KR20040018535A - 연료분사방법 - Google Patents

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KR20040018535A
KR20040018535A KR10-2004-7001389A KR20047001389A KR20040018535A KR 20040018535 A KR20040018535 A KR 20040018535A KR 20047001389 A KR20047001389 A KR 20047001389A KR 20040018535 A KR20040018535 A KR 20040018535A
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야마자키시게루
고바야시나오키
하시모토쇼고
에하라료지
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가부시키가이샤 미쿠니
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Abstract

본 장치에 의하면, 연료분사용 솔레노이드의 구동을 개시하고 나서 소정시간 (Tr)이 경과한 시점에서 코일 전류치를 검출하고, 그 검출치(Ir)와 필요한 연료량으로부터 구해지는 구동 펄스폭(Pw)에 의거하여 펄스폭의 보정치(Pr)를 구한다. 그 보정치(Pr)를 사용하여 구해진 구동 펄스폭(Pw)을 보정함으로써 실제의 구동 펄스폭(Pout)을 구한다.
이에 의하여 인젝터, 또는 연료를 가압하면서 분사하는 인젝션모듈에 있어서 연료분사량을 정확하게 보정한다.

Description

연료분사방법{FUEL INJECTION METHOD}
도 19는 종래의 전원전압에 의거하여 보정을 행하는 타입의 연료분사장치의 제어기구를 설명하기 위한 도면이다. 이 타입의 제어기구에서는 전원단자(11)에 인가된 전원전압(VB)을 전원전압 입력회로(12)를 거쳐 ECU(Electronic Control Unit)의 마이크로컴퓨터(13)에 입력한다.
마이크로컴퓨터(13)는, 전원전압(VB)이 낮을 때에는 FET(14)의 온 기간을 길게 하는 파형(波形)의 펄스를 FET 구동회로(15)에 출력한다. 그것에 의하여 솔레노이드(16)에 코일전류가 흐르는 시간이 길어지고, 연료 분사시간이 길어진다. 전원전압(VB)이 높을 때에는 그 반대가 되어 연료 분사시간을 짧게 함으로써 연료분사량이 일정하게 되도록 제어하고 있다. FET(14)가 온으로부터 오프로 전환된 직후에 솔레노이드(16)에 흐르는 전류는 다이오드(17)를 거쳐 제너다이오드(18)에 흐르고, FET (14)의 드레인전압이 제너다이오드(18)의 전압과 같아져 그곳에서 전력이 소비되어 연료분사가 정지된다.
도 20은 종래의 정전류제어를 행하는 타입의 연료분사장치의 제어기구를 설명하기 위한 도면이다. 이 타입의 제어기구에서는 전원단자(11)에 인가된 전원전압(VB)을 전원전압 검출회로(21)에 의해 검출함과 동시에, 전류검출용에 부가한 저항(22) 및 전류 검출회로(23)에 의해 코일전류를 검출한다. 그리고 마이크로컴퓨터(13) 및 정전류 구동회로(24)에 의하여 코일전류가 전원전압(VB)의 변동에 의해 변화하지 않도록 제어하고 있다.
그러나 도 19에 나타내는 바와 같은 전원전압에 의거하여 보정을 행하는 제어기구에서는 솔레노이드(16)를 구성하는 코일의 온도가 상승한 경우에 그 코일의 저항치가 변화되고, 전원전압(VB)이 같아도 코일전류가 변화되기 때문에, 연료분사량을 정확하게 보정하는 것은 곤란하다는 문제점이 있었다. 도 20에 나타내는 바와 같은 정전류제어에 의하면 코일온도가 상승하여도 코일전류를 일정하게 제어할 수 있으나, 그것을 위한 제어회로의 복잡화에 의한 부품점수의 증가나, 소프트웨어처리의 증가를 초래한다는 단점이 있었다.
또, 최근 본 발명자들은 연료펌프나 레귤레이터에 의해 가압되어 보내져 온 연료를 분사하는 종래 타입의 인젝터와는 달리, 연료를 가압하면서 분사하는 새로운 타입의 인젝션장치(이하, 인젝션모듈이라 함)를 개발하고 있다.
이 인젝션모듈은, 분사량이 연료분사용 솔레노이드를 구동하는 코일전류의영향을 받는다는 특성을 가지기 때문에, 상기한 전원전압에 의거하여 보정을 행하는 제어기구에 의해 단순하게 구동 펄스폭을 증감한 것만으로는 정확한 분사량의 보정을 행할 수는 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 제어회로의 복잡화나 부품점수의 증대를 초래하는 일 없이, 연료분사량을 정확하게 보정할 수 있고, 또 상기한 인젝션모듈에 있어서도 연료분사량을 정확하게 보정할 수 있는 연료분사방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 엔진 등에 연료를 공급하기 위한 전자제어식의 연료분사방법에 관한 것으로, 특히 전원전압의 변동이나, 인젝터를 구성하는 솔레노이드의 코일저항 등의 변동의 영향을 받지 않고, 정확하게 연료분사를 행하는 연료분사방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 관한 연료분사방법을 적용한 인젝션모듈 ·시스템의 개략구성을 나타내는 도,
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 관한 연료분사방법을 적용한 인젝션모듈 ·시스템의 제어기구를 설명하기 위한 도,
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 관한 연료분사방법을 적용한 인젝션모듈 ·시스템에 있어서의 요구 구동펄스, 코일전류 및 구동펄스 출력의 각 파형을 나타내는 파형도,
도 4는 본 발명의 실시형태 1에 관한 연료분사방법을 적용한 인젝션모듈 ·시스템에 있어서의 구동펄스 출력의 펄스폭의 구하는 방법을 개념적으로 나타내는 도,
도 5는 본 발명의 실시형태 1에 관한 연료분사방법을 적용한 인젝션모듈 ·시스템에 있어서의 구동펄스의 보정치의 구하는 방법을 개념적으로 나타내는 도,
도 6은 본 발명의 실시형태 2에 관한 연료분사방법을 적용한 인젝션모듈 ·시스템에 있어서의 연료분사특성을 모식적으로 나타내는 특성도,
도 7은 본 발명의 실시형태 2에 관한 연료분사방법을 적용한 인젝션모듈 ·시스템에 있어서의 연료분사특성을 모식적으로 나타내는 특성도,
도 8은 본 발명의 실시형태 2에 관한 연료분사방법을 적용한 인젝션모듈 ·시스템에 있어서의 낭비시간 보정치의 특성의 일례를 나타내는 특성도,
도 9는 본 발명의 실시형태 2에 관한 연료분사방법을 적용한 인젝션모듈 ·시스템에 있어서의 기울기 보정치의 특성의 일례를 나타내는 특성도,
도 10은 본 발명의 실시형태 2에 관한 연료분사방법을 적용한 인젝션모듈 ·시스템에 있어서의 최종 연료분사 구동 펄스폭의 구하는 방법을 개념적으로 나타내는 도,
도 11은 본 발명의 실시형태 3에 관한 연료분사방법을 적용한 인젝션모듈 ·시스템의 제어기구를 설명하기 위한 도,
도 12는 본 발명의 실시형태 3에 관한 연료분사방법을 적용한 인젝션모듈 ·시스템에 있어서의 연료분사특성을 모식적으로 나타내는 특성도,
도 13은 본 발명의 실시형태 4에 관한 연료분사방법의 처리순서의 일례를 나타내는 플로우차트,
도 14는 본 발명의 실시형태 4에 관한 연료분사방법을 적용한 인젝션모듈 ·시스템에 있어서의 A/F 변동의 모양을 나타내는 도,
도 15는 본 발명의 실시형태 4에 있어서 코일전류를 검출하기 위한 소프트웨어처리를 나타내는 타이밍차트,
도 16은 코일전류를 검출하기 위한 소프트웨어처리에 있어서 검출타이밍에 어긋남이 생기는 경우를 설명하기 위한 타이밍차트,
도 17은 코일전류를 검출하기 위한 소프트웨어처리에 있어서 검출타이밍이어긋난 경우의 구동펄스 및 코일전류의 각 파형을 나타내는 파형도,
도 18은 비교로서 본 발명의 실시형태 4에 관한 연료분사방법을 적용하고 있지 않은 인젝션모듈 ·시스템에 있어서의 A/F 변동의 모양을 나타내는 도,
도 19는 종래의 전원전압에 의거하여 보정을 행하는 타입의 연료분사장치의 제어기구를 설명하기 위한 도,
도 20은 종래의 정전류제어를 행하는 타입의 연료분사장치의 제어기구를 설명하기 위한 도면이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 관한 연료분사방법은, 연료분사용 솔레노이드의 구동을 개시하고 나서 소정시간 경과한 시점에서 코일 전류치를 검출하고, 그 검출치에 의거하여, 또는 그 검출치와 필요한 연료량(요구 연료분사량)으로부터 요구되는 구동 펄스폭(요구 구동 펄스폭)에 의거하여 실제의 구동 펄스폭을 증감하는 것이다. 여기에 있어서 요구 구동 펄스폭이란, 인젝션 시스템에 있어서의 구동 펄스폭에 상당하는 것이다. 본 발명에 의하면 연료분사용 솔레노이드의 실제의 구동 펄스폭은, 솔레노이드의 구동개시로부터 소정시간 경과후의 코일 전류치에 의거하여, 또는 그 코일 전류치와 요구 구동 펄스폭에 의거하여 보정된다.
또, 본 발명에 관한 연료분사방법은, 연료분사용 솔레노이드의 구동을 개시하고 나서 소정시간 경과한 시점에서 검출된 코일 전류치에 의거하여, 요구 연료분사량(Qc)의 증가분과 솔레노이드의 구동 펄스폭의 증가분과의 비로 표시되는 기울기 보정치(Td)와, 솔레노이드의 구동개시로부터 연료분사가 시작되기까지의 낭비시간 보정치(Toffset)를 구하고, 다음의 수학식 1에 의하여 솔레노이드의 최종 연료분사 구동 펄스폭(Tout)을 구하는 것이다.
본 발명에 의하면, 연료분사용 솔레노이드의 최종 연료분사 구동 펄스폭(Tout), 즉 실제의 구동 펄스폭은, 솔레노이드의 구동개시로부터 소정시간 경과후의 코일 전류치에 의거하여 구해진 기울기 보정치(Td) 및 낭비시간 보정치(Toffset)를 사용하여 상기 수학식 1에 의해 구해진다.
또 본 발명에 관한 연료분사방법은, 전회의 연료분사시에 검출된 코일 전류치에 의거하여 이번의 구동 펄스폭을 보정하는 것이다. 본 발명에 의하면, 코일전류 검출후에 그 검출치에 의거하여 구동 펄스폭의 보정을 행하는 것에 한정하지 않고, 현재의 운전상황에 가까운 보정치를 사용함으로써 연산처리에 관한 시간에 여유를 가지게 할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 연료분사방법은, 엔진의 시동시, 또는 연료분사 중단후의 1회째의 구동시에만 코일 전류치 대신에 전원전압에 의거하여, 구동 펄스폭을 보정하는 것이다. 본 발명에 의하면 전회의 연료분사시의 코일 전류치를 참조할 수 없는 경우에도 전원전압에 의거하여 구해진 보정치를 사용함으로써 최초의 구동으로부터 구동 펄스폭을 보정할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 연료분사방법은, 솔레노이드의 구동개시 시점으로부터 코일 전류치를 검출하고자 하는 타이밍까지의 경과시간이 소정시간을 초과하고 있는 경우에는 코일 전류치의 검출 및 갱신을 행하지 않고, 이전에 검출된 코일 전류치를 사용하여 보정치를 구하는 것이다. 본 발명에 의하면 코일 전류치가, 다른 인터럽트처리 등에서 대폭으로 어긋난 검출타이밍으로 검출되는 것이 방지된다.
이하에, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
실시형태 1.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 관한 연료분사방법을 적용한 인젝션모듈 ·시스템의 개략구성을 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 바와 같이 인젝션모듈·시스템은, 연료탱크(31) 내의 연료를 압송하는 전자구동펌프로서의 플런저펌프 (32)와, 플런저펌프(32)에 의한 압송에 의해 소정의 압력으로 가압된 연료를 통과시키는 오리피스부를 가지는 입구 오리피스 노즐(33)과, 입구 오리피스 노즐(33)을 통과한 연료가 소정의 압력 이상일 때(엔진의) 흡기통로 내를 향하여 분사하는 분사노즐(34)과, 엔진의 운전정보 및 플런저펌프(32)의 솔레노이드에 흐르는 코일 전류치에 의거하여 플런저펌프(32) 등에 제어신호를 발하는 제어수단으로서의 구동 드라이버(35) 및 제어유닛(ECU)(36) 등을, 그 기본구성으로서 구비하고 있다.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 관한 연료분사방법을 적용한 인젝션모듈 ·시스템의 제어기구를 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 있어서 솔레노이드(46)는 플런저펌프(32)를 구성한다. 이 솔레노이드(46)를 구동하기 위한 스위칭소자인 예를 들면 N 채널 FET(44), FET 구동회로(45), 전류검출용 저항(52), 전류 검출회로 (53), 다이오드(47) 및 제너다이오드(48)는 구동 드라이버(35)에 포함된다. 제너다이오드(48)는 FET(44)가 온으로부터 오프가 되었을 때, FET(44)의 드레인전압을 제너다이오드(48)의 전압과 동일하게 하여 솔레노이드전류를 소비시키는 것이다. 마이크로컴퓨터(43)는 제어유닛(36)에 포함된다.
솔레노이드(46)의 한쪽 끝은, 전원전압(VB)이 인가되는 전원단자(41)에 접속된다. 솔레노이드(46)의 다른쪽 끝은, FET(44)의 드레인에 접속됨과 동시에, 다이오드(47) 및 제너다이오드(48)를 거쳐 FET(44)의 게이트에 접속된다. FET(44)의 게이트에는 마이크로컴퓨터(43)로부터 출력된 제어신호에 의거하여 FET 구동회로 (45)에 있어서 생성되는 구동펄스가 공급된다.
FET(44)의 소스는 전류검출용 저항(52)을 거쳐 접지된다. 구동펄스에 의해서 FET(44)가 온상태가 되면 전원단자(41)로부터 솔레노이드(46), FET(44) 및 저항 (52)을 거쳐 접지단자에 전류(코일전류)가 흘러 솔레노이드(46)가 구동된다. 저항 (52)을 흐르는 전류의 크기는 전압신호로서 전류 검출회로(53)에 입력되어 그곳에서 전류치가 검출되고, 그 검출치는 마이크로컴퓨터(43)에 입력된다.
도 3은 실시형태 1에 있어서, 요구 연료분사량으로부터 요구되는 구동펄스(이하, 요구 구동펄스라 함)(61), 코일전류(62) 및 실제로 출력되는 구동펄스(이하, 구동펄스 출력이라 함)(63)의 각 파형을 나타내는 파형도이다. 도 3에 있어서 Pw는 요구 구동펄스(61)의 펄스폭, 즉 솔레노이드의 요구 구동펄스폭이고, Tr은 솔레노이드(46)의 구동개시로부터 코일전류(62)의 값을 검출하기까지의 시간이고, Ir은 솔레노이드(46)의 구동개시로부터 Tr을 경과한 시점에서의 코일전류의 검출치이며, Pr은 그 검출치(Ir)에 의거하여 구해진 펄스폭의 보정치이고, Pout은 구동 펄스출력(63)의 펄스폭이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 이 인젝션모듈 ·시스템에서는 요구 구동펄스 (61)의 상승 에지에 동기하여 구동 펄스출력(63)이 상승하고, 그것에 의하여 코일전류(62)가 흐르기 시작한다. 그리고 소정시간, 특히 한정하지 않으나, 예를 들면 2ms 경과한 시점에서 코일전류(62)의 검출치(Ir)가 검출된다. 이 검출치(Ir)와 요구 구동펄스폭(Pw)에 의거하여, 구동펄스의 보정치(Pr)가 구해진다. 그 보정치 (Pr)에 의거하여 요구 구동펄스폭(Pw)이 보정되고, 실제로는 펄스폭(Pout)의 구동 펄스가 FET(44)에 공급된다.
도 4는 실시형태 1에 있어서, 구동 펄스출력(63)의 펄스폭(Pout)의 구하는 방법을 나타내는 개념도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이 보정 펄스폭 계산처리부 (71)에 있어서, 요구 구동 펄스폭(Pw)과 코일전류의 검출치(Ir)에 의거하여 펄스폭의 보정치(Pr)가 구해진다. 이 보정치(Pr)는 연산기(72)(특별히 한정하지 않으나, 도시예에서는 가산기)에 있어서 요구 구동 펄스폭(Pw)에 가산되고, 그것에 의하여 구동 펄스출력(63)의 펄스폭(Pout)이 구해진다. 보정 펄스폭 계산처리부(71) 및연산기(72)는 제어유닛(36)에 포함된다.
도 5는 실시형태 1에 있어서, 구동펄스의 보정치(Pr)의 구하는 방법을 개념적으로 나타내는 도면이다. 도 5에 나타내는 바와 같이 예를 들면 가로축에 코일전류의 검출치(Ir)를 취하고, 세로축에 요구 구동 펄스폭(Pw)을 취하여 여러가지의 Ir과 여러가지의 Pw의 조합에 대응하는 보정치(Pr)를 맵핑한 보정치 맵(8)을 준비한다. Ir과 Pw의 조합에 대응하는 보정치(Pr)에 대해서는 미리 실험 등에 의해 구하여 둔다. 도 5에 나타내는 보정치 맵(8)에 있어서, 보정치(Pr)를 예를 들면 세로축 및 가로축의 양쪽으로 직교하는 방향의 높이로서 표시하면 이른바 3차원 표시의 맵이 된다.
상기한 실시형태 1에 의하면, 솔레노이드(46)를 구동하는 FET(44)를 실제로 온, 오프시키기 위한 구동 펄스폭(Pout)이, 솔레노이드(46)의 구동개시로부터 소정시간(Tr)이 경과한 후의 코일전류의 검출치(Ir)와, 요구 연료분사량으로부터 구해지는 구동 펄스폭(Pw)에 의거하여 보정되기 때문에, 연료를 가압하면서 분사하는 인젝션모듈에 있어서 요구 연료분사량과 실제의 연료분사량의 관계가 리니어하게 되어 연료분사량을 정확하게 보정할 수 있다. 또 실시형태 1에 의하면, 종래와 같은 전원전압 검출회로나 정전류 구동회로 등이 불필요하게 되기 때문에 제어회로의 간략화나 부품점수의 삭감을 도모할 수 있다.
실시형태 2.
본 발명의 실시형태 2에 관한 연료분사방법을, 도 1 및 도 2에 나타내는 구성의 인젝션모듈 ·시스템에 적용한 경우를 예로 하여 설명한다. 인젝션모듈 ·시스템의 구성에 대하여 중복되는 설명을 생략한다. 예를 들면 도 1 및 도 2에 나타내는 구성의 인젝션모듈 ·시스템과 같이, 솔레노이드(46)가 연료를 가압함과 동시에 분사하는 시스템에서는, 연료분사량은 솔레노이드(46)를 흐르는 구동전류, 즉 코일전류의 영향을 받는다. 도 6에 연료분사량(Q)과 솔레노이드의 구동 펄스폭(T)과의 관계를 나타낸다. 도 6에 나타내는 바와 같이 펄스폭이 제로로부터 소정의 값 (Toffset)이 될 때까지는 연료분사량은 제로인 채이고, 그 이후, 펄스폭의 증대에 따라 연료분사량의 값은 소정의 기울기(Td)에서 증대한다.
펄스폭이 제로로부터 Toffset가 되기까지의 시간은 낭비시간, 또는 무효시간이라 불리우는 시간이며, 연료분사량에는 영향을 미치지 않는다. 이 Toffset가 본 명세서에 있어서의 낭비시간 보정치이다. 또 기울기(Td)는, 요구 연료분사량(Qc)의 증가분과 구동 펄스폭의 증가분과의 비이며, 본 명세서에 있어서 기울기 보정치라고 하고 있는 것이다. 이들 Td 및 Toffset를 사용하면 요구 연료분사량(Qc)을 정확하게 얻기 위하여 필요한 구동 펄스폭[이것을 최종 연료분사 구동 펄스폭(Tout)이라 함]은 상기 수학식 1로 나타낸다.
그런데 낭비시간 보정치(Toffset)는, 솔레노이드의 구동개시로부터 소정시간 (Tr)(예를 들면 2ms) 경과한 시점에서 솔레노이드를 흐르는 코일전류의 값의 함수이다. 즉, 실시형태 1과 마찬가지로 솔레노이드의 구동개시로부터 소정시간 경과후의 코일전류를 검출함으로써 그 때의 검출치(Ir)의 값에 따른 Toffset의 값이 구해진다. 이 Toffset의 값은, 예를 들면 Ir 에 대하여 Toffset의 값이 맵핑된 2차원 표시의 맵으로부터 구해진다. 이 맵은 미리 실험 등에 의해 구해진다.
또, 기울기 보정치(Td)는, 요구 연료분사량(Qc)과 최종 연료분사 구동 펄스폭(Tout)과의 관계가 리니어한 경우에는 Toffset과 마찬가지로 솔레노이드의 구동개시로부터 소정시간 경과후의 코일전류의 검출치(Ir)의 함수이다. 따라서 Td의 값은 예를 들면 Ir 에 대하여 Td의 값이 맵핑된 2차원 표시의 맵으로부터 구해진다. 그러나 Qc와 Tout의 관계가 리니어하지 않은 경우에는 기울기 보정치(Td)는 코일전류의 검출치(Ir)와 요구 연료분사량(Qc)의 함수가 된다. 따라서 이 경우에는 예를 들면 Ir 및 Qc에 대하여 Td의 값을 맵핑한 3차원 표시의 맵을 사용하여 Td 를 구하게 된다. 이들 맵은 미리 실험 등에 의해 구해진다.
도 7에 여러가지의 코일전류의 검출치(Ir)와 실제의 연료분사량(Qout)과 최종 연료분사 구동 펄스폭(Tout)과의 관계의 일례를 나타낸다. 도 8에 낭비시간 보정치(Toffset)와 코일전류의 검출치(Ir)의 관계의 일례를 나타낸다. 도 9에 기울기 보정치(Td)와 코일전류의 검출치(Ir)의 관계의 일례를 나타낸다. 요구 연료분사량(Qc)과 최종 연료분사 구동 펄스폭(Tout)의 관계가 리니어한 경우에는, 요구 연료분사량(Qc)의 값에 상관없이 기울기 보정치(Td)와 코일전류의 검출치(Ir)의 관계는 도 9에 나타내는 관계만이 된다. 그러나 Qc와 Tout의 관계가 리니어하지 않은 경우에는, 여러가지의 요구 연료분사량(Qc)에 대하여 각각 도 9에 나타내는 바와 같은 관계가 있게 된다.
도 10은 실시형태 2에 있어서, 최종 연료분사 구동 펄스폭(Tout)의 구하는 방법을 나타내는 개념도이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 먼저 승산기(75)에 있어서 요구 연료분사량(Qc)과, 기울기 보정치(Td)의 곱셈이 행하여진다. 이 기울기보정치(Td)는, 솔레노이드의 구동개시로부터 소정시간 경과한 시점의 코일전류의 검출치(Ir)에 의거하여 맵(81)으로부터 얻어진다. 이 맵(81)은 예를 들면 도 9에 나타내는 특성도, 또는 그리과 동등한 것이다. 단, 요구 연료분사량(Qc)과 최종 연료분사 구동 펄스폭(Tout)의 관계가 리니어하지 않은 경우에는, 기울기 보정치(Td)는 코일전류의 검출치(Ir)와 요구 연료분사량(Qc)의 함수가 되고, Ir 외에 Qc도 고려된다.
계속해서 가산기(76)에 있어서, Qc ×Td의 값에 낭비시간 보정치(Toffset)가 가산된다. 이 낭비시간 보정치는(Toffsetr), 솔레노이드의 구동개시로부터 소정시간경과한 시점의 코일전류의 검출치(Ir)에 의거하여 맵(82)로부터 얻어진다. 이 맵(82)은 예를 들면 도 8에 나타내는 특성도, 또는 그것과 동등한 것이다. 이와 같이 하여 최종 연료분사 구동 펄스폭(Tout)이 구해진다. 여기서 승산기(75) 및 가산기(76)는 제어유닛(36)에 포함된다. 또 맵(81, 82)은 제어유닛(36) 내의 불휘발성 메모리에 기억되어 있다.
상기한 실시형태 2에 의하면, 솔레노이드(46)의 구동개시로부터 소정시간 (Tr)이 경과한 후의 코일전류의 검출치(Ir)에 의거하여, 또는 그 Ir과 요구 연료분사량(Qc)에 의거하여 기울기 보정치(Td)가 구해지고, 또 Ir에 의거하여 낭비시간 보정치(Toffset)가 구해지고, 이들 Toffset 및 Td를 사용하여 최종 연료분사 구동 펄스폭(Tout)이 보정되기 때문에, 연료를 가압하면서 분사하는 인젝션모듈에 있어서 구동 펄스폭과 연료분사량의 관계가 리니어하지 않은 경우에도 연료분사량을 정확하게 보정할 수 있다. 또한 구동 펄스폭과 연료분사량의 관계가 리니어한 경우에는, 기울기 보정치(Td) 및 낭비시간 보정치(Toffset)가 각각 2차원 표시의 맵으로부터 구해지므로 3차원 표시의 맵을 사용하여 보정하는 경우보다도 보정치를 구하는 계산이 간략화된다는 이점과, 맵에 의한 메모리사용량이 적어진다는 이점이 있다. 또 실시형태 2에 의하면, 종래와 같은 전원전압 검출회로나 정전류 구동회로 등이 불필요하게 되기 때문에 제어회로의 간략화나 부품점수의 삭감을 도모할 수 있다.
실시형태 3.
도 11은 본 발명의 실시형태 3에 관한 연료분사방법을 적용한 인젝션모듈 ·시스템의 제어기구를 설명하기 위한 도면이다. 도 11에 나타내는 바와 같이 실시형태 3의 인젝션모듈 ·시스템은, 도 2에 나타내는 인젝션모듈 ·시스템에 전원전압(VB)을 검출하여 그 검출치를 마이크로컴퓨터(43)에 공급하는 전원전압 검출회로 (49)를 추가한 구성으로 되어 있다. 그 밖의 구성은 도 2에 나타내는 구성과 동일하기 때문에, 도 2와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
또 실시형태 3에 관한 연료분사방법은, 대략 실시형태 2의 연료분사방법과 동일하나, 다음의 점에서 실시형태 2와 다르다. 즉, 실시형태 2에서는 동일한 연료분사 사이클 내에서 솔레노이드(46)의 구동개시로부터 소정시간 경과후에 코일전류가 검출되고, 그 검출치(Ir)에 의거하여 구해진 기울기 보정치(Td) 및 낭비시간 보정치(Toffset)를 사용하여 최종 연료분사 구동 펄스폭(Tout)이 구해지며, 그Tout의 타이밍에서 연료분사가 정지된다. 바꾸어 말하면 코일전류의 검출치(Ir)에 의거하는 보정은, 그 코일전류의 검출을 행한 시점에서의 구동 펄스폭에 반영된다.
그것에 대하여, 실시형태 3에서는 전회의 연료분사 사이클시에 솔레노이드 (46)의 구동개시로부터 소정시간 경과후에 검출된 코일전류의 검출치(Ir)에 의거하여 기울기 보정치(Td) 및 낭비시간 보정치(Toffset)가 구해지고, 그들 보정치(Td 및 Toffset)를 사용하여 이번의 최종 연료분사 구동 펄스폭(Tout)이 구해지고, 그 Tout의 타이밍에서 이번의 연료분사가 정지된다. 즉, 실시형태 3은 전회의 연료분사 사이클시의 코일전류의 검출치(Ir)를 사용하여 이번의 연료분사시의 구동 펄스폭의 보정을 행하는 것이다. 전회의 연료분사 사이클시에 검출된 코일전류의 검출치(Ir)는, 예를 들면 마이크로컴퓨터(43) 내의 도시 생략한 랜덤엑세스메모리(RAM) 등에 기억된다.
그런데 실시형태 3에 관한 인젝션모듈 ·시스템을 탑재한 엔진의 시동시, 즉 솔레노이드(46)의 1회째의 구동시에는 전회의 연료분사 사이클이 없기 때문에, 기울기 보정치(Td) 및 낭비시간 보정치(Toffset)를 구하기 위하여 참조하는 전회의 연료분사시의 Ir 데이터가 없다. 또 이 엔진을 탑재한 차가 고갯길을 내려올 때의 연료차단이나 신호대기 등에서의 아이들링 스톱을 위한 연료차단 등에 의해 연료분사가 중단된 후에, 솔레노이드(46)의 구동을 재개하는 경우도 마찬가지이다. 또 예를 들면 스타터 등을 사용하여 엔진을 시동할 때, 전원전압(VB)이 극단적으로 저하하고, 그것에 의하여 마이크로컴퓨터(43)에 리세트가 걸려, 전회의 연료분사시의Ir 데이터를 참조하는 것이 불가능한 경우가 있다.
그래서 실시형태 3에서는 엔진의 시동시, 또는 연료차단 등에 의한 연료분사의 중단후에 다시 솔레노이드(46)를 구동할 때의 1회째의 구동시에만, 전원전압 검출회로(49)에 의해 전원전압(VB)을 검출하고, 그 검출치에 의거하여 기울기 보정치 (Td)와 낭비시간 보정치(Toffset)를 구하는 구성으로 되어 있다. 도 12에 여러가지의 전원전압(VB)의 검출치와 실제의 연료분사량(Qout)과 최종 연료분사 구동 펄스폭(Tout)의 관계의 일례를 나타낸다.
또, 특별히 도시하지 않으나, 전원전압(VB)에 대하여 낭비시간 보정치 (Toffset)가 맵핑된 맵이나, 전원전압(VB)에 대하여 기울기 보정치(Td)가 맵핑된 맵이 미리 실험 등에 의해 구해져 있고, 제어유닛(36) 내의 불휘발성 메모리에 기억되어 있다. 전원전압(VB)의 검출치에 의거하여 구해진 기울기 보정치(Td) 및 낭비시간 보정치(Toffset)를 사용하여 상기 수학식 1에 의해 최종 연료분사 구동 펄스폭(Tout)을 구하는 것은 실시형태 2와 동일하다.
상기한 실시형태 3에 의하면, 엔진의 시동시 및 연료차단 등에 의한 연료분사의 중단후에 다시 솔레노이드(46)를 구동할 때의 1회째의 구동시에는 전원전압 (VB)의 검출치에 의거하고, 또 그것 이외일 때에는 전회의 연료분사시에 검출한 코일전류의 검출치(Ir)에 의거하여 각각 최종 연료분사 구동 펄스폭(Tout)이 보정되기 때문에, 실시형태 2와 마찬가지로 연료를 가압하면서 분사하는 인젝션모듈에 있어서 연료분사량을 정확하게 보정할 수 있다.
또한 구동 펄스폭과 연료분사량의 관계가 리니어한 경우에는, 보정계산에 사용하는 맵이 2차원의 것이 되기 때문에 보정계산이 간략화된다는 이점과, 맵에 의한 메모리 사용량이 적어진다는 이점이 있다. 또 실시형태 3에 의하면, 종래와 같은 전류구동회로 등이 불필요하게 되기 때문에, 제어회로의 간략화나 부품점수의 삭감을 도모할 수 있다.
실시형태 4.
본 발명의 실시형태 4에 관한 연료분사방법은, 상기한 실시형태 1 내지 3에 있어서 솔레노이드(46)의 구동개시로부터 소정시간 경과후에 코일전류를 검출할 때에 그 검출타이밍의 어긋남이 원인으로 코일전류의 검출치(Ir)가 원래의 값으로부터 어긋나는 것을 방지하는 방법이다.
예를 들면, 도 2 또는 도 11에 나타내는 구성의 인젝션모듈 ·시스템이, 도 15에 나타내는 바와 같이 구동펄스(91)를 온시키기 위한 인터럽트(92)로 코일전류의 검출시간(Tr)을 계측하는 타이머가 스타트하여 인터럽트 대기상태(93)가 되고, 이 타이머의 카운트업 인터럽트(94)로 전류검출용 A/D 변환기가 기동하여 인터럽트 대기상태(95)가 되고, A/D 변환 종료 인터럽트(96)로 A/D 변환값을 판독한다는 소프트웨어처리를 행하기로 한다. 여기서 타이머 및 전류검출용 A/D 변환기는 마이크로컴퓨터(43)에 내장되어 있다.
이러한 소프트웨어처리에 있어서, 도 16에 나타내는 바와 같이 타이머의 카운트업 인터럽트(94)가 발생하였을 때에, 다른 인터럽트처리(97)를 실행하고 있으면, 그것이 종료되고 나서 전류검출용 A/D 변환기가 기동되기 때문에, 코일전류의 샘플링의 타이밍이 T1만큼 어긋나 솔레노이드(46)의 구동개시로부터 Tr + T1 시간 경과한 시점의 코일전류가 검출되게 된다. 따라서 도 17에 나타내는 바와 같이 코일전류의 검출치(98)가 원래의 값, 즉 구동개시로부터 Tr 시간 경과한 시점의 코일 전류치(Ir)로부터 I1 만큼 어긋난다. 구동펄스(91)를 온시키기 위한 인터럽트(92)의 발생시에 다른 인터럽트처리를 실행하고 있기 때문에, 구동펄스(91)가 온상태가 된 후, 잠시 후 타이머가 스타트하는 경우도 마찬가지이다.
따라서 실시형태 4에서는 이하에 설명하는 순서로 코일전류의 검출을 행한다. 도 13은 본 발명의 실시형태 4에 관한 연료분사방법의 처리순서의 일례를 나타내는 플로우차트이다. 먼저 솔레노이드의 구동 온 인터럽트 처리가 개시되면 구동펄스가 온으로 전환된 시각(T1)(출력용 아웃풋 컴페어의 값)을 기억하고(단계 S131), 전류검출용 타이머를 스타트시킨다(단계 S132). 그리고 다른 처리 등을 행하여(단계 S133), 구동 온 인터럽트처리를 종료한다.
타이머의 카운트업 인터럽트가 발생하면, 전류검출용 타이머처리를 개시한다. 이 처리가 시작되면 현재 시각, 즉 A/D 변환을 실행하고자 하였을 때의 시각 (T2)을 측정하여(단계 S134), 상기 시각(T1)으로부터 시각(T2)까지의 경과시간(T2-T1)을 계산하여 구한다(단계 S135). 그리고 이 경과시간(T2- T1)과 미리 설정하여 둔 시간을 비교한다(단계 S136). 그 결과, 경과시간(T2- T1)이 설정시간 이내인 경우에는 전류검출용 A/D 변환기를 기동하여 A/D 변환을 개시하고(단계 S137), 전류검출용 타이머처리를 종료한다.
그리고 A/D 변환 종료 인터럽트가 발생하면 A/D 변환처리에 있어서 A/D 변환치를 판독하고, 그 값을 가지고 코일전류의 검출치를 갱신하여(단계 S138) 모든 처리를 종료한다. 이 경우에는 이 갱신된 코일전류의 검출치에 의거하여 실시형태 1 내지 3에서 설명한 바와 같이 솔레노이드의 구동 펄스폭의 보정이 행하여진다. 한편 단계 S136에서의 비교의 결과, 경과시간(T2- T1)이 설정시간을 초과하고 있는 경우에는 전류검출용 A/D 변환기를 기동하지 않고 모든 처리를 종료한다. 이 경우에는 갱신되어 있지 않은 코일전류의 검출치, 즉 이전에 검출된 코일전류의 검출치[예를들면, 마이크로컴퓨터(43) 내의 RAM 등에 기억되어 있음]에 의거하여 솔레노이드의 구동 펄스폭의 보정이 행하여진다.
상기한 실시형태 4에 의하면, 코일 전류치가 다른 인터럽트처리 등에서 대폭으로 어긋난 검출타이밍으로 검출되는 것이 방지되기 때문에, 원래의 값으로부터 어긋난 코일 전류치에 의거하는 보정이 원인으로 발생하는 A/F의 변동을 억제할 수있다. 도 14에 실시형태 4에 의하여 A/F 변동이 억제된 모양을 나타내고, 비교로서 도 18에 실시형태 4를 적용하지 않은 경우의 A/F 변동의 모양을 나타낸다. 도 14에서는 ΔA/F는 1.5 이고, 도 18에서는 ΔA/F는 2.5 이다.
이상에 있어서 본 발명은 상기한 각 실시형태에 한정하지 않고, 여러가지 변경 가능하다. 예를 들면 실시형태 1에 있어서 펄스폭의 보정치(Pr)를 요구 구동펄스폭(Pw)에 적용하는 연산기(72)는 가산기에 한정하지 않고, 감산기, 승산기 또는제산기, 또는 이들의 조합이나, 그외의 계산을 행하는 것이어도 좋다. 또 보정치 (Pr)를 보정치 맵(8)을 사용하여 구하는 대신에, 코일전류의 검출치(Ir)와 요구 구동 펄스폭(Pw)과 보정치(Pr) 사이의 관계식을 유도하여 그 관계식으로부터 보정치 (Pr)를 구하도록 하여도 좋다.
또, 본 발명은 인젝션모듈에 한정하지 않고, 종래 타입의 인젝터에도 적용할 수 있다. 그 경우에는 실시형태 1에 있어서는 요구 구동 펄스폭(Pw)을 고려하지 않고 코일전류의 검출치(Ir)만에 의거하여 펄스폭의 보정치(Pr)를 구하면 좋다. 그 이유는 종래 타입의 인젝터에서는 구동 개시명령에 따라 밸브체가 작동하고, 미리 연료펌프에 의해 가압된 연료가 그 압력으로 분사되는 구조로 되어 있으므로 구동 펄스폭과 연료분사량과의 관계가 리니어하게 되기 때문이다.
본 발명에 의하면 연료분사용 솔레노이드를 구동하기 위한 실제의 구동 펄스폭이, 솔레노이드의 구동개시로부터 소정시간 경과후의 코일 전류치에 의거하여 보정되기 때문에, 연료분사량을 정확하게 보정할 수 있고, 또 종래와 같은 정전류 구동회로 등이 불필요하게 되기 때문에, 제어회로의 간략화나 부품점수의 삭감을 도모하는 것이 가능한 연료분사방법이 얻어진다는 효과를 가진다.
또, 본 발명에 의하면 실제의 구동 펄스폭이 솔레노이드의 구동개시로부터 소정시간 경과후의 코일 전류치와 구동 펄스폭의 요구치에 의거하여 보정되기 때문에, 연료를 가압하면서 분사하는 인젝션모듈에 있어서, 구동 펄스폭과 연료분사량의 관계가 리니어하게 되어 연료분사량을 정확하게 보정하는 것이 가능한 연료분사방법이 얻어진다는 효과를 가진다.
또, 다른 발명에 의하면 코일 전류치가 인터럽트처리 등에서 대폭으로 어긋난 검출타이밍으로 검출되는 것이 방지되기 때문에, 원래의 값으로부터 어긋난 코일 전류치에 의거하는 보정이 원인으로 발생하는 A/F의 변동을 억제하는 것이 가능한 연료분사방법이 얻어진다는 효과를 가진다.

Claims (7)

  1. 연료분사용의 솔레노이드의 구동을 개시하는 공정과, 상기 솔레노이드의 구동개시 시점으로부터 소정시간 경과후의 코일 전류치를 검출하는 공정과, 검출한 코일 전류치에 의거하여 상기 솔레노이드의 구동정지 타이밍을 보정하는 보정치를 구하는 공정과, 구한 보정값을 사용하여 구동정지 타이밍을 조정하여 상기 솔레노이드의 구동을 정지하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료분사방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보정치는, 상기 코일전류의 검출치와 상기 솔레노이드의 요구 구동 펄스폭에 의거하여 결정되는 것을 특징으로 하는 연료분사방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 보정치는, 상기 코일전류의 검출치와 상기 솔레노이드의 요구 구동 펄스폭과의 여러가지의 조합에 대하여 미리 구해져 있고, 상기 코일전류의 검출치와 상기 솔레노이드의 요구 구동 펄스폭과의 조합에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 연료분사방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 솔레노이드의 구동정지 타이밍을 보정하는 보정치를 구하는 공정은, 검출한 코일 전류치에 의거하여 상기 코일 전류치 및 요구 연료분사량의 한쪽 또는 양쪽에 따라 결정되는 요구 연료분사량의 증가분과 상기 솔레노이드의 구동 펄스폭의 증가분과의 비로 나타내는 기울기 보정치 및 상기 코일 전류치에 따라 결정되는 상기 솔레노이드의 구동개시로부터 연료분사가 시작되기까지의 낭비시간 보정치를 구하는 공정과, 요구 연료분사량에 상기 기울기 보정치를 곱하고, 다시 상기 낭비시간 보정치를 더한 값을 상기 솔레노이드의 최종 연료분사 구동 펄스폭으로서 상기 솔레노이드의 구동을 정지하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료분사방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    전회의 연료분사시에 있어서의 상기 솔레노이드의 구동개시 시점으로부터 소정시간 경과후의 코일 전류치에 의거하여 구한 보정치를, 이번의 상기 솔레노이드의 구동을 정지하는 공정에 사용하는 것을 특징으로 하는 연료분사방법.
  6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    엔진의 시동시, 또는 일단 중단한 연료분사를 재개할 때의 1회째의 구동시에만, 전원전압을 측정하고, 그 측정치에 의거하여 상기 솔레노이드의 구동정지 타이밍을 보정하는 보정치를 구하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료분사방법.
  7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 솔레노이드의 구동개시 시점으로부터 코일 전류치를 검출하고자 하는 타이밍까지의 실제의 경과시간을 측정하여, 그 측정치가 소정치 이내이면 코일 전류치를 검출하여 상기 보정치를 구하는 기준으로서 사용하고, 한편 상기 측정치가 소정치를 초과하고 있으면 상기 보정치를 구하는 기준으로서 이전에 검출된 코일 전류치를 사용하는 것을 특징으로 하는 연료분사방법.
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