JP2003113733A - 電磁弁の駆動方法および電磁弁の駆動装置 - Google Patents
電磁弁の駆動方法および電磁弁の駆動装置Info
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁弁の駆動時間の変更により噴射量を変化
させることができない期間にも正確な制御を行えるよう
にする。 【解決手段】 少なくとも電磁弁が作業位置にある短い
時間のあいだ、駆動時間に加えて駆動電流プロフィルの
別の特性を変更する。
させることができない期間にも正確な制御を行えるよう
にする。 【解決手段】 少なくとも電磁弁が作業位置にある短い
時間のあいだ、駆動時間に加えて駆動電流プロフィルの
別の特性を変更する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁弁が作業位置
にとどまる期間を電磁弁の駆動時間により制御する、少
なくとも１つの静止位置と作業位置とを有する電磁弁の
駆動方法、例えば燃料噴射装置のインジェクタ用電磁弁
の駆動方法に関する。本発明はまた、電磁弁制御装置に
より駆動時間を介して電磁弁が作業位置にとどまる期間
が制御される、少なくとも１つの静止位置と作業位置と
を有する電磁弁の駆動装置、例えば燃料噴射装置のイン
ジェクタ用電磁弁の駆動装置に関する。
にとどまる期間を電磁弁の駆動時間により制御する、少
なくとも１つの静止位置と作業位置とを有する電磁弁の
駆動方法、例えば燃料噴射装置のインジェクタ用電磁弁
の駆動方法に関する。本発明はまた、電磁弁制御装置に
より駆動時間を介して電磁弁が作業位置にとどまる期間
が制御される、少なくとも１つの静止位置と作業位置と
を有する電磁弁の駆動装置、例えば燃料噴射装置のイン
ジェクタ用電磁弁の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁弁の駆動は例えば燃料噴射装置に関
連して必要となるプロセスである。このとき一般に電磁
弁は静止位置で閉鎖状態となるものとして使用される。
ただし本発明では静止位置で閉鎖状態となる電磁弁のみ
に限定されず、作業位置で閉鎖状態となる電磁弁にも使
用可能である。静止位置とは一般に電磁弁に電流が流れ
ていない状態を意味し、一方作業位置とは電磁弁に電流
が流れている状態を意味する。
連して必要となるプロセスである。このとき一般に電磁
弁は静止位置で閉鎖状態となるものとして使用される。
ただし本発明では静止位置で閉鎖状態となる電磁弁のみ
に限定されず、作業位置で閉鎖状態となる電磁弁にも使
用可能である。静止位置とは一般に電磁弁に電流が流れ
ていない状態を意味し、一方作業位置とは電磁弁に電流
が流れている状態を意味する。
【０００３】周知の燃料噴射装置はアキュムレータ噴射
システムとも称され、圧力形成部と噴射部とが相互に分
離されている。噴射圧力は機関回転数および噴射量から
独立に形成され、“レール”とも称される燃料アキュム
レータ内で噴射のために準備される。噴射時点および噴
射量は電子制御装置で計算され、インジェクタまたは各
機関シリンダの噴射ユニットから駆動された電磁弁を介
して変換される。ここでの電磁弁は静止位置で閉鎖状態
となる電磁弁である。
システムとも称され、圧力形成部と噴射部とが相互に分
離されている。噴射圧力は機関回転数および噴射量から
独立に形成され、“レール”とも称される燃料アキュム
レータ内で噴射のために準備される。噴射時点および噴
射量は電子制御装置で計算され、インジェクタまたは各
機関シリンダの噴射ユニットから駆動された電磁弁を介
して変換される。ここでの電磁弁は静止位置で閉鎖状態
となる電磁弁である。
【０００４】これに関して、機関の行う作業のためのエ
ネルギを形成する主噴射の前にいわゆる前噴射を行うこ
とが知られている。この前噴射では少量の燃料（特にデ
ィーゼル燃料）がシリンダ内へ噴射される。前噴射でシ
リンダに噴射される燃料量は例えば１ｍｍ３〜４ｍｍ３
である。こうした前噴射は燃焼室のプレコンディショニ
ングに作用し、燃焼効率を改善したうえでさらに次のよ
うな効果を達成する。すなわち、圧縮圧力を前反応また
は部分燃焼により僅かに高め、これにより主噴射の点火
遅れを短縮する。また燃焼圧力の上昇変化量と燃焼圧力
ピークとを低下させ、これによりいわゆるソフトな燃焼
を達成する。こうした効果により燃焼雑音や燃費が低減
され、また多くの場合に放出物質の発生が抑制される。
ネルギを形成する主噴射の前にいわゆる前噴射を行うこ
とが知られている。この前噴射では少量の燃料（特にデ
ィーゼル燃料）がシリンダ内へ噴射される。前噴射でシ
リンダに噴射される燃料量は例えば１ｍｍ３〜４ｍｍ３
である。こうした前噴射は燃焼室のプレコンディショニ
ングに作用し、燃焼効率を改善したうえでさらに次のよ
うな効果を達成する。すなわち、圧縮圧力を前反応また
は部分燃焼により僅かに高め、これにより主噴射の点火
遅れを短縮する。また燃焼圧力の上昇変化量と燃焼圧力
ピークとを低下させ、これによりいわゆるソフトな燃焼
を達成する。こうした効果により燃焼雑音や燃費が低減
され、また多くの場合に放出物質の発生が抑制される。
【０００５】図１にはディーゼル機関での粒子放出量と
窒素酸化物放出量との既知の関係が示されている。この
曲線から、粒子放出量が低減すると窒素酸化物放出量が
増大する（またはその逆となる）ことがわかる。したが
って動作点ＡＰを選択することはつねに妥協点を選択す
ることを意味するので、図１に示された関係は“トレー
ドオフ”とも称される。例えば立法機関で定められてい
る放出量限界値ＥＧを粒子放出量においても窒素酸化物
放出量においても遵守しようとするためには、動作点Ａ
Ｐを図１に示された曲線上で適切にシフトさせる必要が
ある。動作点ＡＰのシフトは例えば噴射開始と排気ガス
再循環量とを変更することにより行われる。前噴射量Ｖ
ＥＭが上昇すると、図１に上方へ向かう矢印で示されて
いるように粒子放出量が上昇し、動作点ＡＰは図示の曲
線に沿って上昇する。このときさしあたりは窒素酸化物
放出量は僅かしか変化しない。
窒素酸化物放出量との既知の関係が示されている。この
曲線から、粒子放出量が低減すると窒素酸化物放出量が
増大する（またはその逆となる）ことがわかる。したが
って動作点ＡＰを選択することはつねに妥協点を選択す
ることを意味するので、図１に示された関係は“トレー
ドオフ”とも称される。例えば立法機関で定められてい
る放出量限界値ＥＧを粒子放出量においても窒素酸化物
放出量においても遵守しようとするためには、動作点Ａ
Ｐを図１に示された曲線上で適切にシフトさせる必要が
ある。動作点ＡＰのシフトは例えば噴射開始と排気ガス
再循環量とを変更することにより行われる。前噴射量Ｖ
ＥＭが上昇すると、図１に上方へ向かう矢印で示されて
いるように粒子放出量が上昇し、動作点ＡＰは図示の曲
線に沿って上昇する。このときさしあたりは窒素酸化物
放出量は僅かしか変化しない。
【０００６】前述したように、前噴射で噴射される燃料
量はきわめて小さいため、きわめて短いあいだ電磁弁が
作業位置にとどまるだけでよい。インジェクタ用電磁弁
の周知の駆動方法では、走行時間に対してこの電磁弁が
作業位置にとどまる期間を駆動時間を変更することによ
ってのみ制御する。ただしこの場合には図２に関連する
次のような問題が発生する。
量はきわめて小さいため、きわめて短いあいだ電磁弁が
作業位置にとどまるだけでよい。インジェクタ用電磁弁
の周知の駆動方法では、走行時間に対してこの電磁弁が
作業位置にとどまる期間を駆動時間を変更することによ
ってのみ制御する。ただしこの場合には図２に関連する
次のような問題が発生する。
【０００７】図２には、噴射時間Ｔに依存する噴射量Ｅ
Ｍの既知の特性マップが燃料アキュムレータ内の種々の
圧力値Ｐｓに対して示されている。図２の曲線特性か
ら、この曲線が短い駆動時間のあいだの領域でだけ平坦
なレベルＰを有することがわかる。この平坦なレベルＰ
では曲線はほぼ駆動時間軸に対して平行である。つまり
平坦なレベルＰの範囲では駆動時間を変更しても噴射量
を変化させることができない。平坦なレベルＰの特性マ
ップ領域でも前噴射は行われる。この平坦なレベルの形
成は約７００ｂａｒのレール圧力で開始される。
Ｍの既知の特性マップが燃料アキュムレータ内の種々の
圧力値Ｐｓに対して示されている。図２の曲線特性か
ら、この曲線が短い駆動時間のあいだの領域でだけ平坦
なレベルＰを有することがわかる。この平坦なレベルＰ
では曲線はほぼ駆動時間軸に対して平行である。つまり
平坦なレベルＰの範囲では駆動時間を変更しても噴射量
を変化させることができない。平坦なレベルＰの特性マ
ップ領域でも前噴射は行われる。この平坦なレベルの形
成は約７００ｂａｒのレール圧力で開始される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、電磁
弁の駆動時間の変更により噴射量を変化させることがで
きない期間にも正確な制御を行えるようにすることであ
る。
弁の駆動時間の変更により噴射量を変化させることがで
きない期間にも正確な制御を行えるようにすることであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この課題は、少なくとも
電磁弁が作業位置にある短い時間のあいだ、駆動時間に
加えて駆動電流プロフィルの別の特性を変更することに
より解決される。
電磁弁が作業位置にある短い時間のあいだ、駆動時間に
加えて駆動電流プロフィルの別の特性を変更することに
より解決される。
【００１０】またこの課題は、電磁弁制御装置により、
少なくとも電磁弁が作業位置にある短い時間のあいだ、
駆動時間に加えて駆動電流プロフィルの別の特性が変更
される装置を構成して解決される。
少なくとも電磁弁が作業位置にある短い時間のあいだ、
駆動時間に加えて駆動電流プロフィルの別の特性が変更
される装置を構成して解決される。
【００１１】
【発明の実施の形態】これにより電磁弁が作業位置にと
どまる期間がきわめて短い時間範囲にある場合でも正確
に調整できる。これにより例えば前噴射の際に噴射され
る燃料量を変更し、例えば求められた放出値を調整する
ことができる。
どまる期間がきわめて短い時間範囲にある場合でも正確
に調整できる。これにより例えば前噴射の際に噴射され
る燃料量を変更し、例えば求められた放出値を調整する
ことができる。
【００１２】本発明の方法では、有利には、駆動電流プ
ロフィルの別の特性により電磁弁の力学特性が制御され
る。これは例えば電磁弁の可動エレメントが作業位置を
変化させてストッパへぶつかるときにこの可動エレメン
トへ印加されるパルスを変更することができる、という
意味である。この場合のぶつかりは例えば少なくとも近
似的な弾性衝突のかたちで行われ、電磁弁の可動エレメ
ントは再び静止位置の方向へ運動する。
ロフィルの別の特性により電磁弁の力学特性が制御され
る。これは例えば電磁弁の可動エレメントが作業位置を
変化させてストッパへぶつかるときにこの可動エレメン
トへ印加されるパルスを変更することができる、という
意味である。この場合のぶつかりは例えば少なくとも近
似的な弾性衝突のかたちで行われ、電磁弁の可動エレメ
ントは再び静止位置の方向へ運動する。
【００１３】本発明の方法の有利な実施形態では、駆動
電流プロフィルの別の特性とは始動時の傾きである。こ
こで始動時の傾きとは始動電流フェーズに達するまでの
駆動電流の特性曲線の傾きを表している。
電流プロフィルの別の特性とは始動時の傾きである。こ
こで始動時の傾きとは始動電流フェーズに達するまでの
駆動電流の特性曲線の傾きを表している。
【００１４】これに加えてまたはこれに代えて、駆動電
流プロフィルの別の特性が始動電流フェーズの持続時間
および／または始動電流のレベルであってもよい。始動
電流として通常は電磁弁を作業位置へ移動させるのに必
要な比較的高い電流が使用される。一般に始動フェーズ
の持続時間は電磁弁が確実に作業位置へ達するように選
定されており、例えば電磁弁の完全な開放が保証され
る。ただし始動フェーズ、例えば電磁弁が作業位置にと
どまっているきわめて短い時間中から電磁弁を遮断する
ほうが有利なケースもある。
流プロフィルの別の特性が始動電流フェーズの持続時間
および／または始動電流のレベルであってもよい。始動
電流として通常は電磁弁を作業位置へ移動させるのに必
要な比較的高い電流が使用される。一般に始動フェーズ
の持続時間は電磁弁が確実に作業位置へ達するように選
定されており、例えば電磁弁の完全な開放が保証され
る。ただし始動フェーズ、例えば電磁弁が作業位置にと
どまっているきわめて短い時間中から電磁弁を遮断する
ほうが有利なケースもある。
【００１５】これに加えてまたはこれに代えて、本発明
の方法では、駆動電流プロフィルの別の特性が保持電流
フェーズの持続時間および／または保持電流のレベルで
あってもよい。保持電流は通常始動電流よりも低いが、
作業位置にある電磁弁をその位置で保持するのに充分な
高さに選定されている。保持電流フェーズの持続時間は
通常の場合、電磁弁を作業位置にとどめるべき所望の長
さの期間により設定される。
の方法では、駆動電流プロフィルの別の特性が保持電流
フェーズの持続時間および／または保持電流のレベルで
あってもよい。保持電流は通常始動電流よりも低いが、
作業位置にある電磁弁をその位置で保持するのに充分な
高さに選定されている。保持電流フェーズの持続時間は
通常の場合、電磁弁を作業位置にとどめるべき所望の長
さの期間により設定される。
【００１６】これに加えてまたはこれに代えて、本発明
の方法ではさらに、駆動電流プロフィルの別の特性が始
動電流フェーズと保持電流フェーズとのあいだに存在す
る移行フェーズの傾きおよび／または持続時間であって
もよい。この移行フェーズ中に電流は始動電流レベルか
ら保持電流レベルへ低下するが、このとき多くの場合に
保持電流レベルへ迅速に達することが所望される。すな
わち移行フェーズでは電流特性曲線の大きな負の傾きが
所望される。
の方法ではさらに、駆動電流プロフィルの別の特性が始
動電流フェーズと保持電流フェーズとのあいだに存在す
る移行フェーズの傾きおよび／または持続時間であって
もよい。この移行フェーズ中に電流は始動電流レベルか
ら保持電流レベルへ低下するが、このとき多くの場合に
保持電流レベルへ迅速に達することが所望される。すな
わち移行フェーズでは電流特性曲線の大きな負の傾きが
所望される。
【００１７】これに加えてまたはこれに代えて、本発明
の方法では、駆動電流プロフィルの別の特性が遮断後の
傾きであってもよい。遮断後の傾きとは、電磁弁遮断後
の電流特性曲線の負の傾きである。通常はこの遮断は保
持フェーズで行われる。ただし電磁弁を始動フェーズか
ら直接に遮断するほうが有利なケースも存在する。これ
により遮断後の傾きの変化は、本発明によれば２つのケ
ースを含みうる。
の方法では、駆動電流プロフィルの別の特性が遮断後の
傾きであってもよい。遮断後の傾きとは、電磁弁遮断後
の電流特性曲線の負の傾きである。通常はこの遮断は保
持フェーズで行われる。ただし電磁弁を始動フェーズか
ら直接に遮断するほうが有利なケースも存在する。これ
により遮断後の傾きの変化は、本発明によれば２つのケ
ースを含みうる。
【００１８】本発明の方法の特に有利な実施形態によれ
ば、電磁弁が燃料前噴射のために駆動される。これは冒
頭に述べた通りである。ただし本発明の方法を他の適用
分野に応用することもできる。
ば、電磁弁が燃料前噴射のために駆動される。これは冒
頭に述べた通りである。ただし本発明の方法を他の適用
分野に応用することもできる。
【００１９】本発明の方法の１つの実施形態では、複数
の電磁弁を設け、内燃機関の各シリンダに少なくとも１
つの電磁弁を配属し、駆動時間および／または駆動電流
プロフィルの別の特性を走行時間に対してシリンダごと
に選択的に変更する。電磁弁が作業位置にとどまる期
間、ひいては前噴射の際に噴射される燃料量の制御は、
特に有利には、インジェクタのクラシフィケーションお
よびインジェクタの燃料量補償に関連して導入され、こ
れにより電磁弁を備えた複数のインジェクタを小さな噴
射量の特性マップ領域でも等価と見なすことができる。
の電磁弁を設け、内燃機関の各シリンダに少なくとも１
つの電磁弁を配属し、駆動時間および／または駆動電流
プロフィルの別の特性を走行時間に対してシリンダごと
に選択的に変更する。電磁弁が作業位置にとどまる期
間、ひいては前噴射の際に噴射される燃料量の制御は、
特に有利には、インジェクタのクラシフィケーションお
よびインジェクタの燃料量補償に関連して導入され、こ
れにより電磁弁を備えた複数のインジェクタを小さな噴
射量の特性マップ領域でも等価と見なすことができる。
【００２０】本発明の方法の別の実施形態によれば、複
数の電磁弁を設け、内燃機関の各シリンダに少なくとも
１つの電磁弁を配属する。この実施形態では、駆動時間
および／または駆動電流プロフィルの別の特性を全ての
シリンダに対して共通に変更する。上述した実施形態の
混合も可能であり、例えばまず電磁弁を備えたインジェ
クタをシリンダごとに選択的に例えば機関製造後に適合
化し、一方で通常動作での駆動電流プロフィルを全ての
シリンダに対して共通に変更することもできる。
数の電磁弁を設け、内燃機関の各シリンダに少なくとも
１つの電磁弁を配属する。この実施形態では、駆動時間
および／または駆動電流プロフィルの別の特性を全ての
シリンダに対して共通に変更する。上述した実施形態の
混合も可能であり、例えばまず電磁弁を備えたインジェ
クタをシリンダごとに選択的に例えば機関製造後に適合
化し、一方で通常動作での駆動電流プロフィルを全ての
シリンダに対して共通に変更することもできる。
【００２１】本発明の方法を実行するのに適した装置も
特許請求の範囲の対象領域となっている。
特許請求の範囲の対象領域となっている。
【００２２】本発明の装置では、本発明の方法と同様
に、電磁弁が作業位置にとどまっている短い時間のうち
にこの作業位置時間を正確に制御することができる。例
えば電磁弁は燃料噴射装置のインジェクタ用電磁弁であ
り、特に前噴射の際に噴射される燃料量を変更して求め
られた放出値を調整することができる。
に、電磁弁が作業位置にとどまっている短い時間のうち
にこの作業位置時間を正確に制御することができる。例
えば電磁弁は燃料噴射装置のインジェクタ用電磁弁であ
り、特に前噴射の際に噴射される燃料量を変更して求め
られた放出値を調整することができる。
【００２３】本発明の方法と同様に本発明の装置におい
ても、有利には、駆動電流プロフィルの別の特性により
電磁弁の力学特性が制御される。例えば電磁弁の可動エ
レメントがストッパへぶつかるときに送出されるパルス
を制御することができる。
ても、有利には、駆動電流プロフィルの別の特性により
電磁弁の力学特性が制御される。例えば電磁弁の可動エ
レメントがストッパへぶつかるときに送出されるパルス
を制御することができる。
【００２４】本発明の方法と同様に本発明の装置におい
ても、駆動電流プロフィルの別の特性とは始動時の傾き
である。ここで始動時の傾きとは始動電流フェーズに達
するまでの駆動電流の特性曲線の傾きを表している。
ても、駆動電流プロフィルの別の特性とは始動時の傾き
である。ここで始動時の傾きとは始動電流フェーズに達
するまでの駆動電流の特性曲線の傾きを表している。
【００２５】これに加えてまたはこれに代えて、駆動電
流プロフィルの別の特性が始動電流フェーズの持続時間
および／または始動電流のレベルであってもよい。始動
電流として通常は電磁弁を作業位置へ移動させるのに必
要な比較的高い電流が使用される。一般に始動フェーズ
の持続時間は電磁弁が確実に作業位置へ達するように選
定されており、例えば電磁弁の完全な開放が保証され
る。ただし始動フェーズから電磁弁を遮断するほうが有
利なケースもある。このことはすでに本発明の方法に関
連して述べた通りである。
流プロフィルの別の特性が始動電流フェーズの持続時間
および／または始動電流のレベルであってもよい。始動
電流として通常は電磁弁を作業位置へ移動させるのに必
要な比較的高い電流が使用される。一般に始動フェーズ
の持続時間は電磁弁が確実に作業位置へ達するように選
定されており、例えば電磁弁の完全な開放が保証され
る。ただし始動フェーズから電磁弁を遮断するほうが有
利なケースもある。このことはすでに本発明の方法に関
連して述べた通りである。
【００２６】これに加えてまたはこれに代えて、本発明
の装置では、駆動電流プロフィルの別の特性が保持電流
フェーズの持続時間および／または保持電流のレベルで
あってもよい。保持電流は通常始動電流よりも低いが、
すでに作業位置にある電磁弁をその位置で保持するのに
充分な高さに選定されている。保持電流フェーズの持続
時間は通常の場合、電磁弁を作業位置にとどめるべき所
望の長さの期間により設定される。
の装置では、駆動電流プロフィルの別の特性が保持電流
フェーズの持続時間および／または保持電流のレベルで
あってもよい。保持電流は通常始動電流よりも低いが、
すでに作業位置にある電磁弁をその位置で保持するのに
充分な高さに選定されている。保持電流フェーズの持続
時間は通常の場合、電磁弁を作業位置にとどめるべき所
望の長さの期間により設定される。
【００２７】本発明の装置ではさらにこれに加えてまた
はこれに代えて、駆動電流プロフィルの別の特性が始動
電流フェーズと保持電流フェーズとのあいだに存在する
移行フェーズの傾きおよび／または持続時間であっても
よい。この移行フェーズ中に電流は始動電流レベルから
保持電流レベルへ低下するが、このとき多くの場合に保
持電流レベルへ迅速に達することが所望される。すなわ
ち移行フェーズでは電流特性曲線の大きな負の傾きが所
望される。このこともすでに本発明の方法に関連して述
べた通りである。
はこれに代えて、駆動電流プロフィルの別の特性が始動
電流フェーズと保持電流フェーズとのあいだに存在する
移行フェーズの傾きおよび／または持続時間であっても
よい。この移行フェーズ中に電流は始動電流レベルから
保持電流レベルへ低下するが、このとき多くの場合に保
持電流レベルへ迅速に達することが所望される。すなわ
ち移行フェーズでは電流特性曲線の大きな負の傾きが所
望される。このこともすでに本発明の方法に関連して述
べた通りである。
【００２８】これに加えてまたはこれに代えて、本発明
の装置では、駆動電流プロフィルの別の特性が遮断後の
傾きであってもよい。遮断後の傾きとは、電磁弁遮断後
の電流特性曲線の負の傾きである。通常はこの遮断は保
持フェーズで行われる。ただし電磁弁を始動フェーズか
ら直接に遮断するほうが有利なケースも存在する。これ
により遮断後の傾きの変化は、本発明によれば２つのケ
ースを含みうる。
の装置では、駆動電流プロフィルの別の特性が遮断後の
傾きであってもよい。遮断後の傾きとは、電磁弁遮断後
の電流特性曲線の負の傾きである。通常はこの遮断は保
持フェーズで行われる。ただし電磁弁を始動フェーズか
ら直接に遮断するほうが有利なケースも存在する。これ
により遮断後の傾きの変化は、本発明によれば２つのケ
ースを含みうる。
【００２９】何ら限定となるものではないが、本発明の
装置の特に有利な実施形態によれば、電磁弁が燃料前噴
射のために駆動される。これは冒頭に述べた通りであ
る。
装置の特に有利な実施形態によれば、電磁弁が燃料前噴
射のために駆動される。これは冒頭に述べた通りであ
る。
【００３０】さらに本発明の装置の１つの実施形態で
は、複数の電磁弁が設けられており、内燃機関の各シリ
ンダに少なくとも１つの電磁弁が配属され、駆動時間お
よび／または駆動電流プロフィルの別の特性が走行時間
に対してシリンダごとに選択的に変更される。電磁弁が
作業位置にとどまる期間、ひいては前噴射の際に噴射さ
れる燃料量の制御は、特に有利には、インジェクタのク
ラシフィケーションおよびインジェクタの燃料量補償に
関連して導入され、これにより電磁弁を備えた複数のイ
ンジェクタを小さな噴射量の特性マップ領域でも等価と
見なすことができる。このこともすでに本発明の方法に
関連して述べた通りである。
は、複数の電磁弁が設けられており、内燃機関の各シリ
ンダに少なくとも１つの電磁弁が配属され、駆動時間お
よび／または駆動電流プロフィルの別の特性が走行時間
に対してシリンダごとに選択的に変更される。電磁弁が
作業位置にとどまる期間、ひいては前噴射の際に噴射さ
れる燃料量の制御は、特に有利には、インジェクタのク
ラシフィケーションおよびインジェクタの燃料量補償に
関連して導入され、これにより電磁弁を備えた複数のイ
ンジェクタを小さな噴射量の特性マップ領域でも等価と
見なすことができる。このこともすでに本発明の方法に
関連して述べた通りである。
【００３１】本発明の装置の別の実施形態によれば、前
述の場合と同様に複数の電磁弁が設けられており、内燃
機関の各シリンダに少なくとも１つの電磁弁が配属され
る。この実施形態では、駆動時間および／または駆動電
流プロフィルの別の特性が全てのシリンダに対して共通
に変更される。本発明の方法と同様に本発明の装置では
上述した実施形態を組み合わせることもでき、例えばま
ず電磁弁を備えたインジェクタに対する１つのシリンダ
を選択的に例えば機関製造後に適合化し、後に通常動作
での駆動電流プロフィルを全てのシリンダに対して共通
に変更することもできる。
述の場合と同様に複数の電磁弁が設けられており、内燃
機関の各シリンダに少なくとも１つの電磁弁が配属され
る。この実施形態では、駆動時間および／または駆動電
流プロフィルの別の特性が全てのシリンダに対して共通
に変更される。本発明の方法と同様に本発明の装置では
上述した実施形態を組み合わせることもでき、例えばま
ず電磁弁を備えたインジェクタに対する１つのシリンダ
を選択的に例えば機関製造後に適合化し、後に通常動作
での駆動電流プロフィルを全てのシリンダに対して共通
に変更することもできる。
【００３２】
【実施例】本発明を以下に図に則して詳細に説明する。
【００３３】図３には駆動電流プロフィルｉ（ｔ）が時
間ｔに依存して示されている。駆動時間Ｔは、駆動電流
が上昇しはじめる時点ｔ０から、電磁弁が時点ｔＡで遮
断され電流ｉ（ｔ）が再び０へ低下しおえる時点ｔ１ま
でのあいだの時間範囲に相応する。始動時の傾きを定め
る曲線部分が参照番号１で示されており、これは時点ｔ
０から始動電流レベルが達成されるまでのあいだ延在し
ている。始動電流フェーズを表す曲線部分には参照番号
２が付されている。これよりも低い保持電流での保持電
流フェーズを表す曲線部分には参照番号４が付されてい
る。始動電流フェーズ２と保持電流フェーズ４とのあい
だには始動電流レベルから保持電流レベルへと電流が低
下していく移行フェーズ３が存在している。電磁弁を時
点ｔＡで遮断した後、電流は再び０へ低下する。ここで
遮断後の傾きを定める曲線部分には参照番号５が付され
ている。駆動時間Ｔのみを変更し、例えば前噴射の際の
噴射燃料量を変化させる周知の駆動法に対して、本発明
によれば、駆動電流プロフィルの種々の特性が変更され
る。ここでの駆動電流プロフィルの種々の特性とは ａ）始動時の傾き ｂ）始動電流フェーズ２の時間および／または始動電流
のレベル ｃ）保持電流フェーズの時間および／または保持電流の
レベル ｄ）始動電流フェーズ２と保持電流フェーズ４とのあい
だの移行フェーズ３の傾きおよび／または時間 ｅ）遮断後の傾き である。
間ｔに依存して示されている。駆動時間Ｔは、駆動電流
が上昇しはじめる時点ｔ０から、電磁弁が時点ｔＡで遮
断され電流ｉ（ｔ）が再び０へ低下しおえる時点ｔ１ま
でのあいだの時間範囲に相応する。始動時の傾きを定め
る曲線部分が参照番号１で示されており、これは時点ｔ
０から始動電流レベルが達成されるまでのあいだ延在し
ている。始動電流フェーズを表す曲線部分には参照番号
２が付されている。これよりも低い保持電流での保持電
流フェーズを表す曲線部分には参照番号４が付されてい
る。始動電流フェーズ２と保持電流フェーズ４とのあい
だには始動電流レベルから保持電流レベルへと電流が低
下していく移行フェーズ３が存在している。電磁弁を時
点ｔＡで遮断した後、電流は再び０へ低下する。ここで
遮断後の傾きを定める曲線部分には参照番号５が付され
ている。駆動時間Ｔのみを変更し、例えば前噴射の際の
噴射燃料量を変化させる周知の駆動法に対して、本発明
によれば、駆動電流プロフィルの種々の特性が変更され
る。ここでの駆動電流プロフィルの種々の特性とは ａ）始動時の傾き ｂ）始動電流フェーズ２の時間および／または始動電流
のレベル ｃ）保持電流フェーズの時間および／または保持電流の
レベル ｄ）始動電流フェーズ２と保持電流フェーズ４とのあい
だの移行フェーズ３の傾きおよび／または時間 ｅ）遮断後の傾き である。
【００３４】本発明にしたがって前噴射の際の噴射燃料
量が調整されることにより、所定の放出限界値が保持さ
れる。このことは従来技術によれば、燃料量特性マップ
内に存在する平坦なレベルＰのために問題となってい
た。本発明による燃料量の適合は燃料量特性マップの相
応のレベルＰの高さを変更または制御することにより行
われる。
量が調整されることにより、所定の放出限界値が保持さ
れる。このことは従来技術によれば、燃料量特性マップ
内に存在する平坦なレベルＰのために問題となってい
た。本発明による燃料量の適合は燃料量特性マップの相
応のレベルＰの高さを変更または制御することにより行
われる。
【００３５】図４には本発明の装置の実施例が示されて
いる。この装置は全体として参照番号１００で示される
電磁弁制御装置を有しており、この装置は本発明の方法
を実施するのに適している。図示の実施例は４シリンダ
内燃機関に関連して使用される。ここでは静止位置で閉
じている電磁弁２００〜２０３のそれぞれに図示されて
いない噴射弁が配属されており、各噴射弁には図示され
ていない内燃機関のシリンダが配属されている。
いる。この装置は全体として参照番号１００で示される
電磁弁制御装置を有しており、この装置は本発明の方法
を実施するのに適している。図示の実施例は４シリンダ
内燃機関に関連して使用される。ここでは静止位置で閉
じている電磁弁２００〜２０３のそれぞれに図示されて
いない噴射弁が配属されており、各噴射弁には図示され
ていない内燃機関のシリンダが配属されている。
【００３６】電磁弁２００〜２０３の第１の端子はそれ
ぞれスイッチング手段１１５およびダイオード１１０を
介して電圧供給部１０５へ接続されている。ダイオード
１１０はアノード側が第１のスイッチング手段１１５の
正極へ、カソード側が負極へ接続されている。このスイ
ッチング手段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のスイッチング手段１２０〜１２３を介して抵抗１２
５へ接続されている。第２のスイッチング手段１２０〜
１２３も有利には同様に電界効果トランジスタである。
スイッチング手段１２０〜１２３はローサイドスイッチ
と称され、スイッチング手段１１５はハイサイドスイッ
チと称される。
ぞれスイッチング手段１１５およびダイオード１１０を
介して電圧供給部１０５へ接続されている。ダイオード
１１０はアノード側が第１のスイッチング手段１１５の
正極へ、カソード側が負極へ接続されている。このスイ
ッチング手段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のスイッチング手段１２０〜１２３を介して抵抗１２
５へ接続されている。第２のスイッチング手段１２０〜
１２３も有利には同様に電界効果トランジスタである。
スイッチング手段１２０〜１２３はローサイドスイッチ
と称され、スイッチング手段１１５はハイサイドスイッ
チと称される。
【００３７】抵抗１２５の第２の端子は電圧供給部の第
２の端子へ接続されている。各電磁弁２００〜２０３の
それぞれにはダイオード１３０〜１３３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あいだの接続点に接触接続されてい
る。ダイオードのカソード端子はコンデンサ１４５およ
び第３のスイッチング手段１４０に接続されている。第
３のスイッチング手段１４０の第２の端子は電磁弁２０
０〜２０３のそれぞれの第１の端子に接触接続されてい
る。第３のスイッチング手段１４０も有利には同様に電
界効果トランジスタである。この第３のスイッチング手
段１４０はブースタスイッチと称される。コンデンサ１
４５の第２の端子も同様に電圧供給部１０５の第２の端
子に接続されている。
２の端子へ接続されている。各電磁弁２００〜２０３の
それぞれにはダイオード１３０〜１３３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あいだの接続点に接触接続されてい
る。ダイオードのカソード端子はコンデンサ１４５およ
び第３のスイッチング手段１４０に接続されている。第
３のスイッチング手段１４０の第２の端子は電磁弁２０
０〜２０３のそれぞれの第１の端子に接触接続されてい
る。第３のスイッチング手段１４０も有利には同様に電
界効果トランジスタである。この第３のスイッチング手
段１４０はブースタスイッチと称される。コンデンサ１
４５の第２の端子も同様に電圧供給部１０５の第２の端
子に接続されている。
【００３８】ハイサイドスイッチ１１５には制御ユニッ
ト１６０から駆動信号ＡＨが印加される。スイッチング
手段１２０には制御ユニット１６０から駆動信号ＡＬ１
が印加され、スイッチング手段１２１には駆動信号ＡＬ
２が印加され、スイッチング手段１２２には駆動信号Ａ
Ｌ３が印加され、スイッチング手段１２３には駆動信号
ＡＬ４が印加され、第３のスイッチング手段１４０には
駆動信号ＡＣが印加される。電圧供給部１０５の第２の
端子と、第１のスイッチング手段１１５および電磁弁２
００〜２０３のそれぞれの第１の端子の接続点とのあい
だには、ダイオード１５０が接続されている。ここでこ
のダイオードのアノード側は電圧供給部１０５の第２の
端子に接続されている。
ト１６０から駆動信号ＡＨが印加される。スイッチング
手段１２０には制御ユニット１６０から駆動信号ＡＬ１
が印加され、スイッチング手段１２１には駆動信号ＡＬ
２が印加され、スイッチング手段１２２には駆動信号Ａ
Ｌ３が印加され、スイッチング手段１２３には駆動信号
ＡＬ４が印加され、第３のスイッチング手段１４０には
駆動信号ＡＣが印加される。電圧供給部１０５の第２の
端子と、第１のスイッチング手段１１５および電磁弁２
００〜２０３のそれぞれの第１の端子の接続点とのあい
だには、ダイオード１５０が接続されている。ここでこ
のダイオードのアノード側は電圧供給部１０５の第２の
端子に接続されている。
【００３９】抵抗１２５を用いて電磁弁を流れる電流を
測定することができる。この場合電流測定抵抗１２５を
介した電流測定は、スイッチング手段１２０〜１２３の
うちいずれかが閉成されている場合にのみ可能である。
ローサイドスイッチが開放された状態でも電流検出を行
えるようにするためには、当該の電流測定抵抗を別の個
所に配置してもよい。例えばコンデンサ１４５の第２の
端子を電流測定手段１２５およびスイッチング手段１２
０〜１２３の接続点に接続することができる。この場合
には電流測定はローサイドスイッチが阻止されていても
可能である。さらに電流測定手段を電圧供給部とハイサ
イドスイッチとのあいだ、またはハイサイドスイッチと
電磁弁２００〜２０３とのあいだに配置することもでき
る。
測定することができる。この場合電流測定抵抗１２５を
介した電流測定は、スイッチング手段１２０〜１２３の
うちいずれかが閉成されている場合にのみ可能である。
ローサイドスイッチが開放された状態でも電流検出を行
えるようにするためには、当該の電流測定抵抗を別の個
所に配置してもよい。例えばコンデンサ１４５の第２の
端子を電流測定手段１２５およびスイッチング手段１２
０〜１２３の接続点に接続することができる。この場合
には電流測定はローサイドスイッチが阻止されていても
可能である。さらに電流測定手段を電圧供給部とハイサ
イドスイッチとのあいだ、またはハイサイドスイッチと
電磁弁２００〜２０３とのあいだに配置することもでき
る。
【００４０】制御ユニット１６０を適切にプログラミン
グすることにより本発明の駆動電流プロフィルが実現さ
れる。ここで図４には電磁弁２００の駆動電流プロフィ
ルｉ（ｔ）しか示していない。
グすることにより本発明の駆動電流プロフィルが実現さ
れる。ここで図４には電磁弁２００の駆動電流プロフィ
ルｉ（ｔ）しか示していない。
【００４１】前述した本発明の実施例は説明のために用
いたにすぎず、本発明を限定するものとはならない。本
発明では発明の範囲を外れたり等価な構成を除いたりす
ることなく、種々の変更および修正が可能である。
いたにすぎず、本発明を限定するものとはならない。本
発明では発明の範囲を外れたり等価な構成を除いたりす
ることなく、種々の変更および修正が可能である。
【００４２】
【図１】ディーゼル機関での粒子放出と窒素酸化物放出
との既知の関係を示すグラフである。
との既知の関係を示すグラフである。
【図２】噴射燃料量と電磁弁の駆動時間との関係を燃料
アキュムレータ内の種々の圧力に応じて示す既知の特性
マップである。
アキュムレータ内の種々の圧力に応じて示す既知の特性
マップである。
【図３】本発明の基本的概念を説明するための駆動電流
プロフィル図である。
プロフィル図である。
【図４】本発明の方法の実施に用いられる電磁弁制御装
置を備えた本発明の装置の実施例を示す図である。
置を備えた本発明の装置の実施例を示す図である。
１〜５ 各曲線部分
Ｔ 駆動時間
１００ 電磁弁制御装置
１０５ 電圧供給部
１１０、１３０〜１３３、１５０ ダイオード
１１５ 第１のスイッチング手段
１２０〜１２３ 第２のスイッチング手段
１２５ 抵抗
１４０ 第３のスイッチング手段
１４５ コンデンサ
１６０ 制御ユニット
２００〜２０３ 電磁弁
ＡＨ、ＡＬ１〜ＡＬ４、ＡＣ 各スイッチング手段に対
する駆動信号
する駆動信号
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 マルセル ヴュスト
ドイツ連邦共和国 コルンタール ヴァル
トシュトラーセ ４
(72)発明者 ベルンハルト ファロウフ
ドイツ連邦共和国 エッピンゲン レルヒ
ェンヴェーク ２
(72)発明者 ハラルト シューラー
ドイツ連邦共和国 バックナング ブリア
ントシュトラーセ ７
(72)発明者 フェリックス ラントホイサー
ドイツ連邦共和国 ノッツィンゲン リス
トシュトラーセ 21
(72)発明者 ハンス−ハインリッヒ ミレフスキー
ドイツ連邦共和国 ディツィンゲン シュ
タインシュトラーセ 13
(72)発明者 ユルゲン ハマー
ドイツ連邦共和国 フェルバッハ エッシ
ェンヴェーク ５
Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 BA06 BA19 BA24
BA25 CC06U CE22 CE29
DA01 DA09 DA11
3G301 HA02 JA03 JA24 JA25 LB11
LC01 LC10 MA11 PG02Z
Claims (21)
- 【請求項１】 電磁弁が作業位置にとどまる期間を電磁
弁（２００〜２０３）の駆動時間により制御する、少な
くとも１つの静止位置と作業位置とを有する電磁弁（２
０１〜２０３）の駆動方法、例えば燃料噴射装置のイン
ジェクタ用電磁弁の駆動方法において、 少なくとも電磁弁が作業位置にある短い時間のあいだ、
駆動時間（Ｔ）に加えて駆動電流プロフィル（ｉ
（ｔ））の別の特性を変更する、ことを特徴とする電磁
弁の駆動方法。 - 【請求項２】 駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別の
特性により電磁弁（２００〜２０３）の力学特性を制御
する、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別の
特性とは始動時の傾き（１）である、請求項１または２
記載の方法。 - 【請求項４】 駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別の
特性とは始動電流フェーズの持続時間および／または始
動電流のレベルである、請求項１から３までのいずれか
１項記載の方法。 - 【請求項５】 駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別の
特性とは保持電流フェーズの持続時間（４）および／ま
たは保持電流のレベルである、請求項１から４までのい
ずれか１項記載の方法。 - 【請求項６】 駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別の
特性とは始動電流フェーズ（２）と保持電流フェーズ
（４）とのあいだに存在する移行フェーズ（３）の傾き
および／または持続時間である、請求項１から５までの
いずれか１項記載の方法。 - 【請求項７】 駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別の
特性とは遮断後の傾き（５）である、請求項１から６ま
でのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項８】 電磁弁（２００〜２０３）を燃料前噴射
のために駆動する、請求項１から７までのいずれか１項
記載の方法。 - 【請求項９】 複数の電磁弁（２００〜２０３）を設
け、内燃機関の各シリンダに少なくとも１つの電磁弁
（２００〜２０３）を配属し、駆動時間および／または
駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別の特性を走行時間
に対してシリンダごとに選択的に変更する、請求項１か
ら８までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１０】 複数の電磁弁（２００〜２０３）を設
け、内燃機関の各シリンダに少なくとも１つの電磁弁
（２００〜２０３）を配属し、駆動時間および／または
駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別の特性を全てのシ
リンダに対して共通に変更する、請求項１から８までの
いずれか１項記載の方法。 - 【請求項１１】 請求項１から１０までのいずれか１項
記載の電磁弁の駆動方法を実行することを特徴とする装
置。 - 【請求項１２】 電磁弁制御装置（１００）により駆動
時間（Ｔ）を介して電磁弁が作業位置にとどまる期間が
制御される、少なくとも１つの静止位置と作業位置とを
有する電磁弁（２０１〜２０３）の駆動装置、例えば燃
料噴射装置のインジェクタ用電磁弁の駆動装置におい
て、 電磁弁制御装置（１００）により、少なくとも電磁弁が
作業位置にある短い時間のあいだ、駆動時間（Ｔ）に加
えて駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別の特性が変更
される、ことを特徴とする電磁弁の駆動装置。 - 【請求項１３】 駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別
の特性により電磁弁（２００〜２０３）の力学特性が制
御される、請求項１２記載の装置。 - 【請求項１４】 駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別
の特性とは始動時の傾き（１）である、請求項１２また
は１３記載の装置。 - 【請求項１５】 駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別
の特性とは始動電流フェーズの持続時間および／または
始動電流のレベルである、請求項１２から１４までのい
ずれか１項記載の装置。 - 【請求項１６】 駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別
の特性とは保持電流フェーズの持続時間（４）および／
または保持電流のレベルである、請求項１２から１５ま
でのいずれか１項記載の装置。 - 【請求項１７】 駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別
の特性とは始動電流フェーズ（２）と保持電流フェーズ
（４）とのあいだに存在する移行フェーズ（３）の傾き
および／または持続時間である、請求項１２から１６ま
でのいずれか１項記載の装置。 - 【請求項１８】 駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別
の特性とは遮断後の傾き（５）である、請求項１２から
１７までのいずれか１項記載の装置。 - 【請求項１９】 電磁弁（２００〜２０３）が燃料前噴
射のために駆動される、請求項１２から１８までのいず
れか１項記載の装置。 - 【請求項２０】 複数の電磁弁（２００〜２０３）が設
けられており、内燃機関の各シリンダに少なくとも１つ
の電磁弁（２００〜２０３）が配属され、駆動時間およ
び／または駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別の特性
が走行時間に対してシリンダごとに選択的に変更され
る、請求項１２から１９までのいずれか１項記載の装
置。 - 【請求項２１】 複数の電磁弁（２００〜２０３）が設
けられており、内燃機関の各シリンダに少なくとも１つ
の電磁弁（２００〜２０３）が配属され、駆動時間およ
び／または駆動電流プロフィル（ｉ（ｔ））の別の特性
が全てのシリンダに対して共通に変更される、請求項１
２から１９までのいずれか１項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10140093A DE10140093A1 (de) | 2001-08-16 | 2001-08-16 | Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern eines Magnetventils |
| DE10140093.4 | 2001-08-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003113733A true JP2003113733A (ja) | 2003-04-18 |
Family
ID=7695549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002236047A Withdrawn JP2003113733A (ja) | 2001-08-16 | 2002-08-13 | 電磁弁の駆動方法および電磁弁の駆動装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1286034A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003113733A (ja) |
| DE (1) | DE10140093A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
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|---|---|---|---|---|
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| DE102004063079A1 (de) | 2004-12-28 | 2006-07-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine |
| DE102006002893B3 (de) * | 2006-01-20 | 2007-07-26 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Einspritzventils |
| DE102006015003B4 (de) | 2006-03-31 | 2026-02-05 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Steuergerät zur Ansteuerung eines Einspritzventils |
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| JP4404154B2 (ja) * | 2008-06-09 | 2010-01-27 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| CN105569859B (zh) * | 2015-12-14 | 2018-08-28 | 中国北方发动机研究所(天津) | 具有升压和故障诊断功能的高速电磁阀驱动方法及电路 |
| US12359639B1 (en) | 2024-03-18 | 2025-07-15 | Caterpillar Inc. | Power draw control for fuel injectors |
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