JP4460657B2 - 燃料調量を制御する電磁弁の制御方法および制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、励磁巻線と、可動子とを有する燃料調量を制御する電磁弁の制御方法であって、
第１の時点と第２の時点が時間窓を定め、
該時間窓内で電流経過特性および/または電圧経過特性を評価して、可動子が新たな終位置に達する切換時点を検出する方法
および
励磁巻線と可動子とを有する燃料調量を制御する電磁弁の制御装置であって、第１の時点と第２の時点が時間窓を定め、
該時間窓内で、切換時点を検出するために電流経過特性および/または電圧経過特性を評価する手段が設けられており、
前記切換時点では、可動子が新たな終位置に達する形式の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁弁を制御するためのこのような方法および装置はＤＥ−ＯＳ３４２６７９９（ＵＳ４６５３４４７）から公知である。そこには電磁弁を制御する方法および装置が記載されており、この電磁弁はディーゼル内燃機関に噴射すべき燃料量を制御する。電磁弁は励磁巻線と可動子を有している。可動子を運動させるために、電流および/または電圧が励磁巻線に印加される。第１の値と第２の値により定められる時間窓内で電流経過特性および/または電圧経過特性が評価される。これは可動子がその新たな終位置に達した時点を検出するためである。
【０００３】
可動子が新たな終位置に達する時点は燃料調量の精度に大きな影響を及ぼす。この理由からこの時点を確実に検出し、ノイズ信号から区別しなければならない。時間窓が過度に大きい場合には、ノイズ信号がスイッチ時点として解釈されてしまうことがある。時間窓が過度に小さければ、スイッチ時点が時間窓の中に入らなくなるような動作状態が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の燃料調量を制御する電磁弁の制御方法および制御装置において、可動子が終位置に達する時点を確実に検出することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は、時間窓内に許容可能な切換時点が検出されなかった場合、時間窓の開始時点を定める第１の時点をその減少された最大値に達するまで徐々に減少して時間窓を拡大し、時間窓の終了時点を定める第２の時点を直接、その最大値まで拡大し、拡大された時間窓内に許容可能な切換時点が検出された場合には、第１の時点を公称値まで減少する、但し、第１の時点（ＦＢ）の公称値は最後に検出された切換時点（ＴＯＦ）から予制御値（ＶＯＲ）を減算することにより得られる値である、ことにより解決される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の有利な形態および改善実施例は従属請求項に記載されている。
【０００７】
以下本発明の方法を、内燃機関に噴射すべき燃料量を制御するために用いられる電磁弁について説明する。例えばディーゼル機関に対する新しい燃料調量装置では、燃料調量を制御するために電磁弁が使用される。ここでは、電磁弁が閉成ないし開放する時点が燃料調量の開始ないし終了を定める。正確な燃料調量を可能にするため、電磁弁の閉成時点および/または開放時点を確実に検出しなければならない。
【０００８】
燃料調量を制御するために電磁弁には電流ないし電圧が印加される。
【０００９】
【実施例】
このような電磁弁に対する回路装置が図１に簡単に示されている。図１に重要な要素だけが示されている。１００は電磁弁のコイルであり、１１０はスイッチ手段、１２０は測定抵抗である。コイル１００、スイッチ手段１１０、および電流測定手段１２０は直列に、供給電圧Ｕｂａｔとアースとの間に接続されている。図示の実施例では、負荷はバッテリー電圧に対して接続されており、スイッチ手段１１０はコイル１００と電流測定手段１２０との間に配置されている。
【００１０】
本発明の構成はこの構成に限定されるものではなく、他の構成にも使用することができる。たとえば、コイル１００をバッテリー電圧と接続する第２のスイッチ手段を設けることができる。さらに、電流測定手段１２０をスイッチ手段１１０とコイル１００との間、または１００と供給電圧Ｕｂａｔとの間に配置することも可能である。
【００１１】
さらに制御ユニット１３０が設けられている。制御ユニット１３０はコイル１００の両端子並びに電流測定手段１２０の両端子と接続されている。さらに制御ユニット１３０はスイッチ手段１１０に制御信号を供給する。
【００１２】
検出された種々の動作特性量を基にして、制御ユニット１３０はスイッチ手段１１０に印加する制御信号Ａを算出する。この制御信号Ａに依存して、電流がコイル１００を流れる。この電流によって、電磁弁が種々異なる位置をとり、噴射が行われる。
【００１３】
図２には制御信号Ａとコイルを流れる電流Ｉが、時間ｔについてプロットされている。時点ｔ１で制御信号Ａは低レベルから高レベルへ移行する。このことにより、スイッチ手段１１０は電流を流す。コイル１００を流れる電流はこの時点から時間について所定の関数に従って上昇する。
【００１４】
時点ｔ２で自由な電流上昇が中断され、電流調整に移行する。この時点から電流Ｉは保持電流ＩＨに向かって調整される。時点ｔ３で電流は保持電流ＩＨに達する。この電流調整は有利には、スイッチ手段１１０のスイッチング操作で行われる。時点ｔ４で制御信号Ａが取り除かれ、このことにより電流は時点ｔ５までにゼロに低下する。
【００１５】
本発明では、時点ｔ１は電磁弁がその新たな切換状態に達する前に電流が保持電流ＩＨに達するように選択されている。
【００１６】
時点ｔ１から電磁弁に印加される電圧の評価によって、電磁弁がその新たな終位置に達する時点が求められる。このために時間窓が定義されており、この時間窓内に切換時点のあることが予想される。この時間窓の開始はＦＢにより、終了はＦＥにより示されている。
【００１７】
図２のｃの部分には、時間窓の開始と終了時点が時点ｔ１からの矢印で示されている。矢印ＴＯＦにより、最後の切換時点が検出された時点がマークされている。この時点ＴＯＦを基にして、時間窓の開始時点ＦＢは時間間隔ＶＯＲの減算により、時間窓の終了時点ＦＥは時間間隔ＮＡＣＨの加算により得られる。
【００１８】
時間窓の開始時点ＦＢにおいて電流は保持電流に調整されている。それと同時に切換時点を検出するためのプログラムがコイル１００の電圧の時間経過を評価することによって開始される。この評価は時間窓の終了時点ＦＥによって終了する。
【００１９】
時点ＦＢとＦＥによって定められるこの時間窓内で切換時点が検出されなければ、適切な対策を講じなければならない。切換時点が発生しないことは１つには、時間窓が過度に小さいか、または間違った時間領域が選択されたためである。さらに、電磁弁制御が全く行われなかったか、またはエラーが発生したことも考えられる。
【００２０】
時間窓、例えば時間窓の開始時点ＦＢは任意の大きさに選択することはできない。というのは、時間窓の開始時点ＦＢは電流が保持電流に調整開始される時点に設定されるからである。この時点が過度に早期に選択されると、電磁弁は十分に迅速に切り替わることができず、場合によっては切り替わることができない。
【００２１】
図３には、本発明の方法を説明するためのフローチャートが示されている。第１のステップ３００で制御信号Ａが出力される。続くステップ３１０で時間窓開始時点ＦＢと終了時点ＦＥが設定される。
【００２２】
時間窓開始時点ＦＢは最後に検出された切換時点ＴＯＦの時間から第１の予制御値ＶＯＲを減算して得られる。先行する電磁弁制御で切換時点が検出されなければ、制御値が計算のための代替値として使用される。
【００２３】
時間窓終了時点ＦＥは最後に検出された切換時点ＴＯＦに第２の予制御値ＮＡＣＨを加算して算出される。時間窓開始時点の算出と同じように、切換時点ＴＯＦに対してこれが存在しなけれは代替値が使用される。
【００２４】
問い合わせステップ３２０で、時間窓開始時点ＦＢに達したか否かが検査される。達していなければ新たに問い合わせステップ３２０が行われる。時間窓開始時点ＦＢに達していれば、ステップ３３０でＢＩＰと示された切換時点が検出される。このために図示の実施例では、電流が所定の値、いわゆる保持電流ＩＨに調整される。ステップ３３０での切換時点の評価は時間窓終了時点までに行われる。
【００２５】
保持電流ＩＨは電磁弁の瞬時位置を保持するのに十分であるように選定されている。この電流は通常、電磁弁をその新たな位置にもたらすために必要な電流よりも小さい。
【００２６】
切換時点ＢＩＰを検出するために、図示の実施例では電磁弁の電圧が評価される。電圧の時間経過が不連続性を有すると直ちに、ＢＩＰ−ＩＭＰと示された信号が生成される。評価は通常は、制御ユニット１３０の一部である出力段で行われる。
【００２７】
問い合わせステップ３４０は、ＢＩＰ−ＩＭＰが許容可能であるか否かを検査する。許容できない場合には、ステップ３５０でエラーＦＭとして検出される。それ以外の場合はプログラムが新たにステップ３００から次の調量の際にスタートする。問い合わせステップ３４０は図５に詳細に示されている。
【００２８】
さらに、時間窓終了時点ＦＥまでに切換時点が時間窓開始時点ＦＢと時間窓終了時点ＦＥによって規定される時間窓内で検出されれば、このパルスがその妥当性について検査される。診断およびさらなる評価のために、検査結果はメモリに記憶される。
【００２９】
切換時点ＢＩＰ−ＩＭＰの妥当性を検査するために、図４に示すような処理が行われる。図４のフローチャートは実施例の１つの可能性を示すだけである。例えば種々のステップを省略したり、付け加えたり、または別の順序で処理することができる。状態メモリＳＢＳの値は他のものを選択することもできる。
【００３０】
第１の問い合わせステップ４０２では、時間窓に切換時点ＢＩＰ−ＩＭＰが発生したか否かが検査される。発生していなければ問い合わせステップ４０４で、いわゆるＭＡＢ信号が存在するか否かが検査される。この信号ＭＡＢは外部の電磁弁スイッチオフ信号が存在することを示す。このことは、電磁弁が制御されていないことを示す信号が存在することを意味する。信号ＭＡＢが存在する場合には、切換時点を検出することはできない。なぜなら、電磁弁に電流が流れていないからである。
【００３１】
このような場合には、ステップ４０６で再び図３のメインプログラムに戻る。ステップ４０６でリターンするときには、切換時点が通常動作で検出されなかったことになる。
【００３２】
信号ＭＡＢがアクティブでなければ、問い合わせステップ４０８で電磁弁ＭＶがスイッチオフされているか否かが検査される。スイッチオフされていれば、同じようにステップ４０６でメインプログラムにリターンする。問い合わせステップ４０８で、電磁弁がスイッチオフされていないことが検出された場合、動作条件に基づいてそのことが検出されるべきだとしても切換時点は検出されない。
【００３３】
したがって、ステップ４１０で状態メモリＳＢＳに相応の値がセットされる。この値は、時間窓に切換時点が発生していないことを示す。引き続きステップ４１２でエラーカウンタが１だけ高められる。
【００３４】
引き続き問い合わせステップ４１４で、エラーカウンタＦＺの値が第１の閾値ＳＷ１より大きいか否かが検査される。大きくなければそれ以上応答することなしにステップ４１６で、図３のメインプログラムにリターンする。エラーカウンタＦＺの値が閾値ＳＷ１より大きければ、ステップ４１８で状態メモリＳＢＳに相応の値がセットされる。この値は、いわゆるＢＩＰ探索がスタートすべきであることを示す。このためにメモリの第３のロケーションが１にセットされる。引き続く問い合わせステップ４２０で、状態メモリＳＢＳの第２のロケーションが１にセットされているか否か検査される。１にセットされていなければステップ４２２でメインプログラムにリターンする。
【００３５】
問い合わせステップ４２０で状態メモリＳＢＳの第２のロケーションが１にセットされていれば、このことは時間窓が最大の大きさであることを示す。この場合はステップ４２４でカウンタＺＩが１だけカウントダウンされる。引き続き問い合わせステップ４２６で、エラーカウンタＦＺの値が第２の閾値ＳＷ２より大きいか否かが検査される。大きければプログラムはステップ４２８で終了し、故障が検出される。この場合の故障は調量系にある。なぜなら、時間窓の大きさが最大であるのに切換時点ＢＩＰ−ＩＭＰが検出されなかったからである。
【００３６】
問い合わせステップ４３０で、切換時点ＢＩＰ−ＩＭＰが電磁弁のスイッチオフ時点ｔ４の領域に存在しているか否か検査する。切換時点ＢＩＰ−ＩＭＰがスイッチオフ時点ｔ４の領域に存在していれば、ステップ４３２を経て問い合わせステップ４３４が処理される。この問い合わせステップ４３４は、切換時点ＢＩＰ−ＩＭＰが、保持電流に切り換えられる切換時間ｔ３の領域に存在するか否かを検査する。存在していればステップ４１０が続き、このステップでは状態メモリＳＢＳに相応の値がセットされる。存在しなければ、すなわち検出された切換時点ＢＩＰ−ＩＭＰが時間ｔ３とｔ４の間に存在していれば、問い合わせステップ４３６が実行される。
【００３７】
問い合わせステップ４３６は、状態メモリＳＢＳに時間窓探索がアクティブでない、または閉じられていることを示す値がセットされているか否かを検査する。すなわち問い合わせステップ４３６は、状態メモリＳＢＳの第３のロケーションの値がゼロであるか否かを検査する。ゼロであればこのことは時間窓探索がアクティブでないか閉じられていることを意味し、問い合わせステップ４３８が行われる。問い合わせステップ４３８は、状態メモリＳＢＳが時間窓を縮小すべきであることを示す状態であるか否かを検査する。そのような場合には直接、ステップ４４０が実行される。
【００３８】
時間窓探索がアクティブでなく、かつ時間窓が縮小すべきでない場合には、ステップ４４２で信号レンジチェック（ＳＲＣ）が実行される。このことは、切換時点の値が予想値からの差値よりもずれていないか否かの検査を意味する。予想値として例えば、値ＴＯＦを使用することができる。有利には差値は供給電圧に依存して設定される。
【００３９】
発見された値が予想値からずれていなければ、切換時点に問題がないとして検出されたのと同じようにステップ４４０が実行される。ステップ４４０にて、許容可能な切換時点が検出される。ステップ４４０に続いて、ステップ４４４で時点ＴＯＦがフィルタリングによって新たに検出される。フィルタリングは、所定数の妥当な測定値について滑らかな平均値が形成されるように構成されている。引き続きステップ４４６でメインプログラムにリターンする。このリターンは例えば、切換時点がＢＩＰ探索なしでエラーなく検出された場合に行われる。
【００４０】
問い合わせステップ４３６で、状態メモリＳＢＳが相応にセットされておりＢＩＰ探索がアクティブであることが検出されると、問い合わせステップ４５０に進む。問い合わせステップ４５０は、ＢＩＰ−ＩＭＰが予想よりも早期に発生したか否かを検査する。このことは、ＢＩＰ−ＩＭＰが時間窓開始時点ＦＢよりも前にあるか否かの検査を意味する。早期に発生すれば、ステップ４５２で状態メモリＳＢＳが時間窓を拡大するようにセットされる。このことは例えば、状態メモリの第１のロケーションに１をセットすることにより行われる。
【００４１】
引き続きステップ４５４で通常のメインプログラムへリターンする。このリターンの際に、状態メモリは時間窓探索がアクティブであり、かつ時間窓を拡大すべきであるようにセットされる。
【００４２】
問い合わせステップ４５０で、切換時点ＢＩＰ−ＩＭＰが予想よりも早期に発生しないことが検出されれば、ステップ４５６でカウンタＺＩが１だけカウントアップされる。この場合は、切換時点が発見され、切換時点は値ＦＢとＦＥによって定められた時間窓内にある。カウンタＺＩでは発見された切換時点の数が計数される。引き続き問い合わせステップ４５８で、ＢＩＰ探索がまだアクティブでないか否かが検査される。アクティブでなければ、ステップ４６０でメインプログラムへリターンされる。
【００４３】
問い合わせステップ４５８でＢＩＰ探索がアクティブであることが検出されると、問い合わせステップ４６２で計数状態ＺＩが閾値Ｓよりも大きくないか否かが検査される。大きくなければステップ４６０でメインプログラムへリターンされる。計数状態ＺＩがまだ閾値Ｓよりも大きければ、ステップ４６４でカウントアップされる。引き続きステップ４６６で状態メモリＳＢＳは時間窓が縮小されるようにセットされる。引き続きステップ４６０でメインプログラムへのリターンが行われる。
【００４４】
図５には、ステップ３４０のサブプログラムが示されている。これは時間窓の大きさを適合化させるためのものである。ステップ５００でのスタート後に問い合わせステップ５０１が実行される。この問い合わせステップでは、状態メモリが値ゼロをとるか否か検査する。値がゼロであればこのことは時間窓探索がアクティブでないことを意味する。すなわち、ＢＩＰが存在する時間窓が発見され、かつ時間窓が最小の大きさを有することを意味し、ステップ５０２が実行される。このことは、ステップ５０２で時間ＴＯＦと予制御値に基づいて時間窓の開始時点ＦＢが検出されることを意味する。相応して時間窓終了時点ＦＥが時間ＴＯＦと時間間隔ＮＡＣＨに基づいて設定される。このことは、時間窓を規定する両方の値ＦＥとＦＢが公称値にセットされることを意味する。引き続きステップ５０４でメインプログラムへのリターンが行われる。
【００４５】
問い合わせステップ５０１で状態メモリＳＢＳがゼロでないことが検出されると、問い合わせステップ５０６が実行される。この問い合わせステップは、状態メモリＳＢＳの第４のロケーションが値１をとるか否かを検査する。このことは時間窓を縮小すべきであることを示す。値が１でなければ、ステップ５０８が実行される。ここでは、状態メモリＳＢＳが次のようにセットされる。すなわちこれが、ＢＩＰ探索がアクティブであり、時間窓を拡大すべきであることを指示するようにセットされる。このことは、状態メモリＳＢＳの第１と第３のロケーションを１にセットすることによって行われる。
【００４６】
ステップ５１０では、時間窓の開始時点が所定の値Ｄだけ減少される。すなわち、時間窓が拡大され、時間窓終了時点がその最大値ＦＥＭＡＸにセットされる。問い合わせステップ５１２で、時間窓、とくに時間窓開始時点がその減少された最大値ＦＢＭＡＸに達しているか否かが検査される。達していなければ、次のステップ５１４でメインプログラムへのリターンが行われる。最大値に達していれば、ステップ５１８で状態メモリＳＢＳが次のような値にセットされる。すなわち時間窓の大きさが最大に達したことを示すように状態メモリに値がセットされる。このために、第２のメモリセルが１にセットされる。引き続きステップ５１４でメインプログラムへリターンされる。
【００４７】
この処理によって、とくにステップ５１０と５１２によって、時間窓内に許容可能な切換時点が検出されない場合には、第１の時点としての時間窓開始時点ＦＢが徐々にその減少された最大値ＦＢＭＡＸに達するまで減少されて時間窓が拡大されるようになり、第２の時点としての時間窓終了時点ＦＥは直接その最大値ＦＥＭＡＸまで拡大されるようになる。
【００４８】
問い合わせステップ５０６で、状態メモリＳＢＳが時間窓を縮小すべきであるようにセットされていれば、この縮小はステップ５２０で行われる。ここでは、時間窓開始時間に対して所定値Ｄが加算される。引き続き問い合わせステップ５２２で、時間窓開始時間ＦＢが時間ＴＯＦ−ＶＯＲより大きいか否かが検査される。すなわち、時間窓開始時点ＦＢが切換時点に十分に近づいているか否かが検査される。近づいていなければステップ５３２でメインプログラムにリターンする。
【００４９】
近づいていれば、すなわち時間窓が公称値ＴＯＦ−ＶＯＲに達していれば、ステップ５２４で時間窓開始時点ＦＢが公称値ＴＯＦ−ＶＯＲにセットされる。引き続き、ステップ５２６で状態メモリＳＢＳにゼロがセットされ、ステップ５２８でカウンタＺＩがゼロにリセットされる。引き続きステップ５３０で時間窓終了時点ＦＥが値ＴＯＦ＋ＮＡＣＨにセットされる。続いてステップ５３２でリターンされる。このリターンの際には、時間窓は公称値を有し、探索はアクティブでない。
【００５０】
この処理によって、とくにステップ５２０から５３０によって、許容可能な切換時点の検出時に第１の時点ＦＢが徐々に公称値に達するまで減少され、第１の時点としての時間窓開始時点ＦＢに対する公称値に達した際に第２の時点としての時間窓終了時点ＦＥが公称値にセットされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の装置の概略図である。
【図２】 時間についてプロットされた種々の信号の線図である。
【図３】 本発明の方法の簡単なフローチャートである。
【図４】 図３の一部の詳細図である。
【図５】 図３の一部の詳細図である。
【符号の説明】
１００ コイル
１１０ 切換手段
１２０ 測定抵抗
１３０ 制御ユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、励磁巻線と、可動子とを有する燃料調量を制御する電磁弁の制御方法であって、
第１の時点と第２の時点が時間窓を定め、
該時間窓内で電流経過特性および/または電圧経過特性を評価して、可動子が新たな終位置に達する切換時点を検出する方法
および
励磁巻線と可動子とを有する燃料調量を制御する電磁弁の制御装置であって、第１の時点と第２の時点が時間窓を定め、
該時間窓内で、切換時点を検出するために電流経過特性および/または電圧経過特性を評価する手段が設けられており、
前記切換時点では、可動子が新たな終位置に達する形式の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁弁を制御するためのこのような方法および装置はＤＥ−ＯＳ３４２６７９９（ＵＳ４６５３４４７）から公知である。そこには電磁弁を制御する方法および装置が記載されており、この電磁弁はディーゼル内燃機関に噴射すべき燃料量を制御する。電磁弁は励磁巻線と可動子を有している。可動子を運動させるために、電流および/または電圧が励磁巻線に印加される。第１の値と第２の値により定められる時間窓内で電流経過特性および/または電圧経過特性が評価される。これは可動子がその新たな終位置に達した時点を検出するためである。
【０００３】
可動子が新たな終位置に達する時点は燃料調量の精度に大きな影響を及ぼす。この理由からこの時点を確実に検出し、ノイズ信号から区別しなければならない。時間窓が過度に大きい場合には、ノイズ信号がスイッチ時点として解釈されてしまうことがある。時間窓が過度に小さければ、スイッチ時点が時間窓の中に入らなくなるような動作状態が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の燃料調量を制御する電磁弁の制御方法および制御装置において、可動子が終位置に達する時点を確実に検出することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は、時間窓内に許容可能な切換時点が検出されなかった場合、時間窓の開始時点を定める第１の時点をその減少された最大値に達するまで徐々に減少して時間窓を拡大し、時間窓の終了時点を定める第２の時点を直接、その最大値まで拡大し、拡大された時間窓内に許容可能な切換時点が検出された場合には、第１の時点を公称値まで減少する、但し、第１の時点（ＦＢ）の公称値は最後に検出された切換時点（ＴＯＦ）から予制御値（ＶＯＲ）を減算することにより得られる値である、ことにより解決される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の有利な形態および改善実施例は従属請求項に記載されている。
【０００７】
以下本発明の方法を、内燃機関に噴射すべき燃料量を制御するために用いられる電磁弁について説明する。例えばディーゼル機関に対する新しい燃料調量装置では、燃料調量を制御するために電磁弁が使用される。ここでは、電磁弁が閉成ないし開放する時点が燃料調量の開始ないし終了を定める。正確な燃料調量を可能にするため、電磁弁の閉成時点および/または開放時点を確実に検出しなければならない。
【０００８】
燃料調量を制御するために電磁弁には電流ないし電圧が印加される。
【０００９】
【実施例】
このような電磁弁に対する回路装置が図１に簡単に示されている。図１に重要な要素だけが示されている。１００は電磁弁のコイルであり、１１０はスイッチ手段、１２０は測定抵抗である。コイル１００、スイッチ手段１１０、および電流測定手段１２０は直列に、供給電圧Ｕｂａｔとアースとの間に接続されている。図示の実施例では、負荷はバッテリー電圧に対して接続されており、スイッチ手段１１０はコイル１００と電流測定手段１２０との間に配置されている。
【００１０】
本発明の構成はこの構成に限定されるものではなく、他の構成にも使用することができる。たとえば、コイル１００をバッテリー電圧と接続する第２のスイッチ手段を設けることができる。さらに、電流測定手段１２０をスイッチ手段１１０とコイル１００との間、または１００と供給電圧Ｕｂａｔとの間に配置することも可能である。
【００１１】
さらに制御ユニット１３０が設けられている。制御ユニット１３０はコイル１００の両端子並びに電流測定手段１２０の両端子と接続されている。さらに制御ユニット１３０はスイッチ手段１１０に制御信号を供給する。
【００１２】
検出された種々の動作特性量を基にして、制御ユニット１３０はスイッチ手段１１０に印加する制御信号Ａを算出する。この制御信号Ａに依存して、電流がコイル１００を流れる。この電流によって、電磁弁が種々異なる位置をとり、噴射が行われる。
【００１３】
図２には制御信号Ａとコイルを流れる電流Ｉが、時間ｔについてプロットされている。時点ｔ１で制御信号Ａは低レベルから高レベルへ移行する。このことにより、スイッチ手段１１０は電流を流す。コイル１００を流れる電流はこの時点から時間について所定の関数に従って上昇する。
【００１４】
時点ｔ２で自由な電流上昇が中断され、電流調整に移行する。この時点から電流Ｉは保持電流ＩＨに向かって調整される。時点ｔ３で電流は保持電流ＩＨに達する。この電流調整は有利には、スイッチ手段１１０のスイッチング操作で行われる。時点ｔ４で制御信号Ａが取り除かれ、このことにより電流は時点ｔ５までにゼロに低下する。
【００１５】
本発明では、時点ｔ１は電磁弁がその新たな切換状態に達する前に電流が保持電流ＩＨに達するように選択されている。
【００１６】
時点ｔ１から電磁弁に印加される電圧の評価によって、電磁弁がその新たな終位置に達する時点が求められる。このために時間窓が定義されており、この時間窓内に切換時点のあることが予想される。この時間窓の開始はＦＢにより、終了はＦＥにより示されている。
【００１７】
図２のｃの部分には、時間窓の開始と終了時点が時点ｔ１からの矢印で示されている。矢印ＴＯＦにより、最後の切換時点が検出された時点がマークされている。この時点ＴＯＦを基にして、時間窓の開始時点ＦＢは時間間隔ＶＯＲの減算により、時間窓の終了時点ＦＥは時間間隔ＮＡＣＨの加算により得られる。
【００１８】
時間窓の開始時点ＦＢにおいて電流は保持電流に調整されている。それと同時に切換時点を検出するためのプログラムがコイル１００の電圧の時間経過を評価することによって開始される。この評価は時間窓の終了時点ＦＥによって終了する。
【００１９】
時点ＦＢとＦＥによって定められるこの時間窓内で切換時点が検出されなければ、適切な対策を講じなければならない。切換時点が発生しないことは１つには、時間窓が過度に小さいか、または間違った時間領域が選択されたためである。さらに、電磁弁制御が全く行われなかったか、またはエラーが発生したことも考えられる。
【００２０】
時間窓、例えば時間窓の開始時点ＦＢは任意の大きさに選択することはできない。というのは、時間窓の開始時点ＦＢは電流が保持電流に調整開始される時点に設定されるからである。この時点が過度に早期に選択されると、電磁弁は十分に迅速に切り替わることができず、場合によっては切り替わることができない。
【００２１】
図３には、本発明の方法を説明するためのフローチャートが示されている。第１のステップ３００で制御信号Ａが出力される。続くステップ３１０で時間窓開始時点ＦＢと終了時点ＦＥが設定される。
【００２２】
時間窓開始時点ＦＢは最後に検出された切換時点ＴＯＦの時間から第１の予制御値ＶＯＲを減算して得られる。先行する電磁弁制御で切換時点が検出されなければ、制御値が計算のための代替値として使用される。
【００２３】
時間窓終了時点ＦＥは最後に検出された切換時点ＴＯＦに第２の予制御値ＮＡＣＨを加算して算出される。時間窓開始時点の算出と同じように、切換時点ＴＯＦに対してこれが存在しなけれは代替値が使用される。
【００２４】
問い合わせステップ３２０で、時間窓開始時点ＦＢに達したか否かが検査される。達していなければ新たに問い合わせステップ３２０が行われる。時間窓開始時点ＦＢに達していれば、ステップ３３０でＢＩＰと示された切換時点が検出される。このために図示の実施例では、電流が所定の値、いわゆる保持電流ＩＨに調整される。ステップ３３０での切換時点の評価は時間窓終了時点までに行われる。
【００２５】
保持電流ＩＨは電磁弁の瞬時位置を保持するのに十分であるように選定されている。この電流は通常、電磁弁をその新たな位置にもたらすために必要な電流よりも小さい。
【００２６】
切換時点ＢＩＰを検出するために、図示の実施例では電磁弁の電圧が評価される。電圧の時間経過が不連続性を有すると直ちに、ＢＩＰ−ＩＭＰと示された信号が生成される。評価は通常は、制御ユニット１３０の一部である出力段で行われる。
【００２７】
問い合わせステップ３４０は、ＢＩＰ−ＩＭＰが許容可能であるか否かを検査する。許容できない場合には、ステップ３５０でエラーＦＭとして検出される。それ以外の場合はプログラムが新たにステップ３００から次の調量の際にスタートする。問い合わせステップ３４０は図５に詳細に示されている。
【００２８】
さらに、時間窓終了時点ＦＥまでに切換時点が時間窓開始時点ＦＢと時間窓終了時点ＦＥによって規定される時間窓内で検出されれば、このパルスがその妥当性について検査される。診断およびさらなる評価のために、検査結果はメモリに記憶される。
【００２９】
切換時点ＢＩＰ−ＩＭＰの妥当性を検査するために、図４に示すような処理が行われる。図４のフローチャートは実施例の１つの可能性を示すだけである。例えば種々のステップを省略したり、付け加えたり、または別の順序で処理することができる。状態メモリＳＢＳの値は他のものを選択することもできる。
【００３０】
第１の問い合わせステップ４０２では、時間窓に切換時点ＢＩＰ−ＩＭＰが発生したか否かが検査される。発生していなければ問い合わせステップ４０４で、いわゆるＭＡＢ信号が存在するか否かが検査される。この信号ＭＡＢは外部の電磁弁スイッチオフ信号が存在することを示す。このことは、電磁弁が制御されていないことを示す信号が存在することを意味する。信号ＭＡＢが存在する場合には、切換時点を検出することはできない。なぜなら、電磁弁に電流が流れていないからである。
【００３１】
このような場合には、ステップ４０６で再び図３のメインプログラムに戻る。ステップ４０６でリターンするときには、切換時点が通常動作で検出されなかったことになる。
【００３２】
信号ＭＡＢがアクティブでなければ、問い合わせステップ４０８で電磁弁ＭＶがスイッチオフされているか否かが検査される。スイッチオフされていれば、同じようにステップ４０６でメインプログラムにリターンする。問い合わせステップ４０８で、電磁弁がスイッチオフされていないことが検出された場合、動作条件に基づいてそのことが検出されるべきだとしても切換時点は検出されない。
【００３３】
したがって、ステップ４１０で状態メモリＳＢＳに相応の値がセットされる。この値は、時間窓に切換時点が発生していないことを示す。引き続きステップ４１２でエラーカウンタが１だけ高められる。
【００３４】
引き続き問い合わせステップ４１４で、エラーカウンタＦＺの値が第１の閾値ＳＷ１より大きいか否かが検査される。大きくなければそれ以上応答することなしにステップ４１６で、図３のメインプログラムにリターンする。エラーカウンタＦＺの値が閾値ＳＷ１より大きければ、ステップ４１８で状態メモリＳＢＳに相応の値がセットされる。この値は、いわゆるＢＩＰ探索がスタートすべきであることを示す。このためにメモリの第３のロケーションが１にセットされる。引き続く問い合わせステップ４２０で、状態メモリＳＢＳの第２のロケーションが１にセットされているか否か検査される。１にセットされていなければステップ４２２でメインプログラムにリターンする。
【００３５】
問い合わせステップ４２０で状態メモリＳＢＳの第２のロケーションが１にセットされていれば、このことは時間窓が最大の大きさであることを示す。この場合はステップ４２４でカウンタＺＩが１だけカウントダウンされる。引き続き問い合わせステップ４２６で、エラーカウンタＦＺの値が第２の閾値ＳＷ２より大きいか否かが検査される。大きければプログラムはステップ４２８で終了し、故障が検出される。この場合の故障は調量系にある。なぜなら、時間窓の大きさが最大であるのに切換時点ＢＩＰ−ＩＭＰが検出されなかったからである。
【００３６】
問い合わせステップ４３０で、切換時点ＢＩＰ−ＩＭＰが電磁弁のスイッチオフ時点ｔ４の領域に存在しているか否か検査する。切換時点ＢＩＰ−ＩＭＰがスイッチオフ時点ｔ４の領域に存在していれば、ステップ４３２を経て問い合わせステップ４３４が処理される。この問い合わせステップ４３４は、切換時点ＢＩＰ−ＩＭＰが、保持電流に切り換えられる切換時間ｔ３の領域に存在するか否かを検査する。存在していればステップ４１０が続き、このステップでは状態メモリＳＢＳに相応の値がセットされる。存在しなければ、すなわち検出された切換時点ＢＩＰ−ＩＭＰが時間ｔ３とｔ４の間に存在していれば、問い合わせステップ４３６が実行される。
【００３７】
問い合わせステップ４３６は、状態メモリＳＢＳに時間窓探索がアクティブでない、または閉じられていることを示す値がセットされているか否かを検査する。すなわち問い合わせステップ４３６は、状態メモリＳＢＳの第３のロケーションの値がゼロであるか否かを検査する。ゼロであればこのことは時間窓探索がアクティブでないか閉じられていることを意味し、問い合わせステップ４３８が行われる。問い合わせステップ４３８は、状態メモリＳＢＳが時間窓を縮小すべきであることを示す状態であるか否かを検査する。そのような場合には直接、ステップ４４０が実行される。
【００３８】
時間窓探索がアクティブでなく、かつ時間窓が縮小すべきでない場合には、ステップ４４２で信号レンジチェック（ＳＲＣ）が実行される。このことは、切換時点の値が予想値からの差値よりもずれていないか否かの検査を意味する。予想値として例えば、値ＴＯＦを使用することができる。有利には差値は供給電圧に依存して設定される。
【００３９】
発見された値が予想値からずれていなければ、切換時点に問題がないとして検出されたのと同じようにステップ４４０が実行される。ステップ４４０にて、許容可能な切換時点が検出される。ステップ４４０に続いて、ステップ４４４で時点ＴＯＦがフィルタリングによって新たに検出される。フィルタリングは、所定数の妥当な測定値について滑らかな平均値が形成されるように構成されている。引き続きステップ４４６でメインプログラムにリターンする。このリターンは例えば、切換時点がＢＩＰ探索なしでエラーなく検出された場合に行われる。
【００４０】
問い合わせステップ４３６で、状態メモリＳＢＳが相応にセットされておりＢＩＰ探索がアクティブであることが検出されると、問い合わせステップ４５０に進む。問い合わせステップ４５０は、ＢＩＰ−ＩＭＰが予想よりも早期に発生したか否かを検査する。このことは、ＢＩＰ−ＩＭＰが時間窓開始時点ＦＢよりも前にあるか否かの検査を意味する。早期に発生すれば、ステップ４５２で状態メモリＳＢＳが時間窓を拡大するようにセットされる。このことは例えば、状態メモリの第１のロケーションに１をセットすることにより行われる。
【００４１】
引き続きステップ４５４で通常のメインプログラムへリターンする。このリターンの際に、状態メモリは時間窓探索がアクティブであり、かつ時間窓を拡大すべきであるようにセットされる。
【００４２】
問い合わせステップ４５０で、切換時点ＢＩＰ−ＩＭＰが予想よりも早期に発生しないことが検出されれば、ステップ４５６でカウンタＺＩが１だけカウントアップされる。この場合は、切換時点が発見され、切換時点は値ＦＢとＦＥによって定められた時間窓内にある。カウンタＺＩでは発見された切換時点の数が計数される。引き続き問い合わせステップ４５８で、ＢＩＰ探索がまだアクティブでないか否かが検査される。アクティブでなければ、ステップ４６０でメインプログラムへリターンされる。
【００４３】
問い合わせステップ４５８でＢＩＰ探索がアクティブであることが検出されると、問い合わせステップ４６２で計数状態ＺＩが閾値Ｓよりも大きくないか否かが検査される。大きくなければステップ４６０でメインプログラムへリターンされる。計数状態ＺＩがまだ閾値Ｓよりも大きければ、ステップ４６４でカウントアップされる。引き続きステップ４６６で状態メモリＳＢＳは時間窓が縮小されるようにセットされる。引き続きステップ４６０でメインプログラムへのリターンが行われる。
【００４４】
図５には、ステップ３４０のサブプログラムが示されている。これは時間窓の大きさを適合化させるためのものである。ステップ５００でのスタート後に問い合わせステップ５０１が実行される。この問い合わせステップでは、状態メモリが値ゼロをとるか否か検査する。値がゼロであればこのことは時間窓探索がアクティブでないことを意味する。すなわち、ＢＩＰが存在する時間窓が発見され、かつ時間窓が最小の大きさを有することを意味し、ステップ５０２が実行される。このことは、ステップ５０２で時間ＴＯＦと予制御値に基づいて時間窓の開始時点ＦＢが検出されることを意味する。相応して時間窓終了時点ＦＥが時間ＴＯＦと時間間隔ＮＡＣＨに基づいて設定される。このことは、時間窓を規定する両方の値ＦＥとＦＢが公称値にセットされることを意味する。引き続きステップ５０４でメインプログラムへのリターンが行われる。
【００４５】
問い合わせステップ５０１で状態メモリＳＢＳがゼロでないことが検出されると、問い合わせステップ５０６が実行される。この問い合わせステップは、状態メモリＳＢＳの第４のロケーションが値１をとるか否かを検査する。このことは時間窓を縮小すべきであることを示す。値が１でなければ、ステップ５０８が実行される。ここでは、状態メモリＳＢＳが次のようにセットされる。すなわちこれが、ＢＩＰ探索がアクティブであり、時間窓を拡大すべきであることを指示するようにセットされる。このことは、状態メモリＳＢＳの第１と第３のロケーションを１にセットすることによって行われる。
【００４６】
ステップ５１０では、時間窓の開始時点が所定の値Ｄだけ減少される。すなわち、時間窓が拡大され、時間窓終了時点がその最大値ＦＥＭＡＸにセットされる。問い合わせステップ５１２で、時間窓、とくに時間窓開始時点がその減少された最大値ＦＢＭＡＸに達しているか否かが検査される。達していなければ、次のステップ５１４でメインプログラムへのリターンが行われる。最大値に達していれば、ステップ５１８で状態メモリＳＢＳが次のような値にセットされる。すなわち時間窓の大きさが最大に達したことを示すように状態メモリに値がセットされる。このために、第２のメモリセルが１にセットされる。引き続きステップ５１４でメインプログラムへリターンされる。
【００４７】
この処理によって、とくにステップ５１０と５１２によって、時間窓内に許容可能な切換時点が検出されない場合には、第１の時点としての時間窓開始時点ＦＢが徐々にその減少された最大値ＦＢＭＡＸに達するまで減少されて時間窓が拡大されるようになり、第２の時点としての時間窓終了時点ＦＥは直接その最大値ＦＥＭＡＸまで拡大されるようになる。
【００４８】
問い合わせステップ５０６で、状態メモリＳＢＳが時間窓を縮小すべきであるようにセットされていれば、この縮小はステップ５２０で行われる。ここでは、時間窓開始時間に対して所定値Ｄが加算される。引き続き問い合わせステップ５２２で、時間窓開始時間ＦＢが時間ＴＯＦ−ＶＯＲより大きいか否かが検査される。すなわち、時間窓開始時点ＦＢが切換時点に十分に近づいているか否かが検査される。近づいていなければステップ５３２でメインプログラムにリターンする。
【００４９】
近づいていれば、すなわち時間窓が公称値ＴＯＦ−ＶＯＲに達していれば、ステップ５２４で時間窓開始時点ＦＢが公称値ＴＯＦ−ＶＯＲにセットされる。引き続き、ステップ５２６で状態メモリＳＢＳにゼロがセットされ、ステップ５２８でカウンタＺＩがゼロにリセットされる。引き続きステップ５３０で時間窓終了時点ＦＥが値ＴＯＦ＋ＮＡＣＨにセットされる。続いてステップ５３２でリターンされる。このリターンの際には、時間窓は公称値を有し、探索はアクティブでない。
【００５０】
この処理によって、とくにステップ５２０から５３０によって、許容可能な切換時点の検出時に第１の時点ＦＢが徐々に公称値に達するまで減少され、第１の時点としての時間窓開始時点ＦＢに対する公称値に達した際に第２の時点としての時間窓終了時点ＦＥが公称値にセットされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の装置の概略図である。
【図２】 時間についてプロットされた種々の信号の線図である。
【図３】 本発明の方法の簡単なフローチャートである。
【図４】 図３の一部の詳細図である。
【図５】 図３の一部の詳細図である。
【符号の説明】
１００ コイル
１１０ 切換手段
１２０ 測定抵抗
１３０ 制御ユニット
Claims (7)
- 励磁巻線と、可動子とを有する燃料調量を制御する電磁弁の制御方法であって、
開始時点を定める第１の時点（ＦＢ）と終了時点を定める第２の時点（ＦＥ）が時間窓を定め、
該時間窓内で電流経過特性および/または電圧経過特性を評価して、可動子が新たな終位置に達する切換時点を検出する方法において、
時間窓内に許容可能な切換時点が検出されなかった場合、時間窓の開始時点を定める第１の時点（ＦＢ）をその減少された最大値（ＦＢＭＡＸ）に達するまで徐々に減少して時間窓を拡大し、
時間窓の終了時点を定める第２の時点（ＦＥ）を直接、その最大値（ＦＥＭＡＸ）まで拡大し、
拡大された時間窓内に許容可能な切換時点が検出された場合には、第１の時点（ＦＢ）を公称値まで減少する、但し、第１の時点（ＦＢ）の公称値は最後に検出された切換時点（ＴＯＦ）から予制御値（ＶＯＲ）を減算することにより得られる値である、ことを特徴とする燃料調量を制御する電磁弁の制御方法。 - 第１の時点（ＦＢ）を公称値にセットする際に、第２の時点（ＦＥ）を公称値にセットする、但し第２の時点（ＦＥ）の公称値は、最後に検出された切換時点（ＴＯＦ）に第２の予制御値（ＮＡＣＨ）を加算することにより得られる値である、請求項１記載の方法。
- 第１の時点（ＦＢ）を、記憶された切換時点（ＴＯＦ）と第１の予制御値（ＶＯＲ）に基づいて設定する、請求項１または２記載の方法。
- 第２の時点（ＦＥ）を、記憶された切換時点と第２の予制御値（ＮＡＣＨ）に基づいて設定する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
- 記憶された切換時点（ＴＯＦ）を、フィルタリングされた許容可能な切換時点に基づいて検出する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
- 時間窓に切換時点が発生したか否か（ステップ４０２）、
外部の電磁弁スイッチオフ信号が存在することを示すＭＡＢ信号が存在するか否か（ステップ４０４）、
ＭＡＢ信号がアクティブでない場合、電磁弁がスイッチオフされているか否か（ステップ４０８）、
切換時点が電磁弁のスイッチオフ時点（ｔ４）の領域に存在しているか否か（ステップ４３０）、及び
切換時点が保持電流に切換えられる時点（ｔ３）の領域に存在するか否か（ステップ４３４）の
監視機能を実施して、切換時点を検出する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。 - 励磁巻線と可動子とを有する燃料調量を制御する電磁弁の制御装置であって、第１の時点（ＦＢ）と第２の時点（ＦＥ）が時間窓を定め、
該時間窓内で、切換時点を検出するために電流経過特性および/または電圧経過特性を評価する手段が設けられており、
前記切換時点では、可動子が新たな終位置に達する形式の電磁弁の制御装置において、
時間窓内で許容可能な切換時点が検出されなかったとき、時間窓の開始時点を定める第１の時点（ＦＢ）をその減少された最大値（ＦＢＭＡＸ）に達するまで徐々に減少して時間窓を拡大し、時間窓の終了時点を定める第２の時点（ＦＥ）を直接、その最大値（ＦＥＭＡＸ）まで拡大し、拡大された時間窓内に許容可能な切換時点が検出された場合には、第１の時点（ＦＢ）を公称値まで減少する手段が設けられている、但し、第１の時点（ＦＢ）の公称値は最後に検出された切換時点（ＴＯＦ）から予制御値（ＶＯＲ）を減算することにより得られる値である、ことを特徴とする制御装置。
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