JP3999298B2 - 内燃機関を制御するための方法と装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にコモン・レール・システム（Ｃｏｍｍｏｎ−Ｒａｉｌ−Ｓｙｓｔｅｍ）を備えた内燃機関のためのものであり、燃料を少なくとも１つのポンプによって低圧領域から高圧領域に圧送して、高圧領域の燃料圧を圧力センサによって検出し、この燃料圧を、圧力制御するための手段によって制御する、高圧噴射を行う内燃機関を制御するための方法に関する。
【０００２】
さらに本発明は、高圧噴射を行う内燃機関を制御するための装置であって、特にコモン・レール・システムを備えた内燃機関のためのものであり、燃料を低圧領域から高圧領域に圧送する少なくとも１つのポンプと、高圧領域における燃料圧を検出する圧力センサと、燃料圧を制御するための手段とが設けられている形式のものに関する。
【０００３】
【従来の技術】
内燃機関を備えた自動車では、燃料は電気的な燃料ポンプによって燃料タンクから圧送されて、燃料導管を介して噴射弁に供給される。高圧噴射が行われる内燃機関では、特に自己着火が行われる内燃機関では、この電気的な燃料ポンプに別のポンプが続いている。このポンプは、燃料噴射弁に接続されている、燃料供給装置の高圧領域に極めて高い圧力を生ぜしめる。さらに圧力制御弁が設けられていて、これにより高圧領域の圧力は制御可能である。この圧力制御弁が正しく働かないと、高圧領域の圧力が許容不可な値にまで増圧されてしまう場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、圧力制御弁が故障した場合でも、内燃機関を制御するための方法と装置とのもとで、必要走行運転が正しく維持されるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題解決するために本発明の方法では、圧力制御される領域で故障が生じた場合に、燃料圧を、低圧領域における燃料流の制御により制御するようにした。
【０００６】
さらに上記課題を解決するために本発明の構成では、圧力制御される領域で故障が生じた場合に、燃料圧を、低圧領域における燃料流の制御により制御する手段が設けられているようにした。
【０００７】
【発明の効果】
記載されたような方法及び装置により、圧力制御弁が故障した場合であっても、許容不可な高い圧力が生じることなしに、制限された運転が保証される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に図面に付き本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【０００９】
図１には、高圧噴射が行われる内燃機関の燃料供給機構のうち、本発明の理解のために必要な構成部分を示した。図示の機構は通常、コモン・レール・システム（Ｃｏｍｍｏｎ−Ｒａｉｌ−Ｓｙｓｔｅｍ）として知られている。符号１０で燃料貯えタンクを示した。この燃料貯えタンク１０は、フィルタ１５と、前フィードポンプ２０と、遮断弁２５と、高圧フィードポンプ３０とを備えた燃料供給導管を介してレール（Ｒａｉｌ）３５に接続されている。
【００１０】
燃料供給導管には、高圧フィードポンプ３０とレール３５との間に圧力制御弁４０若しくは圧力制限弁が配置されている。この弁によって燃料供給導管は戻し導管４５に接続可能である。圧力制御弁４０は高圧領域を低圧領域に接続する。この戻し導管４５を介して燃料は、燃料貯えタンク１０に戻される。
【００１１】
遮断弁２５はコイル２６によって操作可能である。これに相応して、弁４０はコイル４１によって制御可能である。レール３５にはセンサ５０が配置されている。このセンサ５０は有利には圧力センサである。このセンサ５０は、レール３５内の燃料圧力に相当する、ひいては高圧領域の圧力に相当する信号を発信する。
【００１２】
レール３５は各１つの導管を介して個々のインジェクタ６１，６２，６３，６４，６５，６６に接続されている。これらのインジェクタ６１，６２，６３，６４，６５，６６は電磁弁７１，７２，７３，７４，７５，７６を有していて、これらの電磁弁７１，７２，７３，７４，７５，７６によって前記インジェクタを通る燃料流が制御可能である。さらにこれらのインジェクタは、各１つの接続部を介して戻し導管４５に接続されている。
【００１３】
圧力センサとしてのセンサ５０の出力信号と、別のセンサ８０の出力信号とは制御ユニット１００に到り、この制御ユニット１００によって電磁弁７１，７２，７３，７４，７５，７６と、前フィードポンプ２０のコイル２６と、圧力制御弁４０のコイル４１と、高圧フィードポンプ３０とが制御される。
【００１４】
この装置は次のように働く。電気的な燃料ポンプ又は機械的なポンプとして形成することのできる前フィードポンプ２０によって、燃料貯えタンク１０内の燃料がフィルタ１５を介して高圧フィードポンプ３０に圧送される。この高圧フィードポンプ３０によって、燃料がレール３５に圧送され、ここで、約１００〜２０００バールの圧力が形成される。
【００１５】
高圧フィードポンプ３０と前フィードポンプ２０との間に遮断弁２５が配置されている。この遮断弁２５は、燃料流を遮断するために制御ユニット１００によって制御可能である。
【００１６】
センサ８０の信号に基づき制御ユニット１００が、インジェクタ６１，６２，６３，６４，６５，６６の電磁弁７１，７２，７３，７４，７５，７６の負荷のための制御信号を規定する。電磁弁７１，７２，７３，７４，７５，７６の開閉により、内燃機関への燃料噴射の開始及び終了が制御される。
【００１７】
圧力センサ５０によって、レール３５内の、ひいては高圧領域内の燃料の圧力が検出される。この値に基づき制御ユニット１００が、圧力制御弁４０の負荷のための信号を算出する。有利には、圧力制御弁４０の制御により、圧力は予め設定可能な値に制御される。この値はとりわけ、センサ８０によって検出される、内燃機関の運転条件に依存している。
【００１８】
圧力制御弁４０が誤制御により、閉じられた状態若しくは部分的に閉じられた状態のままであれば、高圧領域、特にレール３５における圧力は著しく増圧されてしまう。このような場合に本発明では、遮断弁２５及び／又は前フィードポンプ２０が閉鎖される。つまり遮断弁２５及び／又は前フィードポンプ２０によって、簡単な圧力制御が行われる。
【００１９】
図２には本発明の手順を、フローチャートに基づき示した。第１のステップ２００では、レール３５内の圧力の目標値ＰＳが、回転数Ｎと噴射したい燃料量ＱＫの関数Ｆとして求められる。場合によっては、目標値ＰＳを求めるためにさらに別の値が利用されてもよい。簡略化された実施例では、この目標値ＰＳが固定値として設定されていてもよい。
【００２０】
第２のステップ２１０では、実際値ＰＩがセンサ５０によって検出される。これに引き続き行われる質問２２０では、この実際値が上側の閾値よりも大きいかどうかがチェックされる。この閾値は、期待される目標値ＰＳと許容誤差値Δ１との総和により得られる。この閾値Ｓ１には関係式Ｓ１＝ＰＳ＋Δ１が該当する。レール内の実際の圧力の実際値ＰＩが最大許容レール圧を上回った場合は、ステップ２３０で遮断装置が、例えば遮断弁２５若しくは前フィードポンプ２０が、燃料流を遮断するように制御される。
【００２１】
これに対し質問２２０において、レール圧の実際値ＰＩが最大許容レール圧よりも大きくないということが認められれば、質問２４０によって、実際値ＰＩが下方の閾値Ｓ２よりも小さくないかどうかがチェックされる。この閾値Ｓ２は、関係式Ｓ２＝ＰＳ−Δ２のように、期待される目標値ＰＳと許容誤差値Δ２とから得られる。実際値ＰＩが下方の閾値Ｓ２よりも小さくなければステップ２００のプログラムが引き続き行われる。実際値ＰＩが最低許容レール圧を下回った場合には、遮断装置が、燃料流を流すように制御される。
【００２２】
上述の手順では、簡略化された圧力制御も実現される。この場合、制御装置は２点制御装置として構成されている。本発明によれば、圧力が最高許容値よりも大きいかどうかだけをチェックして、最高許容値よりも大きい場合には遮断されて、最高許容値よりも小さくなると再び接続されるということも可能である。このような実施例では質問２４０が省略される。
【００２３】
高圧領域における許容不可な高さの圧力値も、許容不可な低さの圧力値も、低圧領域における処置により補償することができるような燃料圧の制御が行われる。この手順では、圧力制御弁４０が誤作動する場合でも、制限された圧力制御運転が保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置を示すブロック図である。
【図２】本発明による方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 燃料貯えタンク、 １５ フィルタ、 ２０ 前フィードポンプ、 ２５ 遮断弁、 ２６ コイル、 ３０ 高圧フィードポンプ、 ３５ レール、４０ 圧力制御弁、 ４１ コイル、 ４５ 戻し導管、 ５０ センサ、 ６１，６２，６３，６４，６５，６６ インジェクタ、 ７１，７２，７３，７４，７５，７６ 電磁弁、 ８０ センサ、 １００ 制御ユニット、 ２００，２１０ ステップ、 ２２０ 質問、 ２３０ ステップ、 ２４０ 質問、ＰＳ 目標値、 ＰＩ 実際値

Claims (6)

1. コモン・レール・システムを備えた内燃機関のためのものであり、燃料をポンプによって低圧領域から高圧領域に圧送して、高圧領域の燃料圧を圧力センサによって検出し、この燃料圧を、圧力制御するための手段によって制御する、高圧噴射を行う内燃機関を制御するための方法において、
   圧力制御される領域である高圧領域で故障が生じた場合に、高圧領域における燃料圧を、低圧領域における燃料流の制御により制御し、この場合の制御を、次のように行う、即ち、
   高圧領域における圧力が、予め設定可能な第１の値を越えて増圧された場合、低圧領域における燃料流を遮断し、
   高圧領域における圧力が、予め設定可能な第２の値を下回って減圧された場合、低圧領域における燃料流を解放するように行うことを特徴とする、内燃機関を制御するための方法。
2. 高圧領域における最大許容圧力である予め設定可能な第１の値及び高圧領域における最低許容圧力である予め設定可能な第２の値が、回転数（Ｎ）及び又は噴射したい燃料量（ＱＫ）に応じて設定可能である、請求項１記載の方法。
3. 高圧噴射を行う内燃機関を制御するための装置であって、コモン・レール・システムを備えた内燃機関のためのものであり、燃料を低圧領域から高圧領域に圧送するポンプと、高圧領域における燃料圧を検出する圧力センサと、高圧領域における燃料圧を制御するための手段とが設けられている形式のものにおいて、
   圧力制御される領域である高圧領域で故障が生じた場合に、高圧領域における燃料圧を、低圧領域における燃料流の制御により制御する手段が設けられていることを特徴とする、内燃機関を制御するための装置。
4. 圧力制御される領域である高圧領域で故障が生じた場合に、高圧領域における圧力が、予め設定された値を越えて増圧された場合、低圧領域における燃料流を遮断する手段が設けられている、請求項３記載の装置。
5. 低圧領域における燃料流を遮断するために、遮断弁（２５）及び又は高圧フィードポンプ（３０）の手前に設けられた前フィードポンプ（２０）が使用される、請求項３または４記載の装置。
6. 高圧領域における圧力制御が、該圧力が最高許容圧力よりも大きい場合には低圧領域における燃料流を遮断し、前記圧力が最高許容圧力よりも小さい場合には低圧領域における燃料流を解放する制御装置によって行われる、請求項３から５までのいずれか１項記載の装置。

Images