JP2005201245A - 作動の終了の瞬間を検出する電気アクチュエータの制御装置、および電気アクチュエータ作動の終了の瞬間を検出する方法 - Google Patents

作動の終了の瞬間を検出する電気アクチュエータの制御装置、および電気アクチュエータ作動の終了の瞬間を検出する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2005201245A
JP2005201245A JP2004334607A JP2004334607A JP2005201245A JP 2005201245 A JP2005201245 A JP 2005201245A JP 2004334607 A JP2004334607 A JP 2004334607A JP 2004334607 A JP2004334607 A JP 2004334607A JP 2005201245 A JP2005201245 A JP 2005201245A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output terminal
voltage
control device
eoi
electric actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004334607A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005201245A5 (ja
JP4332100B2 (ja
Inventor
Paolo Santero
サンテロ パオロ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centro Ricerche Fiat SCpA
Original Assignee
Centro Ricerche Fiat SCpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centro Ricerche Fiat SCpA filed Critical Centro Ricerche Fiat SCpA
Publication of JP2005201245A publication Critical patent/JP2005201245A/ja
Publication of JP2005201245A5 publication Critical patent/JP2005201245A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4332100B2 publication Critical patent/JP4332100B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2055Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit with means for determining actual opening or closing time
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1844Monitoring or fail-safe circuits
    • H01F2007/185Monitoring or fail-safe circuits with armature position measurement
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F2007/1894Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings minimizing impact energy on closure of magnetic circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

【課題】ドウエルタイムを正確に制御できるために、特に簡単にかつ経済的に、同時に正確に注入の終了の瞬間を決定できる電気インジェクターの制御装置を提供する。
【解決手段】 電気エネルギー源に接続される第1入力端子および第2入力端子、および電気アクチェータに接続される第1出力端子および第2出力端子からなる電気アクチェータの制御装置の記載を提供する。さらに、本制御装置は、制御装置の第1出力端子あるいは第2出力端子に存在する電圧を閾値電圧と比較することができ、かつこの電圧が閾値電圧を通り抜けるときには、電気アクチェータの作動の終了の瞬間を示す信号を発生することができる閾値コンパレータよりなる。
【選択図】図1

Description

本発明は、作動の終了の瞬間を検出する電気アクチュエータの制御用装置、および電気アクチュエータ作動の終了の瞬間を検出する方法に関する。
特に、本発明は、自動車の内燃機関における燃料注入システムの電気インジェクターの制御に、排他的ではないが、有利に応用でき、また特に、普遍性を減ずることなく、ディーゼルエンジンの共通レール注入システムの有利に応用できる。
しかし、本発明による制御装置は、石油、メタンあるいはLPGエンジンなどの他の型のエンジンに応用でき、あるいは、例えばABS装置のソレノイドバルブなど、可変タイミングシステムのソレノイドバルブなどの他のタイプの電気アクチュエータなどに応用できる。
公知のように、共通レール注入システムの電気インジェクターを制御するためには、各電気インジェクターには、電流がいつも供給され、長期間にわたるその展開は、明白なかつ反復される3段階、すなわち電気インジェクターを開口するために急速に増加させる第1段階、電気インジェクターの開口を制御するために、あるメンテナンス値あたりに振動する振幅の第2段階、および電気インジェクターを閉じるために、ほぼゼロの値にまで急速に減少させる第3段階からなる。
実際に、公知のように、電気インジェクターは、注入ノズルを経由して外部と連絡する空隙を定める外体からなり、その中には、一方では注入される燃料の圧力を反軸方向に押し付け、他方ではスプリングとロッドの圧力に押し付けて、ノズルの開閉のために軸方向に移動できるピンが、収容されており、このロッドは、ノズルの反対側でピンの軸に沿って配置され、かつ電磁気的に制御されるメーターバルブにより、作動される。
電気インジェクターの開口の初期段階においては、スプリングの作用に抗してのかなりの力を加える必要があるだけでなく、ロッドは、できるだけ短時間で、休息位置から作動位置に移動しなければならない。この理由から、第1段階での電磁石に対する励起電流は、作動の開始モーメントに充分な暫時の精度を保証するために、ともかく高くかつ急速に増加する。しかし、ロッドが、ひとたび最終位置に到達すると、電気インジェクターは、電磁石の励起電流の展開において、あるメンテナンス値付近で、維持および減少の切断などのやや低い電流を用いて、開いたままになっている。
本出願人の名前での欧州特許第0924589号明細書には、各電気インジェクターに対して、上記の暫時展開を用いた電流を供給する電気インジェクター用制御装置が、記載されている。
特に、前述の欧州特許第0924589号明細書に記載されている装置は、各シリンダーに対して短時間間隔で多重の注入を行うことが可能である。ここで多重の注入とは、1エンジンサイクルあたり、各シリンダー中に2回あるいはそれ以上の注入を行うことができることを意味し、また短時間間隔での期間注入は、同一シリンダー中でかつ同一エンジンサイクルで、連続的に各注入対を行うことであると定義しており、そのためには、第1注入の終わりと第2注入の開始のあいだの暫時間隔は、小さくなり、あるいはゼロになる傾向である。
短時間間隔での2回注入のあいだの暫時間隔は、ドウエルタイムとして定義されている。特に、2回の連続注入において、電気インジェクターにより注入された燃料の容量(あるいは流量)の2つの曲線間の距離を考慮する場合には、油圧ドウエルタイムを参照し、また2回の連続注入において、電気インジェクター(特にパイロット電流)に与えられた電気的コマンド間の間隔を考慮する場合には、電気的ドウエルタイムを参照すること。
これが、電気インジェクターの制御装置により、直接に制御されるから、以後は、電気的ドウエルタイムを排他的に参照する。シリンダー中での燃焼の動力学を決定するために重要な油圧ドウエルタイムは、ひとたびドウエルタイムを知れば、容易に求めることができる。ただし、系の物理的パラメータが公知であり、特に燃料の圧力が公知であるものとする。
ドウエルタイムの正確な制御は、特定のエンジン制御戦略を満たすために、特に排ガス、消費および燃焼騒音を削減するために、基本的に重要であることは公知である。これに関して、短時間間隔での注入のあいだに、ドウエルタイムを少し変動させると、第1注入に対してマニホールド中および注入パイプ中に圧力振動が起きるから、第2注入において注入される燃料の量の変動を強めることになることを考慮するには充分である。
このようにドウエルタイムを正確に制御することは必要であるが、前述の特許文献1に記載されているような公知の制御サイクルでは、このような制御を提供するには不充な精度である。
実際、電気インジェクターの制御装置の制御ロジックはゼロから始まって、注入電流の増加が開始される瞬間に対応して、極めて正確に燃料注入の開始の瞬間を提供するが、同一のロジックは、注入の終了の瞬間、すなわち、「注入終了」(EOI)として通常知られている注入電流の停止の瞬間を、正確には求められない。この理由から、この制御ロジックは、1回目の燃料注入と次の燃料注入のあいだのドウエルタイムの開始をし始める瞬間を決定することができない。
実際、注入電流の停止に結びつく急速放電段階のあいだの注入電流の展開は、電気インジェクターの等価インダクタンスおよび電流が通過するグリッドの等価直列抵抗により、支配される指数関数放電に、実質的に対応していることは、公知であるけれども、それ自身の急速放電の期間および注入の終了の瞬間を数学的に決定することが、実際不可能となる種々の要因が存在している。
これらの要因のうち、注入の終了の瞬間を数学的に決定することを、不可能とさせている主な要因は、次の通りである:
−電流が急速放電段階に通過するグリッドの等価直列抵抗は、電気インジェクターの等価抵抗および接続ケーブルの抵抗から由来するものであり、その両者は、知られていないが、温度に関連している。さらに、電気インジェクターの制御装置が設けられているプリント回路のトラック抵抗、回路中に存在するコンデンサのESR(等価直列抵抗)および接触抵抗器などの種々の寄生要因が、存在しており、それらは、温度および装置の劣化にも依存しておりまた正確には求めることができない;
−電気インジェクターの等価インダクタンスの値は、一定ではなく、例えば、電気インジェクターの磁気回路中での空隙の変化を決定し、磁場の流れの必然の変化および誘導された対抗起電力の必然の変化を伴う電気インジェクター自身のロッドの動きのために、あるいは、磁性材料中に存在する不可避の寄生電流のために、公称値から大きく異なることもありうる;
−電気インジェクターに対する制御装置を供給する供給電圧は、一定ではなく、1÷2Vの電圧範囲で変化する;また
−急速放電段階が開始する電流レベル開始は、注入電流は、振動する値の範囲以内で制御回路により維持されるという事実から、ある許容量をもっていることが知られている(典型的には、±1A)。
このようにして、本発明の目的は、ドウエルタイムを正確に制御できるために、上述の不利がなく、特に簡単にかつ経済的に、同時に正確に注入の終了の瞬間を決定できる電気インジェクターの制御装置を提供することである。
[課題を解決するための手段]
本発明によると、請求項1に定めたように、電気インジェクターの制御装置を提供する。
本発明によると、請求項9に定めたように、電気アクチュエータの作動の終了の瞬間を検出する方法を提供する。
本発明の理解を助けるために、付帯した図面を参照して、純粋に非限定的例により、好ましい具体例をここで記載する。
図1に示すように、全体として1として示す制御装置は、各電気インジェクター3用の1つの制御回路で、複数の制御回路2からなる。説明を簡単にするために、図1は、2個の電気インジェクター3に関連した2個の制御回路2のみを示しており、それらは、1個のエンジンベアリングに属し(図示していない)、その各々は、シリーズで接続した抵抗器RINJおよびインダクターLINJにより形成された等価回路に対応した図1で表されている。
各制御回路2は、第1および第2入力端子4,5からなり、それぞれは、自動車のバッテリー6の正極と負極に接続され、電圧VBATTを提供し、その公称値は、典型的には、13.5Vであり、第3および第4入力端子7,8からなり、それらは、全制御回路2に共通のブースター回路に接続され、電池電圧VBATTよりも大きいブースト電圧VBOOST例えば50Vを供給し、また第1および第2出力端子10,11からなり、そのあいだに対応する電気インジェクター3が、接続されている。その最も簡単な具体例は、ブースター回路が、「ブースト」コンデンサとして知られているコンデンサ9により形成されている。
対応する制御回路2の第1出力端子10に接続されている各電気インジェクター3の端子は、典型的には、「ハイサイド」(HS)あるいはホットサイド端子として知られており、一方対応する制御回路2の第2出力端子11に接続されている各電気インジェクター3の端子は、典型的には、「ローサイド」(LS)あるいはコールドサイド端子として知られている。
さらに各制御回路2は、第2の入力端子5と第4入力端子8とに接続されたアース線13と、一方では第1ダイオード15を経由して第1の入力端子4に接続された供給ライン14とからなり、その陽極は、第1の入力端子4に接続されかつその陰極は供給ライン14と接続され、また他方ではMOSFETタイプの第1トランジスターを経由して第3の入力端子7に接続され、そのゲート端子は、第1制御信号T1を受け、そのドレイン端子は第3の入力端子7に接続され、さらにソース端子は、供給ライン14に接続されている。
さらに、各制御回路2は、第1制御信号T2を受けるゲート端子と、供給ライン14に接続されているドレイン端子と、第1の出力端子10に接続されたソース端子とを持ったMOSFETタイプの第2トランジスタ17と、第3制御信号T3を受けるゲート端子と、第2出力端子11に接続されているドレイン端子と、センス抵抗器19により形成されたセンス段階を経由してアースラインに接続されたソース端子とを持ったMOSFETタイプの第3トランジスタ18とからなり、その端末には、センス抵抗器19自身に流れる電流に比例した電圧を出力として発生する操作増幅器20に接続されている。
トランジスタ17および18は、対応する電気インジェクター3のハイサイド端子およびローサイド端子にそれぞれ接続されているので、それぞれ「ハイサイド」トランジスタおよび「ローサイド」トランジスタと定義されている。
さらに、各制御回路2は、その陽極がアースライン13に接続され、その陰極が第1の出力端子10に接続された「自由回転」ダイオードとして知られている第2ダイオード21と、その陽極が第2の出力端子11に接続され、その陰極が第3の入力端子7に接続された「ブースト」ダイオードとして知られている第3ダイオード22とからなる。
さらに、各制御回路2は、対応する電気インジェクター3用の分極回路23からなる。特に、各分極回路23は、第1出力端子10と供給ライン14のあいだに接続された第1プルアップ抵抗器24と、第2出力端子11とアースライン13のあいだに接続された第2プルダウン抵抗器25とからなる。第1プルアップ抵抗器24と第2プルダウン抵抗器25は、例えば5kΩに相当する同一の値を持ち、また静的状態では、すなわち電気インジェクターに対して注入が行われていないとき、電気インジェクターのハイサイド端子およびローサイド端子における電圧は、電圧1/2VBATTに相当する値に設定されることを確かなものとしている。実際、静的状態では、インダクターは、第1近似でハイサイド端子およびローサイド端子間のショート回路のような働きをし、プルアップ抵抗器24とプルダウン抵抗器25の2つは、供給ライン14とアースライン13のあいだの電圧分割器を形成している。
各制御回路2の出力端子10および11において、例えば1nFの値を持つ高周波コンデンサCHS26およびCLS27の2つが接続され、また等電位アースライン13で静的状態の電気インジェクターのハイサイド端子およびローサイド端子のそれぞれを、制御装置1の高周波アースに接続している。
最後に、各制御回路2は、注入の終了の瞬間を決めるための装置を含み、その目的は、対応する電気インジェクター中への燃料の注入が終了する瞬間を、エンジン制御システムに指示することである。
特に、注入の終了の瞬間を決めるための装置は、実質的には、閾値コンパレータ30により形成され、それは、それぞれ第1の出力端子10およびアースライン13に接続された第1および第2入力を持ち、またその出力は、ロジック信号VEOIを供給する。図に示すように、閾値コンパレータ30は、操作増幅器31および閾値電圧発生器32の手段により有利に生産できる。特に、操作増幅器31は、第1の出力端子10に接続された無反転端子と、閾値電圧発生器32を経由してアースライン13に接続される反転端子と、ロジック信号VEOIを供給する出力を持っている。閾値電圧発生器32は、閾値電圧VTH_EOIを供給し、かつ操作増幅器31の反転端子に接続された正端子およびアースライン13に接続された負端子を持っている。
各制御回路2の一般的な機能は、電気インジェクター3中を循環する電流の異なった展開、すなわち電気インジェクター3を開けるようなメンテナンス値に電流が急速に増加する急速負荷段階あるいはブースト段階として知られている第1段階と、先行段階で得られた値近辺で鋸歯状の展開をして電流が振動するメンテナンス段階として知られている第2段階と、先行段階で想定された値からゼロにもなりうる最終の値にまで電流が急速に減少する急速放電段階として知られている第3段階との、3つの明瞭な主たる段階に分けることができる。
特に、急速負荷段階では、トランジスタ16,17,18が閉じられ、このようにして電気インジェクター3の端に、ブースト電圧VBOOSTを印加する。この手段により、電流は、コンデンサ9、トランジスタ16、トランジスタ17、電気インジェクター3、トランジスタ18およびセンス抵抗器19よりなるグリッドに流れ、VBOOST/L(ここで、Lは、電気インジェクター3の等価直列インダクタンスを表している)に等価な勾配で実質的に線形の挙動である時間の期間に亙り増加する。VBOOSTは、VBATTより大きいので、VBATTで得ることができる電流よりも早く増加する。
メンテナンス段階では、トランジスタ18は、閉じられ、トランジスタ16は、開けられ、トランジスタ17は開閉を反復し、かくして、電気インジェクター3の端では、バッテリー電圧VBATTが、交互印加され(トランジスタ17が閉じられたとき)、また電圧ゼロになる(トランジスタ17が開けられたとき)。
第1のケース(トランジスタ17が閉じられた)では、電流は、バッテリー6、ダイオード15、トランジスタ17、電気インジェクター3、トランジスタ18およびセンス抵抗器19よりなるグリッドに流れ、ある時間の期間に亙り、指数関数的に増加し、一方、第2のケース(トランジスタ17が開けられている)では、電流は、電気インジェクター3、トランジスタ18、センス抵抗器19および自由回転ダイオード21よりなるグリッドに流れ、ある時間の期間に亙り、指数関数的に減少する。
最後に、急速放電段階では、トランジスタ16,17,18が、開けられ、このようにして電気インジェクター3を経由して電流が流れるあいだは、ブースト電圧VBOOSTは、電気インジェクター3自身の端末に印加される。この手段により、電流は、コンデンサ9、ブーストダイオード22、電気インジェクター3、および自由回転ダイオード21よりなるグリッドに流れ、−VBOOST/Lに等価な勾配で実質的に線形の挙動で、ある時間の期間に亙り減少する。VBOOSTは、VBATTよりかなり大きいので、VBATTで得ることができる電流よりも電流の減少がかなり早くなる。この段階では、電気インジェクター3に貯蔵される電気エネルギー(E=1/2LI2に等価である)は、急速負荷段階のあいだで制御回路2により供給されたエネルギー部分の回収を許諾するかのように、コンデンサ9に移され、このようにしてシステムのエネルギーを増加させる。
急速負荷段階およびメンテナンス段階では、トランジスタ16,17,18の開閉は、センス抵抗器19の端に接続されかつ電気インジェクター3中に流れる電流値を指示する操作増幅器20により供給されるロジック信号をベースとして、エンジン制御システムにより制御され、一方では、急速放電段階の期間は、計算により求められる。
上記の3段階のいくつかあるいは全ての適当な組み合わせと反復により、各制御回路2は、種々のタイプと複雑度を持って、展開された「ピークおよびホールド」タイプの電流プロファイルを発生させることができ、このようにして、短間隔での多重注入からなる燃料注入の種々な戦略を満たすことができる。
一方、注入の終了の瞬間を求める装置の機能化は、電気インジェクター3を循環する電流が、停止したとき、電気インジェクター3自身のハイサイド端子においては、電圧工程の発生があり、その検出が、注入の終了の瞬間を正確に指示するという実験上の発見に、実質的に基づいている。
実際、急速放電段階の期間を通して、すなわち、ゼロでない電流が、コンデンサ9、ブーストダイオード22、電気インジェクター3、および自由回転ダイオード21よりなるグリッド中に循環している限り、電気インジェクター3のハイサイド端子およびローサイド端子に存在する電圧の値は、固定される。特に、ハイサイド端子の電圧は、自由回転ダイオード21における電圧降下に等価な−1Vに近い電圧であり、一方ローサイド端子の電圧は、50Vに近い電圧である(ブーストダイオード22における電圧降下が加えられた電圧VBOOST)。さらに、急速放電段階のあいだは、高周波コンデンサCHS26およびCLS27の2つが、ハイサイド端子およびローサイド端子に存在する電圧で、負荷を受け;特に、コンデンサCHS26は、−1Vで負荷を受け、一方コンデンサCLS27は、50Vで負荷を受ける。
電気インジェクター3を循環する電流が、停止するとすぐに、電流は、自由回転ダイオード21およびブーストダイオード22中には、もはや循環しなくなり、電気インジェクター3を含む回路は、コンデンサCHS26、プルアップ抵抗器24、電気インジェクター3自身、コンデンサCLS27およびプルダウン抵抗器25により形成されたグリッドに削減される。
本回路は、高周波コンデンサ上の電圧により、また電気インジェクター上のゼロ電流により求められる(急速放電段階のあいだで到達する)初期状態を持ったRLCタイプの回路である。
RLC回路の一時的なレスポンスにおいて、部分的に重畳された2つの明確な動力学を求めることが可能である。
第1動力学は、高周波コンデンサCHS26およびCLS27のコンデンサに関するものであり、また電気インジェクター3の等価インダクタンスLINJに関するものである。特に、電荷分担現象に対する2つのコンデンサは、最初は、1/2VBOOSTにほぼ等価な同じ電圧になる傾向があり、続いて、インダクタンスLINJの存在が、電気インジェクター3の等価抵抗器RINJの存在により抑えられる振動をトリガーし、次の式で表される周波数を持ち:
Figure 2005201245
かつ使用される部品の値を用いて、典型的には550kHzに等しくなる。
この振動が終了すると、2つの高周波コンデンサCHS26およびCLS27はもう一度同じ電圧になる。
一方、第2動力学は、プルアップ抵抗器24、プルダウン抵抗器25、および高周波コンデンサCHS26およびCLS27から、実質的に由来する。
もし、電気インジェクター3のインダクタンスLINJの効果を考慮しなければ、プルアップ抵抗器24およびプルダウン抵抗器25からなる電圧分割器により押し付けられて、単純な指数関数放電は、実際1/2VBOOSTにほぼ等価な初期電圧値から出発して、1/2VBATTにほぼ等価な最終操作値までいたる。この指数関数放電を支配する時間常数は、次の式により与えられ:
T=(RHS//RLS)・(CHS//CLS)=RHS・HS
また、ほぼ5μsの典型的な値を持っている。
回路の一時的なレスポンスから生じる展開は、このように、負の指数を持った指数関数となり、1/2VBOOSTに等価な電圧から1/2VBATTに等価な電圧にまで減少し、またその上に、ほぼ550kHzの周波数を持った振動が、重畳される。実際、この振動は、電気インジェクター3の磁気コアに存在する寄生的電流により生じるロスにより、抑えられる。
図2は、電気インジェクター自身中を循環するILで示される電流が、停止されるとき、電気インジェクター3のハイサイド端子およびローサイド端子のVHSおよびVLSによりそれぞれ示される電圧の一時的な展開を示すが、この展開は、磁気材料中のロスを考慮してシミュレーションにより得られる。
電気インジェクター中の電流ILが停止したとき、電気インジェクター3のハイサイド端子における電圧VHSが、急激に増加することを、知ることができる;特に、ほぼ−1Vの電圧VHSは、ほぼ7V(1/2VBATT)に等価な操作電圧になる。
ハイサイド端子上の上昇フロントは、注入の終了の瞬間を求める装置により、容易に求めることができる。
特に、例えば2Vに等価な閾値電圧発生器32の閾値電圧VTH_EOIを設定することにより、電気インジェクター3のハイサイド端子の電圧VHSが、この値を超えるとすぐに、閾値コンパレータ30が、トリップし、かくしてロジック信号VEOIをスイッチする。
急速放電段階自身の期間および注入の終了の瞬間EOIを正確に求めるためには、例えば、単純なカウンタの手段により、エンジン制御システムが、急速放電段階のスタートから閾値コンパレータ30により供給されるロジック信号VEOIの上昇フロントまでのあいだに経過する時間を測定するのに充分である。
その瞬間から、対応するエンジン制御戦略を満たせるように、必要なドウエルタイムのカウントを開始することができる。
本発明による制御装置の特性の試験は、本装置を用いて得ることができる利点を明確にする。
特に、本装置は、注入の終了の瞬間EOIを高精度で求めることができ、かつそのため、連続する2つの注入のあいだにあらかじめ定められたドウエルタイムを正確に適用できることが、明白である。
さらに、エンジン制御システムは、修正する必要がないために、現在の回路に行うべき必要な修正を最小限にする。
最後に、付帯した請求項に定義されているように、本発明の保護範囲を逸脱することなく、ここに記載され説明された制御装置に、修正や変更を行うことができるのは、明白である。
例えば、注入の終了の瞬間は、明確に適当な閾値電圧を設定して、電気インジェクターのローサイド端子に発生する電圧工程を用いることにより、求めることもできよう。
図1は、本発明の好ましい具体例による電気インジェクターの制御装置の回路のダイアグラムを示している。 図2は、図1の回路のいくつかの電気パラメータの回路展開を示している。
符号の説明
1 制御装置
2 制御回路
3 電気インジェクター
4 第1入力端子
5 第2入力端子
6 バッテリー
7 第3入力端子
10 第1出力端子
11 第2出力端子
13 アースライン
14 供給ライン
17、18 トランジスタ
23 分極回路
24 プルアップ抵抗器
25 プルダウン抵抗器
26、27 高周波コンデンサ
30 閾値コンパレータ
31 操作増幅器
32 閾値電圧発生器

Claims (12)

  1. 使用時には、電気エネルギー源(6)に接続することができる第1入力端子および第2入力端子(4,5)、および使用時には、電気アクチェータ(3)に接続することができる第1出力端子および第2出力端子(10,11)からなる電気アクチェータ(3)の制御装置であって、
    該第1出力端子および第2出力端子(10,11)の1つに存在する電圧(VHS,VLS)に関係する電気的値をベースとして働く、注入の終了の瞬間を決定する手段(30)を含むことを特徴とする装置(2)。
  2. 注入の終了の瞬間を決定する該手段が、第1出力端子および第2出力端子(10,11)における電圧工程の発生を検出する手段(30)を含むことを特徴とする請求項1記載の制御装置。
  3. 該出力端子(10,11)における電圧(VHS,VLS)が、該閾値電圧(VTH_EOI)とあらかじめ決められた関係を持つとき、該出力端子(10,11)における電圧(VHS,VLS)を、該閾値電圧(VTH_EOI)と比較し、また該電気アクチェータ(3)の作動の終了の瞬間を示す信号(VEOI)を発生する閾値コンパレータ手段(30)を、該検出手段が含むことを特徴とする請求項2記載の制御装置。
  4. 該出力端子(10,11)における電圧(VHS,VLS)が、該閾値電圧(VTH_EOI)を通り抜けるという状態により,該あらかじめ決められた関係が、定義されることを特徴とする請求項3記載の制御装置。
  5. 該閾値コンパレータ手段(30)が、該第1出力端子(10)と参照電位に設定されたライン(13)にそれぞれ接続されている第1入力および第2入力を持った増幅器手段(31)と、該増幅器手段(31)の該入力の1つに直列で接続され、かつ該閾値電圧(VTH_EOI)を供給する電圧発生器手段(32)とを含むことを特徴とする請求項3または4記載の制御装置。
  6. さらに第1出力端子および第2出力端子(10,11)を分極する手段を含み、該分極手段(23)が、第1出力端子(10)および供給ライン(14)のあいだおよび第2出力端子(11)およびアースライン(13)のあいだにそれぞれ接続されている第1抵抗器手段および第2抵抗器手段(24,25)と、第1出力端子(10)と該アースライン(13)とのあいだおよび第2出力端子(11)と該アースライン(13)とのあいだにそれぞれ接続される第1コンデンサー手段および第2コンデンサー手段(26,27)とを含むことを特徴とする請求項1,2,3,4または5記載の装置。
  7. さらに第1出力端子および第2出力端子(10,11)を、あらかじめ決められた操作状態にある第1および第2入力端子(4,5)に接続するために、選択的に作動させることができる制御されたスイッチ手段(16,17,18)を含み、該制御されたスイッチ手段(17,18)は、該第1入力端子(4)および該第1出力端子(10)のあいだに接続される第1制御されたスイッチ手段(17)と、該第2入力端子(5)と該第2出力端子(11)のあいだに接続される第2制御されたスイッチ手段(18)を含むことを特徴とする請求項1,2,3,4,5または6記載の装置。
  8. 該第1および第2の制御されたスイッチ手段(17,18)が、MOSFETトランジスタを含むことを特徴とする請求項7記載の制御装置。
  9. 使用時には、電気エネルギー源(6)に接続することができる第1入力端子および第2入力端子(4,5)、および使用時には、電気アクチェータ(3)に接続することができる第1出力端子および第2出力端子(10,11)からなる制御装置(2)の手段により制御される電気アクチェータの作動の終了の瞬間を検出する方法であって、
    該方法は、該第1および第2出力端子(10,11)の1つに存在する電圧(VHS,VLS)に関係する電気的値をベースとして、作動の終了の該瞬間を決定する段階を含むことを特徴とする方法。
  10. 作動の終了の該瞬間を決定する該段階が、該出力端子(10,11)における電圧工程の発生を検出する段階を含むことを特徴とする請求項9記載の方法。
  11. 該制御装置(1)の該出力端子(10,11)に存在する電圧を、閾値電圧(VTH_EOI)と比較し、また該制御装置(1)の該出力端子(10,11)に存在する電圧(VHS,VLS)が、該閾値電圧(VTH_EOI)とあらかじめ決められた関係を持つとき、注入の終了の瞬間を示す信号(VEOI)を発生する段階を、電圧工程の発生を検出する該段階が、含むことを特徴とする請求項10記載の方法。
  12. 該あらかじめ決められた関係が、該出力端子(10,11)における電圧(VHS,VLS)が、該閾値電圧(VTH_EOI)を通り抜けるという状態により定義されることを特徴とする請求項11記載の方法。
JP2004334607A 2003-11-20 2004-11-18 作動の終了の瞬間を検出する電気アクチュエータの制御装置、および電気アクチュエータ作動の終了の瞬間を検出する方法 Expired - Fee Related JP4332100B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000921A ITTO20030921A1 (it) 2003-11-20 2003-11-20 Dispositivo di comando di elettroattuatori con rilevamento dell'istante di fine attuazione e metodo di rilevamento dell'istante di fine attuazione di un elettroattuatore.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2005201245A true JP2005201245A (ja) 2005-07-28
JP2005201245A5 JP2005201245A5 (ja) 2009-02-26
JP4332100B2 JP4332100B2 (ja) 2009-09-16

Family

ID=34430820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004334607A Expired - Fee Related JP4332100B2 (ja) 2003-11-20 2004-11-18 作動の終了の瞬間を検出する電気アクチュエータの制御装置、および電気アクチュエータ作動の終了の瞬間を検出する方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7191765B2 (ja)
EP (1) EP1533503B1 (ja)
JP (1) JP4332100B2 (ja)
AT (1) ATE525560T1 (ja)
IT (1) ITTO20030921A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7878177B2 (en) * 2007-10-23 2011-02-01 Ford Global Technologies, Llc Internal combustion engine having common power source for ion current sensing and fuel injectors
DE102008007211B4 (de) 2008-02-01 2017-10-26 Continental Automotive Gmbh Schaltungsanordnung zum Ansteuern einer induktiven Last und Verwendung einer solchen Schaltungsanordnung
DE102008043201A1 (de) * 2008-10-27 2010-04-29 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Erfassen einer Änderung eines Generatorausgangssignals eines Fahrzeuggenerators
DE602008005349D1 (de) * 2008-12-29 2011-04-14 Fiat Ricerche Brennstoffeinspritzsystem mit hoher Betriebswiederholbarkeit und -stabilität für einen Verbrennungsmotor
DE102013203130A1 (de) * 2013-02-26 2014-08-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Steuerung eines Einspritzvorgangs eines Magnetinjektors
DE102013220613B4 (de) * 2013-10-11 2024-03-14 Vitesco Technologies GmbH Verfahren und Computerprogramm zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors
FR3065089B1 (fr) * 2017-04-11 2019-06-28 Schneider Electric Industries Sas Procede de commande d'un appareil de coupure de courant electrique, actionneur electromagnetique comprenant un circuit de mise en oeuvre de ce procede et appareil electrique de coupure comprenant un tel actionneur
WO2020058845A1 (en) * 2018-09-17 2020-03-26 M.T.M. S.R.L. Con Unico Socio Estimation circuit of the injection time in a combustion chamber of a direct injection engine and control device including the same

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3732492A (en) * 1970-09-03 1973-05-08 Sun Electric Corp Electric fuel injection tester
US4553207A (en) * 1982-09-30 1985-11-12 Ford Motor Company Method and apparatus for deriving fuel consumption data from a hydraulically driven fuel injector
US4687994A (en) * 1984-07-23 1987-08-18 George D. Wolff Position sensor for a fuel injection element in an internal combustion engine
DE3609599A1 (de) * 1986-03-21 1987-09-24 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur steuerung der entregungszeit von elektromagnetischen einrichtungen, insbesondere von elektromagnetischen ventilen bei brennkraftmaschinen
DE3730523A1 (de) * 1987-09-11 1989-03-30 Bosch Gmbh Robert Verfahren und einrichtung zur detektion der schaltzeiten von magnetventilen
DE3843138A1 (de) * 1988-12-22 1990-06-28 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur steuerung und erfassung der bewegung eines ankers eines elektromagnetischen schaltorgans
US5053911A (en) * 1989-06-02 1991-10-01 Motorola, Inc. Solenoid closure detection
DE3942836A1 (de) * 1989-12-23 1991-06-27 Daimler Benz Ag Verfahren zur bewegungs- und lagezustandserkennung eines durch magnetische wechselwirkung zwischen zwei endpositionen beweglichen bauteiles eines induktiven elektrischen verbrauchers
WO1992015779A1 (de) * 1991-02-27 1992-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Einrichtung zur erfassung des einspritzbeginnzeitpunks bei einem einspritzventil
US5738071A (en) * 1991-05-22 1998-04-14 Wolff Controls Corporation Apparatus and method for sensing movement of fuel injector valve
DE4142996A1 (de) * 1991-12-24 1993-07-01 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum messen der mechanischen bewegung eines magnetventilankers, insbesondere von elektrisch gesteuerten einspritzanlagen
GB9413684D0 (en) * 1994-07-07 1994-08-24 Lucas Ind Plc Drive circuit
DE4433209C2 (de) * 1994-09-17 2000-02-03 Mtu Friedrichshafen Gmbh Einrichtung zur Erkennung des Ankeraufprallzeitpunktes bei Entstromung eines Magnetventils
GB9507367D0 (en) * 1995-04-08 1995-05-31 Lucas Ind Plc Control circuit
SE515565C2 (sv) * 1995-07-17 2001-08-27 Scania Cv Ab Metod för reglering av samt detektering av läget hos en solenoidpåverkad armatur
US5747684A (en) * 1996-07-26 1998-05-05 Siemens Automotive Corporation Method and apparatus for accurately determining opening and closing times for automotive fuel injectors
IT1296664B1 (it) * 1997-12-19 1999-07-14 Fiat Ricerche Dispositivo di comando di elettroattuatori.
JP2000345901A (ja) * 1999-05-31 2000-12-12 Isuzu Motors Ltd 電子燃料噴射装置
WO2003023211A1 (de) * 2001-08-16 2003-03-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines elektromagnetischen verbrauchers
US7328690B2 (en) * 2003-09-26 2008-02-12 General Electric Company Apparatus and method for accurate detection of locomotive fuel injection pump solenoid closure

Also Published As

Publication number Publication date
US7191765B2 (en) 2007-03-20
US20050180085A1 (en) 2005-08-18
EP1533503A1 (en) 2005-05-25
ITTO20030921A1 (it) 2005-05-21
ATE525560T1 (de) 2011-10-15
EP1533503B1 (en) 2011-09-21
JP4332100B2 (ja) 2009-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4776651B2 (ja) 内燃機関制御装置
CN107110053B (zh) 燃料喷射装置的驱动装置
KR101730938B1 (ko) 작동 전압을 평가하는 것에 기초하여 연료 분사 밸브의 폐쇄 시간 결정
CN104685192B (zh) 用于控制包括预喷射和主喷射的喷射过程的方法和设备
US5992391A (en) Electromagnetic fuel injector and control method thereof
US9494100B2 (en) Determining the closing point in time of an injection valve on the basis of an analysis of the actuation voltage using an adapted reference voltage signal
WO2015075887A1 (ja) 燃料噴射制御装置および燃料噴射システム
US20140124601A1 (en) Fuel injection controller and fuel-injection-control system
EP2955365A1 (en) Drive device for fuel injection device
US9528625B2 (en) Current driving system for a solenoid
JP7006204B2 (ja) 噴射制御装置
US10087870B2 (en) Fuel injection controller and fuel injection system
JPH11354853A (ja) 圧電エレメントの充電および放電方法および装置
KR20110117141A (ko) 전류 적분을 사용하여 밸브의 코일 드라이브에 의해 전류 흐름 제어하기
JP2008075516A (ja) 電磁弁駆動装置
JP2019085925A (ja) 噴射制御装置
JP2002021679A (ja) 燃料噴射装置及び内燃機関
JP4332100B2 (ja) 作動の終了の瞬間を検出する電気アクチュエータの制御装置、および電気アクチュエータ作動の終了の瞬間を検出する方法
JP5924238B2 (ja) 噴射遅れ検出装置
JP6878936B2 (ja) 電子制御装置
JP2018096229A (ja) 噴射制御装置
JP2001015332A (ja) 電磁負荷の制御装置
EP1669577B1 (en) Inductive load driver with overcurrent detection
JP7361644B2 (ja) 電磁弁駆動装置
JP2000164425A (ja) 電磁負荷の制御方法および電磁負荷の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081014

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20090114

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090602

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090619

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4332100

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120626

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120626

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130626

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees