DE19732854A1 - Einspritzvorrichtungssteuerung für die Kraftstoffeinspritzung - Google Patents
Einspritzvorrichtungssteuerung für die KraftstoffeinspritzungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Einspritzvorrichtungssteuerung für die Kraftstoffeinspritzung
zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zur
Kraftstoffversorgung einer Brennkraftmaschine mit innerer
Verbrennung.
Bislang wurde eine Magnetventileinspritzvorrichtung als
Kraftstoffeinspritzgerät für eine Brennkraftmaschine
verwendet. Eine Steuerung der Einspritzvorrichtung erhält
Informationen in Bezug auf den Laufzustand einer
Brennkraftmaschine, und berechnet eine
Kraftstoffeinspritzmenge zur Einstellung des
Luft-/Kraftstoffverhältnisses der Brennkraftmaschine auf ein
gewünschtes Luft-/Kraftstoffverhältnis, auf der Grundlage der
Information entsprechend der Einspritzvorrichtungs-Trei
berzeit. Während der Treiberzeit wird der
Einspritzvorrichtung ein elektrischer Strom zugeführt. Wenn
die Einspritzvorrichtung mit Strom versorgt wird, öffnet sie
ihr Ventil zum Einspritzen von Kraftstoff, und wenn die
Einspritzvorrichtung nicht mit Strom versorgt wird, schließt
sie ihr Ventil, um die Kraftstoffversorgung zu unterbrechen.
Bei einer derartigen Einspritzvorrichtung ist es
wünschenswert, das Ventil unmittelbar dann zu öffnen, wenn
die Einspritzvorrichtung mit Strom versorgt wird, und das
Ventil unmittelbar dann zu schließen, wenn die
Einspritzvorrichtung nicht mit Strom versorgt wird, um die
berechnete Treiberzeit und die Kraftstoffeinspritzmenge zu
einer exakten Übereinstimmung zu bringen. Um das
Reaktionsvermögen der Einspritzvorrichtung zu verbessern
wurde ein System vorgeschlagen, wie es beispielsweise in der
japanischen Veröffentlichung eines ungeprüften Patents Nr.
1-318740 beschrieben wurde.
Bei dem dort beschriebenen System wird dann, wenn die
Stromversorgung einer Einspritzvorrichtung begonnen wird, ein
zu hoher Strom zugeführt, der als Übererregungsstrom
bezeichnet wird, wodurch der Ventilöffnungsvorgang der
Einspritzvorrichtung beschleunigt wird. Nachdem das Ventil
geöffnet wurde, wird der Übererregungsstrom auf einen
Haltestrom abgesenkt, der zum Offenhalten des Ventils der
Einspritzvorrichtung erforderlich ist, und wird der
Haltestrom beibehalten, um eine Erzeugung von Wärme der
Einspritzvorrichtung zu unterdrücken, und Energieverluste zu
verringern. Dies wird als Übererregungs-Strom
versorgungssteuerung bezeichnet.
Obwohl das System einen Übererregungsstrom liefert, wenn mit
der Stromversorgung der Einspritzvorrichtung begonnen wird,
hängt der Übererregungsstrom von der Batteriespannung ab, und
wenn die Batteriespannung niedrig ist, verringert sich auch
der Wert des Übererregungsstroms, und ist es dann schwierig,
den Ventilöffnungsvorgang ausreichend zu beschleunigen.
Wenn das Ventil der Einspritzvorrichtung geschlossen ist,
verläßt sich die konventionelle
Einspritzvorrichtungssteuerung nur auf einen Abschaltvorgang
mit hoher Geschwindigkeit für eine LCR-Resonanzschaltung, um
in einer Erregerschaltung der Einspritzvorrichtung gesammelte
Energie abzubauen; es ist schwierig, den
Ventilöffnungsvorgang ausreichend zu beschleunigen.
Zum Steuern einer Einspritzvorrichtung für derartige
Anwendungszwecke mit schnellem Reaktionsvermögen, bei welchen
ein hoher Kraftstoffdruck gesteuert wird, beispielsweise bei
einer Einspritzvorrichtung für die Zylindereinspritzung von
Kraftstoff in eine Benzin-Brennkraftmaschine, oder eine
Einspritzung von Kraftstoff in eine Diesel-Brenn
kraftmaschine, ist die Steuerung im Hinblick auf das
Reaktionsvermögen der Steuerung oder auf die Auflösung der
Steuerung unzureichend, und ist es schwierig, den Steuer- oder
Regelbereich der Einspritzvorrichtung ausreichend zu
erweitern.
Um den geöffneten Zustand des Ventils bei der
Einspritzvorrichtung zu halten, koppelt die konventionelle
Einspritzvorrichtungssteuerung den Erregerstromwert der
Einspritzvorrichtung zurück, erzeugt ein Dreiecksignal,
welches ansteigt, wenn der momentane Stromwert kleiner als
ein Sollwert ist, und absinkt, wenn der momentane Stromwert
kleiner als der Sollwert ist, und liefert das Dreiecksignal
als Haltestrom. Allerdings hängt das Dreiecksignal von der
Batteriespannung ab. Obwohl die Geschwindigkeit beim Absenken
des Stromwerts von anderen Faktoren als der Batteriespannung
abhängt, hängt nämlich die Geschwindigkeit bei der Erhöhung
des Stromwertes ebenfalls von der Batteriespannung ab.
Wenn die Batteriespannung niedrig ist, wird daher nicht
genügend Energie geliefert, und wenn dann versucht wird, den
Stromwert zu erhöhen, ist hierfür viel Zeit erforderlich,
verglichen mit einem Fall, in welchem die Batteriespannung
ausreichend hoch ist. Wenn die Batteriespannung niedrig ist,
wird dann die Zeit verlängert, bis das Dreiecksignal von
unten nach oben ansteigt. Daher wird der Welligkeitszeitraum
des Dreiecksignals verlängert.
Es wird nunmehr angenommen, daß der Sollwert der
Haltestromwert der Einspritzvorrichtung ist. Wenn der
Welligkeitszeitraum kurz ist, kann die Einspritzvorrichtung
dem Dreiecksignal nicht folgen, und daher behält die
Einspritzvorrichtung den geöffneten Zustand des Ventils bei.
Wenn der Welligkeitszeitraum verlängert wird, so folgt die
Einspritzvorrichtung dem Dreiecksignal, und besteht die
Möglichkeit, daß das Ventil geschlossen wird, wenn der Wert
kleiner als der Haltestrom ist.
Daher muß der Sollwert auf einen Stromwert eingestellt
werden, der höher als der Haltestromwert ist, um einen Wert
einzustellen, der größer ist als der Haltestromwert, selbst
am Boden oder Fußpunkt des Dreiecksignals; dies führt zu
einem hohen Energieverbrauch.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der
Bereitstellung einer Kraftstoffeinspritzungs-Ein
spritzvorrichtungssteuerung mit gutem Steuer- oder
Regelreaktionsverhalten, welche unabhängig von der
Batteriespannung eine Einspritzvorrichtung sofort antreiben
kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Verringerung
des Wertes eines Haltestroms, der einer Einspritzvorrichtung
zugeführt wird, um den Energieverbrauch in einer Steuerung
für eine Einspritzvorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung
mit gutem Steuerreaktionsvermögen zu verringern.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Verringerung
des Energieverbrauchs in dem Haltestromerzeugungsabschnitt,
zur Unterdrückung der Erzeugung von Wärme und zur
Verkleinerung einer Steuerung oder Regelung.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen
unnötigen Betrieb zu unterbrechen, um den Energieverbrauch zu
verringern, und das Auftreten von Rauschen bei einer
Steuerung für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum
Einspritzen von Kraftstoff mit gutem Steuerreaktionsvermögen
zu unterdrücken.
Gemäß der Erfindung wird eine Steuerung für eine
Einspritzvorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung zur
Verfügung gestellt, welche eine Vorrichtung zur Erfassung von
Information in Bezug auf einen Laufzustand einer
Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung aufweist, eine
Vorrichtung zur Berechnung einer Menge an Kraftstoff, welcher
der Brennkraftmaschine zugeführt wird, auf der Grundlage des
Meßergebnisses der Erfassungsvorrichtung, eine Vorrichtung
zur Erzeugung eines Treibersignals zum Öffnen oder Schließen
eines Ventils einer Einspritzvorrichtung, um der
Brennkraftmaschine Kraftstoff zuzuführen, nachdem das
Berechnungsergebnis der
Kraftstoffmengenberechnungsvorrichtung empfangen wurde, eine
Stromversorgung, eine Hochspannungserzeugungsvorrichtung zur
Erhöhung einer Spannung auf der Grundlage der elektrischen
Energie von der Stromversorgung, um eine höhere Spannung als
jene der Stromversorgung zu erzeugen, eine erste
Schaltvorrichtung, die auf einem Stromversorgungsweg von der
Hochspannungserzeugungsvorrichtung zur Einspritzvorrichtung
vorgesehen ist, um zu leiten, wenn das Ventil der
Einspritzvorrichtung nach Empfang des Treibersignals geöffnet
wird, eine Erzeugungsvorrichtung für eine negative Spannung,
um eine Spannung mit negativer Polarität zu erzeugen, und
eine zweite Schaltvorrichtung, die auf einem
Stromversorgungsweg von der Erzeugungsvorrichtung für
negative Spannung zur Einspritzvorrichtung vorgesehen ist, um
zu leiten, wenn das Ventil der Einspritzvorrichtung nach
Empfang des Treibersignals geschlossen wird.
Weiterhin weist die Steuerung für eine Einspritzvorrichtung
für die Kraftstoffeinspritzung gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Vorrichtung zur Erzeugung einer vorbestimmten
Konstantspannung auf der Grundlage der elektrischen Energie
der Stromversorgung auf, und eine
Haltestromerzeugungsvorrichtung zum Empfang der
Konstantspannung von der
Konstantspannungserzeugungsvorrichtung und des Treibersignals
von der Treibersignalerzeugungsvorrichtung, und zum Liefern
eines Haltestroms, um das Ventil der Einspritzvorrichtung
offen zu halten, nachdem das Ventil der Einspritzvorrichtung
geöffnet wurde.
Die Steuerung für eine Einspritzvorrichtung für die
Kraftstoffeinspritzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann
eine Niederspannungserzeugungsvorrichtung zur Erzeugung einer
Spannung, die niedriger als die Spannung der Stromversorgung
ist, als Konstantspannungserzeugungsvorrichtung aufweisen.
Weiterhin wird gemäß der Erfindung eine Steuerung für eine
Einspritzvorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung zur
Verfügung gestellt, welche eine Vorrichtung zur Erfassung von
Information in Bezug auf einen Laufzustand einer
Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung aufweist, eine
Vorrichtung zur Berechnung einer Kraftstoffmenge, welche der
Brennkraftmaschine zugeführt wird, auf der Grundlage des
Meßergebnisses der Erfassungsvorrichtung, eine Vorrichtung
zur Erzeugung eines Treibersignals zum Öffnen oder Schließen
eines Ventils einer Einspritzvorrichtung zum Liefern von
Kraftstoff an die Brennkraftmaschine nach Empfang des
Berechnungsergebnisses der
Kraftstoffmengenberechnungsvorrichtung, eine Stromversorgung,
eine Hochspannungserzeugungsvorrichtung zur Erhöhung einer
Spannung auf der Grundlage der elektrischen Energie von der
Stromversorgung, um eine Spannung zu erzeugen, die höher ist
als die Spannung der Stromversorgung, eine erste
Schaltvorrichtung, die auf einem Stromversorgungsweg von der
Hochspannungserzeugungsvorrichtung zur Einspritzvorrichtung
vorgesehen ist, um zu leiten, wenn das Ventil der
Einspritzvorrichtung nach Empfang des Treibersignals geöffnet
wird, und eine Sperrvorrichtung, um nach Empfang des
Treibersignals von der Treibersignalerzeugungsvorrichtung den
Spannungserhöhungsvorgang der
Hochspannungserzeugungsvorrichtung über einen vorbestimmten
Zeitraum nach dem Ventilöffnungszeitpunkt der
Einspritzvorrichtung zu sperren.
Gemäß der Erfindung wird eine Steuerung für eine
Einspritzvorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung mit gutem
Steuer- oder Regelreaktionsvermögen zur Verfügung gestellt,
welche unabhängig von der Batteriespannung sofort eine
Einspritzvorrichtung treiben kann.
Darüber hinaus wird eine Konstantspannung eingegeben, und
wird ein Haltestrom erzeugt, so daß der Wert des Haltestroms,
welcher der Einspritzvorrichtung zugeführt wird, zur
Verringerung des Energieverbrauchs verringert werden kann.
Weiterhin wird eine Niederspannungserzeugungsvorrichtung zur
Erzeugung einer konstanten Spannung eingesetzt, die niedriger
als die Batteriespannung ist, wodurch der Energieverbrauch in
dem Haltestromerzeugungsabschnitt verringert werden kann, um
die Erzeugung von Wärme zu unterdrücken, und die Steuerung zu
verkleinern.
Weiterhin kann ein unnötiger Betrieb in dem
Übererregungszeitraum gestoppt werden, um den
Energieverbrauch zu verringern, und das Auftreten von
Rauschen zu unterdrücken.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Zeitablaufdiagramm zur Verdeutlichung des
Betriebs bei der ersten Ausführungsform der
Erfindung; und
Fig. 3 ein Schaltbild des Aufbaus der ersten
Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 zeigt als Blockschaltbild den Aufbau einer ersten
Ausführungsform der Erfindung.
In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 Sensoren als
Meßvorrichtungen zur Erfassung von Information in Bezug auf
den Laufzustand einer Brennkraftmaschine mit innerer
Verbrennung. Die Sensoren 1 erhalten verschiedene Arten von
Information, beispielsweise die angesaugte Luftmenge, den
Ansaugrohrdruck, den Kurbelwinkel, die Drehzahl, das
Luft-/Kraftstoffverhältnis, die Kühlwassertemperatur und den
Atmosphärendruck. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine
Kraftstoffmengenberechnungsvorrichtung zur Berechnung der
Kraftstoffmenge, welche der Brennkraftmaschine zugeführt
wird, auf der Grundlage der Information von den Sensoren 1,
das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine
Treibersignalerzeugungsvorrichtung zum Empfangen des
Berechnungsergebnisses der
Kraftstoffmengenberechnungsvorrichtung und zur Erzeugung
eines Treibersignals zum Öffnen oder Schließen eines Ventils
einer Einspritzvorrichtung 4, das Bezugszeichen 5 bezeichnet
eine Batterie einer Stromversorgung, das Bezugszeichen 6
bezeichnet eine Hochspannungserzeugungsvorrichtung zum
Erhöhen der Batteriespannung VB und zur Erzeugung einer
höheren Spannung VH als die Batteriespannung VB, das
Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Sperrvorrichtung zum Sperren
des Spannungserhöhungsvorgangs der
Hochspannungserzeugungsvorrichtung 6, das Bezugszeichen 8
bezeichnet eine Niederspannungserzeugungsvorrichtung als
Konstantspannungserzeugungsvorrichtung zum Verringern der
Batteriespannung VB und zur Erzeugung einer konstanten
Niederspannung VL, die niedriger als die Batteriespannung VB
ist, das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine
Erzeugungsvorrichtung für eine negative Spannung, zum Empfang
der Batteriespannung VB oder der Hochspannung VH, und zur
Erzeugung einer Spannung -V mit negativer Polarität, das
Bezugszeichen 10 bezeichnet eine erste Schaltvorrichtung, die
auf einem Stromversorgungsweg von der
Hochspannungserzeugungsvorrichtung 6 zur Einspritzvorrichtung
4 angeordnet ist, um ein Treibersignal von der
Treibersignalerzeugungsvorrichtung 3 zu empfangen, und zu
leiten, wenn das Ventil der Einspritzvorrichtung 4 geöffnet
wird, das Bezugszeichen 11 bezeichnet eine zweite
Schaltvorrichtung, die auf einem Stromversorgungsweg von der
Erzeugungsvorrichtung 9 für die negative Spannung zur
Einspritzvorrichtung 4 vorgesehen ist, um ein Treibersignal
von der Treibersignalerzeugungsvorrichtung 3 zu empfangen,
und zu leiten, wenn das Ventil der Einspritzvorrichtung 4
geschlossen wird, und das Bezugszeichen 12 bezeichnet eine
Haltestromerzeugungsvorrichtung zum Empfangen der
Niederspannung VL und des Berechnungsergebnisses der
Kraftstoffmengenberechnungsvorrichtung 2, und zum Liefern
eines Haltestroms zum Offenhalten des Ventils der
Einspritzvorrichtung 4, nachdem das Ventil der
Einspritzvorrichtung 4 geöffnet wurde.
Fig. 2 ist ein Zeitablaufdiagramm, welches den
Betriebsablauf der ersten Ausführungsform verdeutlicht.
In dieser Figur bezeichnet (a) ein Ausgangssignal der
Kraftstoffmengenberechnungsvorrichtung 2, (b) ein
Treibersignal, welches von einer oberen Ausgangsklemme der in
der Figur gezeigten Treibersignalerzeugungsvorrichtung 3
ausgegeben wird, (c) ein Treibersignal, welches von einer
unteren Ausgangsklemme der in der Figur gezeigten
Treibersignalerzeugungsvorrichtung 3 ausgegeben wird, (d)
eine Spannung einer oberen Ausgangsklemme der in der Figur
gezeigten Einspritzvorrichtung 4, und (e) einen Strom,
welcher an die Einspritzvorrichtung 4 geliefert wird.
Zuerst wird der Betrieb beschrieben, wenn das Ventil der
Einspritzvorrichtung geöffnet wird.
Die Kraftstoffmengenberechnungsvorrichtung 2 berechnet die
Kraftstoffmenge auf der Grundlage von Information, die von
den Sensoren 1 bereitgestellt wird, und gibt das
Berechnungsergebnis wie bei (a) aus. In der Figur wird ein
Befehl ausgegeben, so daß die Einspritzvorrichtung in den
Ventilöffnungszustand in dem Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt
t1 und dem Zeitpunkt t2 eintritt. Wenn der Zeitraum kurz ist,
wird Kraftstoff als kleine Kraftstoffmenge eingespritzt; ist
der Zeitraum lang, so wird Kraftstoff als große
Kraftstoffmenge eingespritzt. Die
Treibersignalerzeugungsvorrichtung 3 empfängt das
Berechnungsergebnis und liefert ein Treibersignal wie in (b)
an die erste Schaltvorrichtung 10. Das Signal gemäß (b) nimmt
einen hohen Pegel an und bleibt auf diesem hohen Pegel in dem
Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t3.
Während das Signal auf hohem Pegel liegt, wird ein
Übererregungsstrom der Einspritzvorrichtung zugeführt. Die
erste Schaltvorrichtung 10 empfängt das Treibersignal (b)
Wenn das Treibersignal (b) auf hohem Pegel liegt, leitet die
erste Schaltvorrichtung 10 und liefert eine hohe Spannung VH
an die Einspritzvorrichtung 4. Zu dieser Zeit wird eine hohe
Spannung an die obere Ausgangsklemme der Einspritzvorrichtung
geliefert, wie in der Figur bei (d) gezeigt, wodurch der
Strom der Einspritzvorrichtung 4 abrupt ansteigt, wie in (e)
gezeigt ist, so daß das Ventil der Einspritzvorrichtung 4 in
kurzer Zeit geöffnet werden kann.
Das Steuer- oder Regelreaktionsvermögen, wenn das Ventil der
Einspritzvorrichtung 4 geöffnet wird, kann daher verbessert
werden.
Eine übliche Spannungserhöhungsschaltung zerhackt den
Erregerstrom einer Drosselspule und sammelt nur die Spannung
mit positiver Polarität, die durch Zerhackung des Stroms
erhalten wird, in einem Kondensator.
Wenn die in dem Kondensator angesammelte Ladung plötzlich
verbraucht wird, da sie der Einspritzvorrichtung 4 zugeführt
wird, kann daher der Übererregungszustand der
Einspritzvorrichtung 4 nicht in dem Zeitraum zwischen dem
Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t3 aufrechterhalten werden.
Zur Lösung dieser Schwierigkeit wird bei der ersten
Ausführungsform die Batteriespannung VB über eine Diode an
den Ausgang der Hochspannungserzeugungsvorrichtung 6
geliefert.
Wenn die Hochspannung VH niedriger wird als die
Batteriespannung VB, so liefert daher die Batterie 5 statt
der Hochspannungserzeugungsvorrichtung 6 einen elektrischen
Strom an die Einspritzvorrichtung 4, um den
Übererregungszustand aufrechtzuerhalten.
Der Übererregungsstrom wird daher stabil während des
Übererregungszeitraums von den beiden Stromversorgungsquellen
aufrechterhalten.
Die Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform weist
weiterhin die Sperrvorrichtung 7 auf, um den
Spannungserhöhungsvorgang der
Hochspannungserzeugungsvorrichtung 6 zu sperren.
Das Treibersignal (b) wird nicht nur an die erste
Schaltvorrichtung angelegt, sondern auch an die
Sperrvorrichtung 7, wie in der Figur gezeigt ist. Die
Sperrvorrichtung 7 empfängt das Treibersignal (b) und sperrt
den Spannungserhöhungsvorgang der
Hochspannungserzeugungsvorrichtung 6 in dem Zeitraum zwischen
dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t3, einem vorbestimmten
Zeitraum.
Ein starker Strom, der mit hoher Geschwindigkeit in die
Hochspannungserzeugungsvorrichtung 6 von der Batterie 5 aus
fließt, wird daher während des Übererregungszeitraums
gestoppt.
Dies führt dazu, daß ein verschwenderischer Energieverbrauch
intern in der Hochspannungserzeugungsvorrichtung 6 verringert
werden kann, und Rauschen unterdrückt werden kann, welches
durch den hineinfließenden, mit hoher Geschwindigkeit
fließenden starken Strom hervorgerufen wird.
Als nächstes wird der Betrieb in dem Zeitraum zwischen dem
Zeitpunkt t3 und dem Zeitpunkt t2 zum Halten des Ventils der
Einspritzvorrichtung 4 im geöffneten Zustand beschrieben.
Wenn der Zeitpunkt t3 erreicht wird, veranlaßt die
Treibersignalerzeugungsvorrichtung 3 das Treibersignal (b)
dazu, einen Übergang vom hohen auf den niedrigen Pegel
vorzunehmen. Die erste Schaltvorrichtung 10 empfängt das
Signal und schaltet von dem leitenden Zustand in den
nichtleitenden Zustand um. Die Stromzufuhr von der hohen
Spannung VH oder der Batteriespannung VB wird daher
abgeschaltet, und der Erregerstrom der Einspritzvorrichtung 4
in einem Hub verringert.
Andererseits empfängt die Haltestromerzeugungsvorrichtung 12
die niedrige Spannung VL und das Berechnungsergebnis der
Kraftstoffmengenberechnungsvorrichtung 2 (a), und erzeugt
einen Haltestrom, und liefert den Strom an die
Einspritzvorrichtung 4, auf der Grundlage der niedrigen,
konstanten Spannung VL, die niedriger als die
Batteriespannung VB ist, in dem Zeitraum zwischen dem
Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2, in welchem das
Berechnungsergebnis (b) einen niedrigen Pegel zeigt. Der
Strom wird von der Haltestromerzeugungsvorrichtung 12 über
eine Diode geliefert, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
Daher fließt der über die erste Schaltvorrichtung 10
gelieferte Strom nicht in die Haltestromerzeugungsvorrichtung
12, und wird die Abgabe des Haltestroms von der
Haltestromerzeugungsvorrichtung 12 in dem Zeitraum zwischen
dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t3 gesperrt. Wenn der
Zeitpunkt t3 erreicht ist, und die erste Schaltvorrichtung 10
in den nichtleitenden Zustand gelangt, wird der Haltestrom
von der Haltestromerzeugungsvorrichtung 12 sofort der
Einspritzvorrichtung 4 zugeführt.
Die Haltestromerzeugungsvorrichtung 12 erzeugt den Haltestrom
auf der Grundlage einer konstanten Spannung. Daher ist es
nicht erforderlich, den Sollwert für den Ausgangsstrom höher
als den Einspritzvorrichtungs-Haltestrom einzustellen, unter
Berücksichtigung der Auswirkungen von Schwankungen der
Batteriespannung VB, wie bei einem konventionellen System.
Der Sollwert des Stroms, der von der
Haltestromerzeugungsvorrichtung 12 ausgegeben wird, kann
daher heruntergesetzt werden, verglichen mit dem
konventionellen System, und daher kann der Energieverbrauch
verringert werden.
Die Haltestromerzeugungsvorrichtung 12 erzeugt den Haltestrom
auf der Grundlage der Spannung VL, die niedriger ist als die
Batteriespannung VB.
Die Energieverluste, die durch die interne Schaltung
hervorgerufen werden, sind daher verringert, und es wird die
Erzeugung von Wärme unterdrückt, wodurch die Steuerung oder
die Regelung verkleinert werden kann.
Die Haltestromerzeugungsvorrichtung 12 erzeugt den Haltestrom
in dem Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt
t2, kann jedoch die Treibersignale (b) und (c) dazu
verwenden, den Haltestrom nur in dem Zeitraum zu erzeugen, in
welchem der Haltestrom erforderlich ist, zwischen dem
Zeitpunkt t3 und dem Zeitpunkt t2.
Als nächstes wird der Betrieb beschrieben, wenn das Ventil
der Einspritzvorrichtung 4 geschlossen wird.
Wenn der Zeitpunkt t2 erreicht wird, verursacht das
Berechnungsergebnis der
Kraftstoffmengenberechnungsvorrichtung 2 (a) einen Übergang
vom niedrigen auf den hohen Pegel, und stoppt die
Haltestromerzeugungsvorrichtung 12 die Abgabe des
Haltestroms. Die Stromzufuhr zur Einspritzvorrichtung 4 wird
daher gestoppt, und die Einspritzvorrichtung 4 versucht, das
Ventil allmählich zu schließen, während die angesammelte
Energie abgegeben wird.
Andererseits empfängt die Treibersignalerzeugungsvorrichtung
3 das Berechnungsergebnis (a) und liefert das Treibersignal
(c) an die zweite Schaltvorrichtung 11. Wenn sie das
Treibersignal (c) empfängt, leitet die zweite
Schaltvorrichtung 11, und liefert eine negative Spannung -V
an die Einspritzvorrichtung 4.
Die Energie, die sich in der Einspritzvorrichtung 4
angesammelt hat, fließt daher in einem Hub in die negative
Spannung -V, veranlaßt die Einspritzvorrichtung 4 dazu, daß
sie zwangsweise entmagnetisiert wird, und das Ventil sofort
geschlossen wird.
Daher ist das Steuer- oder Regelreaktionsvermögen verbessert,
wenn das Ventil der Einspritzvorrichtung 4 geschlossen wird.
Als nächstes wird die erste Ausführungsform unter Bezugnahme
auf detailliertes Schaltbild beschrieben.
Fig. 3 zeigt das Schaltbild des Aufbaus der ersten
Ausführungsform. Schaltungsteile, die gleich oder ähnlich
jenen sind, die voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1
beschrieben wurden, sind in Fig. 3 mit denselben oder
entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet.
Das Bezugszeichen 1 bezeichnet Sensoren, das Bezugszeichen 2
einen Steuerabschnitt als
Kraftstoffmengenberechnungsvorrichtung, das Bezugszeichen 3
eine Taktsignalerzeugungsschaltung der
Treibersignalerzeugungsvorrichtung zum Empfang eines
Kraftstoffversorgungsmengensignals als Berechnungsergebnis
von dem Steuerabschnitt 2 und zur Erzeugung eines Taktsignals
als Treibersignal für den Zündzeitpunkt, das Bezugszeichen 4
bezeichnet die Einspritzvorrichtung, und das Bezugszeichen 5
die Batterie.
Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine
Hochspannungserzeugungsschaltung, die einen
Gleichspannungs/Gleichspannungswandler als
Hochspannungserzeugungsvorrichtung aufweist. Die
Hochspannungserzeugungsvorrichtung 6 weist folgende Bauteile
auf:
Das Bezugszeichen 601 bezeichnet eine Drosselspule zur Erzeugung einer induzierten elektromotorischen Spannung, das Bezugszeichen 602 einen Zerhacker-FET zum Ein- oder Ausschalten des Erregerstroms der Drosselspule 601 zum Steuern des Schaltens, das Bezugszeichen 602 eine Gleichrichterdiode, die dafür sorgt, daß nur Spannungen mit positiver Polarität von den Spannungen durchgelassen werden, die an der Drosselspule erzeugt werden, das Bezugszeichen 604 bezeichnet einen Kondensator zum Ansammeln der Spannung mit positiver Polarität, die von der Gleichrichterdiode 603 durchgelassen wird, das Bezugszeichen 605 bezeichnet eine Kommutierungsdiode zur Bereitstellung eines Stromweges für die Drosselspule 601, das Bezugszeichen 606 bezeichnet einen Nebenschlußwiderstand zur Messung des Stromwertes des in den FET 602 fließenden Stroms, das Bezugszeichen 607 bezeichnet eine Spannungserhöhungssteuerschaltung zum Empfang der angesammelten Spannung des Kondensators 604 und der Ausgangsspannung des Nebenschlußwiderstands 606, zur Durchführung einer Konstantspannungssteuerung oder -regelung der angesammelten Spannung des Kondensators 604 auf eine vorbestimmte Hochspannung VH, und zur Feststellung eines Abschaltstromwertes der Drosselspule 601 für die Steuerung oder Regelung, und das Bezugszeichen 608 bezeichnet eine Treiberschaltung zum Empfang eines Signals von der Spannungserhöhungsschaltung 607 und zum Treiben des FET 602.
Das Bezugszeichen 601 bezeichnet eine Drosselspule zur Erzeugung einer induzierten elektromotorischen Spannung, das Bezugszeichen 602 einen Zerhacker-FET zum Ein- oder Ausschalten des Erregerstroms der Drosselspule 601 zum Steuern des Schaltens, das Bezugszeichen 602 eine Gleichrichterdiode, die dafür sorgt, daß nur Spannungen mit positiver Polarität von den Spannungen durchgelassen werden, die an der Drosselspule erzeugt werden, das Bezugszeichen 604 bezeichnet einen Kondensator zum Ansammeln der Spannung mit positiver Polarität, die von der Gleichrichterdiode 603 durchgelassen wird, das Bezugszeichen 605 bezeichnet eine Kommutierungsdiode zur Bereitstellung eines Stromweges für die Drosselspule 601, das Bezugszeichen 606 bezeichnet einen Nebenschlußwiderstand zur Messung des Stromwertes des in den FET 602 fließenden Stroms, das Bezugszeichen 607 bezeichnet eine Spannungserhöhungssteuerschaltung zum Empfang der angesammelten Spannung des Kondensators 604 und der Ausgangsspannung des Nebenschlußwiderstands 606, zur Durchführung einer Konstantspannungssteuerung oder -regelung der angesammelten Spannung des Kondensators 604 auf eine vorbestimmte Hochspannung VH, und zur Feststellung eines Abschaltstromwertes der Drosselspule 601 für die Steuerung oder Regelung, und das Bezugszeichen 608 bezeichnet eine Treiberschaltung zum Empfang eines Signals von der Spannungserhöhungsschaltung 607 und zum Treiben des FET 602.
Das Bezugszeichen 7 bezeichnet einen
Spannungserhöhungsfunktions-Stopptransistor als
Sperrvorrichtung, der an eine obere Ausgangsklemme der
Taktsignalerzeugungsschaltung 3 angeschlossen ist, die in der
Figur gezeigt ist, um ein Taktsignal von der Ausgangsklemme
zu empfangen, und den Spannungserhöhungsvorgang der
Hochspannungserzeugungsschaltung 6 zu sperren. Der Transistor
7 legt ein Signal an Masse, welches von der
Spannungserhöhungssteuerschaltung 607 der Treiberschaltung
608 zugeführt wird, um zwangsweise den Schaltbetrieb des FET
602 zu stoppen. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet eine
Niederspannungserzeugungsschaltung als
Niederspannungserzeugungsvorrichtung zum Empfang der
Batteriespannung VB und zur Spannungsverringerung der
Spannung VB, um eine konstante Spannung zu erzeugen, die
niedriger ist als die Batteriespannung VB. Die
Niederspannungserzeugungsschaltung 8 bildet gleichzeitig eine
Konstantspannungserzeugungsschaltung. Das Bezugszeichen 9
bezeichnet eine Schaltung zur Erzeugung einer negativen
Spannung als Negativspannungserzeugungsvorrichtung, die zum
Invertieren der Spannung der Hochspannungserzeugungsschaltung
6 dient.
Das Bezugszeichen 10 bezeichnet die erste Schaltvorrichtung,
welche folgende Bauteile aufweist:
Das Bezugszeichen 1001 bezeichnet einen Transistor, dessen Basis mit der Taktsignalerzeugungsschaltung 3 verbunden ist, und der durch ein Taktsignal von der oberen Ausgangsklemme der Taktsignalerzeugungsschaltung 3 getrieben wird, wie in der Figur gezeigt ist. Der Emitter des Transistors 1001 ist über einen Emitterwiderstand 1002 mit Masse verbunden, und sein Kollektor ist an die Basis eines Transistors 1003 angeschlossen. Der Transistor 1003 ist ein Transistor, der von dem Transistor 1001 getrieben wird, und sein Emitter ist an die Hochspannung VH angeschlossen, und sein Kollektor an ein Gate eines FET 1004. Das Bezugszeichen 1005 bezeichnet einen Gate-Source-Widerstand des FET 1004, und das Bezugszeichen 1006 bezeichnet eine Gate-Source-Schutzdiode des FET 1004. Der FET 1004 ist mit seinem Drain an die Hochspannung VH angeschlossen, und mit seiner Source an die Einspritzvorrichtung 4, um die Hochspannung VH an die Einspritzvorrichtung 4 zu liefern oder diese abzuschalten, in Reaktion auf den Schaltbetrieb des Transistors 1003.
Das Bezugszeichen 1001 bezeichnet einen Transistor, dessen Basis mit der Taktsignalerzeugungsschaltung 3 verbunden ist, und der durch ein Taktsignal von der oberen Ausgangsklemme der Taktsignalerzeugungsschaltung 3 getrieben wird, wie in der Figur gezeigt ist. Der Emitter des Transistors 1001 ist über einen Emitterwiderstand 1002 mit Masse verbunden, und sein Kollektor ist an die Basis eines Transistors 1003 angeschlossen. Der Transistor 1003 ist ein Transistor, der von dem Transistor 1001 getrieben wird, und sein Emitter ist an die Hochspannung VH angeschlossen, und sein Kollektor an ein Gate eines FET 1004. Das Bezugszeichen 1005 bezeichnet einen Gate-Source-Widerstand des FET 1004, und das Bezugszeichen 1006 bezeichnet eine Gate-Source-Schutzdiode des FET 1004. Der FET 1004 ist mit seinem Drain an die Hochspannung VH angeschlossen, und mit seiner Source an die Einspritzvorrichtung 4, um die Hochspannung VH an die Einspritzvorrichtung 4 zu liefern oder diese abzuschalten, in Reaktion auf den Schaltbetrieb des Transistors 1003.
Das Bezugszeichen 11 bezeichnet die zweite Schaltvorrichtung,
welche folgende Bauteile aufweist:
Das Bezugszeichen 1101 bezeichnet einen Transistor, dessen Basis an die Taktsignalerzeugungsschaltung 3 angeschlossen ist, und der von einem Taktsignal von der unteren Ausgangsklemme der in der Figur gezeigten Taktsignalerzeugungsschaltung 3 getrieben wird. Der Transistor 1101 ist mit seinem Emitter über einen Emitterwiderstand 1102 an Masse gelegt, und sein Kollektor ist mit der Basis eines Transistors 1103 verbunden. Der Transistor 1103 ist ein Transistor, der von dem Transistor 1101 getrieben wird, und sein Emitter ist an die Batteriespannung VB angeschlossen, und sein Kollektor an ein Gate eines FET 1104. Das Bezugszeichen 1105 bezeichnet einen Gate-Source-Widerstand des FET 1104, und das Bezugszeichen 1106 bezeichnet eine Gate-Source-Schutzdiode des FET 1104. Der Drain des FET 1104 ist an die Einspritzvorrichtung 4 angeschlossen, und dessen Source an die negative Spannung -V, um die negative Spannung -V der Einspritzvorrichtung 4 zuzuführen bzw. nicht zuzuführen, in Reaktion auf den Schaltbetrieb des Transistors 1103.
Das Bezugszeichen 1101 bezeichnet einen Transistor, dessen Basis an die Taktsignalerzeugungsschaltung 3 angeschlossen ist, und der von einem Taktsignal von der unteren Ausgangsklemme der in der Figur gezeigten Taktsignalerzeugungsschaltung 3 getrieben wird. Der Transistor 1101 ist mit seinem Emitter über einen Emitterwiderstand 1102 an Masse gelegt, und sein Kollektor ist mit der Basis eines Transistors 1103 verbunden. Der Transistor 1103 ist ein Transistor, der von dem Transistor 1101 getrieben wird, und sein Emitter ist an die Batteriespannung VB angeschlossen, und sein Kollektor an ein Gate eines FET 1104. Das Bezugszeichen 1105 bezeichnet einen Gate-Source-Widerstand des FET 1104, und das Bezugszeichen 1106 bezeichnet eine Gate-Source-Schutzdiode des FET 1104. Der Drain des FET 1104 ist an die Einspritzvorrichtung 4 angeschlossen, und dessen Source an die negative Spannung -V, um die negative Spannung -V der Einspritzvorrichtung 4 zuzuführen bzw. nicht zuzuführen, in Reaktion auf den Schaltbetrieb des Transistors 1103.
Das Bezugszeichen 12 bezeichnet die
Haltestromerzeugungsvorrichtung, welche folgende Bauteile
aufweist:
Das Bezugszeichen 1201 bezeichnet einen Nebenschlußwiderstand zur Umwandlung des Wertes eines Haltestroms, welcher der Einspritzvorrichtung 4 zugeführt wird, in einen Spannungswert für die Messung oder Erfassung. Der Nebenschlußwiderstand 1201 ist an einem Ende mit der niedrigen Spannung VL verbunden, und am anderen Ende mit einem Kollektor eines Transistors 1202. Das Bezugszeichen 1203 bezeichnet einen Transistor zum Treiben des Transistors 1202. Der Emitter des Transistors 1203 ist mit der niedrigen Spannung VL verbunden, und sein Kollektor ist an die Basis des Transistors 1202 angeschlossen. Das Bezugszeichen 1204 bezeichnet eine Additionsfehlerverstärkungsschaltung zum Empfang des Berechnungsergebnisses des Steuerabschnitts 2 und der Spannung über dem Nebenschlußwiderstand 1201 und zur Abgabe eines Signals an die Basis des Transistors 1203 über einen Widerstand 1205 zum Treiben des Transistors 1203. Während das Signal von dem Steuerabschnitt 2 eingeschaltet ist, führt die Additionsfehlerverstärkungsschaltung 1204 eine Konstantstromsteuerung oder -regelung durch, so daß die Spannung über dem Nebenschlußwiderstand 1201 einen Wert entsprechend einem vorbestimmten Haltestromwert annimmt.
Das Bezugszeichen 1201 bezeichnet einen Nebenschlußwiderstand zur Umwandlung des Wertes eines Haltestroms, welcher der Einspritzvorrichtung 4 zugeführt wird, in einen Spannungswert für die Messung oder Erfassung. Der Nebenschlußwiderstand 1201 ist an einem Ende mit der niedrigen Spannung VL verbunden, und am anderen Ende mit einem Kollektor eines Transistors 1202. Das Bezugszeichen 1203 bezeichnet einen Transistor zum Treiben des Transistors 1202. Der Emitter des Transistors 1203 ist mit der niedrigen Spannung VL verbunden, und sein Kollektor ist an die Basis des Transistors 1202 angeschlossen. Das Bezugszeichen 1204 bezeichnet eine Additionsfehlerverstärkungsschaltung zum Empfang des Berechnungsergebnisses des Steuerabschnitts 2 und der Spannung über dem Nebenschlußwiderstand 1201 und zur Abgabe eines Signals an die Basis des Transistors 1203 über einen Widerstand 1205 zum Treiben des Transistors 1203. Während das Signal von dem Steuerabschnitt 2 eingeschaltet ist, führt die Additionsfehlerverstärkungsschaltung 1204 eine Konstantstromsteuerung oder -regelung durch, so daß die Spannung über dem Nebenschlußwiderstand 1201 einen Wert entsprechend einem vorbestimmten Haltestromwert annimmt.
Ein so erzeugter konstanter Strom wird der
Einspritzvorrichtung 4 über eine Gegenstromsperrdiode 13
zugeführt.
Das Bezugszeichen 14 bezeichnet eine Bypassdiode zum Liefern
der Batteriespannung VB an die Einspritzvorrichtung 4, wenn
die Spannung VH der Hochspannungserzeugungsschaltung 6
während des Übererregungszeitraums absinkt. Die Bypassdiode
14 ist mit ihrer Anode an die Batteriespannung VB
angeschlossen, und mit ihrer Kathode an die hohe Spannung VH.
Das Bezugszeichen 15 bezeichnet einen
Spannungsstabilisierungskondensator zum Stabilisieren der
Batteriespannung VB.
Unter Bezugnahme auf das in Fig. 2 dargestellte
Zeitablaufdiagramm wird nunmehr der Betrieb der Schaltung von
Fig. 3 erläutert.
Der Steuerabschnitt 2 berechnet die Kraftstoffmenge, die von
der Einspritzvorrichtung 4 eingespritzt wird, auf der
Grundlage von Information wie beispielsweise der
Luftansaugmenge, der Drehzahl, und der Wassertemperatur, die
von den Sensoren 1 geliefert wird, und schickt das bei (a) in
Fig. 2 gezeigte Berechnungsergebnis an die
Taktsignalerzeugungsschaltung 3. Nach Empfang des
Berechnungsergebnisses gibt die Taktsignalerzeugungsschaltung
3 das bei (b) in Fig. 2 gezeigte Taktsignal von der oberen
Ausgangsklemme, die in der Figur gezeigt ist, und das bei (c)
gezeigte Taktsignal von der unteren Ausgangsklemme aus, die
in der Figur gezeigt ist.
Zuerst wird der Betrieb erläutert, wenn das Ventil der
Einspritzvorrichtung 4 geöffnet wird.
Die Hochspannungserzeugungsschaltung 6, welche einen
Spannungserhöhungs-Gleichspannungs-Gleichspannungswandler
bildet, erhöht die Batteriespannung VB auf die hohe Spannung
VB.
Strom von der Batterie 5 wird der Drosselspule 601 zugeführt.
Der in die Drosselspule 601 fließende Erregerstrom wird durch
den FET 602 ein- oder ausgeschaltet, wodurch eine induzierte
hohe Spannung in der Drosselspule 601 erzeugt wird. Die
Spannung mit positiver Polarität, die durch diesen
Induktionsvorgang erzeugt wird, geht durch die
Gleichrichterdiode 603 hindurch, und wird in dem Kondensator
604 angesammelt. Die Spannung des Kondensators 604 wird in
die Spannungserhöhungssteuerschaltung 607 eingegeben, die
dann eine derartige Konstantspannungssteuerung oder -regelung
durchführt, daß die Spannung des Kondensators 604, nämlich
die hohe Spannung VH, gleich einer vorbestimmten Spannung
wird. Die Konstantspannungssteuerung wird dadurch
durchgeführt, daß das der Treiberschaltung 608 zum Treiben
des FET 602 von der Spannungserhöhungssteuerschaltung 607
zugeführte Treibersignal eingestellt wird.
Andererseits gibt die Taktsignalerzeugungsschaltung 3 das
Signal entsprechend dem Übererregungszeitraum, welches bei
(b) in Fig. 2 gezeigt ist, an die Basen der Transistoren
1001 und 7 von der oberen, in der Figur gezeigten
Ausgangsklemme aus.
Das Taktsignal (b) geht zum Zeitpunkt t1 auf den hohen Pegel,
und es fließt ein Strom von der Basis des Transistors 1001
über den Emitter, so daß der Transistor 1001 leitet. Wenn der
Transistor 1001 leitet, fließt ein Strom auf einem Weg von
der hohen Spannung VH zum Emitter und zur Basis des
Transistors 1003, zum Kollektor und Emitter des Transistors
1001, und nach Masse, so daß der Transistor 1003 leitet. Wenn
der Transistor 1003 leitet, fließt ein Strom auf einem Weg
von der hohen Spannung VH zum Emitter und Kollektor des
Transistors 1003, zum Gate-Source-Widerstand 1005, zur
Einspritzvorrichtung 4, und nach Masse, und tritt eine
Potentialdifferenz zwischen dem Gate und der Source des FET
1004 auf, so daß der FET 1004 leitet.
Dann ist die hohe Spannung VH an die Einspritzvorrichtung 4
angelegt, und fließt ein Strom auf einem Weg von der hohen
Spannung VH zum Drain und zur Source des FET, und über die
Einspritzvorrichtung 4 nach Masse. Der Strom steigt sehr
steil an, wie bei (e) in Fig. 2 gezeigt ist; er steigt in
einem Hub auf den Maximalwert IK an. Die Zeit, bis der
Ventilöffnungsstromwert der Einspritzvorrichtung 4 erreicht
wird, ist daher verkürzt, und daher veranlaßt der Strom
sofort das Ventil der Einspritzvorrichtung 4 zum Öffnen.
Der Strom in die Einspritzvorrichtung 4 nimmt ab, nachdem er
den Maximalwert IK erreicht hat, da die Ladung, die sich in
dem Kondensator 604 der Hochspannungserzeugungsschaltung 6
angesammelt hat, in einem Hub entladen wird. Nimmt man an,
daß ein langer Übererregungszeitraum eingestellt wurde,
infolge der Eigenschaften der Einspritzvorrichtung, so wird
der Kondensator 604 weiter entladen, und schließlich kann es
unmöglich werden, daß der Ventilöffnungsstromwert der
Einspritzvorrichtung 4 geliefert wird. Daher wird bei der
ersten Ausführungsform die Bypassdiode 14 eingesetzt. Wenn
der Wert der hohen Spannung VH beim Entladen des Kondensators
604 absinkt und unter die Batteriespannung VB abfällt,
veranlaßt die Bypassdiode 14 die Batteriespannung VB statt
der hohen Spannung VH, der Einspritzvorrichtung 4 einen Strom
zuzuführen.
Das Taktsignal (b) wird ebenfalls der Basis des Transistors 7
zugeführt. Der Transistor 7 sperrt den
Spannungserhöhungsvorgang der
Hochspannungserzeugungsschaltung 6 während des
Übererregungszeitraums in Reaktion auf das Taktsignal (b).
Wenn das Taktsignal (b) auf hohem Pegel geliefert wird,
fließt ein Strom auf einem Weg von der Basis und dem Emitter
des Transistors 7 nach Masse, so daß der Transistor 7 leitet.
Der Kollektor des Transistors 7 ist an eine
Treibersignalzufuhrverbindung von der
Spannungserhöhungssteuerschaltung 607 zur Treiberschaltung
608 angeschlossen, und sein Emitter ist an Masse gelegt. Wenn
der Transistor 7 leitet, wird daher das Treibersignal,
welches von der Spannungserhöhungssteuerschaltung 607
ausgegeben wird, an Masse gelegt und so inaktiviert, und
daher stoppt die Treiberschaltung 608 das Treiben des FET
602.
Während des Übererregungszeitraums kann daher die Energie,
die mit hoher Geschwindigkeit und hohem Strom in die
Hochspannungserzeugungsschaltung 6 von der Batterie 5 aus
fließt, gestoppt werden.
Darüber hinaus kann der Energieverbrauch in der
Hochspannungserzeugungsschaltung 6 verringert werden, und
kann das Rauschen verringert werden, welches durch den mit
hoher Geschwindigkeit (steil ansteigenden) hohen Strom mit
einer hohen Rauschkomponente hervorgerufen wird.
Als nächstes wird das Halten des geöffneten Zustands des
Ventils der Einspritzvorrichtung 4 erläutert.
Die Niederspannungserzeugungsschaltung 8 wird durch eine
Schaltregelspannungsverringerungsschaltung unter Verwendung
eines Transformators oder einer Drosselspule und eines
Kondensators oder eines linearen Spannungsabfallsystems
gebildet, mit der Batteriespannung VB als Eingangsspannung.
Die Batteriespannung VB wird in die
Niederspannungserzeugungsschaltung 8 eingegeben, erzeugt eine
vorbestimmte Konstantspannung VL, die niedriger ist als die
Batteriespannung VB, und liefert die Spannung an den
Nebenschlußwiderstand 1201 und den Kollektor des Transistors
1203. Wenn das Berechnungsergebnis (a) des Steuerabschnitts 2
ein Signal auf niedrigem Pegel ist, überwacht die
Additionsfehlerverstärkungsschaltung 1204 die Spannung über
dem Nebenschlußwiderstand 1201, und treibt und steuert die
Transistoren 1203 und 1202 so, daß die Spannung über dem
Nebenschlußwiderstand einen Spannungswert entsprechend dem
Haltestromwert annimmt.
Der Haltestrom wird der Einspritzvorrichtung 4 über die
Rückwärtsstromsperrdiode 13 zugeführt. Die
Rückwärtsstromsperrdiode 13 sperrt daher die Zufuhr des
Haltestroms im Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt t1 und t3 und
nach dem Zeitpunkt t3, der FET 1004 wird nichtleitend, und
dann wird der Haltestrom, der durch den Strom IH bei (e) in
Fig. 2 angedeutet ist, der Einspritzvorrichtung 4 zugeführt.
Hierbei verwendet die Haltestromerzeugungsschaltung 8 als
Stromversorgung das Ausgangssignal einer
Konstantspannungsschaltung zur Erzeugung einer konstanten
Spannung, wenn die Batteriespannung VB schwankt. Zur
Einstellung des Haltestroms IH müssen daher Schwankungen der
Batteriespannung VB nicht berücksichtigt werden.
Der Haltestrom IH kann daher auf den minimalen Haltestromwert
zum Offenhalten des Ventils der Einspritzvorrichtung 4
eingestellt werden, um den Energieverbrauch zu verringern.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine
Niederspannungsschaltung zur Erzeugung der Spannung VL
eingesetzt, die niedriger ist als die Batteriespannung VB,
und eine Konstantspannung ist.
Wenn eine derartige Steuerung oder Regelung durchgeführt
wird, daß der Konstantstrom IH in den Nebenschlußwiderstand
1201 fließt, können daher Verluste unterdrückt werden, die
durch den Schaltvorgang des Transistors 1202 hervorgerufen
werden, und kann die Erzeugung von Wärme unterdrückt werden.
Daher lassen sich Transistoren mit niedriger Leistung als die
Transistoren 1202 und 1203 einsetzen, und kann die Steuerung
verkleinert werden.
Als nächstes wird der Betrieb erläutert, wenn das Ventil der
Einspritzvorrichtung 4 geschlossen wird.
Zuerst veranlaßt zum Zeitpunkt t2 der Steuerabschnitt 2 das
Signal (a) entsprechend dem Ergebnis der Berechnung dazu,
einen Übergang von dem niedrigen auf den hohen Pegel
vorzunehmen. Die Additionsfehlerverstärkungsschaltung 1204
empfängt das Signal, und ändert den Sollstromwert vom
Haltestrom 1H auf 0 Ampére, wodurch die Transistoren 1203 und
1202 dazu veranlaßt werden, nichtleitend zu werden, so daß
die Stromzufuhr zur Einspritzvorrichtung 4 gestoppt wird.
Wenn die Stromzufuhr unterbrochen ist, führt die
Einspritzvorrichtung 4 einen Übergang von dem
Ventilöffnungszustand zum Ventilschließzustand durch. Dieser
Ventilschließvorgang wird allmählich durchgeführt, während
der verbleibende Magnetfluß verbraucht wird, der sich in der
Einspritzvorrichtung 4 angesammelt hat.
Andererseits gibt zum Zeitpunkt t2 die
Taktsignalerzeugungsschaltung 3 das Taktsignal (c) von der in
der Figur gezeigten unteren Ausgangsklemme aus. Das
Taktsignal (c) nimmt in den Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt
t2 und den Zeitpunkt t4 einen hohen Pegel an, und arbeitet
als inverses Erregersignal.
Das Signal auf hohem Pegel führt zu einem Stromfluß auf einem
Weg von der Basis und dem Emitter des Transistors 1101 über
den Widerstand 1102 nach Masse, so daß der Transistor 1101
leitet. Wenn der Transistor 1101 leitet, fließt ein Strom auf
einem Weg von der Batteriespannung VB über den Emitter und
die Basis des Transistors 1103, und über den Kollektor und
den Emitter des Transistors 1103, und über den Widerstand
1102 nach Masse, so daß der Transistor 1103 leitet. Wenn der
Transistor 1103 leitet, fließt ein Strom auf einem Weg von
der Batteriespannung VB über den Emitter und den Kollektor
des Transistors 1103, über den Gate-Source-Widerstand 1105,
zur negativen Spannung -V.
Die negative Spannung -V wird durch die Erzeugungsschaltung 9
für die negative Spannung erzeugt. Die Erzeugungsschaltung 9
für die negative Spannung ist als Pumpschaltung ausgebildet,
die einen Kondensator einsetzt, wobei die hohe Spannung VH
oder die Batteriespannung VB die Eingangsspannung bildet.
Wenn ein Strom in dem Gate-Source-Widerstand 1105 fließt,
tritt ein Spannungsabfall über dem Widerstand auf, und führt
die Potentialdifferenz, die zwischen dem Gate und der Source
des FET 1104 auftritt, dazu, daß der FET 1104 leitet.
Der FET 1104 ist mit seinem Drain an die Einspritzvorrichtung
4 und mit seiner Source an die negative Spannung -V
angeschlossen.
Daher liegt die negative Spannung -V an, wenn der Versuch
unternommen wird, das Ventil allmählich zu schließen, während
der übrigbleibende Magnetfluß, der sich in der
Einspritzvorrichtung 4 angesammelt hat, zum Zeitpunkt t2
verbraucht wird. Daher fließt ein Strom auf einem Weg von der
Einspritzvorrichtung 4 über Drain und Source des FET 1104 zur
negativen Spannung -V, und wird der übrigbleibende
Magnetfluß, der sich in der Einspritzvorrichtung 4
angesammelt hat, in einem Hub verbraucht.
Der übrigbleibende Magnetfluß, der den Ventilschließvorgang
der Einspritzvorrichtung 4 behindert, wird daher in kurzer
Zeit verbraucht, so daß der Ventilschließvorgang der
Einspritzvorrichtung 4 in kurzer Zeit durchgeführt wird.
Die inverse Erregung unter Verwendung der negativen Spannung
-V wird während des inversen Erregungszeitraums zwischen dem
Zeitpunkt t2 und dem Zeitpunkt t4 durchgeführt.
Die hohe Spannung VH oder die Batteriespannung VB wird als
Eingangsspannung der Erzeugungsschaltung für die negative
Spannung verwendet, jedoch kann auch die niedrige Spannung VL
verwendet werden.
Das Ventil der Einspritzvorrichtung kann daher mit hoher
Geschwindigkeit geöffnet und geschlossen werden, unabhängig
von der Batteriespannung, wodurch der Steuer- oder
Regelbereich der Einspritzvorrichtung vergrößert werden kann.
Claims (5)
1. Steuerung für eine Einspritzvorrichtung für die
Kraftstoffeinspritzung, welche aufweist:
eine Vorrichtung zur Erfassung von Information in Bezug auf einen Laufzustand einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung;
eine Vorrichtung zur Berechnung der Kraftstoffmenge, welche der Brennkraftmaschine zugeführt werden soll, auf der Grundlage des Meßergebnisses der Erfassungsvorrichtung;
eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Treibersignals zum Öffnen oder Schließen eines Ventils einer Einspritzvorrichtung zum Liefern von Kraftstoff an die Brennkraftmaschine nach Empfang des Berechnungsergebnisses der Kraftstoffmengenberechnungsvorrichtung;
eine Stromversorgung;
eine Hochspannungserzeugungsvorrichtung zum Erhöhen einer Spannung auf der Grundlage der elektrischen Energie von der Stromversorgung, um eine Spannung zu erzeugen, die höher als jene der Stromversorgung ist;
eine erste Schaltvorrichtung, die auf einem Stromversorgungsweg von der Hochspannungserzeugungsvorrichtung zur Einspritzvorrichtung vorgesehen ist, um zu leiten, wenn das Ventil der Einspritzvorrichtung nach Empfang des Treibersignals geöffnet wird,
eine Erzeugungsvorrichtung für eine negative Spannung, um eine Spannung mit negativer Polarität zu erzeugen; und
eine zweite Schaltvorrichtung, die auf einem Stromversorgungsweg von der Erzeugungsvorrichtung für die negative Spannung zur Einspritzvorrichtung vorgesehen ist, um zu leiten, wenn das Ventil der Einspritzvorrichtung nach Empfang des Treibersignals geschlossen wird.
eine Vorrichtung zur Erfassung von Information in Bezug auf einen Laufzustand einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung;
eine Vorrichtung zur Berechnung der Kraftstoffmenge, welche der Brennkraftmaschine zugeführt werden soll, auf der Grundlage des Meßergebnisses der Erfassungsvorrichtung;
eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Treibersignals zum Öffnen oder Schließen eines Ventils einer Einspritzvorrichtung zum Liefern von Kraftstoff an die Brennkraftmaschine nach Empfang des Berechnungsergebnisses der Kraftstoffmengenberechnungsvorrichtung;
eine Stromversorgung;
eine Hochspannungserzeugungsvorrichtung zum Erhöhen einer Spannung auf der Grundlage der elektrischen Energie von der Stromversorgung, um eine Spannung zu erzeugen, die höher als jene der Stromversorgung ist;
eine erste Schaltvorrichtung, die auf einem Stromversorgungsweg von der Hochspannungserzeugungsvorrichtung zur Einspritzvorrichtung vorgesehen ist, um zu leiten, wenn das Ventil der Einspritzvorrichtung nach Empfang des Treibersignals geöffnet wird,
eine Erzeugungsvorrichtung für eine negative Spannung, um eine Spannung mit negativer Polarität zu erzeugen; und
eine zweite Schaltvorrichtung, die auf einem Stromversorgungsweg von der Erzeugungsvorrichtung für die negative Spannung zur Einspritzvorrichtung vorgesehen ist, um zu leiten, wenn das Ventil der Einspritzvorrichtung nach Empfang des Treibersignals geschlossen wird.
2. Steuerung für eine Einspritzvorrichtung zur
Kraftstoffeinspritzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Vorrichtung zur Erzeugung einer vorbestimmten Konstantspannung auf der Grundlage der elektrischen Energie der Stromversorgung vorgesehen ist; und
eine Haltestromerzeugungsvorrichtung zum Empfang der konstanten Spannung von der Konstantspannungserzeugungsvorrichtung und des Treibersignals von der Treibersignalerzeugungsvorrichtung, und zum Liefern eines Haltestroms zum Offenhalten des Ventils der Einspritzvorrichtung, nachdem das Ventil der Einspritzvorrichtung geöffnet wurde.
eine Vorrichtung zur Erzeugung einer vorbestimmten Konstantspannung auf der Grundlage der elektrischen Energie der Stromversorgung vorgesehen ist; und
eine Haltestromerzeugungsvorrichtung zum Empfang der konstanten Spannung von der Konstantspannungserzeugungsvorrichtung und des Treibersignals von der Treibersignalerzeugungsvorrichtung, und zum Liefern eines Haltestroms zum Offenhalten des Ventils der Einspritzvorrichtung, nachdem das Ventil der Einspritzvorrichtung geöffnet wurde.
3. Steuerung für eine Einspritzvorrichtung zur
Kraftstoffeinspritzung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Konstantspannungserzeugungsvorrichtung eine
Niederspannungserzeugungsvorrichtung zur Erzeugung einer
Spannung ist, die niedriger ist als jene der
Stromversorgung.
4. Steuerung für eine Einspritzvorrichtung zur
Kraftstoffeinspritzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Vorrichtung dazu Vorgesehen ist, nach Empfang des
Treibersignals von der
Treibersignalerzeugungsvorrichtung den
Spannungserhöhungsbetrieb der
Hochspannungserzeugungsvorrichtung für einen
vorbestimmten Zeitraum seit dem Öffnungszeitpunkt des
Ventils der Einspritzvorrichtung zu sperren
5. Steuerung für eine Einspritzvorrichtung für
Kraftstoffeinspritzung, welche aufweist:
eine Vorrichtung zur Erfassung von Information in Bezug auf einen Laufzustand einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung;
eine Vorrichtung zur Berechnung einer Kraftstoffmenge, welche der Brennkraftmaschine zugeführt werden soll, auf der Grundlage des Meßergebnisses der Erfassungsvorrichtung;
eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Treibersignals zum Öffnen oder Schließen eines Ventils einer Einspritzrichtung zum Liefern von Kraftstoff an die Brennkraftmaschine nach Empfang des Berechnungsergebnisses der Kraftstoffmengenberechnungsvorrichtung;
eine Stromversorgung;
eine Hochspannungserzeugungsvorrichtung zur Spannungserhöhung auf der Grundlage der elektrischen Energie von der Stromversorgung, um eine Spannung zu erzeugen, die höher ist als jene der Stromversorgung;
eine erste Schaltvorrichtung, die auf einem Stromversorgungsweg von der Hochspannungserzeugungsvorrichtung zur Einspritzvorrichtung vorgesehen ist, um zu leiten, wenn das Ventil der Einspritzvorrichtung nach Empfang des Treibersignals geöffnet wird; und
eine Vorrichtung, die dazu dient, nach Empfang des Treibersignals von der Treibersignalserzeugungsvorrichtung den Spannungserhöhungsvorgang der Hochspannungserzeugungsvorrichtung über einen vorbestimmten Zeitraum seit der Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung zu sperren.
eine Vorrichtung zur Erfassung von Information in Bezug auf einen Laufzustand einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung;
eine Vorrichtung zur Berechnung einer Kraftstoffmenge, welche der Brennkraftmaschine zugeführt werden soll, auf der Grundlage des Meßergebnisses der Erfassungsvorrichtung;
eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Treibersignals zum Öffnen oder Schließen eines Ventils einer Einspritzrichtung zum Liefern von Kraftstoff an die Brennkraftmaschine nach Empfang des Berechnungsergebnisses der Kraftstoffmengenberechnungsvorrichtung;
eine Stromversorgung;
eine Hochspannungserzeugungsvorrichtung zur Spannungserhöhung auf der Grundlage der elektrischen Energie von der Stromversorgung, um eine Spannung zu erzeugen, die höher ist als jene der Stromversorgung;
eine erste Schaltvorrichtung, die auf einem Stromversorgungsweg von der Hochspannungserzeugungsvorrichtung zur Einspritzvorrichtung vorgesehen ist, um zu leiten, wenn das Ventil der Einspritzvorrichtung nach Empfang des Treibersignals geöffnet wird; und
eine Vorrichtung, die dazu dient, nach Empfang des Treibersignals von der Treibersignalserzeugungsvorrichtung den Spannungserhöhungsvorgang der Hochspannungserzeugungsvorrichtung über einen vorbestimmten Zeitraum seit der Ventilöffnungszeit der Einspritzvorrichtung zu sperren.
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