WO2004040113A1 - 燃料噴射方法 - Google Patents

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WO2004040113A1
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solenoid
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fuel injection
driving
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Shigeru Yamazaki
Hirokazu Hirosawa
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Mikuni Corporation
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    • 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
    • F02D2041/2058Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using information of the actual current value

Definitions

  • the present invention relates to an electronically-controlled fuel injection method for supplying fuel to an engine or the like, and more particularly, to an electronically controlled fuel injection method which is not affected by fluctuations in a power supply voltage or fluctuations in coil resistance of a solenoid constituting a fuel injection device.
  • the present invention relates to a fuel injection method for accurately performing fuel injection.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional control mechanism of a fuel injection device that performs correction based on a power supply voltage.
  • a power supply voltage VB applied to a power supply terminal 11 is input to a microcomputer 13 of an ECU (Electronic Control Unit) via a power supply voltage input circuit 12.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the microcomputer 13 When the power supply voltage VB is low, the microcomputer 13 outputs to the FET drive circuit 15 a pulse having a waveform that prolongs the ON period of the F'ET 14. As a result, the time during which the coil current flows through the solenoid 16 becomes longer, and the fuel injection time becomes longer. When the power supply voltage VB is high, the reverse is true. By shortening the fuel injection time, the fuel injection amount is controlled to be constant. Immediately after FET 14 switches from on to off, the current flowing through solenoid 16 flows through zener diode 18 via diode 17, and the drain voltage of FET 14 becomes the same as the voltage of zener diode 18. Therefore, power is consumed and fuel injection stops. FIG.
  • FIG. 9 is a view for explaining a control mechanism of a conventional fuel injection device that performs a constant current control.
  • the power supply voltage VB applied to the source terminal 11 is detected by the power supply voltage detection circuit 21 and the current detection resistor 22 added for current detection and the current detection circuit 2 are detected. 3. Detect the coil current.
  • the microcomputer 13 and the constant current drive circuit 24 control the coil current so as not to change due to the fluctuation of the power supply voltage VB.
  • Patent Document 1 As a conventional technique for correcting the fuel injection amount by detecting the fluctuation of the power supply voltage, for example, the following Patent Document 1 is disclosed. Further, as a conventional technology for correcting a fuel injection amount by detecting a drive current flowing through a solenoid together with a power supply voltage, for example, Patent Document 2 below is disclosed.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an internal circuit of the current detection circuit 23 shown in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the influence of an offset voltage on current detection.
  • the potential difference of the current detection circuit 23 (the offset voltage between the current detection resistor 22 and the current detection circuit 23; V inoffset) and the offset of the amplifier 25 of the current detection circuit 23 Ffset) and the offset voltage (Vadoffset) of the A / D converter 26 inside the microcomputer 13 are generated.
  • the offset voltage (V inoffset) between the current detecting resistor 22 and the current detecting circuit 23 and the offset voltage (Vopoffset) of the operational amplifier 25 of the current detecting circuit 23 are The value increases according to the amplification factor.
  • the voltage (Vadin) input to the A / D converter 26 includes the voltage of the offset component (Vadinoffset) in addition to the voltage of the true drive current component (Vadini). Value.
  • the voltage of the offset component (Vadinoffset) occupies a nonnegligible ratio to the whole, and reduces the accuracy of current detection and hinders accurate fuel injection control.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has a fuel injection method capable of accurately correcting a fuel injection amount by removing an offset component generated when current of a fuel injection solenoid is detected.
  • the purpose is to provide. Disclosure of the invention
  • a fuel injection method includes: a step of starting driving of a solenoid for fuel injection; and Detecting; a step of detecting a coil current value at the time of driving the solenoid; a step of calculating a difference current value between a coil current value at the time of driving the solenoid and a coil current value before starting driving of the solenoid.
  • a configuration including a step of correcting a drive pulse width for driving the solenoid based on the detected difference current value and a step of stopping driving of the solenoid can be adopted.
  • the fuel injection method according to the invention of claim 2 is the invention according to claim 1, further comprising a step of adjusting the current span value based on a predetermined span correction value after calculating the difference current value.
  • a configuration may be employed in which the drive pulse width is corrected based on the adjusted current span value.
  • the current span value can be appropriately set, and the drive pulse width can be accurately corrected.
  • the fuel injection method according to the invention of claim 3 is the fuel injection method according to claim 1 or 2, wherein a coil current value before the start of driving of the solenoid is detected every time the solenoid is driven.
  • the fuel injection method according to the invention of claim 4 is the invention according to claim 2 or 3, further comprising a span correction value calculating step of calculating the span correction value at the time of product adjustment.
  • the span correction value calculating step may employ a configuration in which the span correction value is calculated based on the coil current values detected before and after the constant current flows through the solenoid.
  • the fuel injection method according to the invention of claim 5 can adopt a configuration according to the invention of claim 4, including a step of storing the calculated span correction value in rewritable storage means.
  • each device by storing the span correction value in the storage means at the time of shipment of the device, etc., each device is provided with a different current span in an appropriate state for each device.
  • the optimum offset correction can be performed immediately after shipment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an electromagnetic fuel injection pump system to which a fuel injection method according to the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a control mechanism of an electromagnetic fuel injection pump system to which the fuel injection method according to the embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a waveform diagram showing waveforms of a required drive pulse, a coil current, and a drive pulse output in an electromagnetic fuel injection pump 'system to which the fuel injection method according to the embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the entire flow of data processing relating to the offset correction processing.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a drive current correction process during normal operation.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the offset voltage input to the AZD converter when the drive current (coil current) is OFF.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a process of calculating a correction value of a current span.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional control mechanism of a fuel injection device that performs correction based on a power supply voltage.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a control mechanism of a conventional fuel injection device that performs constant current control.
  • FIG. 10 is a diagram showing an internal circuit of the current detection circuit shown in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the effect of an offset voltage on current detection.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the configuration of an electromagnetic fuel injection pump system to which the fuel injection method according to the present invention is applied will be described.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an electromagnetic fuel injection pump system to which a fuel injection method according to the present invention is applied.
  • the electromagnetic fuel injection pump system includes a plunger pump 32 as an electromagnetic drive pump for pumping the fuel in the fuel tank 31 and a predetermined pressure by the plunger pump 32 for pumping.
  • An inlet orifice nozzle 33 having an orifice portion through which pressurized fuel passes, and an injection nozzle for injecting fuel into the (engine) intake passage when the fuel passing through the inlet orifice nozzle 33 is at a predetermined pressure or higher.
  • a drive driver 35 that issues a control signal to the plunger pump 32, etc. based on the operating information of the engine and a coil current value flowing through the solenoid of the plunger pump 32, and a control unit (ECU) 36 It is provided as a basic configuration.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a control mechanism of an electromagnetic fuel injection pump system to which the fuel injection method according to the embodiment of the present invention is applied.
  • a solenoid 16 constitutes a plunger pump 32.
  • an N-channel FET 14, a FET driving circuit 15, a power supply voltage detecting circuit 21, a current detecting resistor 22, a current detecting circuit 23, and a diode 1 which are switching elements for driving the solenoid 16 of FIG. 7 and the Zener diode 18 are included in the drive driver 35.
  • the zener diode 18 causes the drain voltage of the FET 14 to be the same as the voltage of the zener diode 18 when the FET 14 is turned off from on, thereby consuming the solenoid current.
  • the microcomputer 13 is included in the control unit 36.
  • the power supply voltage detection circuit 21 detects the power supply voltage VB and supplies the detected value to the microcomputer 13.
  • One end of the solenoid 16 is connected to the power supply terminal 11 to which the power supply voltage VB is applied.
  • the other end of the solenoid 16 is connected to the drain of the FET 14 and to the gate of the FET 14 via the diode 17 and the Zener diode 18.
  • the drive pulse generated in the FET drive circuit 15 based on the control signal output from the microcomputer 13 is supplied to the gate of the FET 14.
  • the source of the FET 14 is grounded via the current detecting resistor 22.
  • a current coil current
  • the magnitude of the current flowing through the current detection resistor 22 is input as a voltage signal to the current detection circuit 23, where a current value corresponding to the input voltage is detected.
  • the detection signal output from the current detection circuit 23 is input to the microcomputer 13 and is converted into a digital signal by the above-described A / D converter 26, and the process of correcting the drive pulse is executed.
  • the internal configuration of the current detection circuit 23 is the same as the configuration shown in FIG. You.
  • FIG. 3 shows the driving pulse required from the required fuel injection amount (hereinafter referred to as the required driving pulse) 51, the coil current 52 and the actual output to explain the principle of correcting the driving pulse width.
  • FIG. 6 is a waveform diagram showing each waveform of a driving pulse (hereinafter referred to as a driving pulse output) 53 to be performed.
  • Pw is the pulse width of the required drive pulse 51, that is, the required drive pulse width of the solenoid.
  • T r is the time set in advance to detect the value of the coil current 5 2 from the start of driving Sorenoi de 1 6
  • I r is the detection value of the coil current 5 2.
  • Pr is a correction value of the pulse width obtained based on the detected value Ir of the coil current, and Pout is a panorama width of the driving pulse output 53.
  • the drive pulse output 53 rises in synchronization with the rising edge of the required drive pulse 51, whereby the coil current 52 starts to flow. Then, a detection value Ir of the coil current 52 is detected at a set time Tr of the coil current detection (not particularly limited, for example, when 2 ms has elapsed). Using the detected value Ir and the required driving pulse width Pw, the correction value Pr of the driving pulse is obtained. The required drive pulse width Pw is corrected based on the correction value Pr, and a drive pulse having a pulse width Pout is supplied to the FET 14 in practice.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the overall flow of data processing relating to the offset correction processing.
  • the fuel injection amount (pulse width Pw of the required drive pulse 51) obtained by the engine fuel amount calculation process (step S1) is obtained.
  • the drive current correction processing (step S2) is executed, and the drive pulse width (pulse width Pout of the drive pulse output 53) with the current corrected is obtained.
  • the drive current correction process (step S2) is performed after the offset correction process described below is performed.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a drive current correction process during normal operation.
  • the detection current component (offset component Vadinoffset) 64 in the state where the drive current of the drive pulse output 53 is OFF (step S11) is input to the A / D converter 26, and this value is not shown. It is stored in the memory (step S12).
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an offset voltage input to the A / D converter 26 when the drive current (coil current) is OFF.
  • the offset voltage (Vinoffset) of the current detection circuit 23, the input offset voltage (Vopoffset) of the operational amplifier 25, and the offset voltage of the A / D converter 26 inside the microcomputer 13 (Vadoffset) occurs.
  • the offset voltage (Vinoffset) between the current detecting resistor 22 and the current detecting circuit 23 and the offset voltage (Vopoffset) of the operational amplifier 25 of the current detecting circuit 23 are determined by the amplification factor of the operational amplifier 25.
  • the value increases corresponding to.
  • the voltage (Vadin) input to the AZD converter 26 is composed of the voltages (Vadinoffset) of all these offset components.
  • step S13 the drive current is turned on (step S13), and a certain time elapses (step S13). Wait for the set time T r) shown in Fig. 3 (step S14), and detect the input voltage (Vadin) 65 of the A / D converter 26 (step S15). Then, based on the offset component voltage (Vadinoffset) stored in the memory and the input voltage (Vadin), the true drive current component voltage (Vadini) 66 shown in FIG. The calculation is performed using 1) (step S16).
  • Vadini Vadin— Vadinoffset ..., 1)
  • the current span is adjusted by the following equation (2) using the span correction value (Kspan) 67 which is a predetermined coefficient stored in the memory in advance (step S17).
  • the value (Vadins) after the current span adjustment is output as the drive current 52 in the drive current correction process (step S2 in FIG. 4).
  • the drive pulse width (Pout) is calculated based on the pulse width current correction value (step S2).
  • S 2 b) supply to solenoid 16
  • the drive pulse output 53 is set to OFF (step S20).
  • the offset component is detected when the solenoid 16 is turned off. Therefore, when the solenoid 16 is driven, the offset component is removed and the accurate drive pulse width can be calculated.
  • the offset can be detected each time the drive is turned off in synchronization with the drive of the solenoid 16, and this offset component can be removed each time the solenoid 16 is driven.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a current span correction value calculating process.
  • the drive current is OFF (step S21)
  • the value of the detected current component (offset component Voffset) input to the A / D converter 26 is stored in a memory (not shown) (step S22).
  • the drive current is turned on at a constant current reference value (V la, see Fig. 4) 68 (step S23). In this case, a drive current of, for example, 1 A is passed.
  • step S24 the input voltage (Vadinla) 69 of the AZD converter 26 is detected (step S25). Then, based on the offset voltage (Voffset) stored in the memory and the input voltage (Vadinla), the drive current component (Vadinlas) is calculated using the following equation (3) (step S26).
  • Vadinlas Vadinla— Voffset ... (3)
  • the calculated span correction value (Kspan) 67 is stored in a rewritable memory such as an EE PROM.
  • the span correction value (Kspan) 67 is read from the memory during the normal driving described above (step S17 in FIG. 5), and the current span is adjusted.
  • a current span value suitable for the device can be set and held at the time of product shipment, and the offset component is detected and stored when the solenoid 16 is turned off. I can put it.
  • an accurate drive pulse width can be calculated by removing the offset component from the detected current value based on the current span value and the offset component.
  • the offset since the offset is detected each time the drive is turned off in synchronization with the drive of the solenoid 16, the offset can be compensated for in response to the voltage drift of the offset voltage / the temporal change.
  • the offset voltage (Vopoffset) of the operational amplifier 25 is 7 mV
  • the offset voltage (Vadoffset) of the input of the A / D converter 26 of the microcomputer 13 is 20 mV
  • the voltage (A / D) input to the microcomputer 13 is The voltage conversion value after A / D conversion by converter 26)
  • Vd Vinix (1 + R2 / R 1) ⁇ 7mVx (1 + R 2 / R 1) ⁇ 20m V
  • the offset voltage is input as the voltage when the solenoid 16 is off, and this value is canceled out by the arithmetic processing of the microphone port computer 13 (offset removal). And the error is zero.
  • the current value of the solenoid input when the solenoid is turned off is detected as an offset component, and the offset is corrected when the solenoid is driven. Therefore, the effect of the offset voltage of the operational amplifier or the like used in the current detection circuit can be eliminated, and an effect that an accurate current value can be obtained and the drive pulse width can be corrected with high accuracy can be obtained.
  • the offset is detected every time the solenoid is turned off, the effect of drift due to a change over time in temperature or the like can be eliminated.
  • the current span correction value in advance at the time of board adjustment, etc., an appropriate current span according to the characteristics of each device can be set. There is an effect that the drive pulse width can be corrected with higher accuracy.

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Abstract

本装置によれば、通常運転時、燃料噴射用のソレノイドの駆動電流がOFFの状態(ステップS11)における検出電流成分がA/Dコンバータに入力され、この値を記憶する(ステップS12)。この後、駆動電流をONさせ(ステップS13)、一定時間の経過を待った後(ステップS14)、A/Dコンバータの入力電圧を検出する(ステップS15)。そして、入力電圧からオフセット電圧を差し引いた差分の電流値(オフセット成分)を算出し(ステップS16)、スパン補正値により電流スパン調整を行い(ステップS17)、パルス幅電流補正値を計算した後(ステップS2a)、このパルス幅電流補正値に基づき駆動パルス幅を計算し(ステップS2b)、ソレノイドに供給する。これにより、燃料噴射用のソレノイドの電流検出時に生じるオフセット成分を除去して燃料噴射量を正確に補正することができること。

Description

明細書 燃料噴射方法 技術分野
この発明は、 エンジン等に燃料を供給するための電子制御式の燃料嘖 射方法に関し、 特に、 電源電圧の変動や、 燃料噴射装置を構成するソレ ノィドのコイル抵抗などの変動の影響を受けずに、 正確に燃料噴射を行 う燃料噴射方法に関する。 背景技術
第 8図は、 従来の電源電圧に基づいて補正を行うタイプの燃料噴射装 置の制御機構を説明するための図である。 このタイプの制御機構では、 電源端子 1 1に印加された電源電圧 VB を電源電圧入力回路 1 2を介し て E C U ( E lectronic C ontrol Unit) のマイクロコンピュータ 1 3 に入力する。
マイクロコンピュータ 1 3は、 電源電圧 VB が低いときには F 'E T 1 4のオン期間を長くするような波形のパルスを F E T駆動回路 1 5に出 力する。 それによつて、 ソレノイド 1 6にコイル電流が流れる時間が長 くなり、 燃料噴射時間が長くなる。 電源電圧 VB が高いときにはその逆 となり、 燃料噴射時間を短くすることによって、 燃料噴射量が一定にな るように制御している。 F E T 1 4がオンからオフに切り替わった直後 にソレノィド 1 6に流れる電流はダイォード 1 7を介してツエナーダイ ォード 1 8に流れ、 F E T 1 4のドレイン電圧がツエナーダイォード 1 8の電圧と同じになり、 そこで電力が消費されて燃料噴射が停止するこ とになる。 第 9図は、 従来の定電流制御を行うタイプの燃科噴射装置の制御機構 を説明するための図である。 このタイプの制御機構では、 «源端子 1 1 に印加された電源電圧 VB を電源電圧検出回路 2 1により検出するとと もに、 電流検出用に付加した電流検出用抵抗 2 2および電流検出回路 2 3によりコイル電流を検出する。 そして、 マイクロコンピュータ 1 3お よび定電流駆動回路 2 4により、 コイル電流が電源電圧 VB の変動によ つて変化しないように制御している。
上記電源電圧の変動を検出して燃料噴射量を補正する従来技術として は、 例えば下記の特許文献 1が開示されている。 また、 電源電圧ととも にソレノィドに流れる駆動電流を検出して燃料噴射量を補正する従来技 術としては、 例えば下記の特許文献 2が開示されている。
【特許文献 1】
特開昭 5 8 - 2 8 5 3 7号公報
【特許文献 2】
特開 2 0 0 2— 4 9 2 1号公報
しかしながら、 第 8図に示すような電源電圧 VB に基づいて補正を行 う制御機構では、 ソレノィド 1 6を構成するコイルの温度が上昇した場 合にそのコイルの抵抗値が変化し、 電源電圧 VB が同じでもコイル電流 が変化してしまうため、燃料噴射量を正確に補正することは困難である。 ところで、 第 9図に示すような定電流制御を行う構成によればコイル 温度が上昇してもコイル電流を一定に制御することができるが、 そのた めの制御回路の複雑化による部品点数の増加や、 ソフトウエア処理の增 加を招くという不都合があった。
次に、 第 1 0図は、 第 9図に示す電流検出回路 2 3の内部回路を記載 した図である。 また、 第 1 1図は、 電流検出におけるオフセット電圧の 影響を説明するための図である。 図示のように、 駆動電流を検出するに 際して、 電流検出回路 2 3の電位差 (電流検出用抵抗 2 2と電流検出回 路 2 3の間のオフセット電圧; V inoffset) と、 電流検出回路 2 3のォ ぺアンプ 2 5が有するオフセッ ト電圧 (Vopo;ffset) と、 マイクロコン ピュータ 1 3内部の A/ Dコンバータ 2 6が有するオフセット電圧 (V adoffset) が生じる。 この際、 電流検出用抵抗 2 2と電流検出回路 2 3 の間のオフセッ ト電圧 (V inoffset) と、 電流検出回路 2 3のオペアン プ 2 5が有するオフセット電圧 (Vopoffset) は、 オペアンプ 2 5の増 幅率に対応して値が増大する。
このため、 第 1 1図に示す如く、 A/Dコンバータ 2 6に入力される 電圧 (Vadin) は、 真の駆動電流成分の電圧 (Vadini) の他にオフセッ ト成分の電圧 (Vadinoffset) が加わった値となる。 このオフセッ ト成 分の電圧 (Vadinoffset) は、 全体に対し無視できない割合を占めてお り、 電流検出の精度を低下させ正確な燃料噴射制御の妨げとなる。
本発明は、 上記事情に鑑みてなされたものであって、 燃料噴射用のソ レノィ ドの電流検出時に生じるオフセッ ト成分を除去して燃料噴射量を 正確に捕正することができる燃料噴射方法を提供することを目的とする。 発明の開示
上述した課題を解決し、 目的を達成するため、 請求の範囲 1の発明に かかる燃料噴射方法は、 燃料噴射用のソレノィドの駆動を開始する工程 と、 前記ソレノイドの駆動開始前のコイル電流値を検出する工程と、 前 記ソレノィド駆動時のコイル電流値を検出する工程と、 前記ソレノイド 駆動時のコィル電流値と前記ソレノィドの駆動開始前のコィル電流値と の差分電流値を算出する工程と、 前記検出された差分電流値に基づいて 前記ソレノイドを駆動する駆動パルス幅を補正する工程と、 前記ソレノ ィドの駆動を停止する工程とを含む構成を採用できる。 この請求の範囲 1に記載の発明によれば、 ソレノィドの駆動毎に駆動 開始前後の差分電流値を求めて電流検出時に発生したオフセット成分を 検出でき、 このオフセット成分を除去して駆動パルス幅を正確に補正す ることができる。
また、 請求の範囲 2の発明にかかる燃料噴射方法は、 請求の範囲 1に 記載の発明において、 前記差分電流値を算出した後に予め定めたスパン 補正値に基づき電流スパン値を調整する工程を含み、 前記調整された電 流スパン値に基づき前記駆動パルス幅を補正する構成を採用できる。 この請求の範囲 2に記載の発明によれば、 電流スパン値を適切に設定 することができ、 駆動パルス幅の補正を精度良く行えるようになる。 また、 請求の範囲 3の発明にかかる燃料噴射方法は、 請求の範囲 1ま たは 2に記載の発明において、 前記ソレノイドの駆動毎に、 前記ソレノ ィドの駆動開始前のコイル電流値を検出する工程を実行することにより、 前記ソレノィドの駆動毎に前記駆動パルス幅を補正する構成を採用でき る。
この請求の範囲 3に記載の発明によれば、 ソレノィドの駆動毎にその ときに生じたオフセット成分を除去できるようになり、 温度ドリフト等 の影響を除去して駆動パルス幅の捕正を長期に渡り安定して行えるよう になる。
また、 請求の範囲 4の発明にかかる燃料噴射方法は、 請求の範囲 2ま たは 3に記載の発明において、 製品調整時において前記スパン捕正値を 算出するスパン補正値算出工程を含み、 該スパン補正値算出工程は、 前 記ソレノィドにー定電流を流す前後においてそれぞれ検出したコイル電 流値に基づき前記スパン補正値を算出する構成を採用できる。
この請求の範囲 4に記載の発明によれば、 装置毎に異なる電流スパン 値を求めることができ、 各装置に適合した電流スパン値を用いて駆動パ ルス幅の補正をより精度良く行えるようになる。
また、 請求の範囲 5の発明にかかる燃料噴射方法は、 請求の範囲 4に 記載の発明において、 前記算出されたスパン補正値を書き換え可能な記 憶手段に記憶する工程を含む構成を採用できる。
この請求の範囲 5に記載の発明によれば、 装置の出荷時等に記憶手段 にスパン補正値を格納しておくことにより、 装置毎に異なる電流スパン を各装置に適切な状態で持たせておくことができ、 出荷後直ちに最適な オフセット補正が行えるようになる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明にかかる燃料噴射方法を適用した電磁式燃料噴射ポ ンプ ·システムの概略構成を示す図である。
第 2図は、 本発明の実施の形態にかかる燃料噴射方法を適用した電磁 式燃料噴射ポンプ · システムの制御機構を説明するための図である。 第 3図は、 本発明の実施の形態にかかる燃料噴射方法を適用した電磁 式燃料噴射ポンプ ' システムにおける要求駆動パルス, コイル電流およ ぴ駆動パルス出力の各波形を示す波形図である。
第 4図は、 オフセット補正処理にかかるデータ処理の全体の流れを示 すフローチヤ一トである。
第 5図は、 通常運転時における駆動電流捕正処理を示すフローチヤ一 トである。
第 6図は、 駆動電流 (コイル電流) が O F F時において AZDコンパ ータに入力されるオフセット電圧を説明するための図である。
第 7図は、電流スパンの補正値算出処理を示すフロ一チヤ一トである。 第 8図は、 従来の電源電圧に基づいて補正を行うタイプの燃料噴射装 置の制御機構を説明するための図である。 第 9図は、 従来の定電流制御を行うタイプの燃料噴射装置の制御機構 を説明するための図である。
第 1 0図は、 第 9図に示す電流検出回路の内部回路を記載した図であ る。
第 1 1図は、 電流検出におけるオフセット電圧の影響を説明するため の図である。 発明を実施するための最良の形態 以下に、 本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明す る。 まず、 本発明にかかる燃料噴射方法を適用した電磁式燃料噴射ボン プ ·システムの構成について説明する。 第 1図は、 本発明にかかる燃料 噴射方法を適用した電磁式燃料噴射ポンプ · システムの概略構成を示す 図である。
第 1図に示すように、 電磁式燃料噴射ポンプ · システムは、 燃料タン ク 3 1内の燃料を圧送する電磁駆動ポンプとしてのプランジャポンプ 3 2と、 プランジャポンプ 3 2による圧送により所定の圧力に加圧された 燃料を通過させるオリフィス部を有する入口オリフィスノズル 3 3と、 入口オリフィスノズル 3 3を通過した燃料が所定の圧力以上のとき (ェ ンジンの) 吸気通路内に向けて噴射する噴射ノズル 3 4と、 エンジンの 運転情報およびプランジャポンプ 3 2のソレノィ ドに流れるコイル電流 値に基づいてプランジャポンプ 3 2等に制御信号を発する駆動ドライバ 3 5およびコントロールユエット (E C U) 3 6等を、 その基本構成と して備えている。
第 2図は、 本発明の実施の形態にかかる燃料噴射方法を適用した電磁 式燃料噴射ポンプ ·システムの制御機構を説明するための図である。 第 2図において、 ソレノイ ド 1 6はプランジャポンプ 3 2を構成する。 こ のソレノィド 1 6を駆動するためのスイッチング素子である例えば Nチ ャネル FET 14と、 FET駆動回路 1 5と、電源電圧検出回路 21と、 電流検出用抵抗 22と、 電流検出回路 23と、 ダイオード 1 7およびッ ェナーダイォード 1 8は、 駆動ドライバ 35に含まれる。
ツエナーダイォード 1 8は、 FET 14がオンからオフになったとき、 F ET 14のドレイン電圧をッヱナ一ダイォード 1 8の電圧と同じにし てソレノィ ド電流を消費させるものである。 マイクロコンピュータ 1 3 はコントロールュニッ ト 36に含まれる。
電源電圧検出回路 2 1は、 電源電圧 VB を検出してその検出値をマイ クロコンピュータ 1 3に供給する。 ソレノイド 1 6の一端は、 電源電圧 VBが印加される電源端子 1 1に接続される。 ソレノイド 1 6の他端は、 FET 14のドレインに接続されるとともに、 ダイオード 1 7およびッ ェナーダイォード 1 8を介して F ET 14のゲートに接続される。 F E T 14のゲ一トには、 マイクロコンピュータ 1 3から出力された制御信 号に基づいて F ET駆動回路 1 5において生成される駆動パルスが供給 される。
F ET 14のソースは電流検出用抵抗 22を介して接地される。 駆動 パルスによって FET 14がオン状態になると、 電源端子 1 1からソレ ノイド 1 6, FET 14および電流検出用抵抗 22を介して接地端子へ 電流 (コイル電流) が流れ、 ソレノイド 1 6が駆動される。 電流検出用 抵抗 22を流れる電流の大きさは電圧信号として電流検出回路 23に入 力され、 そこで入力電圧に応じた電流値が検出されることになる。 電流 検出回路 23から出力された検出信号はマイクロコンピュータ 1 3に入 力され、 前述した A/Dコンバータ 26によりディジタル信号に変換さ れて、 駆動パルスを補正する処理が実行される。 なお、 電流検出回路 2 3の内部構成は、 前述した第 10図の構成と同一であり、 説明を省略す る。
上記構成による電磁式燃料噴射ポンプの噴射量の補正概要について説 明する。燃料噴射用のソレノィド 1 6の駆動時のコイル電流値を検出し、 その検出値に基づいて F E T 1 4のオン期間の調節、 すなわち駆動パル ス幅の捕正を行う構成となっている。 第 3図は、 この駆動パルス幅の捕 正原理を説明するために、要求燃料噴射量から要求される駆動パルス(以 下、 要求駆動パルスとする) 5 1 , コイル電流 5 2および実際に出力さ れる駆動パルス (以下、 駆動パルス出力とする) 5 3の各波形を示す波 形図である。
第 3図において、 P wは要求駆動パルス 5 1のパルス幅、 すなわちソ レノィ ドの要求駆動パルス幅である。 T rはソレノィ ド 1 6の駆動開始 からコイル電流 5 2の値を検出するために予め設定した時間であり、 I rはコイル電流 5 2の検出値である。 P rはコイル電流の検出値 I rに 基づいて求められたパルス幅の補正値であり、 P o u tは駆動パルス出 力 5 3のパノレス幅である。
第 3図に示すように、 要求駆動パルス 5 1の立ち上がりエッジに同期 して駆動パルス出力 5 3が立ち上がり、 それによつてコイル電流 5 2が 流れ始める。 そして、 コイル電流検出の設定時間 T r (特に限定しない 、 例えば 2 m s経過した時点) で、 コィル電流 5 2の検出値 I rが検 出される。 この検出値 I rと要求駆動パルス幅 P wとを用いて駆動パル スの補正値 P rが求められる。 その補正値 P rに基づいて要求駆動パル ス幅 P wが補正され、 実際にはパルス幅 P o u tの駆動パルスが F E T 1 4に供給される。
ここで、 I rと P wと P rとの関係は予め実験等により求められてお り、 マイクロコンピュータ 1 3内の不揮発性メモリに記憶されている。 次に、 マイク口コンピュータ 1 3が実行するオフセット補正処理につ いて説明する。 第 4図は、 オフセット補正処理にかかるデータ処理の全 体の流れを示すフローチャートである。 エンジン燃料量の計算処理 (ス テツプ S 1 ) によって得られた燃料噴射量 (要求駆動パルス 5 1のパル ス幅 Pw) が得られる。 この後、 駆動電流 (コイル電流) 5 2の検出に より、 駆動電流補正処理 (ステップ S 2) が実行され、 電流補正された 駆動パルス幅 (駆動パルス出力 5 3のパルス幅 P o u t) が得られる。 そして、 駆動電流 5 2は、 以下に説明するオフセット補正処理を実行し た後に駆動電流補正処理 (ステップ S 2) が実行されるようになってい る。
第 5図は、 通常運転時における駆動電流補正処理を示すフローチヤ一 トである。 まず、 駆動パルス出力 5 3の駆動電流が OF Fの状態 (ステ ップ S 1 1) における検出電流成分 (オフセット成分 Vadinoffset) 6 4が A/Dコンバータ 2 6に入力され、 この値を図示しないメモリに記 憶させる (ステップ S 1 2)。
第 6図は、 駆動電流 (コイル電流) が OF F時において A/Dコンパ ータ 2 6に入力されるオフセット電圧を説明するための図である。 図示 のように、 電流検出回路 2 3のオフセット電圧 (Vinoffset) と、 オペ アンプ 2 5が有する入力オフセット電圧 (Vopoffset) と、 マイクロコ ンピュータ 1 3内部の A/Dコンパータ 2 6が有す オフセット電圧 (Vadoffset) が生じる。 この際、 電流検出用抵抗 2 2と電流検出回路 2 3の間のオフセット電圧 (Vinoffset) と、 電流検出回路 2 3のオペ アンプ 2 5が有するオフセット電圧 (Vopoffset) は、 オペアンプ 2 5 の増幅率に対応して値が増大する。 AZDコンバータ 2 6に入力される 電圧 (Vadin) は、 これら全てのオフセット成分の電圧 (Vadinoffset) からなる。
この後、 駆動電流を ONさせ (ステップ S 1 3)、 一定時間の経過 (第 3図に示す設定時間 T r ) を待ち (ステップ S 1 4)、 A/Dコンバータ 2 6の入力電圧 (Vadin) 6 5を検出する (ステップ S 1 5)。 そして、 メモリに記憶されたオフセット成分の電圧 (Vadinoffset) と、 入力電 圧(Vadin)に基づき、第 1 1図に示した真の駆動電流の成分の電圧(V adini) 6 6を下記式 (1 ) を用いて計算する (ステップ S 1 6)。
Vadini = Vadin— Vadinoffset ... 、1)
この後、 予めメモリに記憶されている所定の係数であるスパン補正値 (Kspan) 6 7を用いて下記式 (2) により電流スパン調整を行う (ス テツプ S 1 7)。
Vadins^Vadinx Kspan ... ( 2
電流スパン調整後の値(Vadins)が駆動電流 5 2として駆動電流捕正 処理 (第 4図のステップ S 2) に出力される。 駆動電流補正処理 (ステ ップ S 2) では、 パルス幅電流補正値を計算した後 (ステップ S 2 a)、 このパルス幅電流補正値に基づき駆動パルス幅(P o u t )を計算し(ス テツプ S 2 b)、 ソレノィド 1 6に供給する。駆動開始からこの駆動パル ス幅 (P o u t) の時間が経過すると駆動パルス出力 5 3を OF Fにす る (ステップ S 2 0)。
上述したオフセット補正処理によれば、 ソレノィド 1 6の駆動がオフ のときにオフセット成分を検出するため、ソレノィド 1 6の駆動時には、 オフセット成分を除去し正確な駆動パルス幅を算出できるようになる。 また、 上記の処理は、 ソレノイド 1 6の駆動に同期して毎回の駆動オフ 時にオフセット検出することができ、 ソレノイド 1 6の駆動毎にこのォ フセット成分を除去できるようになる。
次に、 電流スパン成分の計算処理について説明する。 上記処理により オフセット補正された駆動電流は、 電流スパンについて処理されていな い。 実際の回路におけるスパン捕正の影響について説明する。 スパンの 影響は、 電流検出用抵抗 (Ri) 2 2の誤差が支配的であり、 この抵抗値 の誤差が ±2%であると、その誤差が直接、スパンの誤差として現れる。 このため、 予め装置の出荷時など製品基板の調整時にスパンの調整値を 測定して不揮発性メモリに記憶させておき、 上述した通常運転時にこの 調整値を読み出して駆動電流の電流スパンを補正する。
第 7図は、電流スパンの補正値算出処理を示すフローチヤ一トである。 まず駆動電流が OF Fのとき (ステップ S 2 1)、 A/Dコンバータ 2 6 に入力される検出電流成分 (オフセット成分 Voffset) の値を図示しな いメモリに記憶させる (ステップ S 2 2)。 次に、 一定の電流基準値(V la, 第 4図参照) 6 8で駆動電流を ONさせる (ステップ S 2 3)。 この 際の駆動電流としては例えば 1 Aを流す。
そして、一定時間の経過を待った後 (ステップ S 24)、 AZDコンパ ータ 2 6の入力電圧 (Vadinla) 6 9を検出する (ステップ S 2 5)。 そ して、 メモリに記憶されたオフセット電圧(Voffset) と、入力電圧(V adinla) に基づき、 駆動電流成分 (Vadinlas) を下記式 (3) を用いて 計算する (ステップ S 2 6)。
Vadinlas = Vadinla— Voffset ... {3)
この後、上記電流基準値(Via) 6 8と、上記式(3)の結果(Vadinlas) を用いて、 スパン補正値 6 7 (係数) を下記式(4) により計算する (ス テツプ S 2 7)。
Kspan=Vla/Vadinlas ... (4)
計算されたスパン補正値 (Kspan) 6 7は、 書き換え可能なメモリ、 例えば EE PROM等に記憶させておく。 このスパン補正値 (Kspan) 6 7は、 前述した通常駆動時にメモリから読み出され (第 5図のステツ プ S 1 7)、 電流スパンが調整される。
このように製品出荷時等に製品の基板を製造ラインで調整する際に、 EE PROM等の不揮発性メモリに書き込んでおくことにより、 製品毎 に異なる特性に適合したスパン補正値を保持しておくことができ、 オフ セット除去性能を向上できるようになる。
以上説明したこの発明の実施の形態によれば、 製品の出荷時に装置に 適した電流スパン値が設定保持でき、 ソレノイ ド 1 6の駆動がオフのと きにオフセット成分を検出して記憶させておくことができる。 これによ り、 ソレノイド 1 6の駆動時には、 これら電流スパン値とオフセット成 分に基づき、 検出した電流値からオフセット成分を除去して正確な駆動 パルス幅を算出できるようになる。 また、 上記の処理は、 ソレノイド 1 6の駆動に同期して毎回の駆動オフ時にオフセット検出するため、 オフ セット電圧の電圧ドリフトゃ経時変化に対応しこれらを相殺することが できるようになる。
上記構成におけるオフセット電圧の具体的数値を第 1 0図の回路構成 を用いて説明する。 オペアンプ 25のオフセット電圧 (Vopoffset) を 7mV, マイクロコンピュータ 13の A/Dコンバータ 26の入力のォ フセット電圧 (Vadoffset) を 20mVとしたとき、 マイクロコンピュ ータ 1 3に入力される電圧 (A/Dコンバータ 26による A/D変換後 の電圧換算値) は、
Vd=Vinix (1 +R2/R 1) ±7mVx ( 1 +R 2/R 1 ) ± 20 m V
となる。 ここで、 R l = l kQ, R 2 = 1 8 k Ω, 電流検出回路 23の電 位差 (Vinoffset) =0とする。
駆動電流 (コイル電流) を Idcpとすると、
Vini= I dcpxRi
(Ri =電流検出用抵抗 22)
ここで、 Ri= 22mQとする。 このとき、駆動電流と A/Dコンバータ 2 6に入力される電圧換算値 Vd は、 下記表 1に示す数値となる。
【表 1】
Figure imgf000015_0001
この表に示す計算値においてそれぞれオフセット捕正を行えば、 ソレ ノイド 1 6がオフのときの電圧として上記オフセット電圧が入力され、 この値がマイク口コンピュータ 1 3の演算処理により相殺 (オフセット 除去) され、 誤差は 0となる。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 燃料噴射用のソレノィドの駆動パルス幅を補正する にあたり、 ソレノィドの駆動オフ時に入力されたソレノィドの電流値を オフセット成分として検出し、 ソレノィ ドの駆動時にオフセット補正す る構成であるため、 電流検出回路に用いられるオペアンプ等のオフセッ ト電圧の影響を除去でき、 正確な電流値を得て駆動パルス幅を高精度に 補正できるという効果を奏する。
また、 ソレノィドの駆動オフ毎にオフセット検出する構成とすれば、 温度等の経時変化によるドリフトの影響を解消できるようになるという 効果を奏する。 また、 電流スパン補正値を予め基板調整時等に算出して おくことにより、装置毎の特性に合わせた適切な電流スパンを設定でき、 駆動パルス幅をより高精度に補正できるという効果を奏する。

Claims

請求の範囲
1 . 燃料噴射用のソレノィ ドの駆動を開始する工程と、
前記ソレノィドの駆動開始前のコイル電流値を検出する工程と、 前記ソレノィド駆動時のコイル電流値を検出する工程と、
前記ソレノィ ド駆動時のコイル電流値と前記ソレノィ ドの駆動開始前 のコイル電流値との差分電流値を算出する工程と、
前記検出された差分電流値に基づいて前記ソレノィドを駆動する駆動 パルス幅を補正する工程と、
前記ソレノイ ドの駆動を停止する工程と、 を含むことを特徴とする燃 料噴射方法。
2 . 前記差分電流値を算出した後に予め定めたスパン補正値に基づき 電流スパン値を調整する工程を含み、
前記調整された電流スパン値に基づき前記駆動パルス幅を補正するこ とを特徴とする請求の範囲 1に記載の燃料噴射方法。
3 . 前記ソレノィ ドの駆動毎に、 前記ソレノィ ドの駆動開始前のコィ ル電流値を検出する工程を実行することにより、 前記ソレノィドの駆動 毎に前記駆動パルス幅を補正することを特徴とする請求の範囲 1または
2に記載の燃料噴射方法。
4 . 製品調整時において前記スパン補正値を算出するスパン補正値算 出工程を含み、
該スパン補正値算出工程は、 前記ソレノィドに一定電流を流す前後に おいてそれぞれ検出したコイル電流値に基づき前記スパン補正値を算出 することを特徴とする請求の範囲 2または 3に記載の燃料嘖射方法。
5 . 前記算出されたスパン補正値を書き換え可能な記憶手段に記憶す る工程を含むことを特徴とする請求の範囲 4に記載の燃料噴射方法。
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