JP5393458B2 - 噴射システムの燃料調量ユニットにおける障害を求めるための装置および方法ならびに当該方法を実施するためのコンピュータプログラム - Google Patents

Description

従来の技術
本発明は、内燃機関に対する噴射システムの燃料調量ユニットにおける障害を求めるための方法に関する。本発明は更に、内燃機関に対する装置、殊に制御装置、並びに本発明を実施するためのコンピュータプログラムに関する。

今日のコモンレールディーゼル噴射システムにおいて噴射に対する燃料圧力は電子的に調整される。その際調整操作部材として高圧ポンプの前方の低圧領域における燃料調量ユニットが用いられる。この形式の燃料調量ユニットは例えば、ＤＥ１９６１２４１３から公知である。

現在、燃料調量ユニットの障害のある電流回路を診断するための方法が公知である。これらの方法では、持続的に存在している障害を識別するようにしているだけである。短時間しか生じない障害、例えば短時間の接触不良を識別することはできない。

発明の開示
それ故に本発明の課題は、燃料調量ユニットの電流回路における障害を検知することができる方法を提供することである。

この課題は、物理量を表している第１の信号の勾配および物理量を表している第２の信号の勾配を決定し、かつ２つの勾配の予め定めた量および／または方向において障害を識別する、内燃機関に対する噴射システムの燃料調量ユニットにおける障害を求める方法によって解決される。ここで勾配の予め定めた量とは急峻度、すなわち信号の（短い）時間空間内の信号の変化の謂いである。勾配の方向とは、信号が大きな値の方に変化するかまたは小さな値の方に変化するかの謂いである。この措置により、短い接触不良のような短時間に生じる障害も識別することができる。これにより、車両における手間のかかる障害探索を回避することができる。

有利には、第１の信号は目標吐出量を表している。その際第１の信号は燃料調量ユニットに対するドライブ制御信号を表していてよい。有利には更に、ドライブ制御信号は燃料調量ユニットのアクチュエータにかかる電圧であるようになっている。更に有利には、ドライブ制御信号は燃料調量ユニットのアクチュエータにかかる電圧のデューティレシオを含むようにしている。ここでデューティレシオとは、矩形信号のハイレベルの、ローレベルに対する時間的な比の謂いであり、つまりここではパルス幅変調された信号が扱われている。

有利には、第２の信号は燃料調量ユニットのアクチュエータを流れる電流を表しているようにしている。有利には更に、第１の信号の勾配および第２の信号の勾配が時間ウィンドウ内で反対方向であるときに障害を識別するようにしている。時間ウィンドウは任意に小さくまたは大きく選択することができかつ任意の時点に設定することができる。有利には、第１の信号の勾配が時間ウィンドウ内において正でありかつ第２の信号の勾配が時間ウィンドウ内において負であるときに障害が識別される。有利には、本発明の方法により識別される障害は、例えば所謂接触不良による、アクチュエータの電流回路の少なくとも一時的に中断される電流回路、つまり例えば震動により一時的に開放または閉成される接触個所である。

冒頭に述べた課題は、内燃機関に対する噴射システムの燃料調量ユニットにおける障害を求める手段を備え、ここで物理量を表している第１の信号の勾配および物理量を表している第２の信号の勾配が決定されかつ２つの勾配の予め定めた量および／または方向において障害が識別される、内燃機関に対する装置、殊に制御装置によって解決される。

冒頭に述べた課題は、プログラムがコンピュータにおいて実施されるとき、本発明の方法のすべてのステップを実施するためのプログラムコードを備えたコンピュータプログラムによっても解決される。

内燃機関の燃料システムの概略図 噴射システムの物理量の振幅を例示する略図

本発明の実施例
次に本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１の燃料システム１は、例えば自動車（図示なし）に組み込まれていてよい内燃機関２の部分である。燃料システム１は燃料容器３を含んでいる。電気的に駆動されるパイロット吐出ポンプ４がフィルタ５を介して容器から燃料を低圧燃料導管６に吐出する。燃料導管は調量ユニット７を介して高圧ポンプ９の入口弁８に通じている。高圧ポンプは出口弁１０を介して、とりわけ、燃料レール１２を含んでいる高圧領域１１に燃料を吐出する。燃料レールには複数のインジェクタ１３が接続されている。インジェクタはそれぞれ、該インジェクタに配属されている燃焼室１４に燃料を噴射する。圧力制限弁１７がパイロット吐出ポンプ４に並列に配置されている。燃料調量ユニットはケーシングに弁スライダを含んでいる。弁スライダは図示されていない出力段を介して制御および調整装置１８によってドライブ制御されるアクチュエータによって制御される。制御および調整装置１８はとりわけ、圧力センサ１５からの信号が供給される。

圧力センサ１５は破線で示されているように、高圧領域１１におけるレール圧力ｐ_Ｒを表している電気信号を制御および調整装置１８に供給する。制御および調整装置１８は電気信号を調量ユニット７に、正確に言うと、調量ユニット７の図示されていないアクチュエータに供給する。この信号により弁スライダは開放および閉鎖される。調量ユニット７の弁スライダの開放および閉鎖により、低圧燃料導管６は弁が開放されると高圧ポンプ９の入口弁８に接続されかつ弁が閉鎖されると高圧ポンプから切り離される。調量ユニット７のアクチュエータに対するドライブ制御電圧は有利には矩形電圧である。矩形電圧は高い電圧レベル（ハイ）および低い電圧レベル（ロー）を有している。低い電圧レベルは有利には０Ｖである。調量ユニット７の弁スライダは高い電圧レベルにおいて閉鎖されかつ低い電圧レベルにおいて開放される。調量ユニット７の弁スライダおよびアクチュエータの形態に応じて、この仕方は反対であってもよい。つまり、調量ユニット７は電圧レベルが高いときに弁スライダを開放し、電圧レベルが低いときに弁スライダを閉鎖するようにしてもよい。高い電圧レベルと低い電圧レベルとの時間比はデューティレシオと称される。

図２は、噴射システムの物理量を表している種々の信号（測定量）の振幅を示している。図示されているのは物理量を表している種々の信号の（ディメンジョンのない）振幅であり、振幅は時間ｔに関してＡとして一般化されて示されている。更に図示されているのは、レール圧力の実際値ｐ_{ｒｅｉｓｔ}、レール圧力の電圧生値Ｕ_ＲＳ、調量ユニット７の通電を表すデューティレシオＴ、調量ユニット７の電流経過Ｉ並びに調整器で行われる調整出力、つまり調整器予設定ＲＶ（Reglervorgabe）である。線図には更にそれぞれ中断時間ｔ_ｕｎｔが図示されている。中断時間ｔ_ｕｎｔの間、調量ユニット７のアクチュエータの電流回路は例えば、電流回路内の接触不良または類似のものにより切り離されている。電流回路の切り離しによりデューティレシオＴの勾配は上昇する。というのは、この実施例においては図示されていない、レール圧力に対する調整部が、レール圧力の実際値ｐ_{ｒｅｉｓｔ}をレール圧力の目標値ｐ_ＲＳに戻すように調整するからである。開放された電流回路により調量ユニット７の弁は開放されているので、実際レール圧力ｐ_{ｒｅｉｓｔ}は上昇する。デューティレシオＴの正の勾配は、矩形電圧の平均値が上昇すること、つまり信号が「ハイ」にある時間が長くなりかつ信号が値「ロー」にある時間が短くなることを意味している。時間ｔ_ｕｎｔの間の電流回路の中断により、同時に電流が低減され、このことは電流Ｉの負の勾配において表される。すなわち図２から分かるように、調量ユニット７のアクチュエータの電流回路の開放は結果的に、調整器予設定ＲＶからのデューティレシオＴは正の勾配を有するが、同時に電流は負の勾配を有することになる。

接触不良が生じると、接触中断の間、調量ユニット７には電流が流れない。その結果レール圧力は開放されている調量ユニット７に基づいて上昇する勾配を有することになる。デューティレシオの調整器予設定はレール圧力分だけ予め定められた目標値に上昇するが、接触が再び閉鎖されるまではレール圧力に作用しない。実際の電流経過の勾配および調整器予設定のデューティレシオの勾配の異なっている極性が、接触不良を推定するために利用される。燃料調量ユニットの上述した接触不良識別は、燃料圧力が調量ユニットによって調整されかつ制御装置が、調整器予設定のデューティレシオの勾配および調量ユニットの実際の電流経過の勾配を評価するためにリソースを有しているコモンレール式噴射システムに使用可能である。

Claims (5)

1. 内燃機関（２）に対する噴射システム（１）の燃料調量ユニット（７）における障害を求める方法において、
   ａ） 燃料調量ユニット（７）のアクチュエータにかかる電圧である第１の信号の勾配、および、燃料調量ユニット（７）のアクチュエータを流れる電流である第２の信号の勾配を決定するステップと、
   ｂ） 前記第１の信号の勾配および第２の信号の勾配が時間ウィンドウ内で反対方向であるときに障害を識別するステップとを有する、
   ことを特徴とする方法。
2. ステップｂ）において前記第１の信号の勾配が時間ウィンドウ内において正でありかつ第２の信号の勾配が時間ウィンドウ内において負であるときに障害を識別する
   請求項１記載の方法。
3. 前記障害は、前記アクチュエータの電流回路の少なくとも一時的に中断される電流回路である
   請求項１または２項記載の方法。
4. 内燃機関（２）に対する噴射システム（１）の燃料調量ユニット（７）における障害を求める手段を備えた、内燃機関に対する装置、殊に制御装置において、
   燃料調量ユニット（７）のアクチュエータにかかる電圧である第１の信号の勾配、および、燃料調量ユニット（７）のアクチュエータを流れる電流である第２の信号の勾配が決定され、
   前記第１の信号の勾配および第２の信号の勾配が時間ウィンドウ内で反対方向であるときに障害が識別される
   ことを特徴とする装置。
5. プログラムがコンピュータにおいて実施されるとき、請求項１から３までのいずれか１項に記載のすべてのステップを実施するためのプログラムコードを備えたコンピュータプログラム。

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