(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃料噴射器と、
燃料噴射器を駆動する制御装置と、
各燃料噴射器に挿入された抵抗とより成り、
各燃料噴射器はそれを選択的に開閉するための開放コイルと閉鎖コイルとを有し、各コイルには低圧側ドライバと高圧側ドライバとが設けられ、
各抵抗は関連の燃料噴射器のコイルのうち１つのコイルの１つのドライバに接続され、
各抵抗は関連の燃料噴射器の２つの独立した特性を識別するように選択された識別コードに関連する単一の値を有し、
制御装置は各燃料噴射器の抵抗の値を前記１つのドライバを作動させて読み取ることにより２つの独立した特性を突き止めて該燃料噴射器の動作を最適化することを特徴とする燃料噴射システム。
【請求項２】
前記特性は、燃料噴射器の動作のためのオフセットと勾配を含む請求項１の燃料噴射システム。
【請求項３】
前記抵抗は、コイルの通常動作時電流の流れを阻止するに十分高い抵抗値を有するように選択されている請求項１の燃料噴射システム。
【請求項４】
前記１つのコイルは閉鎖コイルである請求項１の燃料噴射システム。
【請求項５】
前記１つのコイルのドライバは閉鎖コイルの低圧側ドライバである請求項１の燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
本発明は、特定の燃料噴射器の特性を指示するために燃料噴射器に識別抵抗を組み込む方法及び装置に関する。
【０００２】
燃料噴射器は、ディーゼルエンジンの動作時に燃料の噴射を支援するために使用される。燃料噴射器は、製造公差等により、それぞれ異なる特性を有する。燃料噴射器には、燃料噴射プロセスの制御にとって重要な特性が２つある。その１つは、オフセット特性であり、もう１つは、燃料噴射能力が変化する際の勾配である。これら２つの特性にはばらつきがあり、このため、個々の燃料噴射器の最適制御は一定ではない。従って、最適制御を行うには、特定の燃料噴射器の特性を知る必要がある。
【０００３】
本願出願人のＯＥＭ納入先は、各燃料噴射器をテストしてオフセットと勾配の両方  を求め、その特定の噴射器のオフセットと勾配とをエンジン制御装置に知らせるために、燃料噴射器に識別子を織り込むことを提案している。このＯＥＭ納入先は、マイクロプロセッサのような専用制御装置を燃料噴射器に組み込んで、識別信号を送信させることを提案している。
【０００４】
本発明は、この識別問題を非常に簡単且つ低コストで解決することに向けられている。
【０００５】
【発明の概要】
本発明の実施例では、燃料噴射器を組立後にテストし、そのオフセットと勾配とを求める。その後、オフセットと勾配の情報に基づき、燃料噴射器を幾つかの特定タイプのうちの１つに分類する。次いで、燃料噴射器の「タイプ」を示す値の識別抵抗を、燃料噴射器の関連回路に組み込む。ディーゼルエンジンの制御装置は、この燃料噴射器に対して問い合わせを行い、識別抵抗による電圧を読み取って、この燃料噴射器の「タイプ」を判定する。この「タイプ」は、燃料噴射器の特定のオフセット及び勾配と関連がある。このため、制御装置は、特定の燃料噴射器の最適制御の仕方を知ることができる。
【０００６】
本発明の好ましい実施例によると、燃料噴射器には、噴射器を開くコイルと、噴射器を閉じる別個のコイルとが設けられている。各コイルには、高圧側及び低圧側のドライバが設けられ、これらは給電を受けるとコイルを通常動作させる。
【０００７】
エンジンの始動時、システムは各噴射器の識別抵抗を自動的に走査して、各シリンダの噴射器「タイプ」を識別する。コイルＡの高圧側とコイルＢの低圧側に接続された識別抵抗には、識別電流が流れる。「４８ボルト」の電力を抵抗回路網に印加し、電流を低圧側ドライバを介してアースに流すことにより、識別抵抗両端間の電圧をコイルＡの高圧側で測定する。この電圧は、予め記憶させたコードと関連があるため、このコードにより、特定の電圧に対応する燃料噴射器のタイプが制御装置に伝えられる。従って、本発明は、各燃料噴射器のタイプを識別する簡単な方法を提供する。本発明の１つの特定の利点は、燃料噴射器へのワイヤーハーネスに、識別機能を発揮させるために別個のワイヤーを設けるのが不要なことである。
【０００８】
本願に開示する制御方法では、特定の燃料噴射器の識別が、制御モジュールの温度が所定の値より低い時に限り行われる。本願の発明者は、制御モジュールの温度が比較的高い所定温度以上である場合、車両は任意長さの時間の間停止されていないと認識する。各燃料噴射器のタイプを再び識別する必要性は、燃料噴射器を交換した時に存在するに過ぎない。燃料噴射器の交換には、エンジンを長時間停止する必要がある。制御モジュールの温度が所定の値より高い場合は、車両が燃料噴射器を交換するに十分長い時間停止されていないと仮定することができる。
【０００９】
しかしながら、制御温度が所定値より低い場合、燃料噴射器が交換された可能性がある。もちろん、車両がある時間の間停止状態にあるがいずれの燃料噴射器も交換されていないという状況もあるであろう。その場合でも、好ましい方法によると、かかる場合に各燃料噴射器への問い合わせを再び行う。制御信号が各燃料噴射器に送られ、識別抵抗から電圧が読み取られる。この電圧は燃料噴射器の特定タイプに対応し、燃料噴射器の特定タイプが制御装置に記憶される。このため、制御装置は、特定の燃料噴射器を最適に動作させる仕方を知ることができる。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、識別量の増加に従って変化する、これに対応する特性のタイプに関するものである。識別量の増加の仕方は、次の電圧になると、２つの特性の組合わせのうち１つの特性だけが変化するように割り当てられる。この点については、「タイプ」を螺旋状に次々に記憶させた二次元アレイを後で説明する。
【００１１】
本発明の上記及び他の特徴は、添付図面を参照して以下の説明を読むと、最もよく理解できるであろう。
【００１２】
【好ましい実施例の詳細な説明】
図１に示すように、燃料噴射器は、「オフセット」と呼ぶ第１の量と、「勾配」と呼ぶ第２の量により特徴付けることができる。オフセットと勾配は、燃料噴射器をこれら２つの量につきテストして求める。これら２つの量は、燃料を３立方ミリメートル噴射するに要する時間と、第２に、８立方ミリメートルの燃料の噴射にかかる時間とである。噴射される燃料の量は、エンジンを低アイドリング状態に保つ。オフセットと勾配による燃料噴射器の分類は従来技術の一部であり、本出願人の顧客の一人により開発されたものであることを理解されたい。これらの分類は、本発明の一部を形成するものではない。
【００１３】
図１のライン２０で例示するように、特定の燃料噴射器は、第１の時点において中間位置を、また第２の時点において比較的高い位置を占める。ライン２０は、低い点で軸Ｃと交差する。従って、これは「低」オフセットである。ライン２２で示される燃料噴射器は、非常に高いオフセット値でラインＣと交差する。ライン２２は、ライン２０よりかなり低い勾配を有することが明らかである。ライン２４により示される燃料噴射器は、中間のオフセット位置で軸Ｃと交差するが、その勾配はライン２０と２２の中間である。
【００１４】
各燃料噴射器が、勾配値として高、中、低の値を有し、オフセット値として高、中、低の値を有すると仮定すると、ライン２０の特性を有する燃料噴射器は、低いオフセット値と、高い勾配値とを有すると言うことができる。ライン２２の特性を有する燃料噴射器は、高いオフセット値と、低い勾配値とを有すると言うことができる。ライン２４の特性を有する燃料噴射器は、中間のオフセット値と、中間の勾配値とを有すると言うことができる。２つの特性にはそれぞれ３つの値があるため、９個の異なる組み合わせが存在する。
【００１５】
図２は、特性の９個の可能な組み合わせの各々に増分的に増加する値を割り当てる方式を示す。図示の二次元アレイは、低、中、高の間で変化する勾配と、低、中、高の間で変化するオフセットとをグラフィック表示するものである。これらの値の組み合わせはそれぞれ、増加する特定の数で表わされている。発明者は、これらの数を螺旋状に記憶させると、誤った読み取りを行う可能性が減少することを発見している。数が増加すると、それらの数に対応する電圧（または他の電気的特性値）も増加すると理解されたい。電圧値の増加に応じた数の割り当てを、ある列が終わると、次の列の始めに移動するように行うと、螺旋状アレイ割り当て方式に比べて誤った読み取りが起こる可能性が大きくなる。これは、値が増加する場合、電圧を誤って読み取る可能性は、２つの隣接する値の間が最も高いためである。従って、３と８の間で読み取りを誤る可能性は低いが、３と４の間で読み取りを誤る可能性は高い。図２に示す配列では、３と４の間の読み取りを誤っても、オフセット（高）は正しい値である。さらに、勾配の差は１つに過ぎない（即ち、高を中間と誤って読み取るに過ぎない）。一方、４が、８で示す中間列の離れた所に割り当てられている場合、３と４の間の読み取りを誤ると、両方の特性が不正確な値となり、一方の特性値（オフセット）の差は２つになる（即ち、高い値が低い値と誤認される）。
【００１６】
これらの値の螺旋状アレイ記憶・割り当て方式により、本発明は、電圧の誤った読み取りによる望ましくない影響を最小限に抑えることができるという利点を有する。螺旋状アレイが最も好ましいが、ただ単に、右から左の後、左から右へ、そして左から右へ、あるいは上方の後下方へ、そしてまた上方に移動しても、同じような利点が得られる。
【００１７】
このデータ記憶方法は本発明の重要な第２の特徴であるが、本願の主要な特徴点は、図３−８を参照して説明するように、燃料噴射器のタイプの識別に関する。
【００１８】
上述したように、本発明は、各燃料噴射器の特定のタイプを識別した後、識別抵抗をその噴射器に組み込むものである。この組み込みの詳細は、以下において説明する。本発明の基本的フローチャート及び方法は、図３及び４から理解できるであろう。図３に示すように、制御装置への給電開始と共に、制御装置に組み込まれている任意の初期化が行われる。その後、燃料噴射器の識別ステップを開始する。制御装置は、最初に、モジュールまたはエンジン温度が、例えば６０℃の所定温度より高いか否かの問い合わせを行う。その理由は、車両がある時間の間停止された状態にあるか否かを判定するためである。車両温度が所定値より高い場合、車両は任意の時間の間停止状態にあると仮定することができる。燃料噴射器を交換する度に、この識別を繰り返し行う必要がある。車両が特定の時間の間停止状態にない場合、燃料噴射器が交換された可能性は最も低い。温度が所定温度より高い場合、各噴射器の以前記憶させた値をエンジン動作時にその噴射器に使用する。温度が所定値より低い場合、システムは識別ループへ移動する。低い温度で抵抗の読み取りを行うと、ＦＥＴ漏洩電流の影響を最小限に抑えることが可能となる。このため、識別抵抗が高温の時、またその値が温度により変化した時に、識別抵抗の値を読み取らないことにより、システムの精度が改善される。
【００１９】
図３のフローチャートの挿入部分Ｂを、出力Ａと同様に、図４に示す。各燃料噴射器またはシリンダについて、各燃料噴射器回路の一部の給電を開始させ、識別抵抗を付勢するように識別回路制御コードが送られる。次いで、燃料噴射器からの電圧を読み取る。
【００２０】
図４からわかるように、ステップＡでは、電圧を最小値及び最大値と比較して、感知した電圧の有効性を確認する。一例として、電圧が所定値より低い場合、システムはエラーの存在を宣言し、特定の燃料噴射器につき以前に記憶させた値を使用する。電圧が低い所定値より高い場合、その電圧を高い値と比較する。再び、電圧がその高い値よりも大きい場合、エラーの存在を報告をし、以前記憶させた値を使用する。エラーの報告があった場合、フローチャートはシリンダ番号を増分的に増加させ、シリンダ番号が最後の番号（ここでは８）であるか否かの問い合わせを行う。答えがイエスであれば、制御装置は噴射器を作動させる。別のシリンダの識別が必要な場合、システムは、図３のフローチャートの点Ｂへ戻る。電圧が適正に思える（即ち、高い値と低い値の間である）場合、その電圧を予め記憶させた値と比較して、その燃料噴射器に特定のタイプを割り当てる。その後、割り当てたタイプにより、勾配とオフセットとを関連付ける。そのタイプまたは勾配とオフセットを、各燃料噴射器について制御装置に記憶させる。制御装置が燃料噴射器の作動を開始する際、この情報を用いて各燃料噴射器の動作を最適化する。
【００２１】
図５は、ディーゼルエンジン及びその燃料噴射器の制御のための部分的な回路図である。図示のように、各燃料噴射器３０は識別抵抗３２を備えている。各燃料噴射器は、別個の識別抵抗３２を有する。識別抵抗には、任意のディーゼルエンジンについて幾つかのタイプがある。任意のタイプが２以上であってもよい。再び、これは、製造時における各燃料噴射器の特性に応じて決定される。
【００２２】
図６Ａは、各燃料噴射器を駆動する回路３０を示す。この回路の重要な特徴点は、エンジン内にモジュールのハーネスを制御するための別の配線を必要としないことである。
【００２３】
各燃料噴射器は、開放コイル３４と閉鎖コイル４０とを有する。開放コイル３４は噴射器を開き、閉鎖コイル４０は噴射器を閉じる。開放コイル３４には、高圧側ドライバ３６と低圧側ドライバ３８とが設けられている。この回路の制御モジュール内に存在しない唯一素子である、識別抵抗３２は、抵抗３３と直列接続されており、この抵抗３３は、好ましくは４８ボルトの電源３５に接続されている。閉鎖コイル４０には、高圧側ドライバ４２と低圧側ドライバ４４とが設けられている。識別抵抗３２は、通常動作時この識別抵抗に電流がほとんど流れず、従って閉鎖コイル４０の動作が識別抵抗の組み込みにより影響を受けないような高い抵抗値を持つように選択されている。
【００２４】
識別抵抗の値は、好ましくは、燃料噴射器の識別プロセス時に、モジュールの温度では高圧側ドライバ３６の漏洩電流を無視できるほど十分に高いものである。
【００２５】
しかしながら、制御装置は、閉鎖コイル４０のドライバ４４だけをオンにして識別抵抗３２を電流が流れるようにする能力を備えている。これが起こると、回路は事実上、図６Ｂに示すようなものになる。その状態で、識別抵抗３２は、４６で回路を出る電圧で制御し、制御装置がこれを読み取る。図６Ｂにおいて、図示の抵抗６９は、可変の識別抵抗３２により変化される実効抵抗である。図６Ａに示すように、抵抗６０、６１は、通常動作時であっても、出力４６への電圧のスケーリングを行う。図６Ｂに示すように、抵抗６２、６９は、抵抗３２を含む抵抗の組み合わせにより事実上セットされる。好ましくは、それ以外の抵抗は、個々の識別抵抗３２の間の差が出力４６で検知できるような十分に大きい値に選択されている。
【００２６】
かくして、制御装置は、一方のコイルの１つのドライバをオンにして、識別抵抗を読み取る能力を有する。好ましくは、閉鎖コイル４０の低圧側ドライバ４４は、それがオンになり、もう一方のドライバがオフになると、識別抵抗により各タイプの分類について予想される特異な範囲の識別電圧が発生し、出力４６で読み取られるように接続されている。
【００２７】
図７は、特定の時点において特定のドライバを付勢するシステムを示す。入力５０、５２、５４、５６は、特定のドライバを選択的に駆動する。図示のシステムは、ただ２つの低圧側ドライバ１００を有し、一方が全部の燃料噴射器の全ての開放及び閉鎖コイルによって共有されている。他のシステムでは、別個の低圧側ドライバを各コイル及びシリンダに関連させてもよい。入力５０、５２、５４、５６を制御することにより、各シリンダの各燃料噴射器は、適当な低圧側ドライバの付勢により問い合わせを受ける。当業者は、この機能が如何にして提供されるかがわかるであろう。そして図７の回路は一例に過ぎないことがわかるであろう。
【００２８】
図８は、８つの燃料噴射器が順番に問い合わせを受けるように各噴射器を制御する点５０、５２、５４、５６への入力を示すタイミング図である。特定のシリンダの問い合わせの正確な詳細は、当業者であればわかるであろう。本発明の主な特徴は、識別抵抗の組み込みと、各燃料噴射器のタイプの識別を行う比較的低コストで簡単な方法である。
【００２９】
識別抵抗の出力のスケーリング及びアナログ−デジタルコンバータによる読み取りのような通常の信号処理を用いるのが好ましい。識別抵抗３２の値は、通常動作に対する影響が感知できない程度の高い値（例えば、５００オーム以上）に選択するのが好ましい。ドライバを付勢した時の識別抵抗のウェッティング電流は、図６Ａに示すように、回路の他の抵抗を共に抵抗３３により得られる。抵抗６０、６１の直列接続は、識別抵抗３２の異なる値を識別する能力に影響を与えないように十分に高いものであるのが好ましい。抵抗６０、６１を用いると、制御装置の多重化部分への出力４６が、通常動作時においても、４８ボルトのフル電圧にならないようになる。さらに、抵抗の組み合わせの「高い」インピーダンスにより、ライン４６への簡単な電圧制限ダイオードの付加が可能となり、このため、噴射器の配線が間違っている場合でも、４８ボルトのフル電圧がマルチプレクサヘ到達しない。ほとんどのマルチプレクサへの最大入力が、一段と低い電圧であるのが望ましい。
【００３０】
図７に示すレベルシフト回路１５０は、回路動作に不要であれば省略してもよい。素子１５２は、個々のシリンダに関連の複数のアナログスイッチである。
【００３１】
図２に示す識別コードを割り当てる特徴を、各々が３つの可能な値を有する２つの特性について説明したが、さらに多くの数の可能な値を有するさらに別の特性を使用しても本発明の利点が得られることがわかるであろう。
【００３２】
本発明の好ましい実施例を図示説明したが、当業者は本発明の範囲から逸脱することなく、変形例及び設計変更が可能であることがわかるであろう。そのため、頭書の特許請求の範囲は、本発明の真の範囲を判定するために検討すべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、燃料噴射器の特定のタイプを識別するテスト結果を示すグラフである。
【図２】  図２は、図１のテスト結果の情報を記憶させる方式を示す。
【図３】  図３は、本発明の第１のフローチャートである。
【図４】  図４は、本発明の図３のフローチャートの連続部分である。
【図５】  図５は、ディーゼルエンジン噴射器の識別回路全体を示す概略図である。
【図６Ａ】  図６Ａは、１つの燃料噴射器のための噴射器識別回路を示す。
【図６Ｂ】  図６Ｂは、識別モード時に事実上存在する図６Ａの回路を示す。
【図７】  図７は、本発明の識別回路を示す。
【図８】  図８は、本発明の燃料噴射器識別回路の論理状態を示す図である。
【図９】  図９は、好ましい識別抵抗のチャートである。
【図１】
0003723080.tif 000002
【図２】
0003723080.tif 000003
【図３】
0003723080.tif 000004
【図４】
0003723080.tif 000005
【図５】
0003723080.tif 000006
【図６Ａ】
0003723080.tif 000007
【図６Ｂ】
0003723080.tif 000008
【図７】
0003723080.tif 000009
【図８】
0003723080.tif 000010
【図９】
0003723080.tif 000011