JP3905932B2 - 電磁負荷を制御する方法および装置 - Google Patents
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電磁負荷を制御する方法および装置に関する。そのような電磁負荷は特に内燃機関の燃料調量を制御するのに用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
噴射すべき燃料の量を制御する方法および装置は公知である。これらの方法および装置の場合、ソレノイド弁により噴射持続時間を制御する。ソレノイド弁については、特定の時間間隔が、ソレノイド弁の適切なドライブ点と反応との間で経過する。この時間間隔は通常、弁の遅延時間、引込み（吸引）時間、または復帰時間と呼ばれる。この遅延時間は、中でもコイルの温度および他の種々のパラメータに依存する。順々に変動するソレノイド弁の遅延時間により、噴射持続時間が変動し、噴射される燃料の量を変化させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、噴射される燃料の量を制御するための精度を改善した方法および装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、遅延時間を負荷に供給される電力に依存して予め設定する方法、または負荷に供給される電力に依存して遅延時間を予め設定する手段を具備する装置により達成される。
【０００５】
本発明による方法および装置により、燃料計量の精度を著しく改善することができる。
【０００６】
本発明の利点、好適な改善点、および向上点は実施態様から明らかである。
【０００７】
【実施例】
本発明を内燃機関に噴射すべき燃料の量を制御する装置の実施例を用いて以下に説明する。しかし、本発明はこの実施例に限定されない。たとえば、電磁負荷によりソレノイド弁を流れる媒体の体積流量等の変量を制御する場合はいつでも本発明を利用することができる。
【０００８】
図１に、内燃機関制御の実施例を用いて、噴射すべき燃料の量を制御する装置の重要な構成部を示す。１００はソレノイド弁を示す。ソレノイド弁１００の一方の端子は、供給電圧源の１つの端子Ｕｂａｔに接続されている。ソレノイド弁１００の他方の端子は、スイッチング手段１１０を介して供給電圧源のグランド接続部に接続されている。
【０００９】
スイッチング手段１１０は、制御ユニット１２０によりドライブされる。さらに制御ユニット１２０は、動作特性変量を検出するために、供給電圧源と少なくとも１つのセンサ１３０とに接続されている。
【００１０】
制御ユニットは、少なくともセンサ１３０に接続された量予設定装置１２２を有する。量予設定装置１２２は、第１信号を接続点１２４に供給する。補正装置１２８の出力信号Ｔｓｔは、接続点１２４の第２入力側に供給される。接続点１２４は、補正噴射時間信号を出力段１２６に供給する。出力段１２６は、スイッチング手段を適切にドライブする。
【００１１】
図１には最も重要な構成部だけを示す。たとえば、測定抵抗も取付け、ソレノイド弁を流れる現在の流量を検出することができる。さらに、スイッチング手段１１０とソレノイド弁１００の順序を入れ替えることができる。出力段１２６、量予設定装置１２２、および補正装置１２８を１つの物理ユニットとして構成することができる。量予設定装置１２２は、通常内燃機関の動力出力を制御するエンジンコントローラである。
【００１２】
スイッチング手段は、好適にもたとえばトランジスタまたは電界効果トランジスタを用いることができる。
【００１３】
高抵抗の噴射弁は好適にもコスト上の理由により用いられる。そのような弁では電力の大部分が弁のコイルで変換される。このことは弁の深刻な温度上昇を惹起する。
【００１４】
コイルの場合、その抵抗値が温度関数として変化することにより、コイルの温度関数としての引込み（吸引）時間および／または復帰時間の変化をもたらす。温度は弁制御に対して作用するデューティ比に依存するので、デューティ比も遅延時間に影響する。噴射量の変動の結果として、内燃機関から許容できない有害物質の排出を引き起こすことがある。
【００１５】
本発明によると、制御ユニット１２０により、噴射される燃料の量に対するコイル温度の影響を補償する。
【００１６】
この装置は次のように動作する。センサにより検出される動作状態に基づき、量予設定装置１２２は、基本噴射持続時間Ｔを計算する。接続点１２４は、補正装置１２８の出力信号Ｔｓｔを基本噴射持続時間Ｔに加算する。補正装置１２８のこの出力信号は遅延時間Ｔｓｔである。出力段１２６は、このようにして計算された噴射持続時間ＴＧ全体の時間持続時間中にドライブ信号をスイッチング手段１１０に供給する。
【００１７】
出力段１２６は特定のデューティ比のパルス信号をスイッチング手段に供給する。このデューティ比を様々な動作状態に依存して先に求めておくことができる。
【００１８】
本発明によると補正装置１２８は、噴射される燃料の量に対するコイル温度の影響を補正する。補正装置１２８を図２により詳細に示す。
【００１９】
補正装置１２８は次のように構成される。デューティ比予設定装置２１０からの信号は、第１指標装置２００に供給される。第１指標装置２００の出力信号はフィルタ２２０を通過する。メモリ２３０およびサンプリング時間予設定装置２４０も信号をフィルタに供給する。フィルタの出力側は、メモリ２３０の入力側と接続点２５０とに接続されている。本発明の好適な１つの実施例において、第２性能グラフ２６０（電圧予設定装置２７０の出力変量（動作電圧）がその入力変量として供給される）の出力信号は、接続点２５０の第２入力側に供給される。接続点２５０の出力変量は、補正装置１２８の出力変量として用いられる。
【００２０】
この補正装置１２８は次のように動作する。弁の遅延時間は第１指標装置２００に、弁１００が出力段１２６によりドライブされるデューティ比に依存して記憶される。遅延時間とデューティ比との関係は実験的に求められる。
【００２１】
次にこのようにして求められた遅延時間は、コイルの温度の時間依存変化を考慮するフィルタ２２０に供給される。好適にもこれは時間に関する指数関数の形態である。このために、サンプリング時間予設定装置２４０により設定される固定時間枠内で、瞬時にリードされた遅延時間と前の時間枠内で計算された遅延時間との差分が、一定のファクタＡと乗算される。１未満の正の数Ａが好適にもファクタＡとして選択される。有利にもフィルタ処理は次の関係により実行される。つまり、
Ｔsi＝Ｔs(i-1)＋（Ｔssoll−Ｔs(i-1)）＊Ａ
この場合、値Ｔsiは瞬時の遅延時間であり、値Ｔs(i-1)は前の計算に対する遅延時間であり、値Ｔssollは遅延時間の目標値であり、Ａは定数である。
【００２２】
前記差分とＡとの乗算の結果は、前のサイクルから計算された遅延時間に加算される。この結果が新しい遅延時間であり、噴射時間補正に用いられ、かつ次の計算サイクルのためにメモリ２３０に緩衝記憶される。
【００２３】
装置は、時間枠とパラメータＡとを適切に選択することにより、各ソレノイド弁に整合させることができる。
【００２４】
有利にも供給電圧に依存しての加算による補正は、続いて結合点２５０で実行される。供給電圧Ｕｂａｔの関数である補正値は、このために第２性能グラフ２６０に記憶される。この後続の補正は、たとえば車両に生じるような比較的大きなダイナミック電圧変化が供給電圧に生じた場合に必要である。この場合、供給電圧が変動する結果として生じる遅延時間変化を、フィルタ２２０で除去できないことがある。
【００２５】
本発明の改善について、第１指標装置２００と一体にした第２性能グラフ２６０を具備することができる。このことは、第１性能グラフを多次元構成的にすることを意味する。遅延時間は、デューティ比の関数、かつバッテリー電圧に依存して記憶される。
【００２６】
【発明の効果】
本発明による処理は、高抵抗のソレノイド弁を、それらの抵抗が明きらかに温度依存性のものであっても、排気ガスの排出に悪影響を与えることなく用いることができるという利点をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置のブロック図である。
【図２】１つの実施例の詳細なブロック図である。
【符号の説明】
１００ ソレノイド弁
１２２ 量予設定装置
１２６ 出力段
１２８ 補正装置
【産業上の利用分野】
本発明は電磁負荷を制御する方法および装置に関する。そのような電磁負荷は特に内燃機関の燃料調量を制御するのに用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
噴射すべき燃料の量を制御する方法および装置は公知である。これらの方法および装置の場合、ソレノイド弁により噴射持続時間を制御する。ソレノイド弁については、特定の時間間隔が、ソレノイド弁の適切なドライブ点と反応との間で経過する。この時間間隔は通常、弁の遅延時間、引込み（吸引）時間、または復帰時間と呼ばれる。この遅延時間は、中でもコイルの温度および他の種々のパラメータに依存する。順々に変動するソレノイド弁の遅延時間により、噴射持続時間が変動し、噴射される燃料の量を変化させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、噴射される燃料の量を制御するための精度を改善した方法および装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、遅延時間を負荷に供給される電力に依存して予め設定する方法、または負荷に供給される電力に依存して遅延時間を予め設定する手段を具備する装置により達成される。
【０００５】
本発明による方法および装置により、燃料計量の精度を著しく改善することができる。
【０００６】
本発明の利点、好適な改善点、および向上点は実施態様から明らかである。
【０００７】
【実施例】
本発明を内燃機関に噴射すべき燃料の量を制御する装置の実施例を用いて以下に説明する。しかし、本発明はこの実施例に限定されない。たとえば、電磁負荷によりソレノイド弁を流れる媒体の体積流量等の変量を制御する場合はいつでも本発明を利用することができる。
【０００８】
図１に、内燃機関制御の実施例を用いて、噴射すべき燃料の量を制御する装置の重要な構成部を示す。１００はソレノイド弁を示す。ソレノイド弁１００の一方の端子は、供給電圧源の１つの端子Ｕｂａｔに接続されている。ソレノイド弁１００の他方の端子は、スイッチング手段１１０を介して供給電圧源のグランド接続部に接続されている。
【０００９】
スイッチング手段１１０は、制御ユニット１２０によりドライブされる。さらに制御ユニット１２０は、動作特性変量を検出するために、供給電圧源と少なくとも１つのセンサ１３０とに接続されている。
【００１０】
制御ユニットは、少なくともセンサ１３０に接続された量予設定装置１２２を有する。量予設定装置１２２は、第１信号を接続点１２４に供給する。補正装置１２８の出力信号Ｔｓｔは、接続点１２４の第２入力側に供給される。接続点１２４は、補正噴射時間信号を出力段１２６に供給する。出力段１２６は、スイッチング手段を適切にドライブする。
【００１１】
図１には最も重要な構成部だけを示す。たとえば、測定抵抗も取付け、ソレノイド弁を流れる現在の流量を検出することができる。さらに、スイッチング手段１１０とソレノイド弁１００の順序を入れ替えることができる。出力段１２６、量予設定装置１２２、および補正装置１２８を１つの物理ユニットとして構成することができる。量予設定装置１２２は、通常内燃機関の動力出力を制御するエンジンコントローラである。
【００１２】
スイッチング手段は、好適にもたとえばトランジスタまたは電界効果トランジスタを用いることができる。
【００１３】
高抵抗の噴射弁は好適にもコスト上の理由により用いられる。そのような弁では電力の大部分が弁のコイルで変換される。このことは弁の深刻な温度上昇を惹起する。
【００１４】
コイルの場合、その抵抗値が温度関数として変化することにより、コイルの温度関数としての引込み（吸引）時間および／または復帰時間の変化をもたらす。温度は弁制御に対して作用するデューティ比に依存するので、デューティ比も遅延時間に影響する。噴射量の変動の結果として、内燃機関から許容できない有害物質の排出を引き起こすことがある。
【００１５】
本発明によると、制御ユニット１２０により、噴射される燃料の量に対するコイル温度の影響を補償する。
【００１６】
この装置は次のように動作する。センサにより検出される動作状態に基づき、量予設定装置１２２は、基本噴射持続時間Ｔを計算する。接続点１２４は、補正装置１２８の出力信号Ｔｓｔを基本噴射持続時間Ｔに加算する。補正装置１２８のこの出力信号は遅延時間Ｔｓｔである。出力段１２６は、このようにして計算された噴射持続時間ＴＧ全体の時間持続時間中にドライブ信号をスイッチング手段１１０に供給する。
【００１７】
出力段１２６は特定のデューティ比のパルス信号をスイッチング手段に供給する。このデューティ比を様々な動作状態に依存して先に求めておくことができる。
【００１８】
本発明によると補正装置１２８は、噴射される燃料の量に対するコイル温度の影響を補正する。補正装置１２８を図２により詳細に示す。
【００１９】
補正装置１２８は次のように構成される。デューティ比予設定装置２１０からの信号は、第１指標装置２００に供給される。第１指標装置２００の出力信号はフィルタ２２０を通過する。メモリ２３０およびサンプリング時間予設定装置２４０も信号をフィルタに供給する。フィルタの出力側は、メモリ２３０の入力側と接続点２５０とに接続されている。本発明の好適な１つの実施例において、第２性能グラフ２６０（電圧予設定装置２７０の出力変量（動作電圧）がその入力変量として供給される）の出力信号は、接続点２５０の第２入力側に供給される。接続点２５０の出力変量は、補正装置１２８の出力変量として用いられる。
【００２０】
この補正装置１２８は次のように動作する。弁の遅延時間は第１指標装置２００に、弁１００が出力段１２６によりドライブされるデューティ比に依存して記憶される。遅延時間とデューティ比との関係は実験的に求められる。
【００２１】
次にこのようにして求められた遅延時間は、コイルの温度の時間依存変化を考慮するフィルタ２２０に供給される。好適にもこれは時間に関する指数関数の形態である。このために、サンプリング時間予設定装置２４０により設定される固定時間枠内で、瞬時にリードされた遅延時間と前の時間枠内で計算された遅延時間との差分が、一定のファクタＡと乗算される。１未満の正の数Ａが好適にもファクタＡとして選択される。有利にもフィルタ処理は次の関係により実行される。つまり、
Ｔsi＝Ｔs(i-1)＋（Ｔssoll−Ｔs(i-1)）＊Ａ
この場合、値Ｔsiは瞬時の遅延時間であり、値Ｔs(i-1)は前の計算に対する遅延時間であり、値Ｔssollは遅延時間の目標値であり、Ａは定数である。
【００２２】
前記差分とＡとの乗算の結果は、前のサイクルから計算された遅延時間に加算される。この結果が新しい遅延時間であり、噴射時間補正に用いられ、かつ次の計算サイクルのためにメモリ２３０に緩衝記憶される。
【００２３】
装置は、時間枠とパラメータＡとを適切に選択することにより、各ソレノイド弁に整合させることができる。
【００２４】
有利にも供給電圧に依存しての加算による補正は、続いて結合点２５０で実行される。供給電圧Ｕｂａｔの関数である補正値は、このために第２性能グラフ２６０に記憶される。この後続の補正は、たとえば車両に生じるような比較的大きなダイナミック電圧変化が供給電圧に生じた場合に必要である。この場合、供給電圧が変動する結果として生じる遅延時間変化を、フィルタ２２０で除去できないことがある。
【００２５】
本発明の改善について、第１指標装置２００と一体にした第２性能グラフ２６０を具備することができる。このことは、第１性能グラフを多次元構成的にすることを意味する。遅延時間は、デューティ比の関数、かつバッテリー電圧に依存して記憶される。
【００２６】
【発明の効果】
本発明による処理は、高抵抗のソレノイド弁を、それらの抵抗が明きらかに温度依存性のものであっても、排気ガスの排出に悪影響を与えることなく用いることができるという利点をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置のブロック図である。
【図２】１つの実施例の詳細なブロック図である。
【符号の説明】
１００ ソレノイド弁
１２２ 量予設定装置
１２６ 出力段
１２８ 補正装置
Claims (5)
- 内燃機関に噴射すべき燃料の量に影響を与えるソレノイド弁をドライブする方法であって、
ソレノイド弁のドライブ持続時間は、該ソレノイド弁の適切なドライブ点から反応までの間の時間間隔である遅延時間で補正可能であるソレノイド弁を制御する方法において、
遅延時間を、該ソレノイド弁に供給される電力に依存し、少なくとも該ソレノイド弁に供給されるデューティ比に依存して予め設定する、ソレノイド弁を制御する方法。 - 遅延時間を少なくとも供給電圧値に依存して予め設定する請求項１記載の方法。
- 遅延時間信号をフィルタ処理する請求項１または２記載の方法。
- 遅延時間信号を関係式
Ｔｓｉ＝Ｔｓ（ｉ−１）＋（Ｔｓｓｏｌｌ−Ｔｓ（ｉ−１））＊Ａ
によりフィルタ処理し、値Ｔｓｉは瞬時の遅延時間であり、値Ｔｓ（ｉ−１）は先行する計算に対する遅延時間であり、値Ｔｓｓｏｌｌは遅延時間の目標値であり、Ａは定数である、請求項３記載の方法。 - 内燃機関に噴射すべき燃料の量に影響を与えるソレノイド弁を制御する装置であって、遅延時間でソレノイド弁のドライブ持続時間を補正する手段を有するソレノイド弁を制御する装置において、
該ソレノイド弁に供給される電力に依存して、該ソレノイド弁の適切なドライブ点から反応までの間の時間間隔である遅延時間を予め設定する手段を具備し、
遅延時間は、少なくともデューティ比に依存して１つの指標装置に記憶されることを特徴とする、ソレノイド弁を制御する装置。
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