JP2001193531A - 少なくとも1つの負荷を制御するための方法及び装置 - Google Patents
少なくとも1つの負荷を制御するための方法及び装置Info
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Abstract
機関が遮断される必要がある場合に、噴射器により燃料
が調量されない事態を確実に阻止すること。 【解決手段】 少なくとも1つの負荷、例えば、内燃機
関内への燃料噴射制御用磁気弁を制御するための方法及
び装置が記載されている。少なくとも1つの切り換え手
段を用いて、負荷を流れる電流が制御信号(AD)に依
存して制御される。少なくとも1つの安全信号がある場
合、負荷が比較的安全な状態となるように当該負荷が制
御される。
Description
負荷、例えば、内燃機関内への燃料噴射制御用磁気弁を
制御するための方法であって、少なくとも1つの切り換
え手段を用いて、前記負荷を流れる電流が制御信号(A
D)に依存して制御可能である方法に関する。
イツ連邦共和国特許公開第19701471号公報から
公知である。ここには、内燃機関内への燃料噴射制御用
電磁弁の制御用方法及び装置が記載されている。殊に、
ここには、所謂電磁弁制御型コモンレールシステムが記
載されている。通常のように、噴射器のスイッチオンを
加速するために所謂ブースターコンデンサが使用され、
ブースターコンデンサは、給電電圧に較べて高い電圧に
充電されている。このコンデンサの充電は、通常のよう
に、制御時の所謂高速消去期間(Schnell-Lo
eschphase)中及び/又は所謂2つの制御間の
リチャージ期間内に行われる。エンジンの比較的長いエ
ンジンブレーキ期間中、乃至、燃料噴射が行われていな
い期間中、コンデンサが放電される。その結果、第1の
燃料噴射時に、弁の切り換え過程は、その時点迄の切り
換え過程程速く行われない。この欠点を回避するため
に、従来技術では、燃料噴射から直ぐ次の燃料噴射前の
比較的長い休止期間後コンデンサが充電されるように構
成されている。
通常のように応動しないように負荷が短時間通電され
る。通電遮断時に誘起される電圧が、コンデンサの充電
に使用される。その際、不利な条件では、負荷が応動し
て燃料量が調量されない事態が生じることがある。
い運転状態、乃至、内燃機関が遮断される必要がある場
合に、噴射器により燃料が調量されない事態を確実に阻
止する必要がある。
噴射が行われない運転状態、乃至、内燃機関が遮断され
る必要がある場合に、噴射器により燃料が調量されない
事態を確実に阻止することにある。
題は、少なくとも1つの安全信号がある場合、負荷が比
較的安全な状態となるように当該負荷が制御されるよう
に構成されていることにより解決される。本発明による
と、この課題は、少なくとも1つの安全信号がある場合
に、負荷が比較的安全な状態となるように当該負荷が制
御される手段が設けられていることにより解決される。
ば、内燃機関内への燃料噴射制御用磁気弁を制御するた
めの方法であって、少なくとも1つの切り換え手段を用
いて、前記負荷を流れる電流が制御信号(AD)に依存
して制御可能である方法において、少なくとも1つの安
全信号がある場合、負荷が比較的安全な状態となるよう
に当該負荷が制御されるように構成されていることを特
徴とする方法である。
ば、内燃機関内への燃料噴射を制御するための電磁弁を
制御するための装置であって、少なくとも1つの切り換
え手段を用いて、負荷を流れる電流が制御信号に依存し
て制御可能である装置において、少なくとも1つの安全
信号がある場合に、負荷が比較的安全な状態となるよう
に当該負荷が制御される手段が設けられていることを特
徴とする装置である。
項に記載されている。
説明する。
に、自己点火式内燃機関に使用される。そこでは、電磁
弁が燃料調量の制御のために使用されている。この電磁
弁は、以下負荷と呼ばれる。本発明は、この用途に限定
されるものではなく、電磁負荷を必要とするところでは
至る所で使用することができる。
式内燃機関では、電磁弁の開時点と閉時点により、シリ
ンダ内への燃料の噴射開始乃至噴射終了時点が決まる。
れている。図示の実施例は、4シリンダ内燃機関であ
る。この際、各負荷には、1つの燃料噴射弁が配属され
ており、各燃料噴射弁には、内燃機関のシリンダが配属
されている。比較的多いシリンダ数の内燃機関では、相
応の多数の弁、切り換え手段及びダイオードを設けるこ
とができる。
荷が示されている。負荷100〜103の各1つの第1
の端子は、切り換え手段115及びダイオード110を
介して電圧給電部105と接続されている。
ノードがプラス極に接続されており、当該ダイオードの
カソードが切り換え手段115に接続されている。切り
換え手段115は、有利には、電界効果トランジスタで
ある。
第2の切り換え手段120,121,122及び123
を介して抵抗手段125と接続されている。切り換え手
段1020〜123は、同様に有利には電界効果トラン
ジスタである。切り換え手段120〜123は、ロウサ
イドスイッチ、切り換え手段115は、ハイサイドスイ
ッチと呼ばれる。抵抗手段125の第2の端子は、電圧
供給源の第2の端子と接続されている。
30,131,132及び133が配属されている。ダ
イオードのアノード端子は、各々負荷とロウサイドスイ
ッチとの間の接続点に接続されている。カソード端子
は、コンデンサ145並びに別の切り換え手段140と
接続されている。切り換え手段140の第2の端子は、
負荷100〜103の第1の端子と接続されている。切
り換え手段140の第2の端子は、負荷100〜103
の第1の端子と接続されている。切り換え手段140
は、同様に有利には電界効果トランジスタである。この
切り換え手段140は、ブースタースイッチと呼ばれ
る。コンデンサ145の第2の端子は、同様に給電電圧
105の第2の端子と接続されている。
チ115に制御信号AHを供給する。切り換え手段12
0は、制御ユニット160により制御信号AL1が供給
され、切り換え手段121は、制御信号AL2が供給さ
れ、切り換え手段121は、制御信号AL2が供給さ
れ、切り換え手段122は、制御信号AL3が供給さ
れ、切り換え手段123は、制御信号AL4が供給さ
れ、切り換え手段140は、制御信号ACが供給され
る。
え手段115と負荷100〜103の第1の端子との間
の接続点との間には、ダイオード150が接続されてい
る。この際、ダイオードのアノードは、電圧給電部10
5の第2の端子と接続されている。
号N、アクセルペダル位置FPを示す発信器195の信
号及び端子50に印加された電圧190を処理する。所
謂端子50には、スタータが作動された場合に電圧が印
加される。端子50の電圧は、スタータの操作乃至内燃
機関の有利な直ぐのスタートを示す。
下を評価することによって、制御部により、負荷を流れ
る電流が検出される。
5を介しての電流測定は、切り換え手段120〜123
の1つが閉じられている場合に限って可能である。更
に、電流測定手段は、電圧給電部とハイサイドスイッチ
との間乃至ハイサイドスイッチと負荷との間には配設す
ることができる。
に図示されている。制御ユニット160は、実質的にコ
ンピュータ200、変換部210並びに制御モジュール
220によって構成されている。コンピュータ200
は、変換部210に制御信号AD及び信号USを供給す
る。信号ADは、実質的に、負荷が制御されるべき制御
期間を決める。変換部210は、有利には、所謂ゲート
アレイとして構成されており、制御期間AD及びブース
ターコンデンサ145に印加されるべき目標電圧USに
基づいて、制御開始、制御終了AE及び目標電圧USを
特徴付ける信号を決める。制御モジュール220は、こ
の信号AB、AE及びUSを信号AH,AL1〜AL4
乃至ACに変換し、それから、この信号により、終段2
03内に含まれている種々の切り換え手段が変換され
る。
されている。その際、本発明の手段は、終段の、この実
施例に限定されるものではなく、他の終段に使用しても
よい。殊に、切り換え手段の多い、又は少ない終段も可
能である。
御モジュール220は、実質的に図1の制御ユニット1
60を構成する。切り換え手段及び種々のダイオード乃
至コンデンサ145は、終段230を構成する。終段2
30は、負荷を流れる電流を示す信号II、並びに、ブ
ースターコンデンサ145に印加される電圧IIIを制
御モジュールに伝送する。
電圧UIが、限界値S1の下側に降下した場合に、ブー
スターコンデンサの再充電を実行するように構成されて
いる。択一選択的に、又は、補完的に、電圧UIをコン
ピュータ200に帰還するようにしてもよい。コンピュ
ータ200は、制御期間の所定の値を与えることによっ
て再充電を作動させる。有利には、再充電時に制御期間
ADを値0に選定するとよい。
に、通常のように、負荷を流れる電流IIが、負荷が応
動しないような値に調整されるように設定される。不利
な状態では、比較的低い電流にも拘わらず、負荷が応動
する場合が生じることがある。このような事態は不所望
であり、本発明の方法によって確実に阻止する必要があ
る。従って、本発明によると、コンピュータ200は、
安全信号OFFを制御モジュール220に供給するよう
にされている。この安全信号OFFの結果、ロウサイド
スイッチ120,121,122及び123及び/又は
ハイサイドスイッチ115を制御して、電流を遮断する
ようにされる。そうすることによって、OFF信号があ
る場合、確実に、負荷を電流はながれないようにするこ
とができる。安全信号OFFがある場合、負荷が、その
安全な状態となるように、この負荷が制御される。殊
に、安全信号によって、確実に、制御信号ADとは無関
係に負荷は安全な状態をとるようになる。
量、例えば、回転数N及びセンサ195を用いて検出さ
れる運転手の所望に基づいて制御期間ADを算出する。
変換部210は、特に負荷の反応及び切り換え時間を考
慮し、所望の制御期間に基づいて制御開始時点及び制御
終了時点を算出する。
に図示されている。第1の問い合わせ部300は、燃料
噴射が行われない運転状態が生じているかどうか検査す
る。これは、例えば、エンジンブレーキ運転状態の場合
である。燃料噴射が行われない運転状態が生じている場
合、即ち、燃料噴射が行われない運転状態が生じている
場合、ステップ302で、安全信号OFFが作動され、
即ち、1にセットされる。後続の問い合わせ部304
は、ブースターコンデンサ145に印加されている電圧
UIが限界値S1よりも小さいかどうか検査する。ブー
スターコンデンサ145に印加されている電圧UIが限
界値S1よりも小さくない場合、新規に問い合わせ部3
00が行われる。
第1の限界値S1以下に降下された場合、ステップ30
6で、時間カウンタTが0にセットされる。続く問い合
わせ部310は、燃焼が可能でない運転状態が生じてい
るかどうか検査される。即ち、問い合わせ部310は、
クランク乃至カムシャフトが燃料噴射が危険なく、燃料
噴射がトルクに貢献せずに可能である位置をとるかどう
か検査する。クランク乃至カムシャフトが燃料噴射が危
険なく、燃料噴射がトルクに貢献せずに可能である位置
をとらない場合、新たな問い合わせ部310が行われ
る。問い合わせ部310が、燃料噴射が危険なく可能で
あると思われる運転状態が生じているということを検出
すると、ステップ312が行われる。ステップ312で
は、安全信号が0にセットされ、即ち、最早運転状態で
はない。それと同時に、制御期間AD=0がセットされ
る。続いて、ステップ314で、時間カウンタが高めら
れる。問い合わせ部316は、燃料噴射が行われない運
転状態が常に生じているかどうか検査される。燃料噴射
が行われない運転状態が常に生じていない場合、プログ
ラムはステップ320で終了する。ステップ320で、
安全信号は0にセットされ、負荷を電流が流れることは
可能でなく、通常の制御プログラムが処理終了される。
なくすことができる。
ない運転状態が生じていることを検出した場合、続きの
問い合わせ部318は、時間カウンタの内容Tが第1の
時間限界値ST1よりも大きいかどうか検査される。時
間カウンタの内容Tが第1の時間限界値ST1よりも大
きくない場合、新たに問い合わせ部310が行われる。
時間カウンタの内容Tが第1の時間限界値ST1よりも
大きい場合、ステップ330が行われる。
コンデンサの電圧UIが限界値S1以下に降下した場
合、ブースターコンデンサが充電される。図示の実施例
では、電圧UIが限界値S1よりも小さく、燃料噴射が
行われない場合に限って充電過程が行われる。充電過程
の間、制御期間AD=0は、コンピュータ200によっ
て変換部210に送出され、それと同時に、安全信号O
FFは、負荷の制御が可能であるように設定される。
燃料噴射により、燃料が噴射しないのような時間ステッ
プの場合に限って充電過程が行われるように設けられて
いる。即ち、充電過程は、クランクシャフト乃至カムシ
ャフトの所定の角度領域内でだけ再充電過程が可能とな
る。
限界値S2よりも大きいかどうか検査される。電圧II
が第2の限界値S2よりも大きくない場合、ステップ3
32で、エラー状態が検出される。エラー状態が検出さ
れると、即ち、電圧UIが第2の限界値S2よりも大き
い場合、後続のステップ340が行われる。
8と共に、所定の電圧値S2が所定の時間ST1内に達
しているかどうか検査する。電圧S2が所定時間ST1
内に達していない場合、終段230及び/又は制御ユニ
ット220の領域内のエラーによって出力されることが
ある。殊に、充電過程の制御の領域内にエラーがあると
思われる。このエラーは、安全信号がOFF=0でない
場合に、ブースターコンデンサの電圧が予期値に上昇し
ない際に検出される。
に、充電過程を時間制御して行うようにしてもよい。即
ち、エンジンブレーキ運転乃至燃料噴射が行われない運
転状態の生起後所定待機時間経過後、充電過程は、ステ
ップ306で初期化される。
れていることが検出された場合、信号OFFを介しての
制御の遮断が検出される。このために、ステップ340
で、安全信号OFFが、燃料噴射が行えないようにセッ
トされる。それと同時に、時間カウンタTが0にセット
される。続く問い合わせ部342は、エンジンブレーキ
運転が更に生じているかどうか検査される。エンジンブ
レーキ運転が更に生じていない場合、プログラムは、同
様にステップ320で終了する。問い合わせ部342
が、エンジンブレーキ運転が更に生じていることを検出
した場合、ステップ344で、制御期間が0にセットさ
れる。続きの問い合わせ部346が、時間カウンタが第
2の時間限界値ST2よりも大きいかどうか検査する。
時間カウンタが第2の時間限界値ST2よりも大きくな
い場合、ステップ348で、時間カウンタが高められ、
問い合わせ部342が続く。問い合わせ部346が、時
間Tが時間限界値ST2よりも大きいことを検出する
と、ステップ350で、電圧UIが第3の限界値S3よ
りも小さいかどうか検査される。電圧UIが第3の限界
値S3よりも小さくない場合、ステップ360で、エラ
ー状態が検出される。電圧UIが第3の限界値S3より
も小さい場合、ステップ310に続く。
電が検出されると、充電過程は続き、その際、安全信号
が作動状態となる。安全信号OFFが正常に伝送されて
処理されると、この安全信号によって充電過程が遮断さ
れる。安全信号の正常な機能の場合、所定時間ST2内
で、ブースターコンデンサの電圧UIが、限界値S3の
下側に降下される必要がある。所定時間ST2内で、ブ
ースターコンデンサの電圧UIが、限界値S3の下側に
降下される場合、安全信号の正常な機能に基づくことが
できる。この場合には、ブースターコンデンサは充電さ
れて、直ぐ次の燃料噴射時に負荷を正常に運転すること
ができる。
界値S3の下側に低下した場合、安全信号が生じている
にも拘わらず、充電過程が実行され、つまり、安全信号
OFFにより、電流が遮断されない。これは、ステップ
360でエラーとして検出される。
ブースターコンデンサの状態(蓄積手段とも呼ぶことが
できる)に基づいて検査される。殊に、安全信号が生じ
ている場合にブースターコンデンサの電圧が予期値から
ずれている場合、エラーが検出される。即ち、電圧が限
界値S3よりも大きい場合にエラーが検出される。即
ち、再充電の際、及び、安全信号が生じている場合に、
蓄積手段の状態が予期した通りに変化しない場合にエラ
ーが検出される。殊に、安全信号が生じている場合に再
充電時に電圧が降下しない場合に、安全信号の領域内で
エラーが検出される。
エラー機能の場合にも、エンジンブレーキ運転即ち、燃
料噴射が確実に行われない状態にすることができる。そ
れと同時に、遮断経路は、エンジンブレーキ運転中簡単
にその作動形式をテストすることができる。
確実度を高めることができる。特に有利には、安全装置
を付加的に検査することができる。
段 125 抵抗手段 145 ブースターコンデンサ 160 制御ユニット 180 回転数発信器 FP アクセルペダル位置 195 発信器 200 コンピュータ 210 変換部 220 制御モジュール
Claims (7)
- 【請求項1】 少なくとも1つの負荷を制御するための
方法であって、少なくとも1つの切り換え手段を用い
て、前記負荷を流れる電流が制御信号(AD)に依存し
て制御可能である方法において、少なくとも1つの安全
信号がある場合、負荷が比較的安全な状態となるように
当該負荷が制御されるように構成されていることを特徴
とする方法。 - 【請求項2】 安全信号の動作形式を蓄積手段の状態に
基づいて検査する請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 蓄積手段の再充電時に当該蓄積手段の状
態が予期されるように変化しない場合、エラーを検出す
る請求項1又は2記載の方法。 - 【請求項4】 安全信号がある場合に蓄積手段の電圧が
予期値(S3)からずれている場合、第1のエラーを検
出する請求項1〜3迄の何れか1記載の方法。 - 【請求項5】 安全信号があって、蓄積手段の再充電時
に当該蓄積手段の電圧が降下しない場合エラーを、殊
に、安全信号の領域内で検出する請求項4記載の方法。 - 【請求項6】 安全信号がない場合(OFF=0)、蓄
積手段の再充電時に当該蓄積手段の電圧が上昇しない場
合に、第2のエラーを検出する請求項1〜5迄の何れか
1記載の方法。 - 【請求項7】 少なくとも1つの負荷を制御するための
装置であって、少なくとも1つの切り換え手段を用い
て、負荷を流れる電流が制御信号に依存して制御可能で
ある装置において、少なくとも1つの安全信号がある場
合に、負荷が比較的安全な状態となるように当該負荷が
制御される手段が設けられていることを特徴とする装
置。
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