JP2003155943A - 内燃機関の駆動方法、コンピュータプログラム及び制御及び/又は調整装置 - Google Patents
内燃機関の駆動方法、コンピュータプログラム及び制御及び/又は調整装置Info
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Abstract
善すること。 【解決手段】 燃料系の高圧領域から内燃機関の燃焼室
内に供給すべき目標燃料量が目標トルクに依存し、燃料
ポンプから高圧領域内に送給される燃料量を制御するこ
とができる量制御弁の制御期間が、目標圧力と高圧領域
内で検出された圧力との差に依存し、高圧領域内に送給
する燃料ポンプの送給出力が燃料ポンプの駆動軸の回転
数に依存し、量制御弁の目標制御期間、燃料ポンプの駆
動軸の回転数又は燃料ポンプを駆動する内燃機関のクラ
ンクシャフトの検出された回転数及び高圧領域内の求め
られた圧力から、検査燃料量を求め、該検査燃料量を、
目標トルクから求められた目標燃料量と比較する。 【効果】 内燃機関の燃焼室内に噴射される燃料が多す
ぎたり少な過ぎたりしないようにすることができる。
Description
駆動方法であって、燃料系の高圧領域から内燃機関の燃
焼室内に供給すべき目標燃料量が、目標トルクに依存し
ており、燃料ポンプから高圧領域内に送給される燃料量
を制御することができる量制御弁の制御期間が、目標圧
力と高圧領域内で検出された圧力との差に依存してお
り、高圧領域内に送給する燃料ポンプの送給出力が、燃
料ポンプの駆動軸の回転数に依存する方法に関する。
る。内燃機関に、燃料タンクから燃料を高圧燃料ポンプ
に送給する燃料系が用いられている。高圧燃料ポンプか
ら、燃料が高圧下で蓄積される燃料コモンレール(”レ
ール”)に燃料が圧送される。燃料コモンレールにはイ
ンジェクタが接続されており、インジェクタは燃料を直
接内燃機関の燃焼室内に噴射する。磁気制御弁によっ
て、高圧燃料ポンプの圧力側が、圧送行程中、吸入側と
短絡される。こうすることによって、燃料コモンレール
に圧送される燃料量を調整することができる。
は、インジェクタの燃料噴射期間から決められる。この
燃料量は、内燃機関の目標トルクに応じて調整されると
共に、インジェクタが接続されている高圧領域内の圧力
に応じて調整される。所定の目標トルクのために、比較
的低い圧力の場合、高圧領域内でインジェクタは、比較
的高い圧力の場合よりも長く開かれている。高圧領域内
の圧力は、圧力センサによって検出される。センサのエ
ラーに基づいて、誤って検出燃料圧が過度に低過ぎる場
合、インジェクタの噴射時間が長くされてしまい、それ
により、車両が不所望に加速されてしまうことになる。
この理由から、圧力センサの機能が監視される。
機関が組み込まれている車両が不所望に加速されてしま
うのを完全に排除することは不可能である。
に挙げた形式の方法を、内燃機関を常に制御可能に作動
するように改善することにある。
発明は、冒頭に挙げた形式の方法において、量制御弁の
目標制御期間、燃料ポンプの駆動軸の回転数又は燃料ポ
ンプを駆動する内燃機関のクランクシャフトの検出され
た回転数及び高圧領域内の求められた圧力から、検査燃
料量を求め、該検査燃料量を、目標トルクから求められ
た目標燃料量と比較することを提案するものである。
のみならず、総体的に、噴射すべき燃料量の検出を検査
することができるという顕著な効果を奏することができ
る。従って、圧力センサは誤りなく作動しているが、実
際には、インジェクタによって噴射すべき燃料量が依存
する値とは別の値が誤って用いられているような場合も
識別することができる。このような場合とは、例えば、
目標トルクから決められた目標燃料量が誤って設定され
ているというような場合である。量制御弁の制御期間
が、誤って設定されていることもある。
実に検出することができる。このような動作は、内燃機
関の燃焼室内に噴射されるべき燃料量が、磁気制御弁の
目標制御期間を介して、例えば、センサによって検出さ
れた、内燃機関のクランクシャフトの回転数を介して、
及び、センサによって検出された、高圧領域内の圧力を
介して算出されるようにして行うことができる。
クタにより燃料コモンレールから要求される燃料量は、
燃料コモンレール内の所定圧力を維持するためには、第
2の燃料ポンプによって繰り返し再圧送される必要があ
るという点にある。第2の燃料ポンプからの圧送量は、
量制御弁の制御時間乃至閉期間及び第2燃料ポンプの駆
動軸の回転数に依存する。第2燃料ポンプの駆動軸は、
大抵機械的に内燃機関のカムシャフトによって駆動され
るので、ここでは、通常のように内燃機関のクランクシ
ャフトに係合されている内燃機関の回転数を用いること
ができる。
ーネントを必要とせずに実施することができる。従っ
て、極めて低廉なやり方で、内燃機関を更に確実且つ高
い信頼度で駆動することができるようになる。
本発明の方法及び本発明の装置の有利な実施例及び改善
が可能である。
標燃料量との差を形成し、当該差の値を、限界値と比較
することが提案されている。こうすることによって、簡
単に、検査燃料量と目標燃料量との許容偏差を定めるこ
とができる許容範囲を形成することができる。そのよう
な許容範囲によって、例えば、動的な効果、付加的な測
定精度を考慮することができる。
用いて求めることができる。この特性曲線は、単に、燃
料ポンプの回転数乃至高圧領域内の燃料圧に依存する。
この特性曲線は、非常に簡単に形成することができる。
を、多次元特性領域を用いて求めることができる。この
ために必要なコストは大きいが、精度及び計算速度は改
善される。
内燃機関のクランクシャフトの回転数に依存して、検査
燃料量と目標燃料量とを比較するとよい。こうすること
によって、個別コンポーネントのノーマル且つシステム
依存の許容偏差により、検査燃料量が回転数に依存して
種々異なった強度で制御されるという事情を考慮するこ
とができる。
転数で、殊に、およそ1200RPMの下側で、検査燃
料量と目標燃料量とを比較しないようにするとよい。殊
に、そのような低い回転数では、検査燃料量と目標燃料
量との比較は大して意味がない。と言うのは、内燃機関
の個別コンポーネントのノーマルな許容偏差は、この回
転数領域内では、検査燃料量と目標燃料量との既に著し
く大きな偏差を生じていることがあるからである。
燃料量と目標燃料量とが、許容範囲以上に相互に異なる
場合、エラー通報し、及び/又は、アラームを始動する
とよい。例えば、メンテナンス時にエラー通報を読み出
して、内燃機関をメンテナンスする担当者が、内燃機関
のエラー状態についての直接的な指示を入手することが
でき、必要な修理を所期の通り実行することができる。
こうすることによって、内燃機関のメンテナンスの手間
を軽減することができる。アラームにより、内燃機関の
ユーザに、内燃機関がエラーなしに機能しないというこ
とが直接シグナリングされる。自動車に内燃機関を用い
る際には、このアラーム信号は、例えば、ダッシュボー
ドの警報ランプを点灯するようにするとよい。
手段を実行することが提案されている。検査燃料量を目
標燃料量と比較する際に、燃料量の検出に誤りがあった
り、従って、実際に形成されたトルクが内燃機関のユー
ザによって所望されたトルクに相応しない恐れがあり、
そのような安全手段を始動させることによって、内燃機
関の駆動によって、内燃機関の各コンポーネントが危険
に晒されたり、ユーザの人体や生命が危険に晒されたり
するのを阻止することができる。
るのを阻止するために、エラー通報が所定時間以上形成
される場合に限って、安全手段を実行するようにすると
よい。本発明の方法の、この実施例では、測定及び/又
は計算誤差が短時間且つ1回しか生じない場合には、安
全手段を未だ始動しないのである。従って、この方法で
は、検査燃料量と目標燃料量とを比較することによっ
て、実際に、重大なエラーが定常的に生じていることが
検出される場合に、安全手段の始動が限定される。
ようにすることが提案されている。つまり、これは、内
燃機関がスイッチオフされることである。このラジカル
な安全手段により、内燃機関がエラーのまま更に駆動す
ることによって、内燃機関が更に損傷したり、内燃機関
によって別の損傷が生じたりするのを阻止することがで
きる。そうすることによって、その程度のエラーのまま
作動する内燃機関のユーザに及ぼされる危険も低減され
る。
と、上述の方法を実施するのに適しているコンピュータ
プログラムにも関する。その際、特に有利には、コンピ
ュータプログラムを、メモリ、殊に、フラッシュメモリ
に記憶するとよい。
及び/又は調整装置に関する。そのような内燃機関の駆
動時に安全性を向上するために、制御及び/又は調整装
置が、上述のようなコンピュータプログラムが記憶され
るメモリを有するようにすることが提案されている。
て詳細に説明する。
0で示されている。内燃機関は、燃料系12から燃料を
供給される。燃料系には、燃料タンク14が属してお
り、この燃料タンクから、電気燃料ポンプ16が燃料を
高圧燃料ポンプ18に送給する。
有しており、作動室の大きさは、図示していないピスト
ンの位置に依存する。ピストンは、更に同様に図示して
いない、内燃機関10のカムシャフトによって、間接的
に駆動される。作動室20から流れ方向に、第1のチェ
ックバルブ22が設けられており、作動室20から流れ
とは反対方向に、第2のチェックバルブ24が設けられ
ている。高圧燃料ポンプ18は、燃料コモンレール26
(”レール”)内に燃料を圧送する。燃料コモンレール
26には、複数のインジェクタ28が接続されており、
複数のインジェクタ28は、燃料を燃焼室30内に噴射
する。
26内に圧送される燃料量は、磁気制御弁32によって
制御される。磁気制御弁32は、高圧燃料ポンプ18の
ピストンの圧送期間中、少なくとも所定時間、作動室2
0を、チェックバルブ22から流れ方向に配設された燃
料パイプ34と結合することができる。この場合、燃料
は、燃料コモンレール26内に圧送されず、燃料パイプ
34内に返送される。磁気制御弁32の開期間に応じて
多く、又は少なく、燃料が燃料コモンレール26内に送
給される。
6によって検出され、圧力センサは、相応の信号を制御
及び調整装置38に送出する。制御及び調整装置38の
入力側には、回転数センサ40も接続されており、この
回転数センサは、内燃機関10のクランクシャフト(図
示していない)の回転数を検出する。位置センサ42
は、アクセルペダル44の位置を検出し、相応の信号を
制御及び調整装置38に送出する。更に、この例ではセ
ンサ46も示されており、このセンサ46は、制御及び
調整装置38に、内燃機関10の駆動状態にとって重要
な量を供給する。この際、例えば、吸入空気の温度とか
である。しかし、センサ46をホットフィルム式乃至H
FMセンサにしてもよく、このセンサは、内燃機関10
の燃焼室30内に供給された空気量を検出する。
(図2〜7):目標トルクは、実質的にアクセルペダル
44の位置によって決められる。このアクセルペダル4
4の位置は、位置センサ42によって検出される。アク
セルペダル44の位置に相応する信号wpedが、特性
領域部48(図2参照)に供給される。この特性領域部
内には、センサ46から得られた信号も供給される。特
性領域部48内では、出力量として目標燃料量rk w
が決められる。
28から相応の燃焼室30内に噴射される。インジェク
タ28から燃焼室30内に実際に噴射される燃料量は、
インジェクタ28の燃料噴射期間ti wによって決定
される。燃料噴射期間用の目標値ti wは、特性領域
部50内で特定される(図3参照)。特性領域部50に
は、目標燃料量rk w及び圧力センサ36によって検
出された、燃料コモンレール26内の圧力pristが
供給される。燃料コモンレール26内の圧力prist
を考慮する際、所定燃料噴射期間で、燃料コモンレール
26内の圧力が比較的低い場合、燃焼室30内に供給さ
れる燃料は、燃料噴射期間ti wは同じであるが、燃
料コモンレール26内の圧力が比較的高い場合よりも少
ないという点に基づいて考慮されている。特性領域部5
0によって、燃料コモンレール26内の、その種の圧力
差を補償することができる。
示された閉調整回路によって所望のレベルprsoll
に保持される。目標圧力prsollは、ブロック51
内で種々のパラメータに依存して決められる。目標値p
rsollと圧力センサ36によって検出された燃料コ
モンレールf26内の圧力pristとの差から、ブロ
ック52内で調整成分prdrが決められる。燃料コモ
ンレール26内の圧力の目標値prsollは、特性曲
線部54にも供給され、この特性曲線部では、この目標
値から磁気制御弁32の開角の予備制御値dwmsvv
stが特定される。この予備制御値は、更に燃料圧用の
調整成分prdrと共に特性領域部56内に供給され、
特性領域部56で、磁気制御弁32の開角用の目標値d
wmsvoが特定される。
フトの、量制御弁32が開けられていて、高圧燃料ポン
プ20の圧力側が吸入側と短絡されている角度に相応す
る。開角が大きくなればなる程、量制御弁32は長く閉
じられ、所定行程時に、高圧燃料ポンプ20から燃料コ
モンレール26内に沢山の燃料が圧送される。こうする
ことによって、最終的に、燃料コモンレール26内の圧
力が制御される。
理由からエラーが生じることが稀にある:例えば、圧力
センサ36のエラーに基づいて、燃料圧pristが誤
って検出されることがある。ブロック50(図3)で、
燃料量用の目標値rk wが受け取られるようにしても
よい。燃料圧pristと燃料量用の目標値rk wと
から、インジェクタ28の目標燃料噴射期間ti wが
得られるが、この目標燃料噴射期間ti wは、内燃機
関10のユーザによって所望され、且つ、アクセルペダ
ル44の相応の位置によって示された目標トルクに相応
しないとする。圧力センサ36によって誤って検出され
た燃料圧pristの事例が、例として図5及び6に記
載されている:図5からわかるように、時点t1で、測
定された圧力pristに相応する信号が突然降下して
いる(図5に参照番号58で示した実線)。信号の、こ
のような降下は、エラーのあるコンスタントオフセット
に相応している。信号pristの降下により、図4に
示された流れ図に相応して、図5に一点鎖線で示した目
標値prsollと、測定された値pristとが極端
に相違するようになる。その結果、図4に示された方法
で、量制御弁32の開角用の目標値dwmsvoが少し
高められ、これにより、燃料コモンレール26内に圧送
される燃料量が増大される。
の圧力prealが上昇する(図5の参照番号60)。
圧力センサ36のエラー時にコンスタントオフセットで
あるので、実際の圧力prealは、圧力センサ36に
よって制御及び調整装置38に伝送される(エラーのあ
る)信号pristが再度目標値prsollに相応す
る迄ずっと上昇する。従って、圧力センサ36の測定エ
ラーにより、圧力センサ36によって検出された圧力よ
りも実際に高い、燃料コモンレール26内の圧力pre
alとなる。
の降下に基づいて、図3の流れ図に相応して、補償のた
めに、燃料噴射期間ti wが長くされる。この状況
は、図6に示されている。しかし、実際の通常圧力pr
ealでは、燃料噴射期間ti wが、そのように長くさ
れると、トルクが突然増大することになる。圧力センサ
36の信号pristが再度目標圧力prsollに相
応して初めて、燃料噴射期間ti wも、再度通常値の
レベルになる。
26内の実際の圧力prealは圧力センサ36によっ
て検出された圧力よりも高いので、燃料噴射期間ti
wの間、所望のトルク及びこの燃料噴射期間ti wか
ら特定される燃料量rk wよりも沢山の燃料が噴射さ
れる。内燃機関10が組み込まれている車両は、従っ
て、先ず不本意に加速され、続いて、高いトルクで一定
期間駆動されるが、これはユーザが所望していることで
はない。
示された内燃機関10で、図2に示された方法が行われ
る:先ず、回転数センサ40によって検出された、内燃
機関10のクランクシャフトの回転数nmot、量制御
弁32の目標開角dwmsvo及び圧力センサ36によ
って、エラーのある状態で検出された圧力prist
が、ブロック62で2つの特性曲線で記憶される。ブロ
ック62で、検査燃料量rk umが検出される。検査
燃料量rk umは、高圧燃料ポンプ18から、入力値
nmot,dwmsvo及びpristの仮定下で、燃
料コモンレール26内に送給される。64では、この検
査燃料量rk um及び特性領域部48内で特定された
目標燃料量rk wから差が形成される。
れ、この比較器で、この差が限界値Gと比較される。図
7から分かるように、検査燃料量rk umは、この降
下の例では、時点t1で目標燃料量rk wとは異なり
始め、アスタリスクで示した点でハッチングを付けて示
した許容偏差帯域を超過し、つまり、差は、G1よりも
大きい。誤って低すぎると判断された燃料圧prist
の補償のために実行された、量制御弁32の開角dwm
svoの増大から、検査燃料量rk umの偏差が生じ
る。
され、比較器70で、この回転数nmotが、限界値G
3と比較される。比較器70は比較器68を制御して、
比較器68での比較が、回転数nmotが限界値G3よ
りも大きい場合に限って実行されるようにされる。その
際、回転数G3は、通常のように無負荷回転数よりも少
し高い回転数に相応する。G3の一例値は、1200R
PMである。
燃料量rk umとの差が限界値G1よりも大きいこと
が検出された場合、ブロック72で、カウンタがカウン
トし始める。この差の値が、ブロック74で限界値G2
と比較される。その際、ブロック68内で、目標燃料量
rk wと検査燃料量rk umとの差が再度限界値G
1よりも小さくなったことが検出されると直ぐに、ブロ
ック72でカウンタがリセットされる点に注意すべきで
ある。こうすることによって、比較的長い時間(例え
ば、最大0.5秒)に亘って限界値が超過された場合の
み、しかも、検査燃料量rk umと目標燃料量rk
wとの許容可能な偏差が1回しか生起しない場合でない
場合に限って制御が更に実行され続けるようにすること
ができる。
時間カウンタにするとよい)が限界値G2を超過したこ
とが検出されると、ブロック76で、アクションが始動
される。このアクションには、例えば、燃料噴射時間t
i wを強制的に零にセットして、燃料がインジェクタ
28から燃焼室30内に噴射されないようにすることが
含まれる。つまり、結果的には、内燃機関が遮断され
る。更に、エラービットをエラーメモリに読み取らせて
もよい。アラーム信号をブロック76で形成してもよ
い。前述のアクションを、有利には、別個のソフトウェ
アルーチンで変換して確実に実行してもよい。
能のみならず、総体的に、噴射すべき燃料量の検出を検
査することができるという顕著な効果を奏することがで
きる。従って、圧力センサは誤りなく作動しているが、
実際には、インジェクタによって噴射すべき燃料量が依
存する値とは別の値が誤って用いられているような場合
も識別することができる。このような場合とは、例え
ば、目標トルクから決められた目標燃料量が誤って設定
されているというような場合である。量制御弁の制御期
間が、誤って設定されていることもある。
実に検出することができる。
を必要とせずに実施することができるので、極めて低廉
なやり方で、内燃機関を更に確実且つ高い信頼度で駆動
することができるようになる。
比較のための方法を示す流れ図
れ図
の流れ図
の圧力とを時間に亘って示した図
に亘って示した図
の、時間に亘る経過特性を示す図
Claims (13)
- 【請求項1】 内燃機関(10)の駆動方法であって、
燃料系(12)の高圧領域(26)から前記内燃機関
(10)の燃焼室(30)内に供給すべき目標燃料量
(rk w)が、目標トルクに依存しており、燃料ポン
プ(18)から前記高圧領域(26)内に送給される燃
料量を制御することができる量制御弁(32)の制御期
間(dwmsvo)が、目標圧力(prsoll)と前
記高圧領域(26)内で検出された圧力(prist)
との差に依存しており、前記高圧領域(26)内に送給
する前記燃料ポンプ(18)の送給出力が、前記燃料ポ
ンプの駆動軸の回転数に依存する方法において、量制御
弁(32)の目標制御期間(dwmsvo)、燃料ポン
プの駆動軸の回転数又は前記燃料ポンプ(18)を駆動
する内燃機関(10)のクランクシャフトの検出された
回転数(nmot)及び高圧領域(26)内の求められ
た圧力(prist)から、検査燃料量(rk um)
を求め、該検査燃料量(rk um)を、目標トルクか
ら求められた目標燃料量(rk w)と比較することを
特徴とする方法。 - 【請求項2】 検査燃料量(rk um)と目標燃料量
(rk w)との差を形成し(64)、当該差の値を、
限界値と比較する(68)請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 検査燃料量(rk um)を、2つの特
性曲線(62)を用いて求める請求項1又は2記載の方
法。 - 【請求項4】 検査燃料量を、多次元特性領域を用いて
求める1又は2記載の方法。 - 【請求項5】 内燃機関(10)のクランクシャフトの
回転数(nmot)に依存して(70)、検査燃料量
(rk um)と目標燃料量(rk w)とを比較する
(68)請求項1から4迄の何れか1記載の方法。 - 【請求項6】 内燃機関(10)の低い回転数(nmo
t)で、殊に、およそ1200RPMの下側で、検査燃
料量(rk um)と目標燃料量(rk w)とを比較
しない(68)請求項5記載の方法。 - 【請求項7】 検査燃料量(rk um)と目標燃料量
(rk w)とが、許容範囲以上に相互に異なる場合、
エラー通報し、及び/又は、アラームを始動する(7
6)請求項1から6迄の何れか1記載の方法。 - 【請求項8】 エラー通報に基づいて、安全手段を実行
する(76)請求項1から7迄の何れか1記載の方法。 - 【請求項9】 エラー通報が所定時間以上形成される場
合(72)に限って、安全手段(76)を実行する請求
項8記載の方法。 - 【請求項10】 安全手段は、燃料供給の遮断を含む
(76)請求項8又は9記載の方法。 - 【請求項11】 コンピュータ上で実行されると、請求
項1から10迄の何れか1記載の方法を実施するのに適
していることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 【請求項12】 メモリ、殊に、フラッシュメモリに記
憶される請求項11記載のコンピュータプログラム。 - 【請求項13】 内燃機関(10)の駆動用の制御及び
/又は調整装置(38)において、請求項11又は12
記載のコンピュータプログラムが記憶されるメモリを有
することを特徴とする制御及び/又は調整装置。
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