JP4727897B2

JP4727897B2 - 電磁弁の制御方法および制御装置

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Publication number: JP4727897B2
Application number: JP2002236897A
Authority: JP
Inventors: ヴィドラーカリン; マーダーベルンハルト; シューラーハラルト; ラントホイサーフェリックス
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-08-16
Filing date: 2002-08-15
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2022-08-15
Also published as: JP2003065129A; DE10140157B4; DE10140157A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静止位置および動作位置を有する、燃料噴射装置のインジェクタ用の電磁弁の制御方法であって、該電磁弁では、動作位置に達するため最初に吸着フェーズ中に吸着電流が使用され、動作位置に保持するため次の保持フェーズでは保持電流が使用され、前記吸着電流は前記保持電流よりも大きい形式の制御方法に関する。このような電磁弁は、吸着フェーズ中に少なくとも迅速に動作位置に達するために高い吸着電流を使用することができるように構成されている。一方、保持フェーズで動作位置に保持するためには比較的低い保持電流で十分である。さらに本発明は、静止状態および動作状態を有する少なくとも１つの電磁弁、とりわけ燃料噴射装置のインジェクタ電磁弁と、電磁弁制御装置とを有する装置に関するものである。この電磁弁制御装置は、少なくとも１つの電磁弁に吸着フェーズ中に、高い吸着電流を供給し、保持フェーズ中に比較的に低い保持電流を供給する。
【０００２】
【従来の技術】
圧力形成と噴射とが分離された燃料噴射装置は公知である。噴射圧力は機関回転数と噴射量に依存しないで形成され、燃料リザーバ内に噴射のために準備される。噴射時点と噴射量は電子制御装置において計算され、インジェクタないし噴射ユニットにより各機関気筒において制御電磁弁を介して変換される。
【０００３】
本発明は例えばこの種の電磁弁の制御と関連して使用することができる。インジェクタ電磁弁は通常、静止状態で閉鎖される電磁弁とすることができる。しかし本発明はこの種の静止状態で閉鎖される電磁弁に制限されるものではなく、静止状態で開放される電磁弁と関連して使用することもできる。電磁弁が静止状態で開放されるか閉鎖されるかには関係なく、静止状態とは電磁弁に通電しない時の電磁弁の位置であると理解されたい。相応に動作位置とは、電磁弁に通電されて調整される電磁弁の位置である。
【０００４】
静止位置と動作位置を有する電磁弁、とりわけ燃料噴射装置のインジェクタ電磁弁を駆動制御するための公知の方法では、様々な問題が発生する。これについて以下、図１，３，４に基づいて説明する。
【０００５】
図１は、公知の制御方法の電流プロフィールを示す。ここでは制御電流ｉ（ｔ）が時間ｔの上にプロットされている。種々異なる遮断時点が相応の点により示されている。制御持続時間はｔ＝０で開始し、それぞれの遮断時点で終了する。図１から、制御持続時間の区分Ｂ０の間に急峻の電流上昇が惹起され、これに高電流フェーズが時間区部Ｂ１の間、続くことが分かる。急峻な電流上昇および引き続く高電流フェーズは共に吸着フェーズと称され、電磁弁を急速にスイッチオンするために用いられる。すなわち、静止位置から動作位置へ急速に変化するために用いられる。電磁弁のスイッチオンの後、電流を時間区分Ｂ３での保持フェーズの間、低減することができ、とりわけ損失電力を低減することができる。高電流フェーズＢ１と保持フェーズＢ３との間にここでは移行フェーズＢ２が発生する。この移行フェーズでは電流が高い吸着電流から低い保持電流に低下する。図１には、所属の電流経過を有する種々異なる遮断時点Ａ１からＡ７が示されている。ここで電磁弁は、電流がほぼゼロになって初めて、静止位置へ復帰する。吸着フェーズＢ１からの遮断時には、この状態へは初期電流が比較的高いため、保持フェーズＢ３からの遮断時よりも遅れて到達することとなる。このことにより、弁が動作位置に留まる時間が不所望に延長されることになる。移行フェーズＢ２からの遮断時には、この移行フェーズＢ２にあるすべての遮断時点Ａ３からＡ５に対して同じ電流経過が生じる。すなわち、電磁弁が動作位置にある時間は、制御持続時間が変化しても変化しない。この２つの作用のため公知の制御方法では、制御持続時間と、電磁弁が動作位置に留まる時間との間に非線形の関係が生じる。
【０００６】
別の問題は、燃料噴射装置のインジェクタ電磁弁の駆動制御時に発生する。これについて以下、図３と図４に基づいて説明する。
【０００７】
図３は、噴射された燃料量ＱＥを電磁弁の制御持続時間ＡＤに依存して示す。この電磁弁はこの場合、静止位置で閉鎖される電磁弁である。制御持続時間の所定の領域に対して、噴射される量ＱＥは一定に留まり、最小量が噴射される。これは平坦部Ｐにより示されている。この平坦部Ｐが、例えば製造公差または駆動制御軸の摩耗によってシフトしても、噴射される量は以前に設定された動作点ＡＰに対しては一定である。しかし図３に示した平坦部Ｐは例えば製造公差または摩耗のため、図４に示すように高さがさらに変化することがある。この場合、噴射される量が所定の動作点ＡＰに対して理想量から偏差する。動作点ＡＰを僅かにシフトすることにより噴射される量を補正することは、ここでは不可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、従来技術による上記問題点を解決することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明により、制御持続時間と、電磁弁が動作位置に存在する時間との関係を線形化するために、および電磁弁が動作位置に存在する所定の時間を調整するために、吸着フェーズの長さを、すべての弁遮断時点（Ａ８，Ａ９，Ａ１０，Ａ１１，Ａ１２）が保持フェーズ中になるように変化させ、
前記制御持続時間とは前記電磁弁の通電開始から前記弁遮断時点までの時間であり、
前記電磁弁は前記動作位置においては開放されており、前記静止状態においては閉鎖されており、
前記制御持続時間Ｔ _ＡＤから、吸着フェーズの持続時間Ｔ_Ａと保持フェーズの持続時間Ｔ_Ｈを次の計算規則に従って定める：
Ｔ _ＡＤ＝Ｔ _Ａ＋Ｔ _Ｈ
ただしＴ _ＡＤ ≧Ｔ_Ａｍａｘ＋Ｔ _Ｈｍｉｎの場合、
Ｔ_ＡにＴ_Ａｍａｘを代入し、かつＴ_ＨにＴ_ＡＤ−Ｔ_Ａｍａｘを代入し、
Ｔ_ＡＤ ≦Ｔ_Ａｍｉｎ＋Ｔ _Ｈｍｉｎの場合、
Ｔ_ＡにＴ_Ａｍｉｎを代入し、かつＴ _ＨにＴ _Ｈｍｉｎを代入し、
Ｔ_Ａｍｉｎ＋Ｔ _Ｈｍｉｎ＜Ｔ_ＡＤ＜Ｔ_Ａｍａｘ＋Ｔ _Ｈｍｉｎの場合、
Ｔ_ＨにＴ_Ｈｍｉｎを代入する、
ここでＴ_ＡＤは全体の制御持続時間、
Ｔ_Ｈｍｉｎは前もって設定された保持フェーズの最小持続時間、
Ｔ_Ａｍａｘは前もって設定された吸着フェーズの最大持続時間、
Ｔ_Ａｍｉｎは前もって設定された吸着フェーズの最小持続時間であることより解決される。このことにより前記問題点が解決される。とりわけ各制御持続時間に、電磁弁が動作位置に存在する時間を異なって割り当てることができ、燃料噴射装置と関連して、前もって決められた弁開放時間を介して噴射可能最小燃料量を高めることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の方法では吸着フェーズの長さが次のように選択される。すなわちすべての弁遮断が保持フェーズ中に行われるように選択される。この場合、常に同じ電流レベルから遮断されるので、制御持続時間と電磁弁が動作位置に存在する時間との間に線形の関係が得られる。すべての弁遮断時点が保持フェーズとなることを保証するためには、保持フェースが強要されるように吸着フェーズを場合により短縮しなければならない。
【００１１】
燃料噴射装置と関連して、この種の比較的長い弁開放持続時間はとりわけ燃料主噴射に使用される。主噴射により内燃機関の出力動作に対するエネルギーがもたらされる。従って主噴射は実質的に内燃機関のトルク形成を行う。広い領域でトルク経過を変更できるようにするため、噴射される燃料量は弁開放持続時間を介し、相応に大きな領域内で変化される。
【００１２】
すべての弁遮断時点が吸着フェーズ中にあるように吸着フェーズの長さを選択することもできる。この場合も、駆動制御時間と、電磁弁が動作位置にある時間との間で線形の関係が達成される。
【００１３】
この第２の制御モードは有利には、電磁弁が動作位置にあるべき時間が比較的短い場合に使用される。電磁弁の切替要素は加速フェーズの後、大きな衝撃を以てストッパに衝突する。そしてここで運動方向がエラスティックな取り付け面によって反転される。遮断過程はスイッチオンの際に吸収された衝撃を利用することにより短縮できる。燃料噴射装置および静止位置で閉鎖される電磁弁と関連して、この作用を最小噴射量を形成するために利用することができる。これは例えば前記の予噴射の際に発生する。この種の予噴射の際には、燃料、とりわけディーゼル燃料の最小量がシリンダにもたらされる。そしてこの最小燃料量は燃焼室の予条件に作用し、燃焼効率を改善することができ、とりわけ次の効果が達成される：圧縮圧が予反応ないし部分的燃焼により容易に上昇し、これにより主噴射の着火遅延が短縮され、燃焼圧上昇および燃焼圧ピークが減少される。このことにより滑らかな燃焼が生じる。この作用は燃焼ノイズ、燃料消費および多くの場合で排気ガスを減少させる。
【００１４】
本発明の方法では有利には、吸着フェーズの長さが、積分値
【００１５】
【数１】

【００１６】
が前もって定められた値をとるように選択される第３の制御モードが使用される。ここでｔは時間、ｉ（ｔ）は弁制御電流、ｔ０は弁スイッチオン時点、そしてｔ１は弁電流ｉ（ｔ）が電磁弁の遮断後に再び値ゼロをとる時点である。前記の積分値ないし電流プロフィールの下の面積は電磁弁のスイッチオン時に吸収される、電磁弁中の切替要素の衝撃に対する尺度である。ここでは吸着フェーズの長さを短縮すると積分値が小さくなり、電磁弁のスイッチオン時にその切替要素により吸収される衝撃が減少することによって、電磁弁が動作位置に存在する最小化可能時間が拡大する。このように吸着フェーズを電流プロフィールで変化することにより、例えば燃料噴射装置のインジェクタを非常に僅かな燃料噴射量を以て動作時点で理想量に補正することができる。これにより製造公差および／または寿命による摩耗を補償することができる。製造パラメータは、最小可能燃料量が補正されない場合に常に理想量より小さいか、または同じであるように適合される。このようにすればすべてのインジェクタを理想量の方向に補正することができる。
【００１７】
本発明の方法では有利には、吸着フェーズの持続時間Ｔ _Ａと保持フェーズの持続時間Ｔ _Ｈは次の計算規則に従って定められる：
Ｔ_Ａ＝Ｔ_ＡＤ−Ｔ_Ｈ
ただしＴ_Ａ＞Ｔ_Ａｍａｘの場合、Ｔ_Ａ ≒Ｔ_ＡｍａｘかつＴ_Ｈ ≒Ｔ_ＡＤ−Ｔ_Ａｍａｘ
Ｔ_Ａ＜Ｔ_Ａｍｉｎの場合、Ｔ_Ａ ≒Ｔ_Ａｍｉｎ、
Ｔ_Ａｍｉｎ＜Ｔ_Ａ＜Ｔ_Ａｍａｘの場合、Ｔ_Ｈ ≒Ｔ_Ｈｍｉｎ、
ここでＴ_ＡＤは全体の制御持続時間、Ｔ_Ｈｍｉｎは前もって設定された保持フェーズの最小持続時間、Ｔ_Ａｍａｘは前もって設定された吸着フェーズの最大持続時間、Ｔ_Ａｍｉｎは前もって設定された吸着フェーズの最小持続時間である。この制御モードは、所定の場合に設けられた例外を除いて常に保持フェーズが生じる基本思想に基づくものである。保持フェーズの最小持続時間Ｔ_Ｈｍｉｎはこの関連から、弁電流が吸着レベルから保持レベルに降下する時間と同じ大きさに選択すると有利である。このことにより、電磁弁が動作位置の直前に存在すべき場合、吸着フェーズが電磁弁を確実に操作するために不必要に短縮されないことが保証される。電磁弁が動作位置の直前に存在すべき場合には、常に１つの保持フェーズが設けられ、冒頭の述べた平坦部が回避される。電磁弁が動作位置に存在する時間が吸着フェーズより長ければ、保持フェーズは通常、スイッチオンまたはスイッチオフされない。このことによりアルゴリズムに、ジャンプの原因となる激しい切換過程が存在しない。
【００１８】
とりわけ上記動作モードとの関連で本発明の方法では、Ｔ_Ａｍａｘが吸着フェーズの最大持続時間である。この最大持続時間を上回っても、電磁弁が動作位置に到達することが促進されない。
【００１９】
さらにこれと関連して、Ｔ_Ａｍｉｎは吸着フェーズの最小持続時間であり、これを下回ると電磁弁が動作位置に切り替わらない場合がある。
【００２０】
とりわけ前記制御モードと関連して本発明の方法では、Ｔ_Ａ＜Ｔ_Ａｍｉｎの場合に、保持フェーズをゼロに短縮する。この場合が、前記制御モードに関連して説明した例外である。とりわけ電磁弁が動作位置に存在する時間を非常に短くするためには、出きるだけ長い吸着フェーズを利用することが必要である。短い保持フェーズをゼロにまで短縮するこの例外は、制御持続時間の全体を吸着電流フェーズに対して使用することができるという利点がある。このことは所定の場合には、燃料噴射装置で出きるだけ小さな噴射量を達成するのに有利である。
【００２１】
本発明の方法を実施するのに適する各装置は所属の請求項の保護範囲である。
【００２２】
本発明の装置は、従来技術に従い、電磁弁制御装置が吸着フェーズの長さを変化させ、これにより制御持続時間と、少なくとも１つの電磁弁が動作位置に存在する時間との間に線形関係が達成されるようにすることを基礎とする。本発明の装置によっても、冒頭に述べた従来技術の問題点が解決される。とりわけ本発明の装置により、各制御持続時間に、電磁弁が動作位置に存在する時間が異なるように割り当てられ、燃料噴射装置および静止位置で閉鎖される電磁弁と関連して、前もって定めた弁開放持続時間ないし吸着フェーズと保持フェーズとの比を介して、最小可能噴射燃料量を変化することができる。
【００２３】
本発明の装置では、吸着フェーズの長さが、すべての弁遮断が保持フェーズ中に行われるように選択される。本発明の方法と同じようにこの場合、常に同じ電流レベルから遮断される。これにより制御持続時間と電磁弁が動作位置に存在する時間との間に線形関係が得られる。すべての弁遮断時点が保持フェーズ中となることを保証するためには、吸着フェーズをここでも場合により、保持フェーズが強要されるように短縮しなければならない。
【００２４】
この関連から本発明の装置では有利には、少なくとも１つの電磁弁が動作位置に存在すべき時間が比較的長い場合に第１の動作モードが使用される。燃料噴射装置および静止位置で閉鎖される電磁弁と関連して、このような電磁弁が動作位置に存在する比較的長い時間を、本発明の方法と同じように燃料主噴射に使用することができる。主噴射により、すでに述べたように内燃機関の出力動作に対するエネルギーがもたらされる。従って主噴射は実質的に内燃機関のトルク形成を引き受ける。トルク経過を広い領域で変化できるようにするため、噴射される燃料量は弁開放持続時間を介して相応に大きな領域内で変化される。これも本発明の方法と関連してすでに説明した。
【００２５】
これと関連して有利には、少なくとも１つの電磁弁が動作位置に存在すべき時間が比較的短い場合に第２の制御モードが使用される。少なくとも１つの電磁弁が動作位置に存在する時間が極端に短い場合には、制御持続時間が電磁弁の可動部材の立ち上がり時間よりも短いことがあり得る。電磁弁の切替要素は加速フェーズ後に大きな衝撃を以てストッパに衝突し、ここで運動方向がエラスティックな取り付け面によって反転される。遮断過程は、スイッチオン時に吸収された衝撃を利用することにより短縮することができる。燃料噴射装置および静止位置で閉鎖される電磁弁と関連して、この作用を最小噴射量を得るために利用することができる。この最小噴射量は例えば予噴射の際に発生する。この種の予噴射では、少量の燃料、とりわけディーゼル燃料がシリンダにもたらされ、このとき少量の燃料が燃焼室の予条件に作用し、燃焼効率を改善することができる。またさらに次の効果が達成される：圧縮圧が予反応ないし部分的燃焼によって容易に上昇される。これにより主噴射の着火遅延が減少され、燃焼圧上昇と燃焼圧ピークが低減される。これにより滑らかな燃焼が得られる。この作用によって、燃焼ノイズ、燃料消費が減少し、多くの場合排気ガスも減少する。このことはすでに本発明の方法と関連して説明した。
【００２６】
付加的にまたは択一的に本発明の装置でも有利には、電磁弁制御装置が第３の動作モードを有し、この第３の動作モードでは吸着フェーズの長さが次のように選択される。すなわち、積分値
【００２７】
【数２】

【００２８】
が前もって定めた値を有するように選択される。ここでｔは時間、ｉ（ｔ）は弁制御電流、ｔ０は弁スイッチオン時点、そしてｔ１は弁電流ｉ（ｔ）が少なくとも１つの電磁弁の遮断後に再び値ゼロを有する時点を表す。本発明の方法と同じようにここでも次の関係が当てはまる。前記の積分値ないし電流プロフィールの下方の面積は、電磁弁がスイッチオンされるときに電磁弁の切替要素により吸収される衝撃に対する尺度である。ここでは吸着フェーズの長さが短縮されると積分値も小さくなり、電磁弁のスイッチオン時にその切替要素により吸収される衝撃も減少することによって、電磁弁が動作位置に存在する最小可能時間を拡大することができる。このように吸着フェーズを電流プロフィールで変化することにより、燃料噴射装置のインジェクタ（通常は静止位置で閉鎖される電磁弁が使用される）を非常に小さな燃料噴射量を以て動作時点で理想量に補正することができる。これにより製造公差および／または寿命による摩耗を補償することができる。製造パラメータが、最小可能燃料量が補正しない場合で常に理想量よりも少ないかまたは同じであるように適合されれば、すべてのインジェクタを理想量に向かって補正することができる。
【００２９】
【実施例】
本発明はこれに制限されるものではないが、以下の実施例の説明を静止位置で閉鎖される１つまたは複数の電磁弁に基づいて行う。すなわちそれぞれ電磁弁が動作位置にある時間は弁開放持続時間に相応する。
【００３０】
図２は本発明の方法により、吸着フェーズの長さが、すべての弁遮断時点が保持フェーズ中になるように選択した場合の電流プロフィールを示す。図２によれば、弁遮断時点Ａ８，Ａ９，およびＡ１０が領域Ｂ４にあり、この領域では強制的な短い保持フェーズ後に遮断される。遮断時点Ａ１１とＡ１２は領域Ｂ５にあり、この領域では持続時間の延長された保持フェーズから遮断される。電流は吸着フェーズの長さの相応の変化によって常に保持フェーズから遮断されるから、制御持続時間の終了から電流がゼロ点に達するまでの間の時間はすべての制御持続時間に対して一定であり、かつ小さい。電流プロフィールにおける遮断エッジの急峻度がばらつく場合でも、領域Ｂ４では図１の表示に対して、弁開放持続時間に及ぼされる影響が少ない。さらに制御持続時間の変化は、図２に示した電流プロフィールにおいて常に弁開放持続時間の変化をもたらす。すなわち制御持続時間と弁開放持続時間との関係は、制御持続時間の全領域で線形である。吸着フェーズの長さは所定の制御持続時間において図１と比較すると、有利には僅かに短縮される。吸着フェーズの長さが電磁弁の機械的上昇時間よりも格段に長いことは有利である。一定の高い磁力は電磁弁にある可動部材のチャタリングを減少させ、この部材が電磁弁の短い制御持続時間の後の遮断時に、所定の位置を取るようにする。このようにして短い弁開放持続時間であっても、チャタリングフェーズの領域で良好な反復精度が得られる。図２による電流プロフィールは有利には比較的に長い弁開放持続時間に対して使用される。この主噴射は例えば燃料噴射装置と関連して、すでに述べた主噴射に対して必要である。
【００３１】
最小燃料量（これはすでに述べたように予噴射に対して必要である）を噴射するために、有利には図１の遮断時点Ａ１，Ａ２およびＡ３により得られる電流プロフィールを使用する。この場合、もっぱら吸着フェーズから遮断され、保持フェーズは中止される。
【００３２】
図５は本発明の方法により、電流経過についての積分値が吸着フェーズの長さの変化により可変であり、これにより最小燃料噴射量が補正される場合の電流プロフィールを示す。図５によれば、所定の動作点ＡＰに対して積分値
【００３３】
【数３】

【００３４】
が所定の値に調整される。ここでｔは時間、ｉ（ｔ）は弁制御電流、ｔ０は弁スイッチオン時点、そしてｔ１は弁電流ｉ（ｔ）が電磁弁の遮断後に再び値ゼロをとる時点を表す。この積分値は、電磁弁がスイッチオンされたときに吸収される衝撃に対する尺度である。電磁弁の遮断過程はすでに述べたように、スイッチオン時に吸収された衝撃を利用することにより短縮できる。
【００３５】
図６は、図５の電流プロフィールによって達成された、噴射される燃料量と電磁弁の制御持続時間との関係を示す。ここで第１の平坦部Ｐ１は図５の吸着フェーズの第１の終点Ｅ１に配属され、第２の平坦部Ｐ２は図５の吸着フェーズの第２の終点Ｅ２に、第３の平坦部Ｐ３は第３の終点Ｅ３に配属される。図５と図６を比較すると、積分値
【００３６】
【数４】

【００３７】
の減少は、平坦部の高さの上昇につながることが分かる。すなわち噴射される燃料量ＱＥが増大する。平坦部の上昇はここで、挿入される保持フェーズの持続時間と共に増大する。このとき補正された平坦部Ｐ２とＰ３の水平方向シフトは動作点での制御持続時間の適合を必要とする。
【００３８】
図７から図１０に基づいて以下、第４の制御モードが使用される実施例を説明する。
【００３９】
図７の電流経過は、比較的に高い電流がインジェクタに導かれ、これにより急速な開放を可能にした吸着フェーズＴ_Ａからなる。引き続く保持フェーズＴ_Ｈでは、電流が低下され、損失電力が制限される。電磁弁の全体制御持続時間はここではＴ_ＡＤにより示されている。
【００４０】
図８は、吸着フェーズの最大持続時間Ｔ_Ａｍａｘおよび吸着フェーズの最小持続時間Ｔ_Ａｍｉｎの関係を示す。最大持続時間を上回っても、電磁弁がそれ以上急速に開放しなくなる。また最小持続時間を下回ると、電磁弁が確実に開放しなくなる。図８にはさらに、図１の移行領域Ｂ２に相応する時間Ｔ_ＳＬが示されている。すなわち噴射が時間Ｔ_ＳＬの間に終了すべき場合には電流経過は変化しない。第４の制御モードに関連して図８は、Ｔ_Ａ＞Ｔ_Ａｍａｘである場合を示している。この場合、Ｔ_Ａ＝Ｔ_ＡｍａｘかつＴ_Ｈ＝Ｔ_ＡＤ−Ｔ_Ａｍａｘが成り立つ。ここでＴ_Ａは吸着フェーズの長さ、Ｔ_Ｈは保持フェーズの長さ、Ｔ_ＡＤは全体制御持続時間の長さ、Ｔ_Ｈｍｉｎは保持フェーズの所定の最小持続時間、Ｔ_Ａｍａｘは吸着フェーズの所定の最大持続時間である。
【００４１】
第４の制御モードと関連して、図９は、Ｔ_Ａｍｉｎ＜Ｔ_Ａ＜Ｔ_Ａｍａｘである場合を示している。すなわちＴ_Ｈ＝Ｔ_Ｈｍｉｎがセットされる。
【００４２】
第４の制御ノードと関連して図１０は、Ｔ_Ａ＜Ｔ_Ａｍｉｎである場合を示す。この場合はＴ_Ａ＝Ｔ_Ａｍｉｎがセットされる。最小可能噴射量を達成するためには、非常に短い噴射の際に出きるだけ長い吸着フェーズを利用することが必要である。全体持続時間が限界のＴ_Ａｍｉｎである噴射の際には、図１０に関連して短い保持フェーズＴ_Ｈｍｉｎをさらにゼロまで短縮することができる。このことはすでに述べたようにいくつかの有利な例外であり、保持フェーズが生ぜず、これにより全体制御持続時間が確実に吸着電流フェーズに対して使用される。
【００４３】
図１１は、本発明の装置の実施例を示す。この装置は電磁弁制御装置１００を有し、この電磁弁制御装置は本発明の方法を実施するのに適する。図示の実施例は４気筒内燃機関と関連して使用される。ここで各電磁弁２００，２０１，２０２，２０３は図示しない噴射弁が配属され、各噴射弁は図示しない内燃機関の気筒が配属される。電磁弁２００〜２０３の第１の端子はそれぞれスイッチ手段１１５とダイオード１１０を介して電圧供給部１０５と接続されている。ダイオード１１０は、そのアノードがプラス極とそのカソードがスイッチ手段１１５と接続されるように配置されている。スイッチ手段１１５は有利には電界効果トランジスタである。電磁弁２００〜２０３の第２の端子はそれぞれ第２のスイッチ手段１２０，１２１，１２２，１２３を介して抵抗手段１２５と接続されている。スイッチ手段１２０〜１２３はローサイドスイッチと、スイッチ手段１１５はハイサイドスイッチと称される。抵抗手段１２５の第２の端子は電圧供給部の第２の端子と接続されている。各電磁弁２００〜２０３にはそれぞれ１つのダイオード１３０，１３１，１３２，１３３が配属されている。ダイオードのアノード端子はそれぞれ電磁弁とロー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並びに別のスイッチ手段１４０と接続されている。スイッチ手段１４０の第２の端子は電磁弁２００〜２０３の第１端子と接続されている。スイッチ手段１４０も同様に有利には電界効果トランジスタである。このスイッチ手段１４０はブースタスイッチとも称される。コンデンサ１４５の第２端子も同様に電圧供給部１０５の第２端子と接続されている。ハイサイドスイッチ１１５には制御ユニット１６０により制御信号ＡＨが印加される。スイッチ手段１２０には制御ユニット１６０から制御信号ＡＬ１が、スイッチ手段１２１には制御信号ＡＬ２が、スイッチ手段１２２には制御信号ＡＬ３が、スイッチ手段１２３には制御信号ＡＬ４が、スイッチ手段１４０には制御信号ＡＣが印加される。電圧供給部１０５の第２端子と、スイッチ手段１１５と電磁弁２００〜２０３の第１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。ここでダイオードのアノードは電圧供給部１０５の第２端子と接続されている。抵抗１２５での電圧降下によって電磁弁を流れる電流を検出することができる。ここで電流測定は、スイッチ手段１２０から１２３の１つが閉成されているときにだけ電流測定抵抗１２５を介して可能である。電流をローサイドスイッチが開放されているときにも検出できるようにするため、電流測定抵抗を別の個所にも配置することができる。例えばコンデンサ１４５の第２端子を電流測定手段１２５とスイッチ手段１２０〜１２３との間の接続点と接続することができる。この場合、電流測定がローサイドスイッチが阻止されている場合でも可能である。さらに電流測定手段を電圧供給部とハイサイドスイッチとの間、ないしはハイサイドスイッチと負荷との間に配置することもできる。制御ユニット１６０の適切なプログラミングによって本発明の電流プロフィールを実現することができる。
【００４４】
本発明の実施例の説明は本発明の理解のためのものであり、本発明を制限するものではない。本発明の枠内で種々の変更および変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】静止位置で閉鎖される電磁弁を制御するために使用される、公知の方法での電流プロフィールを示す図である。
【図２】吸着フェーズの長さが、すべての弁遮断時点が保持フェーズにあるように選択した場合の、本発明の方法により電流プロフィールである。
【図３】従来技術による、噴射された燃料量と電磁弁の制御持続時間との関係を示す図である。
【図４】製造公差または摩耗により、噴射される燃料量が電磁弁の制御持続時間に依存して偏差する様子を示す図である。
【図５】電流経過についての積分値を吸着フェーズの長さの変化により変化させ、最小燃料噴射量を補正する場合の本発明の方法による電流プロフィールである。
【図６】図５の電流プロフィールにより達成される、噴射される燃料量と電磁弁の制御持続時間との関係を示す図である。
【図７】第４の制御モードを説明するための公知の電流プロフィールである。
【図８】所定の制御持続時間が設定された最大制御持続時間よりも大きい場合の第４の制御モードを説明するための電流プロフィールの図である。
【図９】吸着フェーズが所定の最小吸着フェーズよりも大きく、かつ所定の最大吸着フェーズよりも小さい場合の第４の制御モードを説明するための電流プロフィールの図である。
【図１０】吸着フェーズが所定の最小吸着フェーズよりも小さい場合の第４の制御モードを説明するための電流プロフィールの図である。
【図１１】本発明の装置の実施例のブロック回路図である。
【符号の説明】
１００電磁弁制御装置
２００〜２０３電磁弁

Claims

静止位置および動作位置を有する、燃料噴射装置のインジェクタ用の電磁弁の制御方法であって、
該電磁弁では、動作位置に達するため最初に吸着フェーズ中に吸着電流が使用され、動作位置に保持するため後続の保持フェーズでは保持電流が使用され、
前記吸着電流は前記保持電流よりも大きい形式の制御方法において、
制御持続時間と、電磁弁が動作位置に存在する時間との関係を線形化するために、および電磁弁が動作位置に存在する所定の時間を調整するために、吸着フェーズの長さを、すべての弁遮断時点（Ａ８，Ａ９，Ａ１０，Ａ１１，Ａ１２）が保持フェーズ中になるように変化させ、
前記制御持続時間とは前記電磁弁の通電開始から前記弁遮断時点までの時間であり、
前記電磁弁は前記動作位置においては開放されており、前記静止状態においては閉鎖されており、
前記制御持続時間Ｔ _ＡＤから、吸着フェーズの持続時間Ｔ_Ａと保持フェーズの持続時間Ｔ_Ｈを次の計算規則に従って定める：
Ｔ _ＡＤ＝Ｔ _Ａ＋Ｔ _Ｈ
ただしＴ _ＡＤ ≧Ｔ_Ａｍａｘ＋Ｔ _Ｈｍｉｎの場合、
Ｔ_ＡにＴ_Ａｍａｘを代入し、かつＴ_ＨにＴ_ＡＤ−Ｔ_Ａｍａｘを代入し、
Ｔ_ＡＤ ≦Ｔ_Ａｍｉｎ＋Ｔ _Ｈｍｉｎの場合、
Ｔ_ＡにＴ_Ａｍｉｎを代入し、かつＴ _ＨにＴ _Ｈｍｉｎを代入し、
Ｔ_Ａｍｉｎ＋Ｔ _Ｈｍｉｎ＜Ｔ_ＡＤ＜Ｔ_Ａｍａｘ＋Ｔ _Ｈｍｉｎの場合、
Ｔ_ＨにＴ_Ｈｍｉｎを代入する、
ここでＴ_ＡＤは全体の制御持続時間、
Ｔ_Ｈｍｉｎは前もって設定された保持フェーズの最小持続時間、
Ｔ_Ａｍａｘは前もって設定された吸着フェーズの最大持続時間、
Ｔ_Ａｍｉｎは前もって設定された吸着フェーズの最小持続時間である、ことを特徴とする制御方法。
前記Ｔ_Ａｍｉｎは、これを下回ると電磁弁が動作位置へ変化しない場合がある前もって設定された吸着フェーズの最小持続時間である、請求項１記載の方法。
静止位置と動作位置を有する、燃料噴射装置のインジェクタ用の電磁弁（２００，２０１，２０２，２０３）と、電磁弁制御装置（１００）とを有する装置であって、
前記電磁弁制御装置は、少なくとも１つの電磁弁（２００，２０１，２０２，２０３）に、最初の吸着フェーズ中に吸着電流を、後続の保持フェーズ中に保持電流を供給するために設けられており、
前記吸着電流は前記保持電流よりも大きい形式の装置において、
電磁弁制御装置（１００）は吸着フェーズの長さを、すべての弁遮断時点（Ａ８，Ａ９，Ａ１０，Ａ１１，Ａ１２）が保持フェーズ中になるように変化させ、これにより制御持続時間と、少なくとも１つの電磁弁（２００，２０１，２０２，２０３）が動作位置に存在する時間との関係を線形化し、および少なくとも１つの電磁弁（２００，２０１，２０２，２０３）が動作位置に存在する所定の時間を調整し、
前記制御持続時間とは前記電磁弁の通電開始から前記弁遮断時点までの時間であり、
前記電磁弁は前記動作位置においては開放されており、前記静止状態においては閉鎖されており、
前記制御持続時間Ｔ _ＡＤから吸着フェーズＴ_Ａの持続時間と、保持フェーズＴ_Ｈの持続時間とが次の計算規則に従って定められ：
Ｔ _ＡＤ＝Ｔ _Ａ＋Ｔ _Ｈ
ただしＴ _ＡＤ ≧Ｔ_Ａｍａｘ＋Ｔ _Ｈｍｉｎの場合、
Ｔ_ＡにＴ_Ａｍａｘを代入し、かつＴ_ＨにＴ_ＡＤ−Ｔ_Ａｍａｘを代入し、
Ｔ_ＡＤ ≦Ｔ_Ａｍｉｎ＋Ｔ _Ｈｍｉｎの場合、
Ｔ_ＡにＴ_Ａｍｉｎを代入し、かつＴ _ＨにＴ _Ｈｍｉｎを代入し、
Ｔ_Ａｍｉｎ＋Ｔ _Ｈｍｉｎ＜Ｔ_ＡＤ＜Ｔ_Ａｍａｘ＋Ｔ _Ｈｍｉｎの場合、
Ｔ_ＨにＴ_Ｈｍｉｎを代入する、
ここでＴ_ＡＤは全体の制御持続時間、
Ｔ_Ｈｍｉｎは前もって設定された保持フェーズの最小持続時間、
Ｔ_Ａｍａｘは前もって設定された吸着フェーズの最大持続時間、
Ｔ_Ａｍｉｎは前もって設定された吸着フェーズの最小持続時間である、ことを特徴とする装置。
前記Ｔ_Ａｍｉｎは、これを下回ると少なくとも１つの電磁弁（２００，２０１，２０２，２０３）が動作位置へ変化しない場合がある前もって設定された吸着フェーズの最小持続時間である、請求項３記載の装置。