DE60224298T2

DE60224298T2 - Verfahren und vorrichtung zur ansteuerung eines elektromagnetischen stromregel-proportionalsteuerventils

Info

Publication number: DE60224298T2
Application number: DE60224298T
Authority: DE
Inventors: Kazuya Higashimatsuyama-shi KUBOTA; T. Higashimatsuyama-shi KUWAYAMA; Norio Higashimatsuyama-shi MATSUDA
Original assignee: Bosch Automotive Systems Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2022-10-30
Also published as: EP1441162A4; CN1543544A; KR20050040845A; JP2003139263A; WO2003038324A8; EP1441162A1; US7387289B2; WO2003038324A1; EP1441162B1; US20050151103A1; CN100353109C; KR100582314B1; JP3851140B2; DE60224298D1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und einen Apparat zum Treiben eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils, das zur Flussratensteuerung verwendet wird.
STAND DER TECHNIK
Solenoid-Proportional-Steuerungsventile zur Flussratensteuerung sind seit langem für die Steuerung der Flussrate von flüssigen Treibstoffen oder anderen Fluiden in verschiedenen Systemen verwendet worden. Betrachtet man zum Beispiel das Treibstoff-Einspritzsystem, das Hochdruck-Treibstoff in einem Common Rail akkumuliert und den Hochdruck-Treibstoff über Einspritzer in die Zylinder eines inneren Verbrennungsmotors injiziert. Die Pumpeneinheit, die bereitgestellt wird, um den Hochdruck-Treibstoff in das Common Rail in dieses System zuzuführen, beinhaltet eine Zuführungs-Pumpe, zum Zuführen von Treibstoff von einem Treibstoff-Tank und ist angeordnet, um den Treibstoff, der durch die Zuführungs-Pumpe zugeführt wird, unter Druck zu setzen, wobei ein Hochdruck-Kolben verwendet wird, und den unter Druck gesetzten Treibstoff in das Common Rail zuzuführen. Der Treibstoff, der dem Hochdruck-Kolben durch die Zuführungs-Pumpe zugeführt wird, wird auf eine Menge gesteuert, die für den unverzögerten Betriebszustand bzw. Betriebsbedingung der Maschine durch ein Solenoid-Proportional-Steuerungsventil geeignet ist.
Das Solenoid-Proportional-Steuerungsventil, das zu diesem Zweck verwendet wird, ist mit einem Feder-vorgespannten Kolben ausgestattet, der gleitbar in einem Zylinder vorgespannt ist und einem Solenoid, um den Kolben gegen die Vorspannungskraft der Feder anzuordnen. Die die Lage betreffende Anordnungsbeziehung zwischen dem Kolben und dem Zylinder wird im Verhältnis zu der Größe des Treib-Stromes gesteuert, der dem Solenoid zugeführt wird, um den Öffnungsbereich einer Treibstoff-Durchlassöffnung zu regulieren, die in dem Zylinder ausgebildet ist, und somit die Flussrate des Treibstoffes zu regulieren, der das Solenoid-Proportional-Steuerungsventil passiert.
Gewöhnlich wird die Spule des Solenoids des so konfigurierten Solenoid-Proportional-Steuerungsventils mit einer konstanten Frequenz-Treibpulsspannung bereitgestellt, und die Treibstoff-Flussrate wird reguliert, indem die relative Einschaltzeit bzw. das Betriebszeitverhältnis der Pulsspannung so variiert wird, um das effektive Ventil des Treib-Stromes zu regulieren, das dem Solenoid zugeführt wird.
Bei dem so konfigurierten Solenoid-Proportional-Steuerungsventil tritt jedoch eine statische und eine dynamische Reibung zwischen dem Kolben und dem Zylinder während des Betriebs auf, und die Hysterese, die durch die Bewegung des Kolbens durch diese mechanische Betriebsreibung erzeugt wird, verursacht einen Abfall in der Ansprechempfindlichkeit des Ventil-Systems, eine Abweichung in der gesteuerten Flussrate und andere Effekte, die ein Problem erzeugen, durch das es unmöglich gemacht wird, die Flussratensteuerung stabil zu leiten.
EP 1 103 709 A offenbart ein Treibstoff-Einspritzsystem. Das Treibstoff-Einspritzsystem umfasst einen Einspritzer, der elektromagnetisch getrieben werden soll, ein Steuerungsmittel zum Ausgeben eines Treibsignals, das zu diesem Einspritzer eine erste Stromträgerzeit und eine zweite Stromträgerzeit aufweist, und ein Treibmittel, damit ein hoher Strom passieren kann, um ein Ventil des Einspritzers während der ersten Stromträgerzeit zu öffnen und damit ein kleiner Strom passiert, um den Einspritzer in einem geöffneten Ventil-Zustand während der zweiten Stromträgerzeit zu halten, und ist so konstruiert, das die erste Stromträgerzeit auf eine Zeit eingestellt wird, die kürzer ist als eine erforderliche Ventil-Öffnungszeit von einem Stromträger-Staat des Einspritzers bis zu einem vollen Öffnen, und diese Zeitdifferenz wird auf einen Wert eingestellt, der kleiner ist als die Verzögerungszeit der Ventil-Schließungsoperation von einer tatsächlichen Unterbrechung des Einspritzers in dem Fall eines Unterbrechens eines Stromes in der ersten Stromträgerzeit, zu einem Start der Ventil-Schließungsoperation.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche definiert. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Vorteilhafterweise werden ein Verfahren und ein Apparat zum Treiben eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils bereitgestellt, das für eine Flussratensteuerung verwendet wird, das die oben genannten Probleme des Stands der Technik bewältigen kann.
Vorteilhafterweise werden ein Verfahren und ein Apparat zum Treiben eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils bereitgestellt, das für eine Flussratensteuerung verwendet wird, das eine stabile Flussratensteuerung realisieren kann.
Vorteilhafterweise werden ein Verfahren und ein Apparat zum Treiben eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils bereitgestellt, das für eine Flussratensteuerung eingesetzt wird, die eine stabile Flussratensteuerung realisieren kann, ohne Kosten oder Stromverbrauch zu erhöhen.
Vorteilhafterweise wird ein Verfahren zum Treiben eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils bereitgestellt, das für eine Flussratensteuerung eingesetzt wird, welches eine Flussrate reguliert, indem eine relative Einschaltzeit bzw. ein Betriebszeitverhältnis einer Pulsspannung, die an einer Spule angelegt wird, um einen Solenoid zu treiben, um den Treib-Strom zu steuern, der durch die Spule fließt,
elektrische Energie, die an die Spule weitergegeben bzw. zugeführt wird, wird zeitweise an geeigneten Zeitpunkten erhöht, um unverzögert die Antriebskraft des Treib-Solenoids zu erhöhen bzw. ansteigen zu lassen.
Die Treibkraft des Treib-Solenoids kann sich unverzögert erhöhen bzw. ansteigen lassen, indem entweder der Spitzenwert der Pulsspannung zu einem geeigneten Zeitpunkt erhöht wird, oder durch einen wiederholten vorübergehenden Anstieg des Spitzenwertes der Pulsspannung.
Ob oder ob nicht ein Betriebszustand bzw. eine Betriebsbedingung, die verantwortlich ist, eine Hysterese in dem Betrieb des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils zu verursachen, das für eine Flussratensteuerung verwendet wird, vorhanden ist, kann unterschieden werden und der vorübergehende Anstieg des Spitzenwertes der Pulsspannung kann wiederholt ausgeführt werden, wenn unterschieden wird, das ein Betriebszustand bzw. eine Betriebsbedingung, die verantwortlich ist, um eine Hysterese bei dem Betrieb des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils zu verursachen, vorhanden ist.
Vorteilhafterweise wird ein Verfahren zum Treiben eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils bereitgestellt, das für eine Flussratensteuerung verwendet wird, welche eine Flussrate reguliert, indem eine relative Einschaltzeit bzw. eine Betriebszeitverhältnis einer Pulsspannung reguliert wird, die an eine Spule angelegt wird, um einen Solenoid zu treiben, um einen Treib-Strom zu steuern, der durch die Spule fließt, eine Pulsbreite der Pulsspannung wird vorübergehend an geeigneten Zeitpunkten erhöht, um die Treibkraft des Treib-Solenoids unverzögert zu erhöhen bzw. ansteigen zu lassen.
Vorteilhafterweise wird ein Apparat zum Treiben eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils bereitgestellt, welcher verwendet wird, um ein Solenoid-Proportional-Steuerungsventil zu treiben, das für eine Flussratensteuerung verwendet wird, wobei der Apparat Folgendes umfasst:
Mittel zum Zuführen einer vorbestimmten Frequenz-Treib-Pulsspannung einer relativen Einschaltzeit bzw. eines Betriebszeitverhältnisses, das einem Steuerungssignal entspricht, das von der Außenseite der Spule eines Treib-Solenoids des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils zugeführt wird, und
Mittel zum vorübergehenden Erhöhen einer Pulsbreite der Treib-Pulsspannung an geeigneten Zeitpunkten.
Vorteilhafterweise wird ein Apparat zum Treiben eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils bereitgestellt, welcher verwendet wird, um ein Solenoid-Proportional-Steuerungsventil zu treiben, das für eine Flussratensteuerung verwendet wird, wobei der Apparat Folgendes umfasst:
Mittel zum Zuführen einer vorbestimmten Frequenz-Treib-Pulsspannung einer relativen Einschaltzeit bzw. eines Betriebszeitverhältnisses, das einem Steuerungssignal entspricht, das von außerhalb einer Spule eines Treib-Solenoids des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils zugeführt wird, und
Mittel zum vorübergehenden Erhöhen eines Puls-Spitzenwertes der Treib-Pulsspannung zu geeigneten Zeitpunkten.
Vorteilhafterweise wird ein Verfahren zum Treiben eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils bereitgestellt, das für eine Flussratensteuerung in einer Pumpe eines Common Rail-Systems eingesetzt wird, so angepasst, um eine Flussrate zu regulieren, in dem eine relative Einschaltzeit bzw. ein Betriebszeitverhältnis einer Pulsspannung reguliert wird, die an eine Spule eines Treib-Solenoids angelegt wird, um einen Treib-Strom zu steuern, der durch die Spule fließt,
elektrische Energie, die an die Spule weitergegeben bzw. dieser zugeführt wird, wird zu geeigneten Zeitpunkten erhöht, um die Antriebskraft des Treib-Solenoids unverzögert zu erhöhen bzw. ansteigen zu lassen.
Vorteilhafterweise wird ein Verfahren zum Treiben eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils bereitgestellt, das für eine Flussratensteuerung in einer Pumpe eines Common Rail-Systems eingesetzt wird, so angepasst, um eine Flussrate zu regulieren, indem eine relative Einschaltzeit bzw. ein Betriebszeitverhältnis einer Pulsspannung reguliert wird, die an eine Spule eines Treib-Solenoids angelegt wird, um einen Treib-Strom zu steuern, der durch die Spule fließt,
Einen Spitzenwert der Pulsspannung wird vorübergehend zu geeigneten Zeitpunkten erhöht, um die Treibkraft des Treib-Solenoids unverzögert zu erhöhen bzw. ansteigen zu lassen.
Vorteilhafterweise wird ein Verfahren zum Treiben eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils bereitgestellt, das für eine Flussratensteuerung einer Pumpe eines Common Rail-Systems eingesetzt wird, so angepasst, um eine Flussrate zu regulieren, indem eine relative Einschaltzeit bzw. ein Betriebszeitverhältnis einer Pulsspannung reguliert wird, die an eine Spule eines Treib-Solenoids angelegt wird, um einen Treib-Strom zu steuern, der durch die Spule fließt,
eine Pulsbreite der Pulsspannung wird zu geeigneten Zeitpunkten erhöht, um die Treibkraft des Treib-Solenoids unverzögert zu erhöhen bzw. ansteigen zu lassen.
Vorteilhafterweise wird ein Apparat zum Treiben eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils bereitgestellt, das zum Treiben eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils verwendet wird, das für eine Flussratensteuerung in einer Pumpe eines Common Rail-Systems eingesetzt wird, wobei der Apparat Folgendes umfasst:
Mittel zum Zuführen einer vorbestimmten Frequenz-Treib-Pulsspannung einer relativen Einschaltzeit bzw. eines Betriebszeitverhältnisses, das einem Steuerungssignal entspricht, das der Spule eines Treib-Solenoids eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils von außen zugeführt wird, und
Mittel zum vorübergehenden Erhöhen einer Pulsbreite der Treib-Pulsspannung zu geeigneten Zeitpunkten.
Vorteilhafterweise wird ein Apparat zum Treiben eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils bereitgestellt, das zum Treiben eines Solenoid-Proportional- Steuerungsventils verwendet wird, das für eine Flussratensteuerung einer Pumpe eines Common Rail-Systems eingesetzt wird, wobei der Apparat Folgendes umfasst:
Mittel zum Zuführen einer vorbestimmten Frequenz-Treib-Pulsspannung einer relativen Einschaltzeit bzw. eines Betriebszeitverhältnisses, das einem Steuerungssignal entspricht, das der Spule eines Treib-Solenoids eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils von außerhalb zugeführt wird, und
Mittel zum vorübergehenden Erhöhen eines Puls-Spitzenwertes der Treib-Pulsspannung zu geeigneten Zeitpunkten.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Schnittdarstellung, die die detaillierte Anordnung eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils zeigt, das in 1 gezeigt ist.
3 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Kolbens des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils, das in 2 gezeigt ist.
4 ist ein detailliertes Schaltdiagramm der Treib-Steuerungseinheit, die in 1 gezeigt ist.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerungsprogramm zeigt, das in einer CPU der Treib-Steuerungseinheit ausgeführt wird, die in 4 gezeigt ist.
6A ist eine Wellenform eines Steuerungs-Ausgangssignals, der Treib-Steuerungseinheit, die in 4 gezeigt ist.
6B ist eine schematische Darstellung einer tatsächlichen Wellenform des Solenoid-Spulen-Treibsignals der Treib-Steuerungseinheit, die in 4 gezeigt ist.
7 ist ein wesentlicher Teil eines Flussdiagramms, um eine Modifikation der Steuerung zu erklären, die in 5 gezeigt ist.
8 ist ein Schaltdiagramm, das eine Modifikation der Treib-Steuerungseinheit zeigt, die in 4 gezeigt ist.
9 ist ein Schaltdiagramm, das ein Beispiel der Anordnung einer Treib-Steuerungseinheit zum Schalten der Spannung zeigt, die an die Solenoid-Spule angelegt wird, um eine Starkstrom-Ausgabe-Verarbeitung auszuführen.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerungsprogramm zeigt, das in einer CPU der Treib-Steuerungseinheit ausgeführt wird, die in 9 gezeigt ist.
11A ist eine Wellenform eines Steuerungs-Ausgangssignals der Treib-Steuerungseinheit, die in 9 gezeigt ist.
11B ist eine schematische Darstellung einer tatsächlichen Wellenform eines Solenoid-Spulen-Treibsignals der Treib-Steuerungseinheit, die in 9 gezeigt ist.
12 ist ein Schaltdiagramm, das eine Modifikation der Treib-Steuerungseinheit zeigt, die in 9 gezeigt ist.
13 ist ein Schaltdiagramm, das eine andere Modifikation der Treib-Steuerungseinheit zeigt, die in 9 gezeigt ist.
14 ist ein Schaltdiagramm, das eine andere Modifikation der Treib-Steuerungseinheit zeigt, die in 9 gezeigt ist.
BESTE AUSFÜHRUNGSART DER ERFINDUNG
Um die vorliegende Erfindung im größeren Detail darzulegen, wird sie nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erklärt.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Hier ist die Anordnung eines inneren Verbrennungsmaschinen-Treibstoff-Einspritz-Systems veranschaulicht, das so konfiguriert ist, um einen Solenoid-Proportional-Steuerungsventil-Treib-Apparat entsprechend der vorliegenden Erfindung zu verwenden. Das Treibstoff-Einspritz-System 1 ist ein Treibstoff-Einspritzungs-System vom Common Rail Typ, das viele Einspritzer 3 verwendet, um Hochdruck-Treibstoff einzuspritzen, der in einem Common Rail 2 direkt in die entsprechenden Zylinder einer inneren Verbrennungsmaschine akkumuliert wird, die in den Zeichnungen nicht gezeigt ist. Das System ist so angeordnet, um den Hochdruck-Treibstoff dem Common Rail 2 von einer Pumpen-Einheit 4 zuzuführen.
Die Pumpen-Einheit 4 ist so konfiguriert, um eine Zuführungs-Pumpe 41 zu verwenden, um Treibstoff 6 von einem Treibstoff-Tank 5 durch einen extern installierten Filter 7 einem Paar von Hochdruck-Kolben 42, 43 zuzupumpen, angetrieben durch einen Treib-Abschnitt der in der Zeichnung nicht gezeigt ist. Die Anordnung ermöglicht es der Flussrate des Treibstoffes, der durch die Hochdruck-Kolben 42, 43 zugeführt wird, durch ein Solenoid-Proportional-Steuerungsventil 44 reguliert zu werden, das zwischen dem Filter 7 und dem Hochdruck-Kolben 42, 43 bereitgestellt wird.
Der Treibstoff, der durch das Solenoid-Proportional-Steuerungsventil 44 in seiner Flussrate reguliert wird, wird durch Prüfventile 45, 46 den zugeordneten Hochdruck-Kolben 42, 43 zugeführt, wenn er unter Druck gesetzt wird. Der so erhaltene Hochdruck- Treibstoff wird dem Common Rail 2 durch zugeordnete Prüfventile 47, 48 zugeführt. Bezugszeichen 49 bezeichnet ein Rückschlagventil, um überschüssigen Treibstoff auf der Zuführungsseite der Zuführungs-Pumpe 41 zu dem Treibstoff-Tank 5 zurückzuführen. Die Anordnung der Pumpen-Einheit 4 ist bekannt und wird daher nicht im Detail beschrieben.
2 ist eine Querschnittsansicht, die die detaillierte Anordnung des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils 44 zeigt, das in 1 gezeigt ist. Das Solenoid-Proportional-Steuerungsventil 44 weist einen zylinderförmigen Kolben 44C auf, der an einem Ende offen ist und in einer Zylinderkammer 44Ba, eines Zylinderabschnitts 44B untergebracht ist, der an einem Ende eines Gehäuses 44A bereitgestellt wird. Der Kolben 44C ist mit einer Feder 44D in Richtung auf einen Solenoid 44E vorgespannt, der in dem Gehäuse 44A untergebracht ist. Wie im Detail in 3 gezeigt, ist die Außenflächenwand des Kolbens 44C in ihrer Umfangsrichtung mit mehreren entsprechenden beabstandeten Schlitzen 44Ca ausgebildet.
Ein Anker 44Eb des Solenoids 44E arbeitet als Antwort auf einen elektrischen Strom, der durch eine Solenoid-Spule 44F fließt, um den Kolben 44C gegen die Kraft der Feder 44D zu bewegen. Der Kolben 44C befindet sich daher an einer Stelle, wo die Kraft der Feder 44D und die Treibkraft des Solenoids 44E, die durch die Größe des Stromes bestimmt sind, der durch die Solenoid-Spule 44F fließt, im Gleichgewicht sind.
Der Zylinderabschnitt 44B ist auf die veranschaulichte Art und Weise mit Treibstoff-Einlassöffnungen 44Bb, 44Bb ausgebildet, und einer Treibstoff-Auslassöffnung 44Bc. Die Einlassöffnungen 44Bb, 44Bb stehen mit einer ringförmiger Aussparung 44Bd in Verbindung, die innerhalb des Zylinderabschnitts 44B ausgebildet ist. Die Schlitze 44Ca und die ringförmige Aussparung 44Bd bilden einen offenen Bereich aus, wenn sich der Kolben 44B innerhalb des Zylinderabschnitts 44B bewegt, um die Schlitze 44Ca gegenüber der ringförmigen Aussparung 44Bb zu bringen. Die Fläche des offenen Bereichs variiert mit der Position des Kolbens 44C, um im Wesentlichen die offenen Flächen der Einlassöffnung 44Bb, 44Bb zu regulieren, und dadurch eine Regulation einer Flussrate des Treibstoffes zu ermöglichen, der von der Einlassöffnungen 44Bb, 44Bb zu der Auslassöffnung 44Bc fließt.
Zurückkehrend zu 1 ist das Treibstoff-Einspritz-System 1 mit einer Treib-Steuerungseinheit 8 ausgestattet, so konfiguriert, um einen Mikrocomputer für eine Treib-Steuerung des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils 44 zu verwenden, das in 2 gezeigt ist. In die Treib-Steuerungseinheit 8 wird ein Rail-Druck-Signal eingegeben, das einen Rail-Druck von einem Rail-Druck-Sensor 9 darstellt, um den Rail-Druck zu detektieren, d. h. den Treibstoff-Druck in dem Common Rail 2, ein Tastschalter-AN-Signal S2, das anzeigt, das der Tastschalter C sich in der AN-Position befindet, ein rpm-Signal S3, das eine Drehgeschwindigkeit von einem rpm-Sensor 11 darstellt, um eine Geschwindigkeit der inneren Verbrennungsmaschine zu detektieren, ein Temperatur-Signal S4, das eine Treibstoff-Temperatur von einem Temperatur-Sensor 12 darstellt, zum Detektieren der Treibstoff-Temperatur in der Pumpeneinheit 4, und ein Gaspedal-Signal S5, das ein Herunterdrücken des Gaspedals von einem Gaspedal-Sensor 13 darstellt, um den Umfang der Handhabung des Gaspedals zu detektieren, das in der Zeichnung nicht gezeigt ist.
Die Treib-Steuerungseinheit 8 verwendet die Eingangssignale S1–S5, um den Steuerungsumfang des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils 44 zu berechnen, der notwendig ist, um eine Flussrate zu erhalten, die für die unverzögerte Betriebsbedingung geeignet ist.
4 ist ein detailliertes Diagramm, der Treib-Steuerungseinheit 8, die in 1 gezeigt ist. Eine Zentraleinheit (CPU) 8B eines Mikrocomputers 8A verarbeitet die Eingangssignale S1–S5 in Übereinstimmung mit einem Steuerungsprogramm, das später erklärt wird, und gibt ein Steuerungs-Ausgangssignal CS aus. Die Treib-Steuerungseinheit 8 ist mit einer Treib-Schaltung ausgestattet, die aus einer Schwungrad-Diode 8C und einem Schalt-Transistor 8D besteht. Der Verbindungspunkt zwischen der Schwungrad-Diode 8C und dem Schalt-Transistor 8D ist durch einen Detektions-Widerstand 8E mit einem Ende der Solenoid-Spule 44F des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils 44 verbunden, dessen anderes Ende mit einer Gleichstrom-Stromversorgung +B verbunden ist.
Das Steuerungs-Ausgangssignal CS ist ein Pulsspannungs-Signal von vorbestimmter Frequenz, um eine relative Einschaltzeit- bzw. Betriebszeitverhältnis-Steuerung der EIN/AUS-Operation des Schalt-Transistors 8D durch ein Pulssignal auszuführen. Der Schalt-Transistor 8D schaltet EIN und AUS, als Antwort auf das Steuerungs-Ausgangs-Signal CS, um eine Pulsspannung entsprechend des Steuerungs-Ausgangssignals CS an die Solenoid-Spule 44F anzulegen. Als ein Ergebnis fließt ein Treib-Strom entsprechend der relativen Einschaltzeit bzw. des Betriebszeitverhältnisses des Pulsspannungssignals durch die Solenoid-Spule 44F als ein Treib-Signal DS. Ein Spannungsverstärker 8F reagiert auf ein Spannungs-Signal Vd, das durch einen Strom durch einen Detektions-Widerstand 8E erzeugt wird, um ein Detektions-Signal S6 zu erzeugen und in den Mikrocomputer 8A einzugeben, das die unverzögerte Größe des Treib-Stromes darstellt, der durch die Solenoid-Spule 44F fließt.
Die Steuerung für das Treiben des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils 44, beeinflusst basierend auf den Eingangssignalen S1–S6 wird nun mit Bezug auf 5 erklärt. 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerungsprogramm zeigt, das in den Mikrocomputer 8A zur Treib-Steuerung des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils 44 installiert ist und durch die CPU 8B ausgeführt wird. Wenn dieses Steuerungsprogramm gestartet wird, um seine Ausführung zu beginnen, wird zuerst in Schritt S11 ein gewünschter Rail-Druck Pt berechnet. Der gewünschte Rail-Druck Pt wird basierend auf dem Gaspedal-Signal S5 und dem rpm-Signal S3 berechnet.
Als Nächstes wird aus dem gewünschten Rail-Druck Pt und dem Rail-Druck-Signal S1 in Schritt S12 eine gewünschte Flussrate Ft des Treibstoffs in dem Solenoid-Proportional-Steuerungsventil 44 berechnet. Dann wird in Schritt S13 eine gewünschte relative Einschaltzeit bzw. Betriebszeitverhältnis DTt des Steuerungs-Ausgangssignal CE, das zum Erhalten der gewünschten Flussrate notwendig ist, aus der gewünschten Flussrate Ft und dem Detektions-Signal S6 berechnet.
In Schritt S14 wird das gewünschte relative Einschaltzeit- bzw. relative Betriebszeitverhältnis DTt, das in Schritt S13 erhalten wird, in Bezug auf das Temperatur-Signal S4 korrigiert, und in Schritt S15 wird eine relative Einschaltdauer einer Erregung DTa basierend auf dem Korrekturergebnis in Schritt S14 berechnet.
Grundsätzlich wird eine Pulsspannung von vorbestimmter Frequenz, die bei relativer Einschaltdauer in Übereinstimmung mit der relativen Einschaltdauer einer Erregung von DTa gesteuert wird, als das Steuerungs-Ausgangssignal CS ausgegeben. Jedoch erfolgt, wenn eine Hysterese dafür verantwortlich ist, in Folge einer Betriebsreibung an dem Betriebsabschnitt des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils 44 aufzutreten, eine Unterscheidung in Schritt S16 in Bezug auf die Notwendigkeit, Starkstrom in die Solenoid-Spule 44F einzuführen, um vorübergehend die elektrische Energie zu erhöhen, die der Solenoid-Spule 44F zu geeigneten Zeitpunkten zugeführt wird und es der Treibkraft des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils 44 durch das Steuerungs-Ausgangssignal CS ermöglicht, unverzögert erhöht zu werden.
Die Unterscheidung in Schritt S16 ist dafür, um zu bestimmen, ob oder ob nicht eine Starkstrom-Zuführungsbedingung vorhanden ist. Bei dieser Einführungsform erfolgt die Unterscheidung in Bezug auf die fünf Bedingungen, ob oder ob nicht Folgendes gilt: (1) Maschinenstart im Gange, (2) Maschine sehr kalt, (3) Maschinen-Temperatur hoch, (4) Maschine in bestimmten Geschwindigkeitsbereich und (5) Rail-Druckabweichung außerhalb vorbestimmtem Wert für vorbestimmte Dauer oder langer. Ein Vorhandensein sein einer Starkstrom-Zuführungsbedingung wird unterschieden, wenn wenigstens eine dieser Bedingungen vorhanden ist. Bedingung (1) wird basierend auf dem Tastschalter-EIN-Signal S2 unterschieden. Bedingungen (2) und (3) werden basierend auf dem Temperatur-Signal S4 unterschieden. Bedingung (4) wird basierend auf dem rpm-Signal S3 unterschieden. Bedingung (5) wird basierend auf dem Ergebnis unterschieden, das in Schritt S12 erhalten wird und dem Rail-Druck-Signal S1.
Unter einer Betriebsbedingung, die bei der Bewegung des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils 44 eine geringere Wahrscheinlichkeit eines Auftreten einer Hysterese aufwirft, ist das Steuerungsergebnis in Schritt S16 NEIN und das Programm geht zu Schritt 517, in welchem eine normale Strom-Ausgabeverarbeitung ausgeführt wird, um die Pulsspannung der vorbestimmten Frequenz der relativen Einschaltzeit in Übereinstimmung mit der relativen Einschaltdauer einer Erregung DTa, die in Schritt S15 als das Steuerungs-Ausgangssignal CS erhalten wird, zu steuern. Der Schalt-Transistor 8D schaltet sich EIN und AUS als Antwort auf das Steuerungs-Ausgangssignal CS und die resultierende Pulsspannung wird an die Solenoid-Spule 44F angelegt, wobei ein Treib-Strom entsprechend der relativen Einschaltdauer einer Erregung DTa pulsähnlich durch die Solenoid-Spule 44F des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils 44 als das Treib-Signal DS fließt, um die Flussrate von Treibstoff in den Solenoid-Proportional-Steuerungsventil 44 auf die gewünschte Flussrate Ft zu steuern.
Wenn andererseits eine Anwesenheit einer Starkstrom-Zuführungsbedingung unterschieden wird, ist das Ergebnis in Schritt S16 JA und das Programm geht zu Schritt S18. In Schritt S18 werden die Parameter, die für eine Starkstrom-Anwendung notwendig sind, basierend auf den Rail-Druck-Signal S1 berechnet. Die Berechnung kann ebenfalls erfolgen, indem die Motor-Kühlmittel-Temperatur in Betracht gezogen wird. Da eine Anwendung des Starkstroms für eine vorbestimmte Zeit in jedem Zyklus zyklisch wiederholt wird, werden eine Starkstrom-Anlegungs-Periode p pro Zyklus, eine Anzahl von Starkstrom-Anwendungen q pro Zyklus und ein Wiederholungs-Zyklus r berechnet.
In Schritt S19 wird eine Starkstrom-Ausgabeverarbeitung in Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Berechnungen in Schritten S15 und S18 entsprechend des Betriebsart-Steuerungs-Öffnens und -Schließens des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils 44 ausgeführt, wobei grundsätzlich die Pulsspannung einer vorbestimmten konstanten Frequenz der relativen Einschaltzeit verwendet wird, die in Übereinstimmung mit der relativen Einschaltdauer einer Erregung DTa gesteuert wird, aber während einer Wiederholungs-Zahl q von Anwendungen vom Starkstrom-Wert der Strom-Anlegungsdauer p vor jedem Zyklus r wiederholt wird und das Steuerungs-Ausgangssignal CS in Übereinstimmung mit dieser Verarbeitung ausgegeben wird.
6A zeigt ein Beispiel der Spannungs-Wellenform des Steuerungs-Ausgangssignals C, das durch die Verarbeitung in Schritt S19 erhalten wird. Eine Ausgabe von zwei breiten Pulsspannungen wird bei der aktuellen Anlegungs-Periode p vor jedem Zyklus r wiederholt, während während der verbleibenden Dauer s eine andere als die aktuellere Anlegungs-Periode p, von engen Pulsspannungen einer vorbestimmten Frequenz in Übereinstimmung mit der normalen aktuellen Ausgabeverarbeitung in Schritt S17 bei der relativen Einschaltdauer einer Erregung DTa ausgegeben werden, die in Schritt S15 erhalten werden. Wie aus der vorangegangenen Erklärung deutlich wird, wird die Pulsbreite der breiten Pulsspannung für Starkstrom-Antreiben durch die aktuelle Anlegungs-Periode p und die Anzahl der Anwendungen q bestimmt.
6B zeigt die aktuelle Wellenform des Treib-Signals DS, wenn das Steuerungs-Ausgangssignal CS, gezeigt in 6A, an den Schalt-Transistor 8D als ein Gate-Spannungssignal angelegt wird. Während der Strom-Anlegungs-Dauern p bestimmt die Anwendung der Breit-Pulsspannungen die Zeit, die der Schalt-Transistor 8D auf EIN lang steht um den Grad des Stromflusses durch die Solenoid-Spule 44F zu erhöhen. Der Spitzenwert Wp des Stromes, der durch diesen Solenoid-Spule 44F während den Strom-Anlegungs-Dauern p fließt, ist daher größer als der Strom-Spitzenwert Ws, wenn die Engen-Pulsspannungen während den Dauern s angelegt werden, sodass während den Strom-Anlegungs-Dauern p eine größere Menge an elektrischer Energie an die Solenoid-Spule 44F angelegt wird, als während der Dauern s, wodurch das Solenoid-Proportional-Steuerungsventil 44 mit einer höheren Treib-Kraft getrieben wird. Mit anderen Worten wird die Pulsbreite der Pulsspannungen vorübergehend zu geeigneten Zeitpunkten erhöht, um ein unverzögertes Erhöhen der Treib-Kraft des Treib-Solenoids auszuführen.
Daher wird, wenn Operations-Reibung in dem Solenoid-Proportional-Steuerungsventil 44 auftritt bzw. ansteigt, die Treib-Kraft unverzögert während der Strom-Anlegungs-Dauern p erhöht, um es dem Kolben 44C des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils 44 zu ermöglichen, die Betriebs-Reibung zu überwinden und gleichmäßig zu arbeiten. Ein Auftreten einer verschlechterten Reaktion und gesteuerten variablen Abweichung in dem Solenoid-Proportional-Steuerungsventil 44 als eine Ventil-Vorrichtung kann daher effektiv minimiert werden, um eine stabile Flussratensteuerung zu ermöglichen.
In Schritt S20 erfolgt eine Unterscheidung, ob der absolute Betrag der Differenz ΔP, den man durch Subtrahieren des aktuellen Rail-Druckes Pa von dem gewünschten Rail-Druck Pt erhält, kleiner ist als ein vorbestimmter Wert K. Wenn der absolute Betrag der Differenz ΔP kleiner ist als der vorbestimmte Wert K bedeutet dies, dass das Solenoid-Proportional-Steuerungsventil 44 gleichmäßig arbeitet. In solch einem Fall ist das Unterscheidungs-Ergebnis in Schritt S20 JA und das Programm geht zu Schritt S17, um eine normale Strom-Ausgabe-Verarbeitung auszuführen.
Andererseits bedeutet dies, wenn der absolute Betrag der Differenz ΔP gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert K, dass das Solenoid-Proportional-Steuerungsventil 44 nicht gleichmäßig arbeitet und eine Starkstrom-Ausgabeverarbeitung immer noch notwendig ist. In solch einem Fall ist das Unterscheidungs-Ergebnis in Schritt S20 NEIN und das Programm kehrt zu Schritt S18 zurück. Die Ausführung von den Schritten von S18 und S19 wird somit zyklisch wiederholt, bis der absolute Betrag der Differenz ΔP kleiner wird als K. Alternativ kann ein Programm angewendet werden, das zu Schritt S19 zurückkehrt, wenn das Unterscheidungs-Ergebnis S20 NEIN ist.
Bei der Steuerung, die in 5 gezeigt ist, wird die Starkstrom-Verarbeitung in Übereinstimmung mit den Parametern wiederholt, die in Schritt S18 entschieden werden, bis die Differenz ΔP kleiner als der vorbestimmte Wert wird. Stattdessen jedoch ist es möglich, eine Anordnung einzusetzen, bei welcher die Parameter, die in Schritt S18 entschieden werden, verändert werden, um eine höhere elektrische Energie weiterzugeben bzw. zuzuführen, wenn die Differenz ΔP nicht kleiner wird als der vorbestimmte Wert K, und zwar nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit, die dem Start der Starkstrom-Ausgabeverarbeitung folgt.
7 ist der wesentliche Teil des Flussdiagramms für ein Ausführungsform einer derartigen Steuerung, welcher den Abschnitt der Schritte S18–S20 von 5 ersetzt.
In 7 entsprechen Schritte S21, S22 jeweils den Schritten S18, S19. Ein Timer wird in Schritt S23 gestartet, ob oder ob nicht der Wert T des Timers gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert M ist, wie in Schritt S24 unterschieden wird, und wenn T < M, d. h., wenn das Unterscheidungs-Ergebnis NEIN ist, geht das Programm zu Schritt S25. Schritt S25 entspricht Schritt S20 in 7, und wenn das Unterscheidungs-Ergebnis hierin JA ist, geht das Programm zu Schritt S17. Wenn das Unterscheidungs-Ergebnis in Schritt S25 NEIN ist, kehrt das Programm zu Schritt S21 zurück, um eine Ausführung von Schritten S21–S25 auszuführen.
So lange das Unterscheidungs-Ergebnis in Schritt S25 noch nicht JA geworden ist, wird das Unterscheidungs-Ergebnis in Schritt S24 JA und das Programm geht zu Schritt S26, wenn T kleiner oder größer wird als M (T ≥ M). In Schritt S26 werden Parameter berechnet, die bewirken, dass eine größere elektrische Energie angelegt wird, als es Parameter tun, die in Schritt S21 berechnet werden. Zum Beispiel werden die Parameter geeignet verändert, zum Beispiel durch Erhöhen der Werte von p und q aus den Parametern p, q und r, um die Strom-Anlegungs-Dauer p zu verlängern, und die Anzahl von Strom-Anwendungen q zu erhöhen.
In Schritt S27 wird eine Starkstrom-Ausgabe-Verarbeitung in Übereinstimmung mit den Parametern ausgeführt, die in Schritt S26 berechnet wurden. Die Verarbeitung in Schritt S27 ist grundsätzlich dieselbe wie die in Schritt S22 und unterscheidet sich hiervon nur dadurch, dass die Größe der elektrischen Energie, die an die Solenoid-Spule 44F während der Strom-Anlegungs-Periode p angelegt wird, größer ist als in Schritt S22.
In Schritt S28 erfolgt eine Unterscheidung, ob der absolute Wert der Differenz ΔP, der durch Subtrahieren des tatsächlichen Rail-Druckes Pa von dem gewünschten Rail-Druck Pt kleiner ist als der vorbestimmte Wert K. Wenn der absolute Betrag der Differenz ΔP kleiner ist als der vorbestimmte Wert K, bedeutet dies, dass das Solenoid-Proportional-Steuerungsventil 44 gleichmäßig arbeitet. In einem derartigen Fall führt die Unterscheidung in Schritt S28 zu JA und das Programm geht zu Schritt S17, um eine normale Strom-Ausgabe-Verarbeitung durchzuführen.
Andererseits bedeutet dies, dass wenn der absolute Betrag der Differenz ΔP gleich oder größer als der vorbestimmte Wert K ist, dass das Solenoid-Proportional-Steuerungsventil 44 nicht gleichmäßig arbeitet und eine Starkstrom-Ausgabe-Verarbeitung immer noch notwendig ist. In einem derartigen Fall führt das Unterscheidungsergebnis in Schritt S28 zu NEIN und das Programm kehrt zu Schritt S26 zurück. Die Ausführung von Schritten S26 und S27 wird so lange wiederholt, bis der absolute Betrag der Differenz ΔP kleiner wird als K. Alternativ kann ein Programm eingesetzt werden, dass zu Schritt S27 zurückkehrt, wenn das Unterscheidungsergebnis in Schritt S28 NEIN ist.
Die Anordnung, die in 7 gezeigt ist, erreicht einen gleichmäßigen Betrieb des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils 44, indem eine höhere elektrische Energie verwendet wird, wenn die Starkstrom-Ausgabe-Verarbeitung, die in Übereinstimmung mit den Parametern, die in Schritt S21 berechnet wurden, ineffektiv ist, selbst wenn sie für eine bestimmte Zeitdauer fortgesetzt wird. Als solche ermöglicht sie einen gleichmäßigen Betrieb des Solenoid-Proportional-Steuerungsventils 44, ohne eine schwere Belastung auf das Solenoid-Proportional-Steuerungsventil 44 zu geben.
Obwohl die Schaltungs-Anordnung, die in 4 beispielhaft gezeigt wurde, den Schalt-Transistor 8D als einen Niederseiten-Schalter verwendet, ist es möglich, stattdessen den Schalt-Transistor 8D als einen Hochseiten-Schalter zu verwenden.
8 zeigt ein Schaltungsdiagramm in dem Fall, dass der Schalt-Transistor 8D als ein Hochseiten-Schalter verwendet wird. Die Abschnitt der Treib-Steuerungseinheit 81, die in 8 gezeigt ist, die Abschnitten entspricht, die in 4 gezeigt wurden, werden mit demselben Bezugssymbolen bezeichnet, wie solche in 4.
Bei der Ausführungsform, die in 1 gezeigt wurde, ändert die Starkstrom-Verarbeitung den Level der Spannung, die an den Solenoid-Spule 44F angelegt wird, nicht, aber verlängert die Zeitdauer des Spannungs-Anlegens an die Solenoid-Spule 44F, sodass der Spitzenwert Wp des Stroms, der durch die Solenoid-Spule 44F während einer vorbestimmten Strom-Anlegungs-Dauer p fließt, größer wird, als der Spitzenwert Ws. Jedoch ist es möglich, eine Anordnung für die Starkstrom-Ausgabe-Verarbeitung einzusetzen, in welcher die elektrische Energie, die auf die Solenoid-Spule 44A angelegt wird, erhöht wird, indem der Level der Spannung erhöht wird, der an die Solenoid-Spule 44A angelegt wird, ohne die Zeitdauer der Spannungs-Anlegung auszudehnen.
9 ist ein Schaltungsdiagramm einer Treib-Steuerungseinheit 82 mit einem Schaltungs-Layout, das in einer derartigen Anordnung verwendet wird. In der Treib-Steuerungseinheit 82 werden Abschnitte, die dieselben Abschnitte sind, wie die Treib-Steuerungseinheit 8, mit denselben Bezugssymbolen bezeichnet, wie solche in der Treib-Steuerungseinheit 8. 82A ist eine Aufwärts-Schaltung zur Ausgabe einer Gleichspannung VH, höher als die Stromversorgungsspannung +B, und 82B ist ein Schalter, um selektiv entweder die Stromversorgungsspannung +B oder die Gleichstromspannung VH an die Solenoid-Spule 44F anzulegen. Der Schalter 82B öffnet und schließt als Antwort auf ein Schalt-Steuerungssignal S7 von dem Mikrocomputer 8A. Die Gleichstromspannung VH wird an die Solenoid-Spule 44F angelegt, wenn der Schalter 82B offen ist. Wenn der Schalter 82B geschlossen ist, wird eine Diode 82C in einen umgekehrt vorgespannten Zustand gebracht und die Stromversorgungsspannung +B wird an die Solenoid-Spule 44F angelegt.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerungsprogramm zeigt, das in dem Fall ausgeführt wird, in dem die Treib-Steuerungseinheit 82 verwendet wird, die in 9 gezeigt wurde. Diejenigen Schritte in dem Flussdiagramm, das in 10 gezeigt ist, die dieselben sind, wie Schritte in dem Flussdiagramm, das in 5 gezeigt ist, werden mit denselben Bezugssymbolen bezeichnet, wie solche in 5 und eine Erklärung hiervon wird weggelassen. Das Flussdiagramm, das in 10 gezeigt ist, unterscheidet sich von dem, das in 5 gezeigt ist, nur in dem Schritt S31 für eine Berechnung von Parametern für ein Starkstrom-Anlegen.
Wenn das Steuerungsergebnis in Schritt S16 JA ist, geht das Programm zu Schritt S31, in welchem die Strom-Anlegungs-Dauer p und die Anzahl von Anlegungen q aus diesen Parametern entschieden wird. Hier wird dem Steuerungs-Ausgangssignal CSa, das die Pulsspannung aufbaut, eine konstante Dauer gegeben und die Strom-Anlegungs-Dauer p wird automatisch bestimmt, indem die Anzahl von Zeiten q entschieden wird, dass die Solenoid-Spule 44F durch die Hochspannung VH getrieben wird. Während der Strom-Anlegungs-Dauer p wird eine Steuerung so beeinflusst, um das Schalt-Steuerungssignal S7 auszugeben und den Schalter 82B zu öffnen.
11A zeigt ein Beispiel der Spannungs-Wellenform des Steuerungs-Ausgangssignal CSa, das durch die Verarbeitung in Schritt S19 erhalten wird. Der Fall, in welchem q = 4, d. h. in dem vier Takte in jede tatsächliche Anlegungs-Dauer p ausgegeben werden, ist veranschaulicht. Während der Strom-Anlegungs-Periode p wird der Schalter 82B durch das Schalt-Steuerungssignal S7 geöffnet und die Hochspannung VH wird an die Solenoid-Spule 44F angelegt.
11B zeigt die Strom-Wellenform des Treib-Signals DSa, wenn das Steuerungs-Ausgangssignal CSa, das in 11A gezeigt ist, an den Schalt-Transistor 8D als ein Gate-Spannungs-Signal angelegt wird. Infolge des Anlegen der Hochspannung VH ist die EIN-Zeit des Schalt-Transistors 8D während der Strom-Anlegungs-Dauer p dieselbe wie während der Dauer s, aber der Spitzenwert des Stromes, der durch die Solenoid-Spule 44F fließt, wird erhöht. Da hier mehr elektrische Energie an die Solenoid-Spule 44F während der Strom-Anlegungs-Perioden p angelegt wird als während der Perioden s wird das Solenoid-Proportional-Steuerungsventil 44 mit einer größeren Treib-Kraft getrieben. Mit anderen Worten wird die Breite der Pulsspannungen vorübergehend zu geeigneten Zeitpunkten erhöht, um wiederholt ein unverzögertes Erhöhen der Treib-Kraft des Treib-Solenoiden auszuführen.
12 zeigt eine Modifikation der Treib-Steuerungseinheit 82, die in 9 gezeigt ist. Die Abschnitte in 12, die Abschnitten in 9 entsprechen, werden durch dieselben Referenzsymbole wie solche in 9 bezeichnet. Die Treib-Steuerungseinheit 83, die in 12 gezeigt ist, ist so angeordnet, um eine Hochspannung VH von einer Hochspannungs-Ausgabe-Schaltung 83A an die Solenoid-Spule 44F durch einen Schalter 83B anzulegen und die Stromversorgungsspannung +B an die Solenoid-Spule 44F durch eine Diode 83C anzulegen. Die Stromversorgungsspannung +B wird daher an die Solenoid-Spule 44F angelegt, wenn der Schalter 83B offen ist. Wenn der Schalter 83B geschlossen ist, wird die Diode 83B in einen umgekehrt vorgespannten Zustand gebracht und die Hochspannung VH wird an die Solenoid-Spule 44F angelegt. In diesem Fall wird daher der Schalter 83B durch das Schalt-Steuerungssignal S7 gesteuert, um während der Strom-Anlegungs-Dauer p zu schließen.
13 zeigt eine andere Modifikation der Treib-Steuerungseinheit 82, die in 9 gezeigt ist. Den Abschnitten in 13, die Abschnitten in 9 entsprechen, sind dieselben Bezugssymbole wie solche in 9 zugeordnet. Die Treib-Steuerungseinheit 84 wird zwischen dem Schalt-Transistor 8D und der Schwungrad-Diode 8C bereitgestellt, mit einer Diode 84C, die erforderlich ist, wenn die Spannung, die an die Solenoid-Spule 44F angelegt wird, durch einen Schalter 84B geschaltet wird. Wenn der Schalter 84B offen ist, wird die Hochspannung VH an die Solenoid-Spule 44F durch die Diode 84C angelegt, und wenn der Schalter 84D geschlossen ist, wird die Diode 84C in einen umgekehrt vorgespannten Zustand gegeben und die Stromversorgungsspannung +B wird an die Solenoid-Spule 44F angelegt. In diesem Fall wird daher der Schalter 84B durch das Schalt-Steuerungssignal 7 gesteuert, um nur während der Strom-Anlegungs-Dauer p zu öffnen.
14 zeigt eine andere Modifikation der Treib-Steuerungseinheit 82, die in 9 gezeigt ist. Den Abschnitten in 14, die Abschnitten in 9 entsprechen, sind dieselben Bezugssymbole wie solche in 9 zugeordnet. Die Treib-Steuerungseinheit 85 wird zwischen dem Schalt-Transistor 8D und der Schwungrad-Diode 8C bereitgestellt, mit einer Diode 85C, die notwendig ist, wenn die Spannung, die an die Solenoid-Spule 44F angelegt wird, durch einen Schalter 85B geschaltet wird. Wenn der Schalter 85B offen ist, wird die Stromversorgungsspannung +B an die Solenoid-Spule 44F angelegt, und wenn der Schalter 84B geschlossen ist, wird die Diode 84C in einen umgekehrt vorgespannten Zustand gegeben und die Hochspannung VH wird an die Solenoid-Spule 44F angelegt. In diesem Fall wird daher der Schalter 85B durch das Schalt-Steuerungssignal 7 gesteuert, um nur während der Strom-Anlegungs-Dauer p zu schließen.
Die vorangegangenen Ausführungsformen wurden alle in Anbetracht des Falles der Anwendung einer Flussratensteuerung einer Common Rail-System-Pumpe erklärt. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die oben genannten Ausführungsformen begrenzt, sondern kann natürlich ähnlich, mit ähnlichem Effekt auf Solenoid-Proportional-Ventile angewendet werden, die für eine Flussratensteuerung von verschiedenen Fluiden eingesetzt wird, die für andere Zwecke verwendet werden.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann, wenn statische oder dynamische Reibung zwischen dem Kolben und dem Zylinder eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils auftritt, das für eine Flussratensteuerung einer Common Rail-System-Pumpe verwendet wird, diese Reibungskräfte überwunden werden, um eine Bewegung des Kolbens durch eine vorübergehende Erhöhung der elektrischen Energie zu ermöglichen, die an die Spule des Treib-Solenoids hiervon zu geeigneten Zeitpunkten angelegt wird. Ein Auftreten einer verschlechterten Ansprechempfindlichkeit, Flussratenabweichung und andere Probleme als eine Ventil-Vorrichtung, können daher effektiv minimiert werden, um eine stabile Flussratensteuerung zu ermöglichen.
Da die vorliegende Erfindung konfiguriert ist, um vorübergehend die elektrische Energie zu erhöhen, die an die Spule zu geeigneten Zeitpunkten angelegt wird, verringert sie den Stromverbrauch im Vergleich zu dem herkömmlichen Verfahren eines kontinuierlichen Durchgehens von Starkstrom durch die Spule von dem Ausgangs-Treib-Zustand. Außerdem erhöht sie weder die Kosten auf der Solenoid-Seite oder der Treib-Seite, da es keine Notwendigkeit gibt, die elektrische Belastbarkeit auf eine solche anzuheben, die geeignet ist, ein kontinuierliches Anlegen von Starkstrom auszuhalten.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie im Vorangegangenen dargelegt, ermöglichen das Verfahren und der Apparat zum Treiben eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils, das für eine Flussratensteuerung entsprechend der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, eine stabile Flussratensteuerung, selbst wenn Reibung zwischen dem Kolben und dem Zylinder eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils auftritt, das für eine Flussratensteuerung verwendet wird und hilft somit, ein verbessertes Verfahren und einen verbesserten Apparat zum Treiben eines Solenoid-Proportional-Steuerungsventils bereitzustellen, das für eine Flussratensteuerung eingesetzt wird.

Claims

Verfahren zum Antreiben eines Solenoid-Proportional-Steuerventils (44), das zur Flussratensteuerung verwendet wird, welches eine Flussrate (Ft) reguliert, indem eine relative Einschaltdauer bzw. ein Betriebszeitverhältnis (DTt) einer Pulsspannung reguliert bzw. gesteuert wird, die an eine Spule (44F) eines Treibsolenoids (44E) angelegt ist, um einen Treibstrom zu steuern, der durch die Spule (44F) fließt, wobei elektrische Energie, die zu der Spule (44F) weitergegeben bzw. zugeführt wird, temporär zu geeigneten Zeitpunkten erhöht wird, um eine Treibkraft des Treibsolenoids (44E) unverzögert zu erhöhen bzw. ansteigen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, dass es unterschieden wird, ob eine Betriebsbedingung bzw. ein Betriebszustand, die bzw. der verantwortlich ist, eine Hysterese im Betrieb bzw. beim Betreiben des Solenoid-Proportional-Steuerventils (44), das zur Flussratensteuerung verwendet wird, zu bewirken bzw. zu verursachen, präsent (S16) ist; und dadurch, dass das temporäre Ansteigen bzw. Erhöhen der elektrischen Energie, die zu der Spule (44F) weitergegeben bzw. zugeführt wird, ständig wiederholt wird bzw. wiederholend oder mehrmals durchgeführt wird, wenn unterschieden bzw. erkannt wird, dass ein Betriebszustand bzw. eine Betriebsbedingung, der bzw. die verantwortlich ist, eine Hysterese im Betrieb bzw. beim Betreiben des Solenoid-Proportional-Steuerventils (44) zu bewirken bzw. zu verursachen, präsent ist.
Verfahren zum Antreiben eines Solenoid-Proportional-Steuerventils (44), das zur Flussratensteuerung nach Anspruch 1 verwendet wird, wobei eine Treibkraft des Treibsolenoids (44E) sich unverzögert erhöht bzw. ansteigt, und zwar indem ein Spitzenwert der Pulsspannung zu den geeigneten Zeitpunkten temporär ansteigt bzw. erhöht wird.
Verfahren zum Antreiben eines Solenoid-Proportional-Steuerventils (44), das zur Flussratensteuerung nach Anspruch 2 verwendet wird, wobei das temporäre Ansteigen bzw. Erhöhen des Spitzenwertes der Pulsspannung wiederholend bzw. mehrmals durchgeführt wird.
Verfahren zum Antreiben eines Solenoid-Proportional-Steuerventils (44), das zur Flussratensteuerung nach Anspruch 2 verwendet wird, wobei: das Solenoid-Proportional-Steuerventil (44), das zur Flussratensteuerung verwendet wird, zur Flussratensteuerung in bzw. bei einer Pumpe eines Common Rail-Systems bzw. Leitungssystems oder eines gemeinsamen Leitungssystems verwendet wird; und das Wiederholen des temporären Ansteigens bzw. Erhöhens des Spitzenwertes (wp) der Pulsspannung unterbrochen bzw. eingestellt wird, wenn eine Differenz bzw. ein Unterschied zwischen einem gewünschten Wert und einem tatsächlichen Wert des Common Rail-Drucks bzw. Leitungsdrucks oder des gemeinsamen Leitungsdrucks einen vorbestimmten Zustand (S20, S28) annimmt bzw. übernimmt oder voraussetzt.
Verfahren zum Antreiben eines Solenoid-Proportional-Steuerventils (44), das zur Flussratensteuerung nach Anspruch 1 verwendet wird, wobei eine Treibkraft des Treibsolenoids (44E) unverzögert erhöht wird, indem eine Pulsbreite der Pulsspannung zu den geeigneten Zeitpunkten temporär erhöht wird.
Verfahren zum Antreiben eines Solenoid-Proportional-Steuerventils (44), das zur Flussratensteuerung nach Anspruch 5 verwendet wird, wobei das temporäre Ansteigen der Pulsbreite der Pulsspannung wiederholend bzw. mehrmals durchgeführt wird.
Verfahren zum Antreiben eines Solenoid-Proportional-Steuerventils (44), das zur Flussratensteuerung nach Anspruch 6 verwendet wird: das Solenoid-Proportional-Steuerventil (44), das zur Flussratensteuerung verwendet wird zur Flussratensteuerung in bzw. bei einer Pumpe (4) eines Common Rail-Systems bzw. Leitungssystems oder eines gemeinsamen Leitungssystems (2) verwendet wird; und die Wiederholung der temporären Erhöhung bzw. des temporären Ansteigens einer Pulsbreite der Pulsspannung unterbrochen bzw. eingestellt wird, wenn eine Differenz bzw. ein Unterschied zwischen einem gewünschten Wert und einem tatsächlichen Wert des Common Rail-Drucks bzw. Leitungsdrucks oder des gemeinsamen Leitungsdrucks einen vorbestimmten Zustand (S20, S28) annimmt bzw. übernimmt oder voraussetzt.
Verfahren zum Antreiben eines Solenoid-Proportional-Steuerventils (44), das zur Flussratensteuerung nach Anspruch 1 verwendet wird, wobei: das Solenoid-Proportional-Steuerventil (44), das zur Flussratensteuerung verwendet wird, zur Flussratensteuerung in bzw. bei einer Pumpe (4) eines Common Rail-Systems bzw. Leitungssystems oder eines gemeinsamen Leitungssystems (2) verwendet wird; und die elektrische Energie weiter erhöht wird, wenn eine Differenz bzw. ein Unterschied zwischen einem gewünschten Wert und einem tatsächlichen Wert des Common Rail-Drucks bzw. Leitungsdrucks oder des gemeinsamen Leitungsdruck einen vorbeschriebenen Zustand nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitperiode bzw. Zeitdauer (S26) nicht annimmt bzw. übernimmt oder voraussetzt.
Vorrichtung zum Antreiben eines Solenoid-Proportional-Steuerventils (44), welches verwendet wird, um ein Solenoid-Proportional-Steuerventil (44), das zur Flussratensteuerung verwendet wird, anzutreiben bzw. zu treiben, die aufweist: Mittel zum Zuführen einer vorbestimmten Frequenz-Treibpulsspannung einer relativen Einschaltzeit bzw. eines Betriebszeitverhältnisses, das zu einem Steuersignal (CS) korrespondiert, das von der Außenseite zu einer Spule (44F) eines Treibsolenoids (44E) des Solenoid-Proportional-Steuerventils (44) zugeführt wird; und Mittel zum temporären Ansteigen bzw. Erhöhen der elektrischen Energie, die zu der Spule (44F) zu geeigneten Zeitpunkten zugeführt bzw. geleitet oder weitergeleitet wird, um eine Treibkraft des Treibsolenoids (44E) unverzögert zu erhöhen bzw. ansteigen zu lassen, gekennzeichnet durch Mittel zum Erkennen bzw. Unterscheiden, ob ein Betriebszustand bzw. eine Betriebsbedingung, der bzw. die verantwortlich ist, um eine Hysterese im Betrieb bzw. beim Betreiben des Solenoid-Proportional-Steuerventils (44), das zur Flussratensteuerung verwendet wird, zu bewirken bzw. zu verursachen, präsent ist, wobei das Mittel zum temporären Ansteigen bzw. Erhöhen der elektrischen Energie konstituiert ist, um die elektrische Energie wiederholend bzw. mehrmalig ansteigen zu lassen bzw. zu erhöhen bzw. um das Ansteigen bzw. Erhöhen der elektrischen Energie wiederholend bzw. mehrmals durchzuführen, wenn das Mittel zur Erkennung bzw. zum Unterscheiden einen Betriebszustand bzw. eine Betriebsbedingung der bzw. die verantwortlich ist, um eine Hysterese im Betrieb bzw. beim Betreiben des Solenoid-Proportional-Steuerventils (44) zu bewirken bzw. zu verursachen, erkannt bzw. unterschieden hat.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Mittel zum temporären Erhöhen der elektrischen Energie, die zu der Spule (44F) zugeführt bzw. weitergeleitet wird bzw. wurde, Mittel zum temporären Erhöhen einer Pulsbreite der Treibpulsspannung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Mittel zum temporären Erhöhen der elektrischen Energie, die zu der Spule (44F) zugeführt bzw. weitergeleitet wird bzw. wurde, Mittel zum Erhöhen eines Pulsspitzenwertes der Treibpulsspannung aufweist.
Verwendung des Verfahrens nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, um die Flussrate in bzw. bei einer Pumpe (4) eines Common Rail-Systems bzw. Leitungssystems oder eines gemeinsamen Leitungssystems (2) zu steuern.