DE112016004310T5

DE112016004310T5 - Einspritzsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112016004310T5
Application number: DE112016004310.4T
Authority: DE
Inventors: Makoto Tanaka; Syohei FUJITA
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2018-05-30
Also published as: US10718287B2; JP2017061880A; JP6398930B2; WO2017051652A1; US20180230924A1

Abstract

Eine Einspritzsteuerungsvorrichtung steuert ein Kraftstoffeinspritzventil (40), welches durch eine elektrische Leistung angetrieben wird. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung umfasst eine Stromerfassungseinheit (110), um einen hin zu einer Magnetspule (450) des Kraftstoffeinspritzventils geführten Antriebsstrom zu erfassen, eine Identifikationseinheit (130), um ein theoretisches Modell des Antriebsstroms in einem Zustand zu identifizieren, in welchem sich ein beweglicher Kern (430), der durch eine durch die Magnetspule erzeugte elektromagnetische Kraft bewegt wird, in einem Ruhezustand befindet, und eine Zustandserfassungseinheit (140), um einen Zustand des beweglichen Kerns zu erfassen. Die Zustandserfassungseinheit erfasst den Zustand des beweglichen Kerns basierend auf einer Abweichung zwischen dem durch die Stromerfassungseinheit erfassten Antriebsstrom und dem theoretischen Modell.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2015-187166 , welche am 24. September 2015 angemeldet wurde und deren Offenbarung hierin durch Inbezugnahme mit aufgenommen wird.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Einspritzsteuerungsvorrichtung, welche ein durch eine elektrische Leistung angetriebenes Kraftstoffeinspritzventil steuert.
Allgemeiner Stand der Technik
Eine Verbrennungskraftmaschine ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen, welches Kraftstoff in jeden Zylinder einspritzt. Ein übliches Kraftstoffeinspritzventil besitzt ein Solenoid bzw. eine Magnetspule und einen beweglichen Kern. Das Kraftstoffeinspritzventil wird geöffnet oder geschlossen, wenn sich ein Ventilkörper im Inneren des Kraftstoffeinspritzventils integral mit dem beweglichen Kern bewegt.
Die Einspritzsteuerungsvorrichtung steuert das Kraftstoffeinspritzventil, so dass der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzte Kraftstoffbetrag (das heißt, der Kraftstoffbetrag, welcher während einer Zeitdauer ausgehend von dem Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils bis zu dem Schließen davon eingespritzt wird) mit einem Zielwert übereinstimmt. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung passt insbesondere die Dauer, die Größe und dergleichen eines zu dem Kraftstoffeinspritzventil geführten Antriebsstroms an, um die Ventilöffnungszeit des Kraftstoffeinspritzventils anzupassen und den eingespritzten Kraftstoffbetrag in Übereinstimmung mit dem Zielwert zu bringen.
Wenn bei der Verbrennungskraftmaschine eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen vorgesehen sind, kann der von jedem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzte Kraftstoffbetrag aufgrund individueller Differenzen und einer Verschlechterung der Kraftstoffeinspritzventile, der Umgebungstemperatur und dergleichen variieren. Daher ist es notwendig, die Dauer und dergleichen zum Zuführen des Antriebsstroms anzupassen und die Variationen des von den Kraftstoffeinspritzventilen eingespritzten Kraftstoffbetrags zu reduzieren. Um den tatsächlich eingespritzten Kraftstoffbetrag zu steuern, müssen der Start und das Ende der Bewegung des Ventilkörpers bei einem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils erfasst werden.
Eine in Patentliteratur 1 beschriebene Steuerungsvorrichtung erfasst den Start der Bewegung eines Ventilkörpers basierend auf einer Veränderung eines hin zu einem Kraftstoffeinspritzventil geführten Antriebsstroms. Insbesondere bewirkt eine Bewegung eines beweglichen Kerns zusammen mit dem Ventilkörper eine Veränderung einer Induktivität und daher eine Veränderung des Antriebsstroms. Die in Patentliteratur 1 beschriebene Steuerungsvorrichtung differenziert den Antriebsstrom nach der Zeit und erfasst den Start der Bewegung des beweglichen Kerns basierend auf dem Differenzialwert.
Literatur des Standes der Technik
Patentliteratur
Patentliteratur 1: WO 2010/145936 A
Kurzfassung der Erfindung
Bei dem hin zu dem Kraftstoffeinspritzventil geführten Antriebsstrom kann aufgrund verschiedener Faktoren ein Rauschen erzeugt werden. Aus diesem Grund wird eine Vorrichtung, welche den durch Differenzieren des Antriebsstroms nach der Zeit erhaltenen Wert verwendet, wie die in Patentliteratur 1 beschriebene Steuerungsvorrichtung, durch das Rauschen möglicherweise in einem hohen Ausmaß beeinflusst. Folglich war es schwierig, den Zustand des beweglichen Kerns in dem Kraftstoffeinspritzventils exakt zu erfassen.
Die in Patentliteratur 1 beschriebene Steuerungsvorrichtung kann auch nicht in der Lage sein, den Zustand des beweglichen Kerns exakt zu erfassen, wenn die Steuerungsvorrichtung auf ein Kraftstoffeinspritzventil mit einer Spezifikation angewendet wird, bei welcher eine Bewegung des beweglichen Kerns eine geringe Veränderung der Induktivität hervorruft.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Einspritzsteuerungsvorrichtung bereitzustellen, welche gegenüber Rauschen weniger anfällig bzw. empfindlich ist und in der Lage ist, den Zustand eines beweglichen Kerns exakt zu erfassen, auch wenn die Vorrichtung auf ein Kraftstoffeinspritzventil mit einer geringen Induktivitätsveränderung angewendet wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung steuert die Einspritzsteuerungsvorrichtung ein durch eine elektrische Leistung angetriebenes Kraftstoffeinspritzventil. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung umfasst eine Stromerfassungseinheit, um einen hin zu einer Magnetspule des Kraftstoffeinspritzventils geführten Antriebsstrom zu erfassen, eine Identifikationseinheit, um ein theoretisches Modell des Antriebsstroms in einem Zustand zu identifizieren, in welchem sich ein beweglicher Kern, der durch eine durch die Magnetspule erzeugte elektromagnetische Kraft bewegt wird, in einem Ruhezustand befindet, und eine Zustandserfassungseinheit, um einen Zustand des beweglichen Kerns zu erfassen. Die Zustandserfassungseinheit erfasst den Zustand des beweglichen Kerns basierend auf einer Abweichung zwischen dem durch die Stromerfassungseinheit erfassten Antriebsstrom und dem theoretischen Modell.
Das theoretische Modell des Antriebsstroms entspricht einem Modell des Antriebsstroms in einem Zustand, in welchem sich der bewegliche Kern in einem Ruhezustand befindet. Gemäß der Einspritzsteuerungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung wird der Zustand des beweglichen Kerns basierend auf der Abweichung zwischen einem durch die Stromerfassungseinheit erfassten tatsächlichen Antriebsstrom und dem theoretischen Modell erfasst. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung kann daher gegenüber einem bei dem Antriebsstrom erzeugten Rauschen im Vergleich zu dem Fall, in welchem der Zustand des beweglichen Kerns basierend auf einem Wert erfasst wird, der durch Differenzieren des Antriebsstroms nach der Zeit erhalten wird, weniger anfällig sein. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung kann den Zustand des beweglichen Kerns außerdem auch dann exakt erfassen, wenn die Einspritzsteuerungsvorrichtung auf das Kraftstoffeinspritzventil mit einer geringen Induktivitätsveränderung angewendet wird.
Figurenliste
Die Vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung, die mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen ausgeführt ist, ersichtlicher. In den Abbildungen sind:

1 eine schematische Abbildung, welche die Konfiguration einer Einspritzsteuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform und eines mit der Einspritzsteuerungsvorrichtung ausgerüsteten Fahrzeugs darstellt;
2 eine schematische Abbildung, welche ein Kraftstoffeinspritzventil von 1 darstellt, wenn das Ventil geschlossen ist;
3 eine schematische Abbildung, welche das Kraftstoffeinspritzventil von 1 darstellt, wenn das Ventil geöffnet ist;
4 ein funktionelles Blockdiagramm, welches die Einspritzsteuerungsvorrichtung von 1 darstellt;
5 Diagramme, welche eine Veränderung eines hin zu dem Kraftstoffeinspritzventil von 1 geführten Antriebsstroms und dergleichen darstellen;
6 Diagramme, welche die Zeit des Endes einer Bewegung eines beweglichen Kerns bei einem Ventilöffhungsvorgang darstellen;
7 Diagramme, welche die Zeit des Bewegungsstarts des beweglichen Kerns bei dem Ventilöffnungsvorgang darstellen; und
8 Diagramme, welche eine beim Schließen des Kraftstoffeinspritzventils durchgeführte Anpassung darstellen.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben. Bei den Ausführungsformen kann einem Teil, welcher einer in einer vorangehenden Ausführungsform beschriebenen Sache entspricht, das gleiche Bezugszeichen zugewiesen sein und auf eine sich wiederholende Erläuterung für den Teil kann verzichtet werden.
Eine Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform wird mit Bezug auf 1 beschrieben. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 ist in einem mit einer Verbrennungskraftmaschine 10 ausgerüsteten Fahrzeug GC montiert. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 entspricht einer Vorrichtung, welche ein bei der Verbrennungskraftmaschine 10 vorgesehenes Kraftstoffeinspritzventil 40 steuert.
Zunächst wird die Struktur des Fahrzeugs GC beschrieben. Das Fahrzeug GC umfasst die Verbrennungskraftmaschine 10, eine Einlassleitung 20 und eine Auslassleitung 30.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 entspricht beispielsweise einer mit Ottokraftstoff befeuerten Kolbenmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine 10 besitzt eine Mehrzahl von Zylindern. Die Zylinder nehmen die Zuführung von flüssigem Kraftstoff in diese auf und erzeugen ein Drehmoment durch das Wiederholen jedes Taktes aus einem Einlasstakt, einem Verdichtungstakt, einem Verbrennungs- bzw. Arbeitstakt und einem Auslasstakt. Das Drehmoment wird über eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Verbrennungskraftmaschine 10 ausgegeben und zum Fahren des Fahrzeugs GC verwendet. Zu beachten ist, dass in 1 bei der Verbrennungskraftmaschine 10 lediglich ein einzelner Zylinder dargestellt ist, da die Zylinder im Wesentlichen die gleiche Struktur besitzen.
Verschiedene Sensoren, wie ein Kühlmitteltemperatursensor 11, ein Klopfsensor 12 und ein Kurbelwinkelsensor 13 sind an jedem Zylinder der Verbrennungskraftmaschine 10 angebracht. Der Kühlmitteltemperatursensor 11 entspricht einem Sensor, welcher die Temperatur eines zwischen einem Kühler (nicht gezeigt) und der Verbrennungskraftmaschine 10 zirkulierenden Kühlmittels erfasst. Der Klopfsensor 12 entspricht einem Sensor, welcher ein Klopfen erfasst, das einer abnormalen Verbrennung entspricht, die im Inneren des Zylinders der Verbrennungskraftmaschine 10 auftritt. Der Kurbelwinkelsensor 13 entspricht einem Sensor, welcher den Rotationswinkel der Kurbelwelle des Zylinders erfasst. Jeder der verschiedenen Sensoren erzeugt ein Signal ansprechend auf den durch diesen erfassten Wert und überträgt das Signal nach außen.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 ist mit einer Mehrzahl der Kraftstoffeinspritzventile 40 vorgesehen. Das Kraftstoffeinspritzventil 40 ist ebenso als ein Injektor bezeichnet und entspricht einem elektromagnetischen Ventil, welches Kraftstoff in jeden Zylinder der Verbrennungskraftmaschine 10 einspritzt. Kraftstoff, welcher durch eine Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) verdichtet wird, wird hin zu dem Kraftstoffeinspritzventil 40 geführt. Wenn sich das Kraftstoffeinspritzventil 40 öffnet, wird der von der Spitze des Kraftstoffeinspritzventils eingespritzte Kraftstoff mit Luft vermischt und in den Zylinder geführt. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 steuert Öffnungs- und Schließvorgänge des Kraftstoffeinspritzventils 40, um die Zuführzeit von Kraftstoff hin zu der Verbrennungskraftmaschine 10 und den Kraftstoffbetrag anzupassen.
Die Einlassleitung 20 entspricht einer Leitung, welche Luft hin zu der Verbrennungskraftmaschine 10 führt. Die Einlassleitung 20 ist mit einem Luftfilter 21, einem Luftströmungsmesser 22, einem Drosselventil 23 und einem Ausgleichsbehälter 25 in dieser Reihenfolge ausgehend von der stromaufwärtigen Seite vorgesehen. Die Verbrennungskraftmaschine 10 ist mit einem stromabwärtigen Ende der Einlassleitung 20 verbunden.
Der Luftfilter 21 entspricht einem Filter, welcher Fremdstoffe in der Luft entfernt. Der Luftfilter 21 entfernt Fremdstoffe aus der Luft, welche von außerhalb über die Einlassleitung 20 hin zu der Verbrennungskraftmaschine 10 geführt wird. Der Luftströmungsmesser 22 entspricht einem Strömungsmesser, welcher die Strömungsrate der Luft erfasst. Der Luftströmungsmesser 22 erfasst die Strömungsrate der durch die Einlassleitung 20 strömenden und hin zu der Verbrennungskraftmaschine 10 geführten Luft. Der Luftströmungsmesser 22 erzeugt ein Signal ansprechend auf die erfasste Strömungsrate der Luft und überträgt das Signal nach außen.
Das Drosselventil 23 entspricht einem Ventil, welches die Strömungsrate anpasst. Wenn ein Insasse des Fahrzeugs GC ein Gaspedal (nicht gezeigt) betätigt, wird die Öffnung des Drosselventils 23 basierend darauf angepasst, wie stark das Pedal betätigt wird. Die Strömungsrate der durch die Einlassleitung 20 strömenden und hin zu der Verbrennungskraftmaschine 10 geführten Luft wird durch die Anpassung der Öffnung des Drosselventils 23 angepasst. Das Drosselventil 23 ist mit einem Öffnungssensor 24 vorgesehen. Der Öffnungssensor 24 erfasst die Öffnung des Drosselventils 23, erzeugt ein Signal ansprechend auf die Öffnung und überträgt das Signal nach außen.
Der Ausgleichsbehälter 25 entspricht einem in der Mitte der Einlassleitung 20 gebildeten Behälter. Die Einlassleitung 20 verzweigt sich stromabwärts des Ausgleichsbehälters 25 auf eine Mehrzahl von Teilen. Die verzweigten Teile der Einlassleitung 20 sind mit den Zylindern der Verbrennungskraftmaschine 10 verbunden. Das innere Volumen des Ausgleichsbehälters 25 ist größer als dieses der anderen Teile der Einlassleitung 20. Der Ausgleichsbehälter 25 ist in der Einlassleitung 20 ausgebildet, um verhindern zu können, dass eine Druckveränderung in einem der Zylinder die anderen Zylinder beeinflusst. Ein Drucksensor 26 ist in dem Ausgleichsbehälter 25 vorgesehen. Der Drucksensor 26 erfasst den Druck im Inneren der Einlassleitung 20, erzeugt ein Signal ansprechend auf den Druck und überträgt das Signal nach außen.
Die Auslassleitung 30 entspricht einer Leitung, welche das bei dem Arbeitstakt jedes Zylinders der Verbrennungskraftmaschine 10 erzeugte Gas nach außen abführt. Die Verbrennungskraftmaschine 10 ist mit einem stromaufwärtigen Ende der Auslassleitung 30 verbunden. Ein katalytischer Wandler bzw. ein Katalysator 31, welcher das Gas reinigt, ist in der Mitte der Auslassleitung 30 vorgesehen.
Ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 32 ist bei der Auslassleitung 30 stromaufwärts des Katalysators 31 vorgesehen. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 32 entspricht einem Sensor, welcher die Sauerstoffkonzentration des durch die Auslassleitung 30 strömenden Gases erfasst. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 32 erzeugt ein Signal ansprechend auf die erfasste Sauerstoffkonzentration und überträgt das Signal nach außen. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 steuert den von dem Kraftstoffeinspritzventil 40 eingespritzten Kraftstoffbetrag (das heißt, den während einer Zeitdauer ausgehend von dem Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 40 bis zu dem Schließen davon eingespritzten Kraftstoffbetrag) basierend auf der durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 32 erfassten Konzentration und dergleichen, so dass die Verbrennungskraftmaschine 10 eine Verbrennung bei einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchführt.
Die spezifische Struktur und der Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 40 werden mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben. 2 stellt die innere Struktur des Kraftstoffeinspritzventils 40 dar, wenn das Ventil geschlossen ist. 3 stellt die innere Struktur des Kraftstoffeinspritzventils 40 dar, wenn das Ventil geöffnet ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 40 nimmt einen Ventilkörper 420, einen beweglichen Kern 430 und dergleichen im Inneren eines Gehäuses 410 auf, welches als ein zylindrischer Behälter ausgebildet ist. Eine Einspritzöffnung 411 als ein Auslass für Kraftstoff ist bei der Spitze des Gehäuses 410 ausgebildet. Ein Ventilsitz 412 ist bei der Innenwandoberfläche des Gehäuses 410 und um die Einspritzöffnung 411 herum ausgebildet.
Der Ventilkörper 420 ist angeordnet, um entlang einer axialen Richtung, welche einer Längsrichtung des Gehäuses 410 entspricht, beweglich zu sein. Wenn der Ventilkörper 420 auf der untersten Seite positioniert ist, wie in 2 dargestellt, steht ein unteres Ende des Ventilkörpers 420 mit dem Ventilsitz 412 in Kontakt, so dass die Einspritzöffnung 411 verschlossen ist. In diesem Fall wird kein Kraftstoff von der Einspritzöffnung 411 eingespritzt. Wenn sich der Ventilkörper 420 mit einer Aufwärtsbewegung des beweglichen Kerns 430 nach oben bewegt, wird das untere Ende des Ventilkörpers 420 von dem Ventilsitz 412 entfernt bzw. gelöst. Folglich wird Kraftstoff von der Einspritzöffnung 411 eingespritzt. Je weiter der Ventilkörper 420 von dem Ventilsitz 412 entfernt ist, desto größer ist die Strömungsrate des von der Einspritzöffnung 411 eingespritzten Kraftstoffes pro Zeiteinheit. Mit anderen Worten, die Öffnung des Kraftstoffeinspritzventils 40 nimmt zu, wenn sich der Ventilkörper 420 nach oben bewegt.
Der Ventilkörper 420 besitzt als Ganzes eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt. Der Ventilkörper 420 ist so angeordnet, dass dieser durch ein in der Mitte des beweglichen Kerns 430 ausgebildetes Durchgangsloch 430 eingefügt ist. Ein Teil 421 mit vergrößertem Durchmesser mit einem größeren Durchmesser als ein anderer Teil ist in der Umgebung eines oberen Endes des Ventilkörpers 420 ausgebildet. Eine untere Fläche 422, welche einer unteren Endfläche des Teils 421 mit vergrößertem Durchmesser entspricht, steht mit einer oberen Fläche 431, die einer oberen Endfläche des beweglichen Kerns 430 entspricht, in Kontakt.
Ein zylindrischer Körper 480 ist an einem Teil der Seitenfläche des Ventilkörpers 420 unter dem beweglichen Kern 430 fixiert. Ein unterer Teil des zylindrischen Körpers 480 steht nach außen vor. Eine Feder 492 ist zwischen dem vorstehenden Teil und dem beweglichen Kern 430 angeordnet. Die Feder 492 ist in einem komprimierten Zustand angeordnet, so dass der bewegliche Kern 430 eine nach oben gerichtete Kraft von der Feder 492 aufnimmt. Der Ventilkörper 420 nimmt daher auch eine nach oben gerichtete Kraft auf, da die untere Fläche 422 davon mit der oberen Fläche 431 des beweglichen Kerns 430 in Kontakt steht.
Der bewegliche Kern 430 entspricht einem aus einem magnetischen Material, wie beispielsweise ferritischem Edelstahl, hergestellten Element. Der bewegliche Kern 430 besitzt im Wesentlichen eine zylindrische Gestalt. Das Durchgangsloch 432 ist, wie vorstehend beschrieben, in der Mitte des beweglichen Kerns 430 ausgebildet. Der Ventilkörper 420 ist durch das Durchgangsloch 432 eingefügt. Der Außendurchmesser des beweglichen Kerns 430 ist im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Gehäuses 410. Der bewegliche Kern 430 ist derart angeordnet, dass dieser in der Längsrichtung des Gehäuses 410 beweglich ist.
Eine Feder 491 ist auf dem Teil 421 des Ventilkörpers 420 mit vergrößertem Durchmesser angeordnet. Die Feder 491 ist in einem komprimierten Zustand angeordnet. Der Ventilkörper 420 nimmt daher eine nach unten gerichtete Kraft von der Feder 491 auf.
Oberhalb des beweglichen Kerns 430 ist ein festgelegter Kern 460 angeordnet. Der festgelegte Kern 460 entspricht einem Element, welches im Wesentlichen eine zylindrische Gestalt besitzt und aus einem magnetischen Material, wie beispielsweise ferritischem Edelstahl, hergestellt ist. Der festgelegte Kern 460 ist an dem Gehäuse 410 fixiert. Zwischen dem festgelegten Kern 460 und dem beweglichen Kern 430 ist ein Spalt ausgebildet.
Eine Lagerbuchse 470 ist auf der Innenumfangsseite des festgelegten Kerns 460 fixiert. Die Lagerbuchse 470 besitzt im Wesentlichen eine zylindrische Gestalt. Ein Teil des Teils 421 mit vergrößertem Durchmesser des Ventilkörpers 420 ist innerhalb der Lagerbuchse 470 angeordnet. Eine untere Endfläche 471, welche einer unteren Endfläche der Lagerbuchse 470 entspricht, ist weiter unterhalb eines unteren Endes des festgelegten Kerns 460 positioniert. Wenn das Kraftstoffeinspritzventil 40 geschlossen ist, wie in 2 dargestellt, sind die untere Endfläche 471 der Lagerbuchse 470 und die obere Fläche 431 des beweglichen Kerns 430 voneinander getrennt.
Auf der Außenumfangsseite des festgelegten Kerns 460 ist eine Magnetspule 450 angeordnet. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 führt elektrische Leistung, welche von einer Batterie (nicht gezeigt) ausgegeben wird, hin zu der Magnetspule 450. In der folgenden Beschreibung ist ein zugeführter Strom, um das Kraftstoffeinspritzventil 40 zu betätigen, als ein Antriebsstrom bezeichnet. Wenn der Antriebsstrom durch die Magnetspule 450 fließt, ist in dem beweglichen Kern 430, dem festgelegten Kern 460 und dem Gehäuse 410 ein Magnetkreis ausgebildet. Folglich wird zwischen dem beweglichen Kern 430 und dem festgelegten Kern 460 eine elektromagnetische Kraft erzeugt, wodurch der bewegliche Kern 430 eine nach oben gerichtete Kraft aufnimmt.
Das Kraftstoffeinspritzventil 40 ist geschlossen, wie in 2 dargestellt ist, wenn der Antriebsstrom nicht hin zu dem Kraftstoffeinspritzventil 40 geführt wird. Wenn die Zuführung des Antriebsstroms gestartet wird, um das Kraftstoffeinspritzventil 40 zu öffnen, nimmt die auf den beweglichen Kern 430 wirkende elektromagnetische Kraft allmählich zu. Der bewegliche Kern 430 beginnt eine Aufwärtsbewegung, wenn eine resultierende Kraft aus der nach oben gerichteten Kraft von der Feder 492 und der auf den beweglichen Kern 430 wirkenden elektromagnetischen Kraft die von der Feder 491 über den Ventilkörper 420 auf den beweglichen Kern 430 wirkende nach unten gerichtete Kraft übersteigt.
Die Aufwärtsbewegung des beweglichen Kerns 430 drückt den Ventilkörper 420 in Kontakt mit der oberen Fläche 431 des beweglichen Kerns 430 nach oben. Folglich wird das untere Ende des Ventilkörpers 420 von dem Ventilsitz 412 gelöst, um zu ermöglichen, dass Kraftstoff von der Einspritzöffnung 411 eingespritzt wird.
Der bewegliche Kern 430 und der Ventilkörper 420 bewegen sich weiter nach oben, wenn der Antriebsstrom nach dem Start der Kraftstoffeinspritzung zu dem Kraftstoffeinspritzventil 40 geführt wird. Dies bewirkt eine allmähliche Zunahme der Öffnung des Kraftstoffeinspritzventils 40 und somit eine Zunahme der Strömungsrate des von der Einspritzöffnung 411 pro Zeiteinheit eingespritzten Kraftstoffes. Der bewegliche Kern 430 und der Ventilkörper 420 erreichen schließlich das obere Ende eines beweglichen Bereichs des beweglichen Kerns und des Ventilkörpers, wie in 3 dargestellt ist. Das heißt, die Bewegung des beweglichen Kerns 430 einhergehend mit der Öffnung des Kraftstoffeinspritzventils 40 endet. In der nachfolgenden Beschreibung ist der zu der Zeit eines Übergangs von dem in 2 dargestellten geschlossenen Zustand hin zu dem in 3 dargestellten offenen Zustand durchgeführte Vorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 als ein Ventilöffnungsvorgang bezeichnet.
Bei dem in 3 dargestellten offenen Zustand steht die obere Fläche 431 des beweglichen Kerns 430 mit der unteren Endfläche 471 der Lagerbuchse 470 in Kontakt. Die Öffnung des Kraftstoffeinspritzventils 40 ist in diesem Zustand am weitesten, so dass die Strömungsrate des von der Einspritzöffnung 411 pro Zeiteinheit eingespritzten Kraftstoffes ebenso am größten ist.
Die zwischen dem beweglichen Kern 430 und dem festgelegten Kern 460 erzeugte elektromagnetische Kraft verschwindet, wenn die Zuführung des Antriebsstroms hin zu dem Kraftstoffeinspritzventil 40 gestoppt wird. Dies bewirkt, dass sich der bewegliche Kern 430 nach unten bewegt. Der Ventilkörper 420, welcher durch den beweglichen Kern 430 nach oben gedrückt wurde, bewegt sich zusammen mit dem beweglichen Kern 430 ebenso nach unten. Folglich kehrt das Kraftstoffeinspritzventil 40 zu dem in 2 dargestellten geschlossenen Zustand zurück.
Nun wird die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 mit Bezug auf 4 beschrieben. Ein Teil oder die gesamte Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 ist als eine analoge Schaltung oder ein digitaler Prozessor konfiguriert. In jedem Fall ist ein funktioneller Steuerblock in der Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 konfiguriert, um die Funktion zum Ausgeben eines Steuersignals basierend auf einem aufgenommenen Signal zu erfüllen.
4 stellt die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 als ein funktionelles Steuerungsblockdiagramm dar. Zu beachten ist, dass die analoge Schaltung, welche die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 bildet, oder ein in dem digitalen Prozessor aufgenommenes Softwaremodul nicht notwendigerweise wie Steuerblöcke, die in 4 dargestellt sind, aufgeteilt sein muss. Das heißt, eine tatsächliche analoge Schaltung oder ein Modul können konfiguriert sein, um als eine Mehrzahl von Steuerblöcken, wie in 4 dargestellt, zu dienen, oder diese bzw. dieses kann weiter aufgeteilt sein. Eine tatsächliche Konfiguration im Inneren der Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 kann durch einen Fachmann geeignet modifiziert werden, solange die Einspritzsteuerungsvorrichtung konfiguriert ist, um die nachfolgende Verarbeitung ausführen zu können.
Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 ist mit dem Kühlmitteltemperatursensor 11, dem Klopfsensor 12, dem Kurbelwinkelsensor 13, dem Luftströmungsmesser 22, dem Öffnungssensor 24, dem Drucksensor 26 und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 32 elektrisch verbunden. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 führt eine vorbestimmte Berechnung basierend auf einem Signal durch, welches von jedem Sensor aus dem Kühlmitteltemperatursensor 11, dem Kurbelwinkelsensor 13, dem Luftströmungsmesser 22, dem Öffnungssensor 24, dem Drucksensor 26 und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 32 aufgenommen wird, wodurch sowohl die Temperatur des Kühlmittels, die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 10, die Strömungsrate der hin zu der Verbrennungskraftmaschine 10 geführten Luft, die Öffnung des Drosselventils 23, der Druck der hin zu der Verbrennungskraftmaschine 10 geführten Luft sowie das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskraftmaschine 10 erlangt wird. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 führt außerdem eine vorbestimmte Berechnung basierend auf einem von dem Klopfsensor 12 aufgenommenen Signal durch und erfasst ein Klopfen, welches im Inneren des Zylinders der Verbrennungskraftmaschine 10 auftritt.
Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 ist außerdem elektrisch mit dem Drosselventil 23 und dem Kraftstoffeinspritzventil 40 verbunden. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 überträgt Steuerungssignale hin zu dem Drosselventil 23 und dem Kraftstoffeinspritzventil 40, um den Betrieb der Ventile zu steuern.
Zu beachten ist, dass in der vorliegenden Offenbarung der Ausdruck „elektrisch verbunden“ nicht auf einen Modus beschränkt ist, in welchem eine Verbindung durch eine Signalleitung geschaffen ist, sondern ebenso einen Modus einbezieht, in welchem eine Kommunikation drahtlos geschaffen werden kann.
Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 umfasst eine Stromerfassungseinheit 110, eine Spannungserfassungseinheit 120, eine Identifikationseinheit 130, eine Zustandserfassungseinheit 140, eine Endzeit-Anpassungseinheit 150, eine Startzeit-Anpassungseinheit 160 und eine Ventilschließanpassungseinheit 170.
Die Stromerfassungseinheit 110 erfasst den tatsächlich durch das Kraftstoffeinspritzventil 40 fließenden Antriebsstrom. Die Stromerfassungseinheit 110 erlangt die Wellenform des Antriebsstroms durch Erfassen des Antriebsstroms, der sich mit der Zeit verändert.
Die Spannungserfassungseinheit 120 erfasst eine auf die Magnetspule 450 aufgebrachte Spannung, um das Kraftstoffeinspritzventil 40 zu betätigen. In der nachfolgenden Beschreibung ist die aufgebrachte Spannung, um das Kraftstoffeinspritzventil 40 zu betätigen, als eine Antriebsspannung bezeichnet. Die Spannungserfassungseinheit 120 erlangt die Wellenform der Antriebsspannung durch Erfassen der Antriebsspannung, die sich mit der Zeit verändert.
Die Identifikationseinheit 130 identifiziert ein theoretisches Modell des durch das Kraftstoffeinspritzventil 40 fließenden Antriebsstroms. Das theoretische Modell entspricht einem Modell des Antriebsstroms in einem Zustand, in welchem sich der in 2 und 3 dargestellte bewegliche Kern 430 des Kraftstoffeinspritzventils 40 in einem Ruhezustand befindet. Das heißt, das theoretische Modell berücksichtigt keine Veränderung einer Impedanz, welche durch die Bewegung des beweglichen Kerns 430 hervorgerufen wird.
Die Zustandserfassungseinheit 140 erfasst den Zustand des beweglichen Kerns 430 des Kraftstoffeinspritzventils 40. Die Zustandserfassungseinheit 140 erfasst insbesondere, dass die Bewegung des beweglichen Kerns 430 bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 begonnen hat oder endete.
Die Endzeit-Anpassungseinheit 150 passt eine Zeit an, zu welcher die Bewegung des beweglichen Kerns 430 bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 endet. In der folgenden Beschreibung ist die Zeit, zu welcher die Bewegung des beweglichen Kerns 430 bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 endet, ebenso als eine Endzeit bezeichnet.
Die Startzeit-Anpassungseinheit 160 passt eine Zeit an, zu welcher die Bewegung des beweglichen Kerns 430 bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 beginnt. In der folgenden Beschreibung ist die Zeit, zu welcher die Bewegung des beweglichen Kerns 430 bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 beginnt, ebenso als eine Startzeit bezeichnet.
Die Ventilschließanpassungseinheit 170 passt ein Schließen des Kraftstoffeinspritzventils 40 an. Die Ventilschließanpassungseinheit 170 passt den Bewegungsbetrag des beweglichen Kerns 430 und die Ventilöffnungszeit des Kraftstoffeinspritzventils 40 an.
Eine Veränderung des hin zu dem Kraftstoffeinspritzventil 40 geführten Antriebsstroms und dergleichen wird mit Bezug auf 5 beschrieben. 5(A) stellt ein Beispiel der Wellenform eines durch die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 erzeugten Antriebsimpulses dar. Der Antriebsstrom wird zugeführt (mit anderen Worten, die Antriebsspannung wird aufgebracht), während der Antriebsimpuls angeschaltet ist.
5(A) zeigt ein Beispiel, bei welchem der Antriebsimpuls zu einer Zeit t11 angeschaltet wird und dann zu einer Zeit t15 abgeschaltet wird.
5(B) stellt eine Veränderung des durch die Magnetspule 450 des Kraftstoffeinspritzventils 40 fließenden Antriebsstroms dar. Der Antriebsstrom wird durch die Stromerfassungseinheit 110 der vorstehend beschriebenen Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 erfasst. 5(C) stellt eine Veränderung der Antriebsspannung dar, welcher aufgebracht wird, um den Antriebsstrom zuzuführen.
Das Fahrzeug GC umfasst einen DC/DC-Wandler (nicht gezeigt) zusätzlich zu der vorgenannten Batterie als eine Vorrichtung, welche die Antriebsspannung aufbringt. Wie in 5(C) dargestellt ist, wird die von der Batterie nach der Zeit t11 ausgegebene DC-Leistung durch den DC/DC-Wandler verstärkt, wodurch eine hohe Spannung V2 auf das Kraftstoffeinspritzventil 40 aufgebracht wird. Folglich nimmt der Antriebsstrom nach der Zeit t11 rapide zu und erreicht zu einer Zeit t12 einen maximalen Stromwert I11, welcher einem Zielwert entspricht, wie in 5(B) dargestellt ist.
Sobald der Antriebsstrom den maximalen Stromwert I11 erreicht, wird das Verstärken durch den DC/DC-Wandler beendet, so dass die Antriebsspannung auf null abfällt. Folglich nimmt der Antriebsstrom nach der Zeit t12 rapide ab.
Zu beachten ist, dass der bewegliche Kern 430 vor der Zeit t12 mit der Bewegung beginnt und sich nach der Zeit t12 ebenso in einer Aufwärtsbewegung befindet. Die Induktivität des Kraftstoffeinspritzventils 40 verändert sich mit der Bewegung des aus einem magnetischen Material hergestellten beweglichen Kerns 430. Der durch die Magnetspule 450 fließende Antriebsstrom wird durch eine solche Veränderung der Induktivität beeinflusst. Entsprechend variiert eine Veränderung des Antriebsstroms nach der Zeit t12 gemäß der Bewegung des beweglichen Kerns 430.
Zu einer Zeit t13 wird das Aufbringen der Antriebsspannung auf das Kraftstoffeinspritzventil 40 wiederaufgenommen. Es ist jedoch zu beachten, dass die nach der Zeit t13 auf das Kraftstoffeinspritzventil 40 aufgebrachte Spannung durch den DC/DC-Wandler nicht verstärkt wird. Aus diesem Grund entspricht die nach der Zeit t13 aufgebrachte Spannung einer Spannung V1, welche niedriger als die vorgenannte Spannung V2 ist. Entsprechend nimmt der durch die Magnetspule 450 fließende Antriebsstrom nach der Zeit t13 langsam zu.
5(D) stellt eine Veränderung der Position des beweglichen Kerns 430 dar. Hier stellt der Graph den Bewegungsbetrag des beweglichen Kerns 430 nach oben ausgehend von einer Referenzposition, welche der Position des beweglichen Kerns 430 in dem in 2 dargestellten geschlossenen Zustand entspricht, dar. Wie in 5(D) dargestellt ist, startet der bewegliche Kern 430 eine Bewegung nach der Zeit t11, zu welcher das Aufbringen der Antriebsspannung gestartet wird. Der bewegliche Kern 430 bewegt sich nach der Zeit t12, zu welcher der Antriebsstrom den maximalen Stromwert I11 erreicht und das Aufbringen der durch den DC/DC-Wandler verstärkten Antriebsspannung gestoppt wird, weiterhin. Der bewegliche Kern 430 erreicht dann zu einer Zeit t14 eine Position PT. Der bewegliche Kern 430 wird nach der Zeit t14 bei der Position PT gehalten.
Nach einer Zeit t15, zu welcher die Zuführung des Antriebsstroms gestoppt wird, nimmt die Anziehungskraft zwischen dem beweglichen Kern 430 und dem festgelegten Kern 460 allmählich ab und erreicht schließlich null. Wie in 5(D) dargestellt ist, beginnt der bewegliche Kern 430 die Abwärtsbewegung in 2 zu einer Zeit nach der Zeit t15.
Zu beachten ist, dass bei dem in 5 dargestellten Beispiel die Zeitdauer, während welcher der Antriebsimpuls angeschaltet ist, ausreichend lang ist, so dass der bewegliche Kern 430 die Position PT erreicht. Das heißt, das Kraftstoffeinspritzventil 40 bei dem Beispiel arbeitet unter solchen Betriebsbedingungen, dass sich der bewegliche Kern 430 oder dergleichen hin zu einer Position entsprechend der maximalen Öffnung des Kraftstoffeinspritzventils 40 bewegt.
Die Erfassung der Bewegung des beweglichen Kerns 430 bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 wird mit Bezug auf 6 und 7 beschrieben. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 verwendet die vorstehend beschriebene Zustandserfassungseinheit 140 und erfasst die Bewegung des beweglichen Kerns 430. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 erfasst die Startzeit und die Endzeit. Wie vorstehend beschrieben ist, entspricht die Startzeit der Zeit, zu welcher die Bewegung des beweglichen Kerns 430 bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 beginnt. Die Endzeit entspricht der Zeit, zu welcher die Bewegung des beweglichen Kerns 430 bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 endet.
Zunächst wird die Erfassung der Endzeit mit Bezug auf 6 beschrieben. 6(B) stellt einen Teil der Wellenform des Antriebsstroms dar. 6(D) stellt einen Teil einer Veränderung der Position des beweglichen Kerns 430 dar.
Der durch die Magnetspule 450 fließende Antriebsstrom nimmt langsam zu, wenn die von der Batterie ausgegebene elektrische Leistung ohne eine Verstärkung durch den DC/DC-Wandler, wie vorstehend beschrieben, hin zu dem Kraftstoffeinspritzventil 40 geführt wird. Die Identifikationseinheit 130 der Einspritzsteuerungsvorrichtung 100, wie vorstehend beschrieben, identifiziert ein theoretisches Modell des langsam zunehmenden Antriebsstroms. Das theoretische Modell hier entspricht einem Modell eines Antriebsstroms I(t) in einem Zustand, in welchem der bewegliche Kern 430 die Bewegung bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 abgeschlossen hat und sich in einem Ruhezustand befindet (oder einem Zustand, in welchem das Kraftstoffeinspritzventil 40 geöffnet ist).
Der Antriebsstrom I(t) zu dieser Zeit ist durch Annähernd einer Antriebsstromzuführschaltung einschließlich der Magnetspule 450 durch eine RL-Reihenschaltung als eine Gleichung f1 dargestellt. In der Gleichung f1 stellt VB eine Spannung der Batterie dar, R_inj stellt einen Widerstandswert der Antriebsstromzuführschaltung dar, L_inj stellt eine Induktivität der Magnetspule dar und I₀ stellt einen Initialwert des Antriebsstroms dar.
[Gleichung 1] $I (t) = \frac{V B}{R_{i n j}} - (\frac{V B}{R_{i n j}} - I_{0}) e^{- \frac{R_{i n j}}{L_{i n j}} t}$
Mit Blick auf eine Wellenform B11 des in 6(B) dargestellten Antriebsstroms nimmt der Antriebsstrom nach dem Erreichen des maximalen Stromwerts I11 rapide ab und dieser nimmt danach langsam zu. Der Antriebsstrom wird durch die Stromerfassungseinheit 110 der vorstehend beschriebenen Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 erfasst. Basierend auf der Gleichung f1 identifiziert die Identifikationseinheit 130 im Vorhinein ein theoretisches Modell RL11 für den Teil der Wellenform B11, welcher langsam zunimmt. Mit der Veränderung des Antriebsstroms bewegt sich der bewegliche Kern 430, wie durch eine Position D11 in 6(D) angegeben ist.
Gemäß der Gleichung f1 variiert der Wert des Antriebsstroms I(t) gemäß dem Wert der Batteriespannung VB und dem Widerstandswert R_inj. Diese Werte variieren in Abhängigkeit der individuellen Differenz und der Verschlechterung der Batterie sowie der Temperatur der Antriebsstromzuführschaltung. Die Identifikationseinheit 130 korrigiert daher den Wert der Batteriespannung VB und den Widerstandswert R_inj unter Verwendung zumindest eines Werts von tatsächlichen Antriebsstromwerten, welche durch die Stromerfassungseinheit 110 erfasst werden. Der hier verwendete tatsächliche Antriebsstromwert wird nach der erfassten Endzeit erhalten. Die Identifikationseinheit 130 führt eine solche Korrektur durch und identifiziert im Vorhinein das theoretische Modell, aus welchem die vorgenannten Variationen beseitigt sind.
6(E) stellt eine Abweichung E11 zwischen der Wellenform B11 des Antriebsstroms und dem theoretischen Modell RL11 (das heißt B11 - RL11) dar. Die Abweichung E11 ist gleich null, wenn die Wellenform B11 des tatsächlichen Antriebsstroms mit dem theoretischen Modell RL11 des Antriebsstroms in einem Zustand, in welchem sich der bewegliche Kern 430 in einem Ruhezustand befindet, übereinstimmt. Das heißt, wenn die Abweichung E11 gleich null ist, kann abgeschätzt werden, dass der bewegliche Kern 430 die Bewegung bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 abgeschlossen hat und sich in einem Ruhezustand befindet.
Unter Berücksichtigung des Einflusses des bei dem Antriebsstrom erzeugten Rauschens erfasst die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform die Zeit t22, zu welcher die Abweichung E11 kleiner oder gleich einer Endschwelle C1 ist, als die Endzeit. Die Endschwelle C1 ist auf einen Wert nahe null eingestellt, so dass betrachtet werden kann, dass der bewegliche Kern 430 die Bewegung zu der Endzeit abgeschlossen hat.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 ist mit dem Kraftstoffeinspritzventil 40 für jeden Zylinder vorgesehen, wie vorstehend beschrieben, die Wellenformen der durch die Magnetspulen 450 der Kraftstoffeinspritzventile 40 fließenden Antriebsströme sind jedoch nicht notwendigerweise identisch. Das heißt, die Wellenformen der durch die Magnetspule 450 der Kraftstoffeinspritzventile 40 fließenden Antriebsströme können aufgrund von Faktoren, wie der Antriebsstromzuführschaltung, der individuellen Differenz und der Verschlechterung der Batterie und dergleichen variieren, wie durch die in 6(B) dargestellten Wellenformen B10, B11 und B12 angegeben ist.
Unter Betrachtung der Wellenform B10 des Antriebsstroms, wie in 6(B) dargestellt, nimmt der Antriebsstrom nach dem Erreichen eines maximalen Stromwerts I10 rapide ab und dieser nimmt danach langsam zu. Der maximale Stromwert I10 ist kleiner als der maximale Stromwert I11 der Wellenform B11. Entsprechend ist ein theoretisches Modell RL10, welches durch die Identifikationseinheit 130 für den Teil der Wellenform B10 identifiziert wird, welcher langsam zunimmt, kleiner als das vorstehend beschriebene theoretisch Modelle RL11. Mit der Veränderung des Antriebsstroms bewegt sich der bewegliche Kern 430, wie mit einer Position D10 in 6(D) angegeben ist.
Wie in 6(E) dargestellt ist, wird eine Zeit t23, zu welcher eine Abweichung E10 zwischen der Wellenform B10 des Antriebsstroms und dem theoretischen Modell RL10 (das heißt, B10 - RL10) kleiner oder gleich der Endschwelle C1 ist, durch die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 als die Endzeit erfasst. Daher liegt die Endzeit der Bewegung, wenn sich der Antriebsstrom verändert, wie durch die Wellenform B10 angegeben, später als in einem Fall, wenn sich der Antriebsstrom verändert, wie durch die Wellenform B11 angegeben ist.
Unter Betrachtung der Wellenform B12 des Antriebsstroms, wie in 6(B) dargestellt, nimmt der Antriebsstrom nach dem Erreichen eines maximalen Stromwerts I12 rapide ab, und dieser nimmt danach langsam zu. Der maximale Stromwert I12 ist größer als der maximale Stromwert I11 der Wellenform B11. Entsprechend ist ein theoretisches Modell RL12, welches durch die Identifikationseinheit 130 für den langsam ansteigenden Teil der Wellenform B12 identifiziert wird, größer als das vorstehend beschriebene theoretische Modell RL11. Mit der Veränderung des Antriebsstroms bewegt sich der bewegliche Kern 430, wie mit einer Position D12 in 6(D) angegeben ist.
Wie in 6(E) dargestellt ist, wird eine Zeit t21, zu welcher eine Abweichung E12 zwischen der Wellenform B12 des Antriebsstroms und dem theoretischen Modell RL12 (das heißt, B12 - RL12) kleiner oder gleich der Endschwelle C1 ist, durch die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 als die Endzeit erfasst. Daher liegt die Endzeit der Bewegung, wenn sich der Antriebsstrom wie durch die Wellenform B12 angegeben verändert, früher als in einem Fall, wenn sich der Antriebsstrom so verändert, wie durch die Wellenform B11 angegeben ist.
Solche Variationen der Endzeit können Variationen des von den bei der Verbrennungskraftmaschine 10 vorgesehenen Kraftstoffeinspritzventilen 40 eingespritzten Kraftstoffbetrags hervorrufen. Die Verbrennungskraftmaschine 10 kann folglich nicht geeignet arbeiten. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 passt daher die Endzeit für jedes Kraftstoffeinspritzventil 40 an. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 führt die Anpassung unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Endzeit-Anpassungseinheit 150 durch.
Wenn sich der Antriebsstrom für eines aus der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 40 beispielsweise so verändert, wie durch die Wellenform B10 angegeben ist, bewirkt die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100, dass der DC/DC-Wandler die Antriebsspannung weiter verstärkt. Folglich erhöht die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 die Antriebsspannung und diese erhöht den maximalen Stromwert des Antriebsstroms auf I11.
Wenn sich der Antriebsstrom für ein anderes Ventil aus den Kraftstoffeinspritzventilen 40 so verändert, wie durch die Wellenform B12 angegeben, bewirkt die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100, dass der DC/DC-Wandler das dadurch durchgeführte Verstärken reduziert. Folglich verringert die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 die Antriebsspannung und diese verringert den maximalen Stromwert des Antriebsstroms auf I11.
Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 führt die vorgenannte Steuerung durch, um in der Lage zu sein, die Wellenformen der Antriebsströme für die beiden Kraftstoffeinspritzventile 40 in Übereinstimmung mit der Wellenform B11 zu bringen und die Endzeit für jedes Kraftstoffeinspritzventil auf die Zeit t22 anzupassen. Folglich können die Variationen des von den Kraftstoffeinspritzventilen 40 eingespritzten Kraftstoffbetrags reduziert werden.
Es wurde der Fall dargestellt, in welchem die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 die Endzeit durch Anpassen sowohl des Antriebsstroms als auch der Antriebsspannung anpasst. Die Endzeit kann jedoch ebenso durch ein anderes Verfahren angepasst werden. Das heißt, es kann lediglich eine Größe aus dem Antriebsstrom und der Antriebsspannung angepasst werden, solange die Endzeit angepasst werden kann, um die Variationen des von den Kraftstoffeinspritzventilen 40 eingespritzten Kraftstoffbetrags zu reduzieren.
Nachfolgend wird die Erfassung der Startzeit mit Bezug auf 7 beschrieben. 7(B) stellt einen Teil der Wellenform des Antriebsstroms dar. 7(D) stellt einen Teil einer Veränderung der Position des beweglichen Kerns 430 dar.
Der Antriebsstrom nimmt nach der Zeit t11, wenn die von der Batterie ausgegebene elektrische Leistung nach einer Verstärkung durch den DC/DC-Wandler hin zu dem Kraftstoffeinspritzventil 40 geführt wird, wie vorstehend beschrieben, rapide zu. Die vorstehend beschriebene Identifikationseinheit 130 der Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 identifiziert ein theoretisches Modell des rapide zunehmenden Antriebsstroms. Das theoretische Modell hier entspricht einem Modell des Antriebsstroms I(t) in einem Zustand, in welchem der bewegliche Kern 430 die Bewegung bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 nicht gestartet hat und sich in einem Ruhezustand befindet (oder einem Zustand, in welchem das Kraftstoffeinspritzventil 40 geschlossen ist).
Der Antriebsstrom I(t) zu dieser Zeit ist durch Annähern der Antriebsstromzuführschaltung einschließlich der Magnetspule 450 durch eine RL-Reihenschaltung als eine Gleichung f2 dargestellt. In der Gleichung f2 stellt Vboost eine Spannung nach einer Verstärkung durch den DC/DC-Wandler dar. In gleicher Art und Weise wie bei der Gleichung 1 stellt R_inj den Widerstandswert der Antriebsstromzuführschaltung dar, L_inj stellt die Induktivität der Magnetspule dar und I₀ stellt den Initialwert des Antriebsstroms dar.
[Gleichung 2] $I (t) = \frac{V_{b o o s t}}{R_{i n j}} (1 - e^{- \frac{R_{i n j}}{L_{i n j}} t})$
Unter Betrachtung einer Wellenform B21 des Antriebsstroms, wie in 7(B) dargestellt, nimmt der Antriebsstrom rapide zu, bis der Strom den maximalen Stromwert I11 erreicht. Der Antriebsstrom wird durch die vorstehend beschriebene Stromerfassungseinheit 110 der Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 erfasst. Die Identifikationseinheit 130 identifiziert basierend auf der Gleichung f2 im Vorhinein ein theoretisches Modell RL21 für den rapide zunehmenden Teil der Wellenform B21. Mit der Veränderung des Antriebsstroms bewegt sich der bewegliche Kern 430, wie mit einer Position D21 angegeben ist, die in 7(D) dargestellt ist.
Gemäß der Gleichung f2 variiert der Wert des Antriebsstroms I(t) gemäß dem Wert einer Charakteristik des DC/DC-Wandlers und dem Widerstandswert R_inj. Diese Werte variieren in Abhängigkeit einer Verschlechterung des DC/DC-Wandlers und der Temperatur der Antriebsstromzuführschaltung. Die Identifikationseinheit 130 korrigiert daher die Batteriespannung Vboost und den Widerstandswert R_inj unter Verwendung zumindest eines Werts aus tatsächlichen Antriebsstromwerten, welche durch die Stromerfassungseinheit 110 erfasst werden. Der hier verwendete tatsächliche Antriebsstromwert wird vor der erfassten Startzeit erhalten. Die Identifikationseinheit 130 führt eine solche Korrektur durch und identifiziert im Vorhinein das theoretische Modell, aus welchem die vorgenannten Variationen beseitigt sind.
7(F) stellt eine Abweichung F21 zwischen der Wellenform B21 des Antriebsstroms und dem theoretischen Modell RL21 dar (das heißt, B21 - RL21). Die Abweichung F21 ist gleich null, wenn die Wellenform B21 des tatsächlichen Antriebsstroms mit dem theoretischen Modell RL21 des Antriebsstroms in einem Zustand, in welchem sich der bewegliche Kern 430 in einem Ruhezustand befindet, übereinstimmt. Das heißt, wenn die Abweichung F21 größer als null ist, kann abgeschätzt werden, dass der bewegliche Kern 430, welcher sich in einem Ruhezustand befunden hat, die Bewegung bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 begonnen hat.
Unter Berücksichtigung des bei dem Antriebsstrom erzeugten Rauscheinflusses erfasst die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform die Zeit t32, zu welcher die Abweichung F21 größer oder gleich einer Startschwelle C2 ist, als die Startzeit. Die Startschwelle C2 ist auf einen Wert nahe null eingestellt, so dass betrachtet werden kann, dass der bewegliche Kern 430 die Bewegung zu der Startzeit begonnen hat.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 ist mit dem Kraftstoffeinspritzventil 40 für jeden Zylinder vorgesehen, wie vorstehend beschrieben ist, die Wellenformen der durch die Magnetspulen 450 der Kraftstoffeinspritzventile 40 fließenden Antriebsströme sind jedoch nicht notwendigerweise identisch. Das heißt, die Wellenformen der durch die Magnetspulen 450 der Kraftstoffeinspritzventile 40 fließenden Antriebsströme können aufgrund von Faktoren, wie der Antriebsstromzuführschaltung, der individuellen Differenz und Verschlechterung der Batterie und dergleichen, variieren, wie durch die in 7(B) dargestellten Wellenformen B20, B21 und B22 angegeben ist.
Unter Betrachtung der Wellenform B20 des Antriebsstroms, wie in 7(B) dargestellt, erreicht der Antriebsstrom den maximalen Stromwert I11 langsamer als in dem Fall der Wellenform B21. Entsprechend ist ein theoretisches Modell RL20, welches durch die Identifikationseinheit 130 für den Teil der Wellenform B20 vor dem Erreichen des maximalen Stromwerts I11 identifiziert wird, kleiner als das vorstehend beschriebene theoretische Modell RL21. Mit der Veränderung des Antriebsstroms bewegt sich der bewegliche Kern 430, wie mit einer Position F20 in 7(F) angegeben ist.
Wie in 7(F) dargestellt ist, wird eine Zeit t33, zu welcher eine Abweichung F20 zwischen der Wellenform B20 des Antriebsstroms und dem theoretischen Modell RL20 (das heißt, B20 - RL20) größer oder gleich der Startschwelle C2 ist, durch die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 als die Startzeit erfasst. Daher liegt die Startzeit der Bewegung, wenn sich der Antriebsstrom so verändert, wie durch die Wellenform B20 angegeben ist, später als in einem Fall, wenn sich der Antriebsstrom so verändert, wie durch die Wellenform B21 angegeben ist.
Unter Betrachtung der Wellenform B22 des Antriebsstroms, wie in 7(B) dargestellt, erreicht der Antriebsstrom den maximalen Stromwert I11 rascher als in einem Fall der Wellenform B21. Entsprechend ist ein theoretisches Modell RL22, welches durch die Identifikationseinheit 130 für den Teil der Wellenform B22 vor dem Erreichen des maximalen Stromwerts I11 identifiziert wird, größer als das vorstehend beschriebene theoretische Modell RL21. Mit der Veränderung des Antriebsstroms bewegt sich der bewegliche Kern 430, wie mit einer Position D22 angegeben ist, die in 7(D) dargestellt ist.
Wie in 7(F) dargestellt ist, wird die Zeit t31, zu welcher eine Abweichung F22 zwischen der Wellenform B22 des Antriebsstroms und dem theoretischen Modell RL22 (das heißt, B22 - RL22) größer oder gleich der Startschwelle C2 ist, durch die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 als die Startzeit erfasst. Daher liegt die Startzeit der Bewegung, wenn sich der Antriebsstrom so verändert, wie durch die Wellenform B22 angegeben ist, früher als in einem Fall, in welchem sich der Antriebsstrom so verändert, wie durch die Wellenform B21 angegeben ist.
Solche Variationen der Startzeit können Variationen des Kraftstoffbetrags hervorrufen, welcher von den bei der Verbrennungskraftmaschine 10 vorgesehenen Kraftstoffeinspritzventilen 40 eingespritzt wird. Die Verbrennungskraftmaschine 10 kann folglich nicht geeignet arbeiten. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 passt daher die Startzeit für jedes Kraftstoffeinspritzventil 40 an. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 führt die Anpassung unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Startzeit-Anpassungseinheit 160 durch.
Wenn sich der Antriebsstrom für ein Ventil aus der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 40 verändert, wie beispielsweise durch die Wellenform B20 angegeben ist, bewirkt die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100, dass der DC/DC-Wandler die Antriebsspannung weiter verstärkt. Folglich erhöht die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 die Antriebsspannung und passt den Antriebsstrom an, so dass der Antriebsstrom den maximalen Stromwert I11 schneller erreicht.
Wenn sich der Antriebsstrom für ein anderes Ventil aus den Kraftstoffeinspritzventilen 40 so verändert, wie durch die Wellenform B22 angegeben ist, bewirkt die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100, dass der DC/DC-Wandler die dadurch durchgeführte Verstärkung reduziert. Folglich verringert die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 die Antriebsspannung und diese passt den Antriebsstrom an, so dass der Strom den maximalen Stromwert I11 langsamer erreicht.
Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 führt die vorgenannte Steuerung durch, um in der Lage zu sein, die Wellenformen der Antriebsströme für die beiden Kraftstoffeinspritzventile 40 in Übereinstimmung mit der Wellenform B21 zu bringen und die Endzeit für jedes Kraftstoffeinspritzventil an die Zeit t32 anzupassen. Folglich können die Variationen des von den Kraftstoffeinspritzventilen 40 eingespritzten Kraftstoffbetrags reduziert werden.
Es wurde der Fall dargestellt, in welchem die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 die Startzeit durch Anpassen sowohl des Antriebsstroms als auch der Antriebsspannung anpasst. Die Startzeit kann jedoch ebenso durch ein anderes Verfahren angepasst werden. Das heißt, es kann lediglich eine Größe aus dem Antriebsstrom und der Antriebsspannung angepasst werden, solange die Startzeit angepasst werden kann, um die Variationen des von den Kraftstoffeinspritzventilen 40 eingespritzten Kraftstoffbetrags zu reduzieren.
Mit Bezug auf 8 wird eine Anpassung beschrieben, welche beim Schließen des Kraftstoffeinspritzventils erfolgt. 8(A) stellt die Wellenform eines durch die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 erzeugten Antriebsimpulses dar. Die in 8(A) dargestellte Wellenform des Antriebsimpulses wird durch die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 unter der Betriebsbedingung (eine so genannte Teilhubbedingung) erzeugt, in welcher der bewegliche Kern 430 die in 3 dargestellte oberste Position nicht erreicht. 8(D) stellt eine Veränderung der Position des beweglichen Kerns 430 dar.
Wenn die Startzeit und die Endzeit zwischen den Kraftstoffeinspritzventilen 40 variieren, wird jede dieser Zeiten angepasst, um die Variationen des eingespritzten Kraftstoffbetrags zu reduzieren, wie vorstehend beschrieben ist. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 verändert die Breite des Antriebsimpulses, um die Variationen weiter zu reduzieren.
Mit Blick auf eine Wellenform A31 des in 8 dargestellten Antriebsimpulses erzeugt die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 den Antriebsimpuls mit einer Breite PA31 ausgehend von der Zeit t11 bis zu der Zeit t42. Zu dieser Zeit bewegt sich der bewegliche Kern 430, wie mit einer Position D31 angegeben ist, die in 8(D) dargestellt ist. Der bewegliche Kern 430 bewegt sich, bis der Bewegungsbetrag davon P31 bei dem Maximum erreicht. Zusätzlich spritzt das Kraftstoffeinspritzventil 40 Kraftstoff für eine Zeitdauer T31 ausgehend von der Zeit t44 bis zu der Zeit t46 ein. Das heißt, die Zeit t46 entspricht der Zeit, zu welcher das Kraftstoffeinspritzventil 40 geschlossen ist.
Mit Blick auf eine Wellenform A30 des in 8 gezeigten Antriebsimpulses erzeugt die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 den Antriebsimpuls mit einer Breite PA30 ausgehend von der Zeit t11 bis zu der Zeit t41. Zu dieser Zeit bewegt sich der bewegliche Kern 430, wie mit einer Position D30 angegeben ist, die in 8(D) dargestellt ist. Der bewegliche Kern 430 bewegt sich, bis der Bewegungsbetrag davon P30 bei dem Maximum erreicht. Zusätzlich spritzt das Kraftstoffeinspritzventil 40 Kraftstoff für eine Zeitdauer T30 ausgehend von der Zeit t44 bis zu der Zeit t45 ein. Das heißt, die Zeit t45 entspricht der Zeit, zu welcher das Kraftstoffeinspritzventil 40 geschlossen ist. Die Zeitdauer T30 ist kürzer als die Zeitdauer T31 für den Fall der Wellenform A31. Der während der Zeitdauer T30 eingespritzte Kraftstoffbetrag ist daher geringer als der während der Zeitdauer T31 eingespritzte Kraftstoffbetrag.
Mit Blick auf eine Wellenform A32 des in 8 dargestellten Antriebsimpulses erzeugt die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 den Antriebsimpuls mit einer Breite PA32 ausgehend von der Zeit t11 bis zu der Zeit t43. Zu dieser Zeit bewegt sich der bewegliche Kern 430, wie mit einer Position D32 angegeben ist, die in 8(D) dargestellt ist. Der bewegliche Kern 430 bewegt sich, bis der Bewegungsbetrag davon P32 bei dem Maximum erreicht. Zusätzlich spritzt das Kraftstoffeinspritzventil 40 Kraftstoff für eine Zeitdauer T32 ausgehend von der Zeit t44 bis zu der Zeit t47 ein. Das heißt, die Zeit t47 entspricht der Zeit, zu welcher das Kraftstoffeinspritzventil 40 geschlossen ist. Die Zeitdauer T32 ist länger als die Zeitdauer T31 für den Fall der Wellenform A31. Der während der Zeitdauer T32 eingespritzte Kraftstoffbetrag ist daher größer als der während der Zeitdauer T31 eingespritzte Kraftstoffbetrag.
Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 passt die Startzeit und die Endzeit, welche erfasst werden, an, und verändert die Breite des Antriebsimpulses für das Kraftstoffeinspritzventil 40, welches die vorgenannte Charakteristik zeigt. Das heißt, die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 vergrößert die Breite des Antriebsimpulses für das Kraftstoffeinspritzventil 40, welches einen unzureichenden Kraftstoffbetrag einspritzt, oder diese verringert die Breite des Antriebsimpulses für das Kraftstoffeinspritzventil 40, welches einen übermäßigen Kraftstoffbetrag einspritzt. Folglich können die Variationen des von den Kraftstoffeinspritzventilen 40 der Verbrennungskraftmaschine 10 eingespritzten Kraftstoffbetrags unter der Teilhubbedingung weiter reduziert werden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 wird der Zustand des beweglichen Kerns 430 basierend auf der Abweichung zwischen dem durch die Stromerfassungseinheit 110 erfassten tatsächlichen Antriebsstrom und dem theoretischen Modell erfasst. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung kann daher gegenüber einem bei dem Antriebsstrom erzeugten Rauschen im Vergleich zu dem Fall weniger empfindlich sein, in welchem der Zustand des beweglichen Kerns 430 basierend auf dem Wert erfasst wird, der durch Differenzieren des Antriebsstroms nach der Zeit erfasst wird. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 kann den Zustand des beweglichen Kerns 430 auch dann exakt erfassen, wenn die Einspritzsteuerungsvorrichtung auf das Kraftstoffeinspritzventil mit einer geringen Veränderung der Induktivität angewendet wird.
Die Zustandserfassungseinheit 140 erfasst basierend auf der Tatsache, dass die Abweichung zwischen dem tatsächlichen Antriebsstrom und dem theoretischen Modell kleiner oder gleich der vorbestimmten Endschwelle C1 ist, dass die Bewegung des beweglichen Kerns 430 bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 begonnen hat. Das theoretische Modell entspricht einem Modell des Antriebsstroms in einem Zustand, in welchem sich der bewegliche Kern 430 in einem Ruhezustand befindet. Basierend auf dem tatsächlichen Antriebsstrom, welcher sich mit der Bewegung des beweglichen Kerns 430 verändert, kann zuverlässig erfasst werden, dass die Bewegung des beweglichen Kerns 430 endete.
Die Identifikationseinheit 130 identifiziert das theoretische Modell basierend auf dem durch die Stromerfassungseinheit erfassten Antriebsstrom, nachdem die Bewegung des beweglichen Kerns 430 bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 endet. Entsprechend kann durch Beseitigen des Einflusses der individuellen Differenz und Verschlechterung der Batterie, der Temperatur der Antriebsstromzufiihrschaltung und dergleichen ein geeigneteres theoretisches Modell identifiziert werden. Folglich kann noch zuverlässiger erfasst werden, dass die Bewegung des beweglichen Kerns 430 beendet ist.
Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 umfasst die Endzeit-Anpassungseinheit 150, welche die Endzeit anpasst, die der Zeit zum Beenden der Bewegung des beweglichen Kerns 430 bei dem Ventilöffnungsvorgang der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 40 entspricht. Die Endzeit-Anpassungseinheit 150 passt die Endzeit an, um die Variationen des von der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 40 eingespritzten Kraftstoffbetrags zu reduzieren. Die Variationen des von den Kraftstoffeinspritzventilen 40 eingespritzten Kraftstoffbetrags werden daher reduziert, so dass die Verbrennungskraftmaschine 10 geeignet arbeiten kann.
Darüber hinaus passt die Endzeit-Anpassungseinheit 150 die Endzeit durch Anpassen des Antriebsstroms und/oder der auf die Magnetspule 450 aufgebrachten Spannung an. Die Endzeit kann daher ohne die Notwendigkeit einer komplizierten Vorrichtung oder Steuerung angepasst werden.
Die Zustandserfassungseinheit 140 erfasst den Bewegungsstart des beweglichen Kerns 430 bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 basierend auf der Tatsache, dass die Abweichung zwischen dem Antriebsstrom und dem theoretischen Modell größer oder gleich der vorbestimmten Startschwelle C2 ist. Das theoretische Modell entspricht einem Modell des Antriebsstroms in einem Zustand, in welchem sich der bewegliche Kern 430 in einem Ruhezustand befindet. Der Start der Bewegung des beweglichen Kerns 430 kann daher basierend auf dem tatsächlichen Antriebsstrom, welcher sich mit der Bewegung des beweglichen Kerns 430 verändert, zuverlässig erfasst werden.
Die Identifikationseinheit 130 identifiziert das theoretische Modell basierend auf dem durch die Stromerfassungseinheit 110 erfassten Antriebsstrom, bevor die Bewegung des beweglichen Kerns 430 bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils 40 beginnt. Entsprechend kann durch Beseitigen des Einflusses der individuellen Differenz und Verschlechterung der Batterie, der Temperatur der Antriebsstromzuführschaltung und dergleichen ein geeigneteres theoretisches Modell identifiziert werden. Folglich kann zuverlässig erfasst werden, dass die Bewegung des beweglichen Kerns 430 geendet hat.
Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 umfasst die Startzeit-Anpassungseinheit 160, welche die Startzeit anpasst, die der Zeit zum Starten der Bewegung des beweglichen Kerns 430 bei dem Ventilöffnungsvorgang der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 40 entspricht. Die Startzeit-Anpassungseinheit 160 passt die Startzeit an, um die Variationen des von der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 40 eingespritzten Kraftstoffbetrags zu reduzieren. Die Variationen des von den Kraftstoffeinspritzventilen 40 eingespritzten Kraftstoffbetrags werden daher weiter reduziert, so dass die Verbrennungskraftmaschine 10 geeignet arbeiten kann.
Darüber hinaus passt die Startzeit-Anpassungseinheit 160 die Startzeit durch Anpassen des Antriebsstroms und/oder der auf die Magnetspule 450 aufgebrachten Spannung an. Die Startzeit kann daher ohne Notwendigkeit einer komplizierten Vorrichtung oder Steuerung angepasst werden.
Die Einspritzsteuerungsvorrichtung 100 umfasst die Ventilschließanpassungseinheit 170, welche die Variationen des von der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 40 eingespritzten Kraftstoffbetrags durch Anpassen des Schliessens der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 40 reduziert. Zusätzlich zu der Startzeit und der Endzeit wird ebenso das Schließen der Kraftstoffeinspritzventile 40 angepasst, so dass die Variationen des von den Kraftstoffeinspritzventilen 40 eingespritzten Kraftstoffbetrags weiter reduziert werden können.
Die Ventilschließanpassungseinheit 170 passt außerdem die Schließzeit der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 40 durch Anpassen des Maximalwerts des Bewegungsbetrags des beweglichen Kerns 430 bei dem Ventilöffnungsvorgang der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 40 an. Die Schließzeit der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 40 kann daher ohne die Notwendigkeit einer komplizierten Vorrichtung oder Steuerung angepasst werden.
Die Ventilschließanpassungseinheit 170 passt außerdem die Schließzeit der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 40 durch Verändern der Breite des zu dem Kraftstoffeinspritzventil 40 geführten Antriebsimpulses an. Die Schließzeit der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 40 kann daher ohne die Notwendigkeit einer komplizierten Vorrichtung oder Steuerung angepasst werden.
Die Identifikationseinheit 130 identifiziert das theoretische Modell durch Annähernd der Schaltung, welche den Antriebsstrom hin zu der Magnetspule 450 führt, mit der RL-Reihenschaltung. Daher ist es möglich, das theoretische Modell einfach und exakt zu identifizieren, welches verwendet wird, um den Zustand des beweglichen Kerns zu erfassen.
Die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wurde mit Bezug auf spezifische Beispiele beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diese spezifischen Beispiele beschränkt. Das heißt, solche, welche durch geeignetes Modifizieren der Gestaltung dieser spezifischen Beispiele durch einen Fachmann erhalten werden, sind ebenso in dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung umfasst, solange diese die Charakteristika der vorliegenden Offenbarung aufweisen. Die Elemente und deren Anordnungen, Materialien, Zustände bzw. Bedingungen, Gestaltungen, Größen und dergleichen, welche in den vorstehend beschriebenen spezifischen Beispielen umfasst sind, sind nicht auf diese beispielhaft dargestellten beschränkt, sondern diese können geeignet modifiziert sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2015187166 [0001]
WO 2010/145936 A [0007]

Claims

Einspritzsteuerungsvorrichtung, welche ein durch eine elektrische Leistung angetriebenes Kraftstoffeinspritzventil (40) steuert, wobei die Einspritzsteuerungsvorrichtung aufweist: eine Stromerfassungseinheit (110), um einen hin zu einer Magnetspule (450) des Kraftstoffeinspritzventils geführten Antriebsstrom zu erfassen; eine Identifikationseinheit (130), um ein theoretisches Modell des Antriebsstroms in einem Zustand zu identifizieren, in welchem sich ein beweglicher Kern (430), der durch eine durch die Magnetspule erzeugte elektromagnetische Kraft bewegt wird, in einem Ruhezustand befindet; und eine Zustandserfassungseinheit (140), um einen Zustand des beweglichen Kerns zu erfassen, wobei die Zustandserfassungseinheit den Zustand des beweglichen Kerns basierend auf einer Abweichung zwischen dem durch die Stromerfassungseinheit erfassten Antriebsstrom und dem theoretischen Modell erfasst.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zustandserfassungseinheit basierend auf einer Tatsache, dass die Abweichung kleiner oder gleich einer vorbestimmten Endschwelle ist, erfasst, dass eine Bewegung des beweglichen Kerns bei einem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils geendet hat.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Identifikationseinheit das theoretische Modell basierend auf dem durch die Stromerfassungseinheit erfassten Antriebsstrom, nachdem die Bewegung des beweglichen Kerns bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils endet, identifiziert.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, ferner aufweisend: eine Endzeit-Anpassungseinheit (150), um eine Endzeit anzupassen, welche einer Zeit entspricht, zu welcher die Bewegung des beweglichen Kerns bei dem Ventilöffnungsvorgang einer Mehrzahl der Kraftstoffeinspritzventile endet, wobei die Endzeit-Anpassungseinheit die Endzeit anpasst, um Variationen des von der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen eingespritzten Kraftstoffbetrags zu reduzieren.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Endzeit-Anpassungseinheit die Endzeit durch Anpassen des Antriebsstroms und/oder einer auf die Magnetspule aufgebrachten Spannung anpasst.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zustandserfassungseinheit basierend auf einer Tatsache, dass die Abweichung größer oder gleich einer vorbestimmten Startschwelle ist, erfasst, dass eine Bewegung des beweglichen Kerns bei einem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils begonnen hat.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Identifikationseinheit das theoretische Modell basierend auf dem durch die Stromerfassungseinheit erfassten Antriebsstrom, bevor die Bewegung des beweglichen Kerns bei dem Ventilöffnungsvorgang des Kraftstoffeinspritzventils beginnt, identifiziert.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, ferner aufweisend: eine Startzeit-Anpassungseinheit (160), um eine Startzeit anzupassen, die einer Zeit entspricht, zu welcher die Bewegung des beweglichen Kerns bei dem Ventilöffnungsvorgang einer Mehrzahl der Kraftstoffeinspritzventile beginnt, wobei die Startzeit-Anpassungseinheit die Startzeit anpasst, um Variationen des von der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen eingespritzten Kraftstoffbetrags zu reduzieren.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Startzeit-Anpassungseinheit die Startzeit durch Anpassen des Antriebsstroms und/oder einer auf die Magnetspule aufgebrachten Spannung anpasst.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 8, ferner aufweisend: eine Ventilschließanpassungseinheit, um die Variationen des von der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen eingespritzten Kraftstoffbetrags durch Anpassen des Schließens der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen zu reduzieren.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Ventilschließanpassungseinheit die Schließzeit der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen durch Anpassen eines Maximalwerts des Bewegungsbetrags des beweglichen Kerns bei dem Ventilöffnungsvorgang der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen anpasst.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Ventilschließanpassungseinheit die Schließzeit der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen durch Verändern von Breiten von Antriebsimpulsen anpasst, die zu den Kraftstoffeinspritzventilen geführt werden.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 7, wobei die Identifikationseinheit das theoretische Modell durch Annähern einer Schaltung, welche den Antriebsstrom zu der Magnetspule führt, mit einer RL-Reihenschaltung identifiziert.