Zustand gespeichert wird, berechnet diese den restlichen magnetischen Fluss Br und führt diese die Korrektur des Einspritzungsimpulses der zweiten Einspritzung aus. Folglich kann die Steuerungseinheit 31 die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung mit einer höheren Präzision ausführen.
Gemäß der obigen Ausführungsform wird der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom Io des Ventilöffnens des elektromagnetischen Ventils 2 detektiert. Jedoch kann das B-H-gekrümmte-Linie-Modell durch ein Detektieren des Erregungsstroms bzw. Energieversorgungsstroms I bei einem vorgegebenen Timing in der ersten Einspritzung korrigiert werden.
Gemäß der obigen Ausführungsform wird der Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom I des elektromagnetischen Ventils 2 selbst detektiert und wird dann das B-H-gekrümmte-Linie-Modell korrigiert. Jedoch kann, wie es in 14 zu sehen ist, das B-H-gekrümmte-Linie-Modell unter Verwendung eines integrierten Werts des Erregungsstroms bzw. Energieversorgungsstroms I von einem Erregungsstartzeitpunkt bzw. Energieversorgungsstartzeitpunkt bis zu einem Ventilöffnungsstartzeitpunkt in der ersten Einspritzung korrigiert werden. Alternativ kann das B-H-gekrümmte-Linie-Modell unter Verwendung eines integrierten Werts des Erregungsstroms bzw. Energieversorgungsstroms I in einer vorgegebenen Zeitspanne ohne Bezug auf den Ventilöffnungszeitpunkt korrigiert werden.
Andere Ausführungsformen
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Ausführungsformen, die oben genannt wurden, beschränkt und kann auf verschiedene Ausführungsformen innerhalb des Sinnes und Geltungsbereichs der vorliegenden Offenbarung angewendet werden. Zum Beispiel kann die vorliegende Offenbarung wie folgt modifiziert oder angeordnet werden.
Gemäß den obigen Ausführungsformen werden die erste Einspritzung und die zweite Einspritzung in der Mehrstufeneinspritzungssteuerung ausgeführt. Jedoch können drei oder mehr Einspritzungen in der Mehrstufeneinspritzungssteuerung einzeln ausgeführt werden. Zum Beispiel kann, wenn drei Einspritzungen in der Mehrstufeneinspritzungssteuerung ausgeführt werden, eine Einspritzungszeit oder ein Erregungsstrom bzw. Energieversorgungsstrom der dritten Einspritzung durch ein Berechnen des restlichen magnetischen Flusses Br als der Korrektur zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung, die sich auf eine Wechselbeziehung zwischen der zweiten Einspritzung und der dritten Einspritzung, und der Wechselbeziehung zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung bezieht, korrigiert werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird die Korrektur des Erregungsimpulses bzw. Energieversorgungsimpulses der zweiten Einspritzung, wenn das Einspritzungstiming der zweiten Einspritzung durch den restlichen magnetischen Fluss Br vorverlegt wird, fehlendes Verb bzw. nicht durchgeführt. Jedoch kann der Erregungsimpuls bzw. Energieversorgungsimpuls der zweiten Einspritzung korrigiert werden, wenn das Einspritzungstiming der zweiten Einspritzung durch den restlichen magnetischen Fluss Br verzögert wird. Zum Beispiel kann, wenn das Einspritzungstiming der zweiten Einspritzung durch den restlichen magnetischen Fluss Br verzögert wird, das elektromagnetische Ventil 2 gesteuert werden, um derart tätig zu sein, dass das Hubverhalten des elektromagnetischen Ventils 2 bei dem Timing t9 die Spitze Ps (mit Bezug auf 4) hat, die dieselbe wie die in der Erregung bzw. Energieversorgung ist, in der der restliche magnetische Fluss Br null ist, und zwar durch ein geringes Vorverlegen des Erregungsimpulses bzw. Energieversorgungsimpulses der zweiten Einspritzung.
Die vorliegende Offenbarung ist mit Bezug auf die Beispiele beschrieben worden, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Beispiele oder die Strukturen beschränkt. Die vorliegende Offenbarung enthält verschiedene Modifikationsbeispiele und Modifikationen innerhalb desselben Bereichs. Zusätzlich sind während bzw. mit den verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen, die bevorzugt sind, andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger oder einzig ein einzelnes Element enthalten, ebenso innerhalb des Sinns und Geltungsbereichs der vorliegenden Offenbarung.

Claims

Antriebssteuerungseinrichtung für ein elektromagnetisches Ventil (2), wobei die Antriebssteuerungseinrichtung das elektromagnetische Ventil, das für eine Kraftstoffeinspritzung eines Verbrennungsmotors verwendet wird, antreibt und steuert, wobei die Antriebssteuerungseinrichtung aufweist: eine Steuerungseinheit (3, 31), die angepasst ist, um einen Erregungsstrom derart zu steuern, dass eine Kraftstoffeinspritzungsmenge, die für einen Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors erforderlich ist, durch eine Mehrstufeneinspritzung, die zumindest eine erste Einspritzung und eine zweite Einspritzung enthält, geliefert wird, wobei die Steuerungseinrichtung enthält eine Berechnungseinheit (7, 32), die angepasst ist, um einen restlichen magnetischen Fluss, der bei einem Erregungsstart der zweiten Einspritzung an einem magnetischen Körper des elektromagnetischen Ventils übrig bleibt, unter Verwendung einer nichtlinearen Charakteristik zu berechnen, und eine Erzeugungseinheit (6), die angepasst ist, um ein Einspritzungssignal der zweiten Einspritzung basierend auf einem Berechnungsergebnis der Berechnungseinheit zu erzeugen.
Antriebssteuerungseinrichtung für das elektromagnetische Ventil gemäß Anspruch 1, das des Weiteren aufweist: eine Speichereinheit (8), die angepasst ist, um ein B-H-gekrümmte-Linie-Modell einer magnetischen Schaltung des magnetischen Körpers des elektromagnetischen Ventils zu speichern, wobei die Berechnungseinheit angepasst ist, um den restlichen magnetischen Fluss unter Verwendung des B-H-gekrümmte-Linie-Modells, das in der Speichereinheit gespeichert ist, zu berechnen.
Antriebssteuerungseinrichtung für das elektromagnetische Ventil gemäß Anspruch 2, wobei die Berechnungseinheit den restlichen magnetischen Fluss unter Verwendung des B-H-gekrümmte-Linie-Modells, das in der Speichereinheit gespeichert ist, eines Stromwerts in der ersten Einspritzung und eines Zeitintervalls von der ersten Einspritzung bis zu der zweiten Einspritzung berechnet.
Antriebssteuerungseinrichtung für das elektromagnetische Ventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Erzeugungseinheit das Einspritzungssignal erzeugt, um basierend auf dem Berechnungsergebnis der Berechnungseinheit ein Erregungsstarttiming und/oder eine Erregungsimpulsbreite des Erregungsstroms der zweiten Einspritzung zu ändern.
Antriebssteuerungseinrichtung für das elektromagnetische Ventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Erzeugungseinheit das Einspritzungssignal erzeugt, um basierend auf dem Berechnungsergebnis der Berechnungseinheit einen Soll-Stromwert des Erregungsstroms der zweiten Einspritzung zu ändern.
Antriebssteuerungseinrichtung für das elektromagnetische Ventil gemäß Anspruch 2 oder 3, die des Weiteren aufweist: eine Stromdetektionseinheit (20), die angepasst ist, um den Erregungsstrom des elektromagnetischen Ventils zu detektieren, wobei die Berechnungseinheit (32) eine Korrektur ausführt, um das B-H-gekrümmte-Linie-Modell, das aus der Speichereinheit geladen wird, gemäß dem Stromwert der ersten Einspritzung, der durch die Stromdetektionseinheit detektiert wird, zu korrigieren.
Antriebssteuerungseinrichtung für das elektromagnetische Ventil gemäß Anspruch 6, wobei der Stromwert der ersten Einspritzung ein Stromwert ist, der durch die Stromdetektionseinheit bei einem vorgegebenen Timing in einer Zeitspanne detektiert wird, bevor die erste Einspritzungszeit seit einem Erregungsstart der ersten Einspritzung vervollständigt wird.
Antriebssteuerungseinrichtung für das elektromagnetische Ventil gemäß Anspruch 6, wobei der Stromwert der ersten Einspritzung ein Wert ist, der durch ein Integrieren eines Stromwerts, der durch die Stromdetektionseinheit in einer vorgegebenen Zeitspanne detektiert wird, in einer Zeitspanne erhalten wird, bevor die erste Einspritzung seit einem Erregungsstart der ersten Einspritzung vervollständigt ist.
Antriebssteuerungseinrichtung für das elektromagnetische Ventil gemäß Anspruch 7, wobei eine Ventilöffnungsdetektionseinheit (34), die angepasst ist, um ein Ventilöffnen des elektromagnetischen Ventils zu detektieren, wobei der Stromwert der ersten Einspritzung ein Stromwert des Ventilöffnens ist, das durch die Ventilöffnungsdetektionseinheit detektiert wird.
Antriebssteuerungseinrichtung für das elektromagnetische Ventil gemäß Anspruch 8, wobei eine Ventilöffnungsdetektionseinheit (34), die angepasst ist, um ein Ventilöffnen des elektromagnetischen Ventils zu detektieren, wobei der Stromwert der ersten Einspritzung ein Wert ist, der durch ein Integrieren eines Stromwerts in einer Zeitspanne von dem Erregungsstart der ersten Einspritzung bis zu dem Ventilöffnen, das durch die Ventilöffnungsdetektionseinheit detektiert wird, erhalten wird.