JPH11280527A - 多燃料噴射イベントの間の電流立ち上がり時間の制御のための方法および装置 - Google Patents
多燃料噴射イベントの間の電流立ち上がり時間の制御のための方法および装置Info
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- JPH11280527A JPH11280527A JP11040103A JP4010399A JPH11280527A JP H11280527 A JPH11280527 A JP H11280527A JP 11040103 A JP11040103 A JP 11040103A JP 4010399 A JP4010399 A JP 4010399A JP H11280527 A JPH11280527 A JP H11280527A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多数の燃料噴射イベントの間の電流立ち上が
り時間の制御装置を提供する。 【解決手段】 単一のブースト電圧源回路１０を利用
し、この回路において、ブースト・キャパシタ１４を、
予め定めた時間中に単一の燃料噴射器ソレノイド１２を
プルインするのに要する全エネルギの２倍より僅かに多
いエネルギを蓄積するように設計する。所望の電流立ち
上がり時間をシミュレートする基準波形３２は、本回路
が発生する実際のブースト電圧２６と比較する。このブ
ースト電圧は、これの変調（オンおよびオフにスイッ
チ）により、ブースト電圧を基準波形の近辺の所定のウ
ィンドウ内に維持するようにする。
り時間の制御装置を提供する。 【解決手段】 単一のブースト電圧源回路１０を利用
し、この回路において、ブースト・キャパシタ１４を、
予め定めた時間中に単一の燃料噴射器ソレノイド１２を
プルインするのに要する全エネルギの２倍より僅かに多
いエネルギを蓄積するように設計する。所望の電流立ち
上がり時間をシミュレートする基準波形３２は、本回路
が発生する実際のブースト電圧２６と比較する。このブ
ースト電圧は、これの変調（オンおよびオフにスイッ
チ）により、ブースト電圧を基準波形の近辺の所定のウ
ィンドウ内に維持するようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にはエレク
トロメカニカルな燃料噴射制御システムに関し、より特
定すれば、多数の燃料噴射イベントの間の電流立ち上が
り時間の制御の方法および装置に関するものである。
トロメカニカルな燃料噴射制御システムに関し、より特
定すれば、多数の燃料噴射イベントの間の電流立ち上が
り時間の制御の方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃エンジンの燃料噴射器は、エンジン
の燃焼室中に正確に制御した量の燃料を噴射できなけれ
ばならない。各噴射器は、燃料を出口バルブを通して供
給し、そして出口バルブが十分に開いている限り、噴射
器は、一定のレートで燃料を供給しているとみなすこと
ができる。もしこのバルブがいつも完全に開いているか
あるいは完全に閉じている場合、供給する燃料の量は、
バルブが開いている時間に厳密に比例することになる。
しかし、実際には、このバルブは、完全に開くのにある
長さの時間をとり、したがって結果として、上記の比例
性は、このバルブが毎回同じ迅速さで開く場合に限り厳
密に成立する。
の燃焼室中に正確に制御した量の燃料を噴射できなけれ
ばならない。各噴射器は、燃料を出口バルブを通して供
給し、そして出口バルブが十分に開いている限り、噴射
器は、一定のレートで燃料を供給しているとみなすこと
ができる。もしこのバルブがいつも完全に開いているか
あるいは完全に閉じている場合、供給する燃料の量は、
バルブが開いている時間に厳密に比例することになる。
しかし、実際には、このバルブは、完全に開くのにある
長さの時間をとり、したがって結果として、上記の比例
性は、このバルブが毎回同じ迅速さで開く場合に限り厳
密に成立する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電磁式の燃料噴射器に
おいては、このバルブは、電磁ソレノイド・コイルによ
って開く。この種のコイルは、ある一定のオートインダ
クタンス（auto-inductance）を示し、その結果、この
コイルを流れる電流は、一定の駆動電圧を印加したとき
に指数関数曲線にしたがって確立される。この曲線の開
始部分の傾斜は、印加電圧の関数である。噴射器の高速
動作に対しては、ソレノイド・コイル中のこの電流は、
本デバイスのアーマチュアの移動を開始させるのに少な
くとも十分な高い磁束を本デバイスの磁気コア中に発生
させるのに十分な程速く立ち上がることができるように
すべきである。次に、この電流は、所定の時間内にピー
ク値に立ち上がるようにされ、この所定の時間内にアー
マチュアがその移動を完了する。
おいては、このバルブは、電磁ソレノイド・コイルによ
って開く。この種のコイルは、ある一定のオートインダ
クタンス（auto-inductance）を示し、その結果、この
コイルを流れる電流は、一定の駆動電圧を印加したとき
に指数関数曲線にしたがって確立される。この曲線の開
始部分の傾斜は、印加電圧の関数である。噴射器の高速
動作に対しては、ソレノイド・コイル中のこの電流は、
本デバイスのアーマチュアの移動を開始させるのに少な
くとも十分な高い磁束を本デバイスの磁気コア中に発生
させるのに十分な程速く立ち上がることができるように
すべきである。次に、この電流は、所定の時間内にピー
ク値に立ち上がるようにされ、この所定の時間内にアー
マチュアがその移動を完了する。
【０００４】電磁式燃料噴射器制御システムにとって
は、繰り返し性も必要条件となる。ゼロから所定の電流
レベルへ数ミリ秒の許容範囲内で反復して遷移できるこ
とは、多くの燃料制御システムにとって必要条件であ
る。このような繰り返し性は、通常、ソレノイド・コイ
ルを駆動するのにブースト電圧源を使用することにより
実現される。このブースト電圧源は、通常、ＤＣ−ＤＣ
コンバータから成っていて、これは、キャパシタにある
固定の電圧でエネルギを蓄える。このブースト・キャパ
シタは、次に噴射器ソレノイドに放電させる。ブースト
・キャパシタはいつも放電前には所定の固定電圧に完全
に充電されているので、プルイン（pull-in）電流波形
は、非常に繰り返し性がある。
は、繰り返し性も必要条件となる。ゼロから所定の電流
レベルへ数ミリ秒の許容範囲内で反復して遷移できるこ
とは、多くの燃料制御システムにとって必要条件であ
る。このような繰り返し性は、通常、ソレノイド・コイ
ルを駆動するのにブースト電圧源を使用することにより
実現される。このブースト電圧源は、通常、ＤＣ−ＤＣ
コンバータから成っていて、これは、キャパシタにある
固定の電圧でエネルギを蓄える。このブースト・キャパ
シタは、次に噴射器ソレノイドに放電させる。ブースト
・キャパシタはいつも放電前には所定の固定電圧に完全
に充電されているので、プルイン（pull-in）電流波形
は、非常に繰り返し性がある。
【０００５】単一のシリンダ・サイクル内で燃料噴射器
ソレノイドを２回パルス化することにより、性能上のか
なりの利益が実現できる、ということが判った。このエ
ンジン動作モードは、ある種の動作条件においては、２
つのソレノイドを同時にあるいは互いに非常に短い時間
内で付勢することが必要であることを表す。これは、従
来技術のシステムにおいて使用されているブースト電圧
源およびドライバ回路では、常に可能であるとは限らな
い。例えば、代表的な従来技術のシステムでは、ブース
ト・キャパシタを用い、これはおよそ１００ボルトに充
電され、そして次に、電流が７.５アンペアに達するま
でソレノイドに放電させる。代表的な従来技術の燃料噴
射器ソレノイドに対しては、７.５アンペアへのプルイ
ン時間は、およそ１５０マイクロ秒である。その後、ブ
ースト電圧源がブースト・キャパシタを１００ボルトに
リフレッシュさせるのに、数ミリ秒かかる。このブース
ト・キャパシタの“リフレッシュ”時間中に別の噴射器
を付勢しようとする場合、７.５アンペアへのプルイン
時間は、所望の時間よりもかなり長くなることになり、
またシステムの正確な動作条件に依存して変動すること
になる。燃料噴射器の開放時間におけるこのような不一
致は、ほとんどの用途においては許容できないものであ
る。
ソレノイドを２回パルス化することにより、性能上のか
なりの利益が実現できる、ということが判った。このエ
ンジン動作モードは、ある種の動作条件においては、２
つのソレノイドを同時にあるいは互いに非常に短い時間
内で付勢することが必要であることを表す。これは、従
来技術のシステムにおいて使用されているブースト電圧
源およびドライバ回路では、常に可能であるとは限らな
い。例えば、代表的な従来技術のシステムでは、ブース
ト・キャパシタを用い、これはおよそ１００ボルトに充
電され、そして次に、電流が７.５アンペアに達するま
でソレノイドに放電させる。代表的な従来技術の燃料噴
射器ソレノイドに対しては、７.５アンペアへのプルイ
ン時間は、およそ１５０マイクロ秒である。その後、ブ
ースト電圧源がブースト・キャパシタを１００ボルトに
リフレッシュさせるのに、数ミリ秒かかる。このブース
ト・キャパシタの“リフレッシュ”時間中に別の噴射器
を付勢しようとする場合、７.５アンペアへのプルイン
時間は、所望の時間よりもかなり長くなることになり、
またシステムの正確な動作条件に依存して変動すること
になる。燃料噴射器の開放時間におけるこのような不一
致は、ほとんどの用途においては許容できないものであ
る。
【０００６】この問題に対する１つの可能な解決法は、
２つの同一のブースト電圧源を使用することであって、
それら電圧源の一方は、常に完全にリフレッシュさせる
ようにすべきである。このとき、エンジン制御モジュー
ル（E.C.M.）は、そのリフレッシュした電圧源を燃料噴
射器に転流させてこれを付勢させることになる。このよ
うにして、第２の電圧源は、他方の電圧源を利用してい
る間にリフレッシュさせることができる。しかし、この
解決法は、その第２の電圧源に対する付加的なコスト並
びにスペースの点から、また２つのブースト電圧源を正
確に転流させるのに必要な付加的な複雑さの点で、望ま
しくない。
２つの同一のブースト電圧源を使用することであって、
それら電圧源の一方は、常に完全にリフレッシュさせる
ようにすべきである。このとき、エンジン制御モジュー
ル（E.C.M.）は、そのリフレッシュした電圧源を燃料噴
射器に転流させてこれを付勢させることになる。このよ
うにして、第２の電圧源は、他方の電圧源を利用してい
る間にリフレッシュさせることができる。しかし、この
解決法は、その第２の電圧源に対する付加的なコスト並
びにスペースの点から、また２つのブースト電圧源を正
確に転流させるのに必要な付加的な複雑さの点で、望ま
しくない。
【０００７】したがって、冗長な電圧源を必要とせず
に、２つのソレノイドを同時にあるいは互いに非常に短
い時間内で付勢する手段に対する必要性がある。本発明
は、この必要を満たすことに向けたものである。
に、２つのソレノイドを同時にあるいは互いに非常に短
い時間内で付勢する手段に対する必要性がある。本発明
は、この必要を満たすことに向けたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、多数の燃料噴
射イベントの間の電流立ち上がり時間の制御の方法およ
び装置に関する。本発明は、単一のブースト電圧源回路
を利用し、この回路においては、ブースト・キャパシタ
を、予め定めた時間中に単一の燃料噴射器ソレノイドを
プルインするのに要する全エネルギの２倍より僅かに多
いエネルギを蓄積するように設計する。所望の電流立ち
上がり時間をシミュレートする基準波形は、本回路が発
生する実際のブースト電圧と比較する。このブースト電
圧は、これの変調（オンおよびオフにスイッチ）によ
り、ブースト電圧を基準波形の近辺の所定のウィンドウ
内に維持するようにする。この変調は、作動時のブース
ト電圧におけるどのようなドループをも補償し、そして
また２つのソレノイドが全く同時に作動されることに対
する補償を行う。作動イベントの終了時にブースト・キ
ャパシタには最小量のエネルギが蓄積されることしか必
要とせず、そしてこの最小量のエネルギのレベルは、解
析または実験により容易に判定することができる。さら
に、基準波形の形状（shape）および持続時間を変更す
ることは極めて容易であり、これにより非常に融通性の
あるソレノイド駆動回路であって、そのプルイン時間お
よびエネルギ消費が、システムのＬＲＣ時定数を変更せ
ずともある用途の要求を満たすために容易に変化させる
ことができるようなソレノイド駆動回路を可能にする。
射イベントの間の電流立ち上がり時間の制御の方法およ
び装置に関する。本発明は、単一のブースト電圧源回路
を利用し、この回路においては、ブースト・キャパシタ
を、予め定めた時間中に単一の燃料噴射器ソレノイドを
プルインするのに要する全エネルギの２倍より僅かに多
いエネルギを蓄積するように設計する。所望の電流立ち
上がり時間をシミュレートする基準波形は、本回路が発
生する実際のブースト電圧と比較する。このブースト電
圧は、これの変調（オンおよびオフにスイッチ）によ
り、ブースト電圧を基準波形の近辺の所定のウィンドウ
内に維持するようにする。この変調は、作動時のブース
ト電圧におけるどのようなドループをも補償し、そして
また２つのソレノイドが全く同時に作動されることに対
する補償を行う。作動イベントの終了時にブースト・キ
ャパシタには最小量のエネルギが蓄積されることしか必
要とせず、そしてこの最小量のエネルギのレベルは、解
析または実験により容易に判定することができる。さら
に、基準波形の形状（shape）および持続時間を変更す
ることは極めて容易であり、これにより非常に融通性の
あるソレノイド駆動回路であって、そのプルイン時間お
よびエネルギ消費が、システムのＬＲＣ時定数を変更せ
ずともある用途の要求を満たすために容易に変化させる
ことができるようなソレノイド駆動回路を可能にする。
【０００９】本発明の１形態においては、多数の燃料噴
射イベントの間の電流立ち上がり時間の制御装置を開示
し、この装置は、第１のソレノイド端子と第２のソレノ
イド端子を有するソレノイドと、前記第２ソレノイド端
子に結合しており、前記ソレノイドを通して流れる電流
に比例した検知電圧を生成するよう動作可能な検知抵抗
器と、所望のソレノイド電流パルスに比例した包絡線を
もつ出力基準電圧パルスを生成するよう動作可能なブー
スト変調基準パルス発生器と、前記検知電圧に結合した
第１のコンパレータ入力端子と、前記出力基準電圧パル
スに結合した第２のコンパレータ入力端子と、コンパレ
ータ出力とを有するコンパレータと、ブースト電圧源
と、および前記ブースト電圧源に結合した第１のスイッ
チ端子と、前記第１ソレノイド端子に結合した第２のス
イッチ端子と、前記コンパレータ出力に動作上結合した
スイッチ制御端子とを有するスイッチと、を備え、前記
コンパレータ出力にある電圧信号が、前記スイッチを閉
じるように作用し、これにより前記ブースト電圧源を前
記第１ソレノイド端子に結合する。
射イベントの間の電流立ち上がり時間の制御装置を開示
し、この装置は、第１のソレノイド端子と第２のソレノ
イド端子を有するソレノイドと、前記第２ソレノイド端
子に結合しており、前記ソレノイドを通して流れる電流
に比例した検知電圧を生成するよう動作可能な検知抵抗
器と、所望のソレノイド電流パルスに比例した包絡線を
もつ出力基準電圧パルスを生成するよう動作可能なブー
スト変調基準パルス発生器と、前記検知電圧に結合した
第１のコンパレータ入力端子と、前記出力基準電圧パル
スに結合した第２のコンパレータ入力端子と、コンパレ
ータ出力とを有するコンパレータと、ブースト電圧源
と、および前記ブースト電圧源に結合した第１のスイッ
チ端子と、前記第１ソレノイド端子に結合した第２のス
イッチ端子と、前記コンパレータ出力に動作上結合した
スイッチ制御端子とを有するスイッチと、を備え、前記
コンパレータ出力にある電圧信号が、前記スイッチを閉
じるように作用し、これにより前記ブースト電圧源を前
記第１ソレノイド端子に結合する。
【００１０】本発明の別の形態においては、第１と第２
のソレノイド端子をもつソレノイドにおける電流の立ち
上がり時間の制御装置を開示し、この装置は、前記第２
ソレノイド端子に結合しており、前記ソレノイドを通し
て流れる電流に比例した検知電圧を生成するよう動作可
能な検知抵抗器と、所望のソレノイド電流パルスに比例
した包絡線をもつ出力基準電圧パルスを生成するよう動
作可能なブースト変調基準パルス発生器と、前記検知電
圧に結合した第１のコンパレータ入力端子と、前記出力
基準電圧パルスに結合した第２のコンパレータ入力端子
と、コンパレータ出力とを有するコンパレータと、ブー
スト電圧源と、および前記ブースト電圧源に結合した第
１のスイッチ端子と、前記第１ソレノイド端子に結合し
た第２のスイッチ端子と、前記コンパレータ出力に動作
上結合したスイッチ制御端子とを有するスイッチと、を
備え、前記コンパレータ出力にある電圧信号が、前記ス
イッチを閉じるように作用し、これにより前記ブースト
電圧源を前記第１ソレノイド端子に結合する。
のソレノイド端子をもつソレノイドにおける電流の立ち
上がり時間の制御装置を開示し、この装置は、前記第２
ソレノイド端子に結合しており、前記ソレノイドを通し
て流れる電流に比例した検知電圧を生成するよう動作可
能な検知抵抗器と、所望のソレノイド電流パルスに比例
した包絡線をもつ出力基準電圧パルスを生成するよう動
作可能なブースト変調基準パルス発生器と、前記検知電
圧に結合した第１のコンパレータ入力端子と、前記出力
基準電圧パルスに結合した第２のコンパレータ入力端子
と、コンパレータ出力とを有するコンパレータと、ブー
スト電圧源と、および前記ブースト電圧源に結合した第
１のスイッチ端子と、前記第１ソレノイド端子に結合し
た第２のスイッチ端子と、前記コンパレータ出力に動作
上結合したスイッチ制御端子とを有するスイッチと、を
備え、前記コンパレータ出力にある電圧信号が、前記ス
イッチを閉じるように作用し、これにより前記ブースト
電圧源を前記第１ソレノイド端子に結合する。
【００１１】本発明の別の形態においては、多数の燃料
噴射イベントの間の電流立ち上がり時間の制御方法を開
示し、この方法は、ａ）ソレノイド作動式の燃料噴射器
を提供するステップと、ｂ）ブースト電圧源を提供する
ステップと、ｃ）前記ソレノイドを流れる電流に比例し
た電圧を検知するステップと、ｄ）所望のソレノイド電
流パルスに比例した包絡線をもつブースト変調基準電圧
パルスを生成するステップと、ｅ）前記の検知した電圧
を前記基準電圧パルスと比較するステップと、ｆ）前記
基準電圧パルスが前記検知電圧を超えたときは常に、前
記ブースト電圧源を前記ソレノイドに結合するステップ
と、およびｇ）前記検知電圧が前記基準電圧パルスを超
えたときは常に、前記ブースト電圧源を前記ソレノイド
から減結合するステップと、から成る。
噴射イベントの間の電流立ち上がり時間の制御方法を開
示し、この方法は、ａ）ソレノイド作動式の燃料噴射器
を提供するステップと、ｂ）ブースト電圧源を提供する
ステップと、ｃ）前記ソレノイドを流れる電流に比例し
た電圧を検知するステップと、ｄ）所望のソレノイド電
流パルスに比例した包絡線をもつブースト変調基準電圧
パルスを生成するステップと、ｅ）前記の検知した電圧
を前記基準電圧パルスと比較するステップと、ｆ）前記
基準電圧パルスが前記検知電圧を超えたときは常に、前
記ブースト電圧源を前記ソレノイドに結合するステップ
と、およびｇ）前記検知電圧が前記基準電圧パルスを超
えたときは常に、前記ブースト電圧源を前記ソレノイド
から減結合するステップと、から成る。
【００１２】
【実施の形態】本発明の原理の理解を促進する目的のた
め、次に図面に例示した実施形態を参照し、また特定の
用語を使ってこれについて説明する。しかし理解される
べきであるが、これによって本発明の範囲のいかなる限
定をも意図するものではなく、例示した装置における変
形や変更、並びに本発明の原理の更なる応用は、当業者
に通常生ずるものと考えられるものである。
め、次に図面に例示した実施形態を参照し、また特定の
用語を使ってこれについて説明する。しかし理解される
べきであるが、これによって本発明の範囲のいかなる限
定をも意図するものではなく、例示した装置における変
形や変更、並びに本発明の原理の更なる応用は、当業者
に通常生ずるものと考えられるものである。
【００１３】図１を参照すると、これには、本発明の好
ましい実施形態の燃料噴射器ソレノイド・ブースト電圧
源回路の回路図を示しており、これは、全体を１０で示
している。燃料噴射器ソレノイド１２は、ブースト電圧
源キャパシタ１４およびバッテリ１７の一方または両方
からグランドに流れる電流による付勢する。コマンド１
１は、ブースト電圧源回路１０に対し車両エンジン制御
モジュール（ＥＣＭ）から与え、そしてこのコマンド
は、回路１０に指令して燃料噴射器をターンオン（すな
わち、ソレノイド１２を付勢）させる。このコマンド
は、当該分野で知られているように、パルス幅変調によ
りソレノイドを通る電流を調整するのに使用する燃料噴
射器電流パルス幅変調（ＰＷＭ）回路２４に入力する。
ＰＷＭ回路２４は、直ちに、トランジスタ１６とトラン
ジスタ１８とをターンオンさせる。トランジスタ１８
は、ソレノイド１２を検知抵抗器２６を通してグランド
に連結するのに使用する。トランジスタ１８は、ソレノ
イドを通る電流の流れを消勢するための冗長な機構を提
供し、そしてまた、ダイオード／ツェナー対１９と組み
合わさって急速な電流放電を可能にする。トランジスタ
１６の主な目的は、バッテリ電源１７をソレノイド１２
に結合することにより、当該分野で知られているよう
に、ブーストした立ち上がり後のソレノイド１２の両端
のバッテリ電圧１７を（ＰＷＭ回路２４の制御の下で）
変調することである。
ましい実施形態の燃料噴射器ソレノイド・ブースト電圧
源回路の回路図を示しており、これは、全体を１０で示
している。燃料噴射器ソレノイド１２は、ブースト電圧
源キャパシタ１４およびバッテリ１７の一方または両方
からグランドに流れる電流による付勢する。コマンド１
１は、ブースト電圧源回路１０に対し車両エンジン制御
モジュール（ＥＣＭ）から与え、そしてこのコマンド
は、回路１０に指令して燃料噴射器をターンオン（すな
わち、ソレノイド１２を付勢）させる。このコマンド
は、当該分野で知られているように、パルス幅変調によ
りソレノイドを通る電流を調整するのに使用する燃料噴
射器電流パルス幅変調（ＰＷＭ）回路２４に入力する。
ＰＷＭ回路２４は、直ちに、トランジスタ１６とトラン
ジスタ１８とをターンオンさせる。トランジスタ１８
は、ソレノイド１２を検知抵抗器２６を通してグランド
に連結するのに使用する。トランジスタ１８は、ソレノ
イドを通る電流の流れを消勢するための冗長な機構を提
供し、そしてまた、ダイオード／ツェナー対１９と組み
合わさって急速な電流放電を可能にする。トランジスタ
１６の主な目的は、バッテリ電源１７をソレノイド１２
に結合することにより、当該分野で知られているよう
に、ブーストした立ち上がり後のソレノイド１２の両端
のバッテリ電圧１７を（ＰＷＭ回路２４の制御の下で）
変調することである。
【００１４】検知抵抗器２６は、燃料噴射器ソレノイド
・コイル１２を通って流れる電流の経路中に置き、そし
てこれにより、コイル１２を通して流れる電流に比例し
た検知電圧を確立する。この検知電圧は、ローパスフィ
ルタのような信号コンディショニング回路２８によりフ
ィルタし、そして次に、コンパレータ３０の一方の入力
に印加する。検知電圧はまた、ＰＷＭ回路２４にフィー
ドバックする。コンパレータ３０の他方の入力は、ブー
スト変調基準パルス３２から成り、これは、ソレノイド
・コイル１２を通して流れる電流の所望の電流ランプア
ップ（currentramp-up）と同じ形状およびタイミングを
示す電圧パルスである。ブースト変調基準パルス３２
は、噴射器オン・コマンド１１を受けたときに、ＰＷＭ
回路２４の制御の下で開始する（接続は図示せず）。
・コイル１２を通って流れる電流の経路中に置き、そし
てこれにより、コイル１２を通して流れる電流に比例し
た検知電圧を確立する。この検知電圧は、ローパスフィ
ルタのような信号コンディショニング回路２８によりフ
ィルタし、そして次に、コンパレータ３０の一方の入力
に印加する。検知電圧はまた、ＰＷＭ回路２４にフィー
ドバックする。コンパレータ３０の他方の入力は、ブー
スト変調基準パルス３２から成り、これは、ソレノイド
・コイル１２を通して流れる電流の所望の電流ランプア
ップ（currentramp-up）と同じ形状およびタイミングを
示す電圧パルスである。ブースト変調基準パルス３２
は、噴射器オン・コマンド１１を受けたときに、ＰＷＭ
回路２４の制御の下で開始する（接続は図示せず）。
【００１５】検知電圧が基準パルス３２の電圧よりも低
いときはいつでも、コンパレータ３０の出力はハイとな
り、これによりトランジスタ３４，３６をターンオンさ
せる。ブースト・パス・トランジスタ（boost pass tra
nsistor）３６の活性化は、ブースト電圧源キャパシタ
１４の電圧をソレノイド・コイル１２に印加できるよう
にし、これにより、ソレノイド・コイル１２を通して流
れる電流に上昇をもたらす。この電流上昇につれ、検知
抵抗器２６の両端間で降下する検知電圧は、それに応じ
て大きくなり、そしてこれは、検知電圧がブースト変調
基準パルス電圧を超えるまで続く。この超えた時点で、
コンパレータ３０は、ローの出力に切り替わり、これに
よりトランジスタ３４，３６をターンオフさせ、これ
は、さらに、ブースト電圧源キャパシタ１４をソレノイ
ド・コイル１２から減結合する。
いときはいつでも、コンパレータ３０の出力はハイとな
り、これによりトランジスタ３４，３６をターンオンさ
せる。ブースト・パス・トランジスタ（boost pass tra
nsistor）３６の活性化は、ブースト電圧源キャパシタ
１４の電圧をソレノイド・コイル１２に印加できるよう
にし、これにより、ソレノイド・コイル１２を通して流
れる電流に上昇をもたらす。この電流上昇につれ、検知
抵抗器２６の両端間で降下する検知電圧は、それに応じ
て大きくなり、そしてこれは、検知電圧がブースト変調
基準パルス電圧を超えるまで続く。この超えた時点で、
コンパレータ３０は、ローの出力に切り替わり、これに
よりトランジスタ３４，３６をターンオフさせ、これ
は、さらに、ブースト電圧源キャパシタ１４をソレノイ
ド・コイル１２から減結合する。
【００１６】ブースト・パス・トランジスタ３６がター
ンオフすると、ソレノイド・コイル１２に供給される電
流は、バッテリ１７からトランジスタ１６を介してのも
のしかなくなる。この供給される電流は、ソレノイド・
コイル１２の電流がブースト変調基準パルス３２よりも
大きなレートで上昇し続けることができるようにするに
は十分なものではなく、したがって基準パルス３２の上
昇する電圧は、結局は、検知抵抗器２６が提供する検知
電圧を追い越す。この追い越した時点では、コンパレー
タ３０は再度ハイの出力を発生し、これによりトランジ
スタ３４，３６をターンオンさせる。ブースト・パス・
トランジスタ３６の活性化は、再び、ブースト電圧源キ
ャパシタ１４をソレノイド・コイル１２に結合させ、こ
れによりそれの電流をランプアップさせ続ける。このサ
イクルは、反復し続けることにより、ソレノイド・コイ
ル１２の電流を、ブースト変調基準パルス３２が確立し
た所望の形状近辺へと変調する。このことは、図２のグ
ラフに見ることができ、この図は、ソレノイド・コイル
１２を通る電流を時間に対し示している。これから判る
ように、噴射器オン・コマンド１１の受け取り時の基準
パルス３２の活性化は、検知電圧がゼロになっているた
め、直ちにトランジスタ３４，３６をターンオンさせ
る。
ンオフすると、ソレノイド・コイル１２に供給される電
流は、バッテリ１７からトランジスタ１６を介してのも
のしかなくなる。この供給される電流は、ソレノイド・
コイル１２の電流がブースト変調基準パルス３２よりも
大きなレートで上昇し続けることができるようにするに
は十分なものではなく、したがって基準パルス３２の上
昇する電圧は、結局は、検知抵抗器２６が提供する検知
電圧を追い越す。この追い越した時点では、コンパレー
タ３０は再度ハイの出力を発生し、これによりトランジ
スタ３４，３６をターンオンさせる。ブースト・パス・
トランジスタ３６の活性化は、再び、ブースト電圧源キ
ャパシタ１４をソレノイド・コイル１２に結合させ、こ
れによりそれの電流をランプアップさせ続ける。このサ
イクルは、反復し続けることにより、ソレノイド・コイ
ル１２の電流を、ブースト変調基準パルス３２が確立し
た所望の形状近辺へと変調する。このことは、図２のグ
ラフに見ることができ、この図は、ソレノイド・コイル
１２を通る電流を時間に対し示している。これから判る
ように、噴射器オン・コマンド１１の受け取り時の基準
パルス３２の活性化は、検知電圧がゼロになっているた
め、直ちにトランジスタ３４，３６をターンオンさせ
る。
【００１７】ブロッキング・ダイオード２０は、ブース
ト電圧源１４がトランジスタ１６のボディ・ダイオード
を通して放電するのを防止するために設ける。再循環ダ
イオード２２は、当該分野で知られているように、電流
のＰＷＭ制御のために使用する。ブロッキング・ダイオ
ード２０を含めることは、ブースト電圧源１４をブース
ト・パス・トランジスタ３６を通して結合した時に、バ
ッテリ電圧１７がソレノイド１２に印加されるのを効果
的に防止する。
ト電圧源１４がトランジスタ１６のボディ・ダイオード
を通して放電するのを防止するために設ける。再循環ダ
イオード２２は、当該分野で知られているように、電流
のＰＷＭ制御のために使用する。ブロッキング・ダイオ
ード２０を含めることは、ブースト電圧源１４をブース
ト・パス・トランジスタ３６を通して結合した時に、バ
ッテリ電圧１７がソレノイド１２に印加されるのを効果
的に防止する。
【００１８】コンパレータ３０とトランジスタ３４，３
６との間の制御ループにおいては、何らかの形態のヒス
テリシスを導入することにより、このループが安定とな
りかつ発振しないようにすることが望ましい。このこと
は、好ましくは、オプションのヒステリシス・ブロック
３８の形態で実現し、これは、コンパレータ３０の出力
の発生とトランジスタ３４への入力の印加との間にある
固定の時間遅延（例えば、５ミリ秒）を挿入する。ま
た、この制御ループは、時間ヒステリシス・ブロック３
８の代わりに、当該分野では知られているように、電圧
ヒステリシス・ブロック４０を使用することにより、上
記と同じ安定性を実現することもできる。
６との間の制御ループにおいては、何らかの形態のヒス
テリシスを導入することにより、このループが安定とな
りかつ発振しないようにすることが望ましい。このこと
は、好ましくは、オプションのヒステリシス・ブロック
３８の形態で実現し、これは、コンパレータ３０の出力
の発生とトランジスタ３４への入力の印加との間にある
固定の時間遅延（例えば、５ミリ秒）を挿入する。ま
た、この制御ループは、時間ヒステリシス・ブロック３
８の代わりに、当該分野では知られているように、電圧
ヒステリシス・ブロック４０を使用することにより、上
記と同じ安定性を実現することもできる。
【００１９】図１の回路を利用して単一のシリンダ・サ
イクル内に２つのパルスを燃料噴射器ソレノイドに供給
するようにするには、ブースト電圧源キャパシタ１４
は、予め定めた時間中に単一の燃料噴射器ソレノイドを
プルインするのに必要なエネルギの２倍よりもわずかに
高いエネルギを蓄積できなくてはならない。２２マイク
ロファラドの値を有ししかも１２０−１４０ボルトの電
圧に充電されたブースト電圧源キャパシタ１４は、代表
的な従来技術の燃料噴射器に対しては十分なエネルギを
供給する。任意の特定の燃料噴射器用途に対してのブー
スト電圧源キャパシタ１４に蓄積するのに必要なエネル
ギ量は、回路解析技術または簡単な実験により容易に判
定することができる。
イクル内に２つのパルスを燃料噴射器ソレノイドに供給
するようにするには、ブースト電圧源キャパシタ１４
は、予め定めた時間中に単一の燃料噴射器ソレノイドを
プルインするのに必要なエネルギの２倍よりもわずかに
高いエネルギを蓄積できなくてはならない。２２マイク
ロファラドの値を有ししかも１２０−１４０ボルトの電
圧に充電されたブースト電圧源キャパシタ１４は、代表
的な従来技術の燃料噴射器に対しては十分なエネルギを
供給する。任意の特定の燃料噴射器用途に対してのブー
スト電圧源キャパシタ１４に蓄積するのに必要なエネル
ギ量は、回路解析技術または簡単な実験により容易に判
定することができる。
【００２０】ブースト変調基準パルス３２およびコンパ
レータ３０が供給する変調は、ソレノイド１２活性化時
のブースト電圧のどのようなドループをも補償し、した
がって、全く同時に２つの燃料噴射器ソレノイドを活性
化させるのに電圧源回路１０を使用中というシナリオに
対する補償も行う。燃料噴射器ソレノイドのシーケンシ
ャルな点弧のためには、ブースト電圧源キャパシタ１４
が、前の活性化イベントの終わりにおいてソレノイド１
２をプルインするのに要する最小量のエネルギを含むこ
とが必要とされるだけである。
レータ３０が供給する変調は、ソレノイド１２活性化時
のブースト電圧のどのようなドループをも補償し、した
がって、全く同時に２つの燃料噴射器ソレノイドを活性
化させるのに電圧源回路１０を使用中というシナリオに
対する補償も行う。燃料噴射器ソレノイドのシーケンシ
ャルな点弧のためには、ブースト電圧源キャパシタ１４
が、前の活性化イベントの終わりにおいてソレノイド１
２をプルインするのに要する最小量のエネルギを含むこ
とが必要とされるだけである。
【００２１】図１の回路１０はまた、追加の利点を提供
する、すなわち、ブースト変調基準パルスを形状および
持続時間の双方において容易に変更することができ、こ
れにより回路１０を非常に融通性のある燃料噴射器ソレ
ノイド駆動回路とし、しかもそのプルイン時間が、シス
テムのＬＲＣ時定数を変更せずとも燃料噴射器用途の要
件を満たすように容易に変化させることができるように
なる。
する、すなわち、ブースト変調基準パルスを形状および
持続時間の双方において容易に変更することができ、こ
れにより回路１０を非常に融通性のある燃料噴射器ソレ
ノイド駆動回路とし、しかもそのプルイン時間が、シス
テムのＬＲＣ時定数を変更せずとも燃料噴射器用途の要
件を満たすように容易に変化させることができるように
なる。
【００２２】以上、本発明について図面および上記の記
述により詳細に図示し説明したが、これらは、例示的な
ものであって限定的な性質のものではないとみなされる
べきであり、また好ましい実施形態を示し説明したに過
ぎず、本発明の要旨に入るあらゆる変更および修正もそ
の保護を希望している、と理解されるべきである。
述により詳細に図示し説明したが、これらは、例示的な
ものであって限定的な性質のものではないとみなされる
べきであり、また好ましい実施形態を示し説明したに過
ぎず、本発明の要旨に入るあらゆる変更および修正もそ
の保護を希望している、と理解されるべきである。
【図１】本発明の好ましい実施形態のブースト電圧源回
路の回路図。
路の回路図。
【図２】図１の回路を使っての基準波形と実際の回路出
力波形とを示す電流対時間のグラフである。
力波形とを示す電流対時間のグラフである。
１０ 燃料噴射器ソレノイド・ブースト電圧源回路 １１ コマンド １２ 燃料噴射器ソレノイド １４ ブースト電圧源キャパシタ １７ バッテリ １６，１８ トランジスタ １９ ダイオード／ツェナー対 ２４ 燃料噴射器電流パルス幅変調（ＰＷＭ）回路 ２６ 検知抵抗器 ２８ 信号コンディショニング回路 ３０ コンパレータ ３２ ブースト変調基準パルス ３４，３６ トランジスタ ３８ 時間ヒステリシス・ブロック ４０ 電圧ヒステリシス・ブロック
Claims (16)
- 【請求項１】多数の燃料噴射イベントの間の電流立ち上
がり時間の制御装置であって、 第１のソレノイド端子と第２のソレノイド端子を有する
ソレノイドと、 前記第２ソレノイド端子に結合しており、前記ソレノイ
ドを通して流れる電流に比例した検知電圧を生成するよ
う動作可能な検知抵抗器と、 所望のソレノイド電流パルスに比例した包絡線をもつ出
力基準電圧パルスを生成するよう動作可能なブースト変
調基準パルス発生器と、 前記検知電圧に結合した第１のコンパレータ入力端子
と、前記出力基準電圧パルスに結合した第２のコンパレ
ータ入力端子と、コンパレータ出力とを有するコンパレ
ータと、 ブースト電圧源と、および前記ブースト電圧源に結合し
た第１のスイッチ端子と、前記第１ソレノイド端子に結
合した第２のスイッチ端子と、前記コンパレータ出力に
動作上結合したスイッチ制御端子とを有するスイッチ
と、を備え、 前記コンパレータ出力にある電圧信号が、前記スイッチ
を閉じるように作用し、これにより前記ブースト電圧源
を前記第１ソレノイド端子に結合すること、を特徴とす
る制御装置。 - 【請求項２】請求項１記載の装置において、前記検知抵
抗器は、前記第２ソレノイド端子とグランド電位との間
に結合したこと、を特徴とする制御装置。 - 【請求項３】請求項１記載の装置において、前記ブース
ト電圧源はキャパシタから成ること、を特徴とする制御
装置。 - 【請求項４】請求項３記載の装置において、前記キャパ
シタは、前記ソレノイドをプルインするのに要するエネ
ルギ量の少なくとも２倍のエネルギを蓄積することがで
きること、を特徴とする制御装置。 - 【請求項５】請求項１記載の装置において、前記スイッ
チは、電界効果トランジスタから成り、前記第１スイッ
チ端子は該トランジスタのドレインから成り、前記第２
スイッチ端子は該トランジスタのソースから成り、前記
スイッチ制御端子は該トランジスタのゲートから成るこ
と、を特徴とする制御装置。 - 【請求項６】第１と第２のソレノイド端子をもつソレノ
イドにおける電流の立ち上がり時間の制御装置であっ
て、 前記第２ソレノイド端子に結合しており、前記ソレノイ
ドを通して流れる電流に比例した検知電圧を生成するよ
う動作可能な検知抵抗器と、 所望のソレノイド電流パルスに比例した包絡線をもつ出
力基準電圧パルスを生成するよう動作可能なブースト変
調基準パルス発生器と、 前記検知電圧に結合した第１のコンパレータ入力端子
と、前記出力基準電圧パルスに結合した第２のコンパレ
ータ入力端子と、コンパレータ出力とを有するコンパレ
ータと、 ブースト電圧源と、および前記ブースト電圧源に結合し
た第１のスイッチ端子と、前記第１ソレノイド端子に結
合した第２のスイッチ端子と、前記コンパレータ出力に
動作上結合したスイッチ制御端子とを有するスイッチ
と、を備え、 前記コンパレータ出力にある電圧信号が、前記スイッチ
を閉じるように作用し、これにより前記ブースト電圧源
を前記第１ソレノイド端子に結合すること、を特徴とす
る制御装置。 - 【請求項７】請求項６記載の装置において、前記検知抵
抗器は、前記第２ソレノイド端子とグランド電位との間
に結合したこと、を特徴とする制御装置。 - 【請求項８】請求項６記載の装置において、前記ブース
ト電圧源はキャパシタから成ること、を特徴とする制御
装置。 - 【請求項９】請求項８記載の装置において、前記キャパ
シタは、前記ソレノイドをプルインするのに要するエネ
ルギ量の少なくとも２倍のエネルギを蓄積することがで
きること、を特徴とする制御装置。 - 【請求項１０】請求項６記載の装置において、前記スイ
ッチは、電界効果トランジスタから成り、前記第１スイ
ッチ端子は該トランジスタのドレインから成り、前記第
２スイッチ端子は該トランジスタのソースから成り、前
記スイッチ制御端子は該トランジスタのゲートから成る
こと、を特徴とする制御装置。 - 【請求項１１】多数の燃料噴射イベントの間の電流立ち
上がり時間の制御方法であって、 第１のソレノイド端子と第２のソレノイド端子を有する
ソレノイドと、 ａ）ソレノイド作動式の燃料噴射器を提供するステップ
と、 ｂ）ブースト電圧源を提供するステップと、 ｃ）前記ソレノイドを流れる電流に比例した電圧を検知
するステップと、 ｄ）所望のソレノイド電流パルスに比例した包絡線をも
つブースト変調基準電圧パルスを生成するステップと、 ｅ）前記の検知した電圧を前記基準電圧パルスと比較す
るステップと、 ｆ）前記基準電圧パルスが前記検知電圧を超えたときは
常に、前記ブースト電圧源を前記ソレノイドに結合する
ステップと、および ｇ）前記検知電圧が前記基準電圧パルスを超えたときは
常に、前記ブースト電圧源を前記ソレノイドから減結合
するステップと、から成る制御方法。 - 【請求項１２】請求項１１記載の方法において、前記ス
テップ（ｃ）が、 ｃ．１）前記ソレノイドを流れる電流をグランドにシン
クするよう動作する検知抵抗器を提供するステップと、 ｃ．２）前記検知抵抗器の両端間の電圧を検知するステ
ップであって、該検知した電圧は前記ソレノイドを通し
て流れる電流に比例する、前記のステップと、から成る
こと、を特徴とする制御方法。 - 【請求項１３】請求項１１記載の方法において、前記ス
テップ（ｂ）は、ブースト電圧源キャパシタを提供する
ことから成ること、を特徴とする制御方法。 - 【請求項１４】請求項１３記載の方法において、前記ス
テップ（ｂ）は、さらに、前記ソレノイドをプルインす
るのに要するエネルギ量の少なくとも２倍のエネルギを
蓄積することができるブースト電圧源キャパシタを提供
することから成ること、を特徴とする制御方法。 - 【請求項１５】請求項１１記載の方法において、前記ス
テップ（ｆ）は、さらに、 ｆ．１）前記ブースト電圧源に結合したドレインと前記
ソレノイドに結合したソースとを有する電界効果トラン
ジスタを提供するステップと、および ｆ．２）前記基準電圧パルスが前記検知電圧を超えたと
きは常に、前記電界効果トランジスタのゲートを活性化
するステップと、から成ること、を特徴とする制御方
法。 - 【請求項１６】請求項１５記載の方法において、前記ス
テップ（ｇ）は、前記検知電圧が前記基準電圧パルスを
超えたときは常に、前記電界効果トランジスタのゲート
を不活性化することから成ること、を特徴とする制御方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/027,869 US6031707A (en) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | Method and apparatus for control of current rise time during multiple fuel injection events |
| US027869 | 1998-02-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11280527A true JPH11280527A (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=21840244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11040103A Pending JPH11280527A (ja) | 1998-02-23 | 1999-02-18 | 多燃料噴射イベントの間の電流立ち上がり時間の制御のための方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6031707A (ja) |
| JP (1) | JPH11280527A (ja) |
| DE (1) | DE19907505B4 (ja) |
| GB (1) | GB2334623B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6923163B2 (en) | 2002-03-26 | 2005-08-02 | Mikuni Corporation | Fuel injection controller and controlling method |
| KR100757565B1 (ko) * | 2000-03-22 | 2007-09-10 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 연료 분사 밸브의 제어 방법 및 장치 |
| WO2024018552A1 (ja) * | 2022-07-20 | 2024-01-25 | 日立Astemo株式会社 | 燃料噴射弁制御装置及び燃料噴射弁制御方法 |
Families Citing this family (37)
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|---|---|---|---|---|
| DE19860272B4 (de) * | 1998-12-24 | 2005-03-10 | Conti Temic Microelectronic | Verfahren und Vorrichtung zum Vermindern der Geräuschentwicklung bei elektromagnetisch betätigten Vorrichtungen |
| DE19952950A1 (de) * | 1999-11-03 | 2001-06-07 | Siemens Ag | Ansteuereinheit für ein kapazitives Stellglied |
| DE19963154B4 (de) | 1999-12-24 | 2009-10-08 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Verfahren zur Vorgabe des Stroms durch ein induktives Bauteil |
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