(57)【要約】  装置を制御するための制御システムであって、装置が少なくとも２つの機能要素を有し、それぞれの機能要素が、制御信号によって制御される制御システムが本開示に開示される。制御システムは、装置に作動可能に接続され、かつ装置の作動を監視するようにおよび装置の作動状態を示す信号を発生させるように構成された検出手段を含み得る。さらに、制御システムは、少なくとも２つの機能要素および検出手段に作動可能に接続され、かつ検出手段によって発生された信号に応じて、個々の機能要素に印加される２つの制御信号を切り換えるように構成された制御モジュールを含み得る。
2009523956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御信号によってそれぞれ制御可能な第１および第２の機能要素を有する装置を制御するための制御システムであって、
装置に作動可能に接続され、かつ装置の作動状態を示す少なくとも１つの信号を発生させるように構成されたセンサ装置と、
第１および第２の機能要素とセンサ装置とに作動可能に接続された制御モジュールと、
を備える制御システムにおいて、
制御モジュールが、第１の波形を有する第１の制御信号と、第２の波形を有する第２の制御信号とを発生させるように作動可能であり、
制御モジュールが、第１のモードにおいて、第１の所定のオフセットで、第１および第２の波形を第１および第２の機能要素にそれぞれ送信するように作動可能であり、
制御モジュールが、第２のモードにおいて、第１のオフセットよりも比較的長い第２のオフセットで、第１および第２の波形を第１および第２の機能要素にそれぞれ送信するように作動可能であり、
制御モジュールが、第１のモードに従って作動するように、その後、（ｉ）センサ装置によって発生された少なくとも１つの第１の信号、および（ｉｉ）第１のモードに従って所定期間作動する制御モジュールの少なくとも一方に応じて、第２のモードに従って作動を開始するように作動可能である制御システム。
【請求項２】
装置が所定の作動状態に達したことを示す、センサ装置によって発生された少なくとも１つの第１の信号に応じて、制御モジュールが、第２のモードに従って作動を開始するように作動可能である請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
装置が液圧システムであり、
所定の作動状態が、（ｉ）システム内の所定の油圧を実現する装置、および（ｉｉ）システム内の所定の油圧を所定期間維持する装置の少なくとも一方を含む請求項２に記載の制御システム。
【請求項４】
第１のオフセットが約１００ミリ秒以下である請求項１に記載の制御システム。
【請求項５】
第１のオフセットがゼロに等しく、および制御モジュールが、第１のモードにおいて、第１および第２の波形を第１および第２の機能要素にそれぞれ同時に送信するように作動可能である請求項４に記載の制御システム。
【請求項６】
制御モジュールが、センサ装置によって発生された少なくとも１つの第２の信号に応じて、個々の機能要素に印加される波形のタイミングまたは宛先を切り換えるように作動可能である請求項１に記載の制御システム。
【請求項７】
制御モジュールが、装置の作動誤差を示す、センサ装置によって発生された少なくとも１つの第２の信号に応じて、個々の機能要素に印加される波形のタイミングまたは宛先を切り換えるように作動可能である請求項６に記載の制御システム。
【請求項８】
制御モジュールが、（ｉ）切換後に所定の作動状態を実現する装置、および（ｉｉ）切換後に所定の作動状態を所定期間維持する装置の少なくとも一方に応じて、波形と機能要素との切換関係を保存するように作動可能である請求項６に記載の制御システム。
【請求項９】
装置が液圧システムであり、
所定の作動状態が、システム内の所定の油圧を実現または維持する装置を含む請求項８に記載の制御システム。
【請求項１０】
第１および第２の波形が実質的に同一の形状および周波数を有する請求項１に記載の制御システム。
【請求項１１】
装置が第１および第２のポンプ要素を有する油圧ポンプであり、
第１および第２のポンプ要素のそれぞれが、装置の作動中に移動するように構成され、それぞれのポンプ要素の移動が個々のポンプ要素周波数を定め、
制御モジュールが、第１のモードにおいて、実質的に、ポンプ要素周波数の少なくとも１つの２倍に相関する周波数で、第１および第２の制御信号の波形のそれぞれを送信するように作動可能であり、
制御モジュールが、第２のモードにおいて、実質的に、ポンプ要素周波数の少なくとも１つに相関する周波数で、第１および第２の制御信号の波形のそれぞれを送信するように作動可能である請求項１に記載の制御システム。
【請求項１２】
第１および第２のポンプ室を有する油圧ポンプであって、それぞれのポンプ室が、アクチュエータによって制御可能な入口弁および出口弁の少なくとも一方を含み、それぞれのアクチュエータが、個々の制御信号によって制御可能である油圧ポンプと、ポンプに流体接続された油圧レールとを含む液圧システムを制御するための方法であって、
第１の制御波形が、第１のポンプ室に接続された第１のアクチュエータに送信され、第２の制御波形が、第２のポンプ室に接続された第２のアクチュエータに送信され、第１および第２の送信が第１のオフセットに従って行われる第１のモードにおいて、液圧システムを作動させるステップと、
第１の制御波形が、第１のポンプ室に接続された第１のアクチュエータに送信され、第２の制御波形が、第２のポンプ室に接続された第２のアクチュエータに送信され、第１および第２の送信が、第１のオフセットよりも長い第２のオフセットに従って行われる第２のモードにおいて、液圧システムを作動させるステップと、
第１のモードに従って液圧システムを作動させ、その後、（ｉ）レールの油圧特性、および（ｉｉ）第１のモードに従って所定期間作動する制御モジュールの少なくとも一方に応じて、第２のモードに従って液圧システムの作動を開始するステップと、
を含む方法。
【請求項１３】
第１のオフセットが約１００ミリ秒以下である請求項１２に記載の制御システム。
【請求項１４】
第１のモードで液圧システムを作動させるステップが、第１および第２の波形を第１および第２のアクチュエータにそれぞれ同時に送信するステップを含む請求項１３に記載の制御システム。
【請求項１５】
圧力特性が、（ｉ）レール内で実現される所定の圧力、および（ｉｉ）レール内に所定期間維持される所定の圧力の少なくとも一方を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
第２のモードで液圧システムを作動させた後に、レールの第２の油圧特性に応じて、個々のアクチュエータに印加される制御波形の宛先またはタイミングを切り換えるステップを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
第２の油圧特性がシステムの作動誤差を示す請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
切換後に、液圧システムが、（ｉ）所定の油圧特性を実現する、および（ｉｉ）所定の油圧特性を所定期間維持する、の少なくとも１つである場合、制御波形とアクチュエータとの切換関係を保存するステップを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
第１のモードで液圧システムを作動させるステップが、ポンプ要素の１つの２倍の作動周波数に相関する周波数で、それぞれの制御波形を液圧システムの個々のアクチュエータに送信するステップを含み、
第２のモードで液圧システムを作動させるステップが、ポンプ要素の１つの作動周波数に相関する周波数で、それぞれの制御波形を液圧システムの個々のアクチュエータに送信するステップを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
液圧システムが内燃機関用の燃料システムであり、
方法が、エンジンの始動中に第１のモードで燃料システムを作動させるステップを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
エンジンがうまく始動された後に、第２のモードで燃料システムを作動させるステップを含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
レールの油圧特性に応じて、個々のアクチュエータに印加される制御波形の宛先またはタイミングを切り換えるステップと、
エンジンがうまく始動された後に、切換構成に従って燃料システムを作動させるステップと、
を含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
装置を制御するための制御システムであって、装置が少なくとも２つの機能要素を有し、それぞれの機能要素が、制御信号によって制御される制御システムにおいて、
装置に作動可能に接続され、かつ装置の作動を監視するように構成された検出手段であって、装置の作動状態を示す信号を発生させる検出手段と、
少なくとも２つの機能要素および検出手段に作動可能に接続され、かつ検出手段によって発生された信号に応じて、個々の機能要素に印加される２つの制御信号を切り換えるように構成された制御モジュールと、
を含む制御システム。
【請求項２４】
検出手段によって発生された信号が、装置が正常に作動していないときの誤差を示す請求項２３に記載の制御システム。
【請求項２５】
さらに、制御モジュールが、少なくとも２つの機能要素を制御するための制御信号を発生させるように構成され、および制御信号が、同一の周波数、実質的に同一の形状および半周期の位相差を有する周期波形を含む請求項２３に記載の制御システム。
【請求項２６】
制御信号が切り換えられた後に装置が正常に作動した場合、制御モジュールが、制御信号と機能要素との対応する関係を保存するように構成される請求項２３に記載の制御システム。
【請求項２７】
装置を制御するための方法であって、装置が少なくとも２つの機能要素を有し、それぞれの機能要素が、制御信号によって制御される方法において、
装置の作動を監視するステップと、
装置の作動状態を示す信号を発生させるステップと、
装置の作動状態を示す信号に応じて、個々の機能要素に印加される制御信号を切り換えるステップと、
を含む方法。
【請求項２８】
制御信号が切り換えられた後に、装置の作動状態を示す信号が所定値を超えて増加した場合、制御信号と機能要素との対応する関係を保存するステップをさらに含む請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
燃料ポンプを制御するための制御システムであって、燃料ポンプが少なくとも２つのポンプ室を有し、それぞれのポンプ室が、アクチュエータによって制御される入口弁および出口弁の少なくとも一方を有し、および燃料ポンプが燃料レールに接続される制御システムにおいて、
燃料レール内に配置され、かつ燃料レール内の燃料圧力を測定するように構成されたセンサと、
ポンプに接続され、かつ２つの制御信号を発生させて２つのアクチュエータをそれぞれ制御するように構成された制御モジュールであって、制御モジュールが、さらに、燃料レール内の測定された燃料圧力に応答し、および測定された圧力が所定の圧力未満であった場合、個々のアクチュエータに印加される２つの制御信号の宛先を切り換えるように構成される制御モジュールと、
を備える制御システム。
【請求項３０】
制御信号が、ポンプ室のそれぞれにそれぞれ配置された２つのポンプ要素の周波数と実質的に同一の周波数を有する周期波形を含む請求項２９に記載の制御システム。
【請求項３１】
制御信号の周期波形が、実質的に同一の形状と半周期の位相差とを有する請求項３０に記載の制御システム。
【請求項３２】
制御信号が、実質的に同一の形状と半周期の位相差とを有する周期波形を含む請求項２９に記載の制御システム。
【請求項３３】
制御信号が切り換えられた後に燃料レール内の燃料圧力が所定値を超えて増加した場合、制御モジュールが、制御信号とアクチュエータとの対応する関係を保存するように構成される請求項２９に記載の制御システム。
【請求項３４】
２つのポンプ室を有する燃料ポンプであって、それぞれのポンプ室が、アクチュエータによって制御される入口弁および出口弁の少なくとも一方を含み、それぞれのアクチュエータが、個々の制御信号によって制御される燃料ポンプと、ポンプに流体接続された燃料レールとを含む燃料システムを制御するための方法であって、
燃料レール内の燃料圧力を測定するステップと、
測定された燃料圧力と所定の圧力とを比較するステップと、
測定された燃料圧力が所定の圧力未満であった場合、個々のアクチュエータに印加される制御信号を切り換えるステップと、
を含む方法。
【請求項３５】
燃料レール内の燃料圧力を測定するステップが、所定期間後に燃料レール内の燃料圧力を測定するステップを含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
制御信号が切り換えられた後に燃料レール内の燃料圧力が所定値を超えて増加した場合、制御信号とアクチュエータとの対応する関係を保存するステップをさらに含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
２つのポンプ室を有する燃料ポンプであって、それぞれのポンプ室が、アクチュエータによって制御される入口弁および出口弁の少なくとも一方を含み、それぞれのアクチュエータが、個々の制御信号によって制御される燃料ポンプと、ポンプに流体接続された燃料レールとを含む燃料システムを制御するための方法であって、
燃料レール内の燃料圧力を測定するステップと、
測定された燃料圧力と所定の圧力とを比較するステップと、
測定された燃料圧力が所定の圧力未満であった場合、燃料レール内の燃料圧力が所定の圧力未満であった期間を測定するステップと、
燃料レール内の燃料圧力が所定の圧力未満であった期間と所定期間とを比較するステップと、
燃料レール内の燃料圧力が所定の圧力未満であった期間が所定期間よりも長かった場合、個々のアクチュエータに印加される制御信号を切り換えるステップと、
を含む方法。
【請求項３８】
燃料レール内の燃料圧力を測定するステップが、所定期間後に燃料レール内の燃料圧力を測定するステップを含む請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
制御信号が切り換えられた後に燃料レール内の燃料圧力が所定値を超えて増加した場合、制御信号とアクチュエータとの対応する関係を保存するステップをさらに含む請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
燃料システムであって、
少なくとも２つのポンプ室を有する燃料ポンプであって、それぞれのポンプ室が、アクチュエータによって制御される入口弁および出口弁の少なくとも一方を含む燃料ポンプと、
２つのポンプ室に流体接続された燃料レールと、
燃料レールに接続され、かつ燃料レール内の燃料圧力を測定するように構成されたセンサと、
ポンプに接続され、かつ２つの制御信号を発生させて２つのアクチュエータをそれぞれ制御するように構成された制御モジュールであって、制御モジュールが、さらに、燃料レール内の測定された燃料圧力に応答し、および測定された圧力が所定の圧力未満であった場合、個々のアクチュエータに印加される２つの制御信号を切り換えるように構成される制御モジュールと、
を備える燃料システム。
【請求項４１】
アクチュエータがソレノイドアクチュエータである請求項４０に記載の燃料噴射システム。
【請求項４２】
制御信号が、ポンプ室のそれぞれにそれぞれ配置された２つのポンプ要素の周波数と実質的に同一の周波数を有する周期波形を含む請求項４０に記載の燃料噴射システム。
【請求項４３】
制御信号の周期波形が、実質的に同一の形状と半周期の位相差とを有する請求項４２に記載の燃料噴射システム。
【請求項４４】
制御信号が、実質的に同一の周波数、同一の波形形状および半周期の位相差を有する周期波形を含む請求項４０に記載の燃料噴射システム。
【請求項４５】
制御信号が切り換えられた後に燃料レール内の燃料圧力が所定値を超えて増加した場合、制御モジュールが、制御信号とアクチュエータとの対応する関係を保存するように構成される請求項４０に記載の燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、交差した電気リードを分析するためのシステムおよび方法、より詳しくは、ポンプの交差した電気リードを分析するための制御システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両または作業機械用の内燃機関には、典型的に、燃料タンク、供給ポンプまたはプライミングポンプ、高圧ポンプ、高圧燃料コモンレールおよび複数の燃料噴射器を含む燃料システムが使用される。高圧ポンプは、低圧供給ラインを介してプライミングポンプおよび燃料タンクに流体接続された入口と、高圧供給ラインを介して高圧燃料コモンレールの入口に流体接続された出口とを含む。コモンレールは、複数の高圧供給ラインを介して燃料噴射器に流体接続される複数の出口を含む。燃料は、供給ポンプによって燃料タンクから引き出され、高圧ポンプに向かってポンプ供給される。次に、高圧ポンプは燃料を燃料コモンレールにポンプ供給する。燃料は高圧燃料レールから燃料噴射器に供給される。圧縮点火エンジンの場合、燃料噴射器を作動させることにより、高圧燃料が燃料コモンレールからエンジンの燃焼室に直接流入する。次に、この噴射燃料は、エンジンの圧縮行程中に、燃焼室内で空気と混合され、圧縮熱によって燃焼される。
【０００３】
高圧ポンプの入口および／または出口でソレノイドアクチュエータを使用して、入口弁および／または出口弁の開閉を制御し、これにより、入口弁および／または出口弁を通過する燃料容積を制御して、高圧レールへの高圧燃料の供給を制御することが典型的である。例えば、マゼット（Ｍａｚｅｔ）への（特許文献１）は、高圧燃料コモンレールの圧力を制御するためのシステムを開示しており、このシステムは、ポンプ入口を通過してポンプ室内に入る燃料の容積を制御するための高圧ポンプの入口にソレノイド作動弁を有する高圧ポンプを含む。エンジンの燃焼室内に噴射されるべき燃料質量の和に等しいある容積の燃料をポンプ室に供給するように、入口弁の開閉が制御される。供給される燃料容積は、燃料コモンレール内の測定された燃料圧力と目標圧力との圧力差を少なくとも部分的に補償する。
【０００４】
高圧ポンプを適切に機能させるために、正確な順序または位相で、高圧ポンプの入口弁のソレノイドアクチュエータを駆動する電流を印加しなければならない。しかし、当業界では、駆動電流をソレノイドアクチュエータに供給するために使用される電気リードを、誤ったアクチュエータに誤接続してしまうことがあり、このようにして、電流が反転位相でアクチュエータに印加される場合があり、次に、これにより、適切に機能しないアクチュエータを有する高圧ポンプが生じることになる。従来、この状態は、ハードウェアコンポーネントを調整することによって、例えば、電気リード接続を物理的に変化させるか、または異なるリードおよびリードコネクタをアクチュエータ間に製造することによって検出されて補正される。電気リードのこの交差を補正するための従来のハードウェア対策により、大きなコストおよび複雑さが製品に付加される。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，４４６，６１０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
開示される制御システムおよび方法は、従来のシステムを改良することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一形態では、本開示は、制御信号によってそれぞれ制御可能な第１および第２の機能要素を有する装置を制御するための制御システムに関する。制御システムは、装置に作動可能に接続され、かつ装置の作動状態を示す少なくとも１つの信号を発生させるように構成されているセンサ装置を含み得る。さらに、システムは、第１および第２の機能要素とセンサ装置とに作動可能に接続された制御モジュールを含み得る。制御モジュールは、第１の波形を有する第１の制御信号と、第２の波形を有する第２の制御信号とを発生させるように作動可能であり得る。制御モジュールは、第１のモードにおいて、第１の所定のオフセットで、第１および第２の波形を第１および第２の機能要素にそれぞれ送信するように作動可能であり得る。さらに、制御モジュールは、第２のモードにおいて、第１のオフセットよりも比較的長い第２のオフセットで、第１および第２の波形を第１および第２の機能要素にそれぞれ送信するように作動可能であり得る。その上、制御モジュールは、第１のモードに従って作動するように、その後、（ｉ）センサ装置によって発生された少なくとも１つの第１の信号、および（ｉｉ）第１のモードに従って所定期間作動する制御モジュールの少なくとも一方に応じて、第２のモードに従って作動を開始するように作動可能であり得る。
【０００８】
他の形態では、本開示は、第１および第２のポンプ室を有する油圧ポンプであって、それぞれのポンプ室が、アクチュエータによって制御可能な入口弁および出口弁の少なくとも一方を含み、それぞれのアクチュエータが、個々の制御信号によって制御可能である油圧ポンプと、ポンプに流体接続された油圧レールとを含む液圧システムを制御するための方法に関する。本方法は、第１の制御波形が、第１のポンプ室に接続された第１のアクチュエータに送信され、第２の制御波形が、第２のポンプ室に接続された第２のアクチュエータに送信され、第１および第２の送信が第１のオフセットに従って行われる第１のモードにおいて、液圧システムを作動させるステップを含み得る。さらに、本方法は、第１の制御波形が、第１のポンプ室に接続された第１のアクチュエータに送信され、第２の制御波形が、第２のポンプ室に接続された第２のアクチュエータに送信され、第１および第２の送信が、第１のオフセットよりも長い第２のオフセットに従って行われる第２のモードにおいて、液圧システムを作動させるステップを含み得る。その上、本方法は、第１のモードに従って液圧システムを作動させ、その後、（ｉ）レールの油圧特性、および（ｉｉ）第１のモードに従って所定期間作動する制御モジュールの少なくとも一方に応じて、第２のモードに従って液圧システムの作動を開始するステップを含み得る。
【０００９】
上述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方が、模範的かつ説明的なものに過ぎず、特許請求される本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【００１０】
本明細書に組み込まれかつその一部を構成する添付図面は、本発明の模範的な実施形態または特徴を示しており、発明の詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００１１】
図面は本発明の模範的な実施形態または特徴を示しているが、図面は必ずしも寸法通りではなく、いくつかの特徴は、本発明をより良く示しかつ説明するために誇張されている場合がある。本明細書に記載されている実施例は、本発明の模範的な実施形態または特徴を示しており、このような実施例は、本発明の範囲を限定するものと決して解釈されるべきではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
一実施形態では、少なくとも２つの機能要素（例えばアクチュエータ）を含み得る、装置（例えばポンプ）を制御するための制御システムであって、それぞれの機能要素が制御信号によって制御される、制御システムが本開示に開示される。制御システムは、装置に作動可能に接続され、かつ装置の作動を監視するように、および装置が正常に作動していないときの（例えば、圧力が十分なレベル未満に低下したときの）作動誤差を示す１つ以上の信号（例えば圧力信号）を発生させるように構成された検出手段（例えばセンサ装置）を含むことが可能である。さらに、制御システムは、少なくとも２つの機能要素および検出手段に作動可能に接続され、かつ検出手段から受信された１つ以上の信号に応じて、個々の機能要素に印加される２つの制御信号を切り換えるように（例えば、信号のタイミングまたは宛先を切り換えるように）構成された制御モジュールを含むことが可能である。
【００１３】
一実施形態では、制御システムを液圧システムに、例えばエンジン燃料システムに実装し得る。図１は、エンジンブロック１２と燃料システム２０とを含むエンジンシステム１０の概略図を示している。燃料システム２０は、燃料源２２（燃料タンクであり得る）、供給燃料ポンプまたはプライミング燃料ポンプ２３、供給ポンプ２３と燃料タンク２２とに流体連通する燃料ポンプ３０、ポンプ３０と流体連通する燃料コモンレール４０、およびコモンレール４０と流体連通する複数の燃料噴射器５０を含むことが可能である。燃料ポンプ３０は、任意の適切なポンプ、例えば、固定容量形ポンプまたは可変容量形ポンプであってもよい。ポンプ３０は圧力下に燃料をコモンレール４０にポンプ供給し、コモンレール４０は加圧燃料を燃料噴射器５０に供給する。燃料噴射器５０は、高圧燃料をエンジンブロック１２の燃焼室内に直接噴霧し、ここで、燃料が空気と混合されて燃焼される。当然、本実施形態のエンジンシステム１０は、圧縮点火内燃機関または火花点火内燃機関等の任意の種類の内燃機関であり得る。
【００１４】
ポンプ３０は複数のポンプ要素を含むことが可能である。図１に示されているように、ポンプ３０は２つのポンプ要素３１ａと３１ｂを含み得る。それぞれのポンプ要素３１ａと３１ｂは、個々のポンプ室を画成するように個々のポンプシリンダ内に存在することが可能である。それぞれのポンプ室は入口弁と出口弁とを含み得る。出口弁は、ポンプ室内の燃料の圧力がチェック弁を開くのに十分であった場合に、流体がポンプ室からコモンレール４０に一方向に流れることを許容する一方向チェック弁であり得る。アクチュエータ３２ａと３２ｂによって、２つのポンプ室の入口弁をそれぞれ制御することが可能である。アクチュエータ３２ａと３２ｂは、例えば、ソレノイド式アクチュエータであってもよい。エンジンクランクシャフトと同期して駆動されるドライブシャフトによって支持されたカムにより、２つのポンプ要素３１ａと３１ｂを駆動し得る。それぞれのポンプ要素３１、３１ｂの移動により、ポンプ要素周波数を定めることが可能である。このようにして、エンジン速度が増加または減少されたときに、それに応じて、ポンプ要素３１ａ、３１ｂのポンプ要素周波数が増加または減少し得る。
【００１５】
次に、ポンプ３０の入口弁の１つのものの作動の詳細について説明する。このような詳細はポンプ３０の入口弁の他のものにも等しく適用できる。通常、バネにより、ポンプ室の入口弁を付勢して開いて、燃料が燃料タンク２２と供給ポンプ２３とからポンプ室に流れることを許容することが可能である。アクチュエータ３２ａが作動すると、ポンプ室への燃料の供給を遮断するように、入口弁が閉じられる。入口弁が閉じられた状態で、特定量の燃料がポンプ室内に捕捉される。次に、ポンプ室内のこの特定量の燃料は、ポンプ要素３１ａのポンプ行程中にレール４０にポンプ供給される。ポンプ要素３１ａのポンプ行程中に、アクチュエータ３２ａへの制御信号は終了することが可能であり、入口弁は、ポンプ室内の燃料の圧力によって閉じられたままであることが可能である。次に、ポンプ要素３１ａが吸入行程中に収縮し始め、ポンプ室内の圧力が低減されたときに、入口弁が付勢バネの力を受けて再び開き得る。
【００１６】
さらに、燃料システム２０は制御システム３５を含むことが可能であり、この制御システムは、ポンプ３０に接続され、かつ２つの制御信号３３ａと３３ｂを発生させて２つのアクチュエータ３２ａと３２ｂをそれぞれ制御するように構成された制御モジュール３４を含むことが可能である。２つの制御信号３３ａと３３ｂは、図２に示されているような周期波形（波形３３ａおよび波形３３ｂ）の形状であり得る。波形３３ａと３３ｂは、実質的に同一の波形形状および周波数を有することが可能であるが、半周期の位相差を有することが可能である。図２は、元の形態のおよび形態が切り換えられた後の制御信号３３ａと３３ｂを示している（以下に詳細に説明する）。次のポンピング行程で供給すべき所望の燃料量に一致したときに、それぞれのアクチュエータ３２ａと３２ｂを作動させる（個々の入口弁を閉じる）ことが可能である。一実施形態では、所望の十分なポンプ量の間にアクチュエータに送信される波形は、プランジャの往復運動の１８０度毎の波形によって、それぞれのアクチュエータを作動させ得るように、ポンプ要素のプランジャの往復運動の周波数（ポンプ要素周波数）に相関し得る（例えば、前記周波数と実質的に同一の周波数を有し得る）。ポンプ要素３１ａと３１ｂのそれぞれを駆動するより多数のカムローブを有する他の実施形態では、ポンプ要素３１ｂの排出／吸入行程中に、ポンプ要素３１ａの吸入／排出行程が行われるように、１８０度のカムサイクルで９０度毎に交番して、ポンプ要素３１ａと３１ｂを順次作動させることが可能である。プランジャと同期して、２つのアクチュエータ３２ａと３２ｂを９０度の位相差（半周期）で順次作動させることが可能である。
【００１７】
さらに、燃料システム２０の制御システム３５は、コモンレール４０内の燃料圧力を測定するための、コモンレール４０に接続されたセンサ４２のような装置の作動状態（例えば燃料圧力）を示す少なくとも１つの信号を発生させるように構成されたセンサ装置を含み得る。制御モジュール３４は、センサ４２に接続されることが可能であり、センサ４２から燃料圧力信号を受信することが可能である。さらに、制御モジュール３４は、測定された燃料圧力と所定の／所望の燃料圧力とを比較するように構成されることが可能である。所定の作動状態（例えばレール内の所定の圧力）を所定期間実現しないかまたは維持しないシステムに応じて、２つのアクチュエータ３２ａと３２ｂに関する２つの制御信号３３ａと３３ｂを切り換えるように、制御モジュール３４を構成し得る。例えば、測定された燃料圧力が所定の／所望の圧力未満であった場合、制御モジュール３４は、２つのアクチュエータ３２ａと３２ｂに関する２つの制御信号３３ａ、３３ｂを切り換えることが可能である。言い換えれば、測定された圧力が所望のレール圧力未満であった場合、制御モジュール３４は、制御信号３３ａがアクチュエータ３２ｂに印加され、制御信号３３ｂがアクチュエータ３２ａに印加されるように、アクチュエータ３２ａと３２ｂに送信される信号を切り換えることが可能であり、その代わりに、制御信号３３ａが依然としてアクチュエータ３２ａを制御しているが、制御信号３３ａが、制御信号３３ｂをアクチュエータ３２ｂに送信するために本来予定されていたタイミングで送信されるように、およびその逆も同様であるように、制御信号３３ａ、３３ｂのタイミングを切り換えることが可能である。制御モジュール３４は、その後の使用のために、例えば、（ｉ）切換後に所定の作動状態を実現する装置、および（ｉｉ）切換後に所定の作動状態を所定期間維持する装置の少なくとも一方に応じて、制御信号３３ａおよび３３ｂとアクチュエータ３２ａおよび３２ｂとの切換関係を保存するためのメモリ、例えば不揮発性メモリを含み得る。例えば、一実施形態では、制御信号３３ａと３３ｂが切り換えられた後に、コモンレール４０の燃料圧力が所定の／所望の値までまたはそれを超えて増加した場合、切換関係を装置のメモリに保存してもよい。
【００１８】
それに加えてまたはその代わりに、そして図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃに基づいて、制御モジュール３４は、以下に説明するように、第１のモード（図４Ａ）と、第２のモード（図４Ｂ）と、変更された（信号が切り換えられた）第２のモード（図４Ｃ）とで作動可能であり得る。制御モジュール３４は、第１のモード（図４Ａ）において、第１の所定のオフセットｔｓ１で、制御信号３３ａの波形および制御信号３３ｂの波形の両方をアクチュエータ３２ａと３２ｂにそれぞれ送信するように作動可能であり得る。第１の実施形態では、制御モジュール３４は、個々の波形を同時に（所定のオフセットｔｓ１＝０で）送信するように作動可能であり得る。別の実施形態では、制御モジュール３４は、個々の波形をそれらの間の僅かな遅延（ｔｓ１＞０）で送信するように作動可能であり得る。例えば、制御信号３３ｂの波形は、制御信号３３ａの波形の送信に対して僅かな遅延（例えば、ｔｓ１を１００ミリ秒以下に設定し得る）で送信されてもよい。信号３３ａ、３３ｂの波形の送信のこの遅延は、制御モジュール３４の電気的制約に合わせるために適切であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、制御モジュール３４が、制御信号３３ａ、３３ｂの波形の両方をアクチュエータ３２ａ、３２ｂに同時に送信することは望ましくない場合がある（またはそのことはいくつかの場合にだけ可能である）。このようにして、波形の送信の僅かな遅延は、波形をアクチュエータ３２ａ、３２ｂに同時に送信するためにアクチュエータ３２ａ、３２ｂとシステムとに実質的に同一のまたは同様の影響を与えている間の制御モジュールの電気的制約に合わせることが可能である。第１のモードの作動における作動時に、ポンプ要素周波数の２倍に相関する（例えば、ポンプ要素周波数の２倍と実質的に同一の周波数を有し得る）周波数で、それぞれの信号３３ａ、３３ｂのそれぞれの波形を送信し得る。
【００１９】
さらに、制御モジュール３４は、第２のモード（図４Ｂ）において、第１のオフセットｔｓ１よりも比較的長い第２のオフセットｔｓ２で、制御信号３３ａの波形および制御信号３３ｂの波形の両方をアクチュエータ３２ａと３２ｂにそれぞれ送信するように作動可能であり得る。一実施形態では、図２を参照して上述したように、第２のモードの波形のタイミングおよび送信が発生する。このようにして、第２のモードの作動における波形の送信の間のオフセットｔｓ２は、第１のモードの波形のオフセットｔｓ１よりも実質的に長いことが可能であるが、この理由は、図２を参照して上述したように、一実施形態において、アクチュエータ３２ａ、３２ｂの実質的にまたはほぼ同時の作動を生じさせるように、第１のオフセットｔｓ１（第１のモードの作動における）を設定することが可能であり、一方、同一の実施形態において、アクチュエータ３２ａ、３２ｂの交互の作動を生じさせるように、第２のオフセットｔｓ２（第２のモードの作動における）を設定することが可能であるからである。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
例えば、多数のポンプ要素および電気的に作動されるポンプ弁を有するポンプにおいて、ポンプの交差した電気リードを分析するための開示される制御を実施し得る。さらに、例えば、多数のポンプおよび電気的に作動されるポンプ弁を有するポンプアセンブリにおいて、開示される制御を実施し得る。その上、交差した電気リードの問題を解決するために、例えば、実質的に同一の波形形状と半周期の位相差とを有し得る電流によって駆動される２つのソレノイドアクチュエータを使用するシステムに、開示される制御システムを実装することが可能である。例えば、制御信号をアクチュエータに送信するために電気リードが使用される場合に、ポンプのソレノイドアクチュエータの交差した電気リードの状態を分析するために、開示されるシステムを使用し得る。開示されるシステムの他の用途が可能であり得ることと、開示される実施形態が一例に過ぎず、本開示の真の範囲およびその用途が請求項に示されていることを理解されたい。次に、いくつかの実施形態の作動について説明する。
【００２１】
図３Ａは、燃料システム２０の燃料ポンプ３０の可能な交差した電気リードを分析するためのプロセス６０を示している。ステップ６２において、例えばエンジン始動時において、制御モジュール３４は、制御信号とアクチュエータとの関係に対応する保存データをメモリから読み取ることが可能であり、および前記保存データに基づいて、制御信号３３ａと３３ｂをアクチュエータ３２ａと３２ｂに印加することが可能である。通常作動において、ポンプ要素３１ａと３１ｂは燃料を燃料タンク２２と供給ポンプ２３とからコモンレール４０にポンプ供給する。ポンプ３０が適切に機能し、およびエンジン始動時にプロセス６０が開始された場合、コモンレール４０内の燃料圧力は、増加し始めるべきであり、所定期間（例えば１０秒）後に、所定の／所望のレール圧力値に達するべきである。コモンレール４０内の燃料圧力は、圧力センサ４２によって測定される（ステップ６４）。ステップ６６において、測定された燃料圧力と所定の圧力値（例えば１０Ｍｐａ）とを比較し得る。一実施形態では、この比較は、エンジンシステム１０の開始から所定期間後に行われることが可能である。コモンレール４０内の測定された燃料圧力が所定の燃料圧力以上であった場合、ポンプ３０は、アクチュエータ３２ａと３２ｂに適切に接続された電気リードによって正常に機能すると考えられ得る。したがって、制御信号３３ａと３３ｂを切り換える必要がなくてもよく、プロセスは終了し得る（ステップ７６）。コモンレール４０内の測定された燃料圧力が所定の圧力値未満であった場合、ステップ６８において、制御モジュール３４は、例えば、個々のアクチュエータ３２ａと３２ｂに印加された制御信号３３ａと３３ｂが、次にアクチュエータ３２ｂおよびアクチュエータ３２ａにそれぞれ印加される（例えば送信される）ように、制御信号３３ａと３３ｂ（例えば信号のタイミングまたは宛先）を切り換えることが可能であるか、（あるいは制御信号３３ａが依然としてアクチュエータ３２ａを制御しているが、制御信号３３ａが、アクチュエータ３２ｂへの制御信号３３ｂの送信に本来関連するタイミングで送信されるように、またその逆も同様であるように、制御信号３３ａ、３３ｂのタイミングを切り換えることが可能である）。ステップ７０において、２つの制御信号が切り換えられた後に燃料圧力が増加したかどうかを決定し得る。コモンレール４０内の測定された燃料圧力が所定の値までまたはそれを超えて増加した場合、次の作動（ステップ７２）のために、制御信号とアクチュエータとの対応する関係（例えば、アクチュエータ３２ａと３２ｂに関する制御信号３３ａと３３ｂの宛先またはタイミング）を制御モジュール３４のメモリに保存することが可能であり、およびプロセスが終了することが可能である（ステップ７６）。動力が遮断され、次に再び戻された場合、制御モジュール３４は、アクチュエータ３２ａと３２ｂを駆動するために、メモリに保存された制御信号の関係を用い得る。制御信号が切り換えられた後に、コモンレール４０内の測定された燃料圧力が、依然として、所定の燃料圧力未満であった場合、他のトラブルシューティング手順（ステップ７４）を用いることが可能であることを理解されたい。
【００２２】
図３Ｂは、燃料システムの燃料ポンプの可能な交差した電気リードを分析するための、参照番号６０’で示されている、本開示によるプロセスの他の実施形態を示している。プロセス６０’は、図３Ａに示されているプロセス６０と同様であり、および図３Ａの要素と同様または同一である要素は、便宜上、同一の参照番号を有する。図３Ｂのプロセス６０’と図３Ａのプロセス６０との相違点は、プロセス６０’では、測定された燃料圧力が所定の／所望の燃料圧力未満であることを決定すると（ステップ６６）、このような状態（燃料圧力が所定の圧力未満である）が所定期間、例えば１秒持続したかどうかを決定するために（ステップ６７）、コモンレール４０内の燃料圧力を連続的に測定し得ることである。期間を測定するように、制御モジュール３４を構成することが可能である。状態が所定期間以上持続した場合、制御モジュール３４は、アクチュエータ３２ａと３２ｂ用の制御信号を切り換え得る。状態が所定期間以上持続せず、コモンレール４０内の燃料圧力が、再び、所定の圧力以上になった場合、アクチュエータ用の制御信号を切り換える必要がなくてもよく、プロセスは終了し得る（ステップ７６）。
【００２３】
図５は、本開示によるプロセス６０”の他の実施形態を示している。ステップ１１０において、例えばエンジンの初期始動運転時に、図４を参照して上述したように、第１のモードの作動（図４Ａ）に従って、制御モジュール３４を作動させることが可能である。このモードの作動において、制御モジュール３４は、オフセットｔｓ１で、同時またはほぼ同時に制御信号３３ａ、３３ｂの波形をアクチュエータ３２ａ、３２ｂに繰り返し送信し得る。このモードの作動中に、両方のアクチュエータ３２ａ、３２ｂは同時または実質的に同時に作動されることが可能であり、またそれらのアクチュエータはポンプ要素３１ａ、３１ｂの一方の作動周波数の２倍で作動されることが可能である。このようにして、第１のモードで作動される一実施形態では、ポンプ要素３１ａ、３１ｂの吸入行程およびポンプ行程の両方の初期段階中に、ポンプ３０の両方の入口弁を少なくとも一時的に閉じるように、両方のアクチュエータ３２ａ、３２ｂを「二重で作動させる」ことが可能である。入口弁が吸入行程の初期段階中に（制御波形によって）一時的に作動された場合、弁は、波形に応じて一時的に閉じることが可能であり、次に、吸気行程中に、燃料がポンプ室に流入することを許容するように、付勢バネの力を受けて再び開くことが可能である。しかし、ポンプ３０の入口弁がポンプ行程の初期段階中に（制御波形によって）一時的に作動された場合、ポンプ室内の燃料の圧力により、弁はポンプ行程中に閉じられたままであることが可能である。このようにして、アクチュエータの「二重作動」（吸入行程およびポンプ行程の両方の初期段階における）により、アクチュエータが、燃料を吸入し、前記アクチュエータの個々のポンプ室内に圧力を形成し、および加圧された燃料をレール４０に排出することが依然として許容される。したがって、両方のアクチュエータ３２ａ、３２ｂが初期始動段階中に「二重で作動された」ときに、圧力は、所望に応じて燃料レール４０内で増加することが予想され得る。この二重作動の第１のモードの作動によって、エンジンの始動運転中に、圧力がレール４０内に迅速に蓄積されることが保証され得ることを理解されたい。
【００２４】
図５のステップ１１４では、装置の作動状態と所定の作動状態とが比較される。例えばセンサ装置４２によって指示されるようなレール４０内の圧力が、所望に応じて応答しなかった場合、例えば、所定の圧力状態がレール内で実現されず、および／またはレール内の所定の圧力状態が所定期間維持されなかった場合、状態を解決するには、他のトラブルシューティング動作が適切であり得る（ステップ１１６に進む）。しかし、レール４０内の圧力が所望に応じて応答した場合、「二重作動」の第１のモードの作動を終了することが可能であり、および第２のモードの作動（図４Ｂ）を開始することが可能である（図３Ａと図３Ｂのプロセス６０またはプロセス６０’を行うステップ１１８に進む）。例えば、所定の作動状態がシステム内で実現された場合、「二重作動」の第１のモードの作動を終了して、第２のモードの作動を開始してもよい。実現されている所定の作動状態の一例は、例えば、レール内で実現される所定の油圧状態または油圧値、および／またはレール内に所定期間（例えば１秒）維持される所定の油圧状態または油圧値を含み得る。その代わりにまたはそれに加えて、第１のモードの作動が所定期間（例えば１０秒）用いられた後に、第１のモードの作動を終了して、第２のモードの作動を開始することが可能である。
【００２５】
第２のモードの作動に切り換えると、制御モジュールは、図２を参照して上述したように（例えば、制御波形３３ａ、３３ｂをアクチュエータ３２ａ、３２ｂに交互の順序で繰り返し送信することによって）、およびプロセス６０またはプロセス６０’で説明したように作動し得る。より具体的には、第２のモードの作動に切り換えると、適用可能なプロセス６０または６０’が図３Ａまたは図３Ｂの個々のブロック６４で開始し得る。このようにして、プロセス６０と６０’を参照して上述したように、第２のモードで制御モジュールの作動が開始した後に、例えばセンサ装置４２によって指示されるようなレール４０内の測定された燃料圧力が、所定の圧力値未満に低下した場合、制御モジュール３４は制御信号３３ａと３３ｂを切り換えることが可能である（図４Ｃ）。プロセス６０またはプロセス６０’を用いる前にプロセス６０”を用いる１つの利点は、上述のような二重作動制御方法を用いて第１のモードに従って作動することによって、レール４０内に圧力を迅速に形成し得ることである。次に、ポンプ３０用の電気リードが交差した（例えば、ポンプが、最近の設置中に交差した電気リードによって誤設置された）場合、制御モジュールが第２のモードに従って作動を開始したときに、望ましくない圧力低下がレール４０内で検出される場合があり、制御信号を迅速に切り換えることが可能である。このようにして、迅速なエンジン始動運転を依然として行うことが可能であり、および始動時に、交差した電気リードの状態であるにもかかわらず、通常のエンジン運転が、実質的に遮断することなく再開される。
【００２６】
従来技術に関する複数の利点は、開示される制御システムおよび方法に関連させることが可能である。例えば、開示される制御システムおよび方法は、交差した電気リードの状態を解決するためのいくつかのハードウェア対策の必要性を潜在的に排除して、ハードウェアの問題を解決するためのソフトウェア方法を用いてもよい。開示される制御システムおよび方法では、ソレノイドアクチュエータに関する交差した電気リードの問題を費用効果的に解決することが可能であり、そしてエンジン始動時に、および交差した電気リードの状態によって生じた最小の遅延でエンジンがうまく始動した後に、エンジンを適切に作動させることが可能である。
【００２７】
開示される制御システムおよび方法に種々の修正および変更をなし得ることが当業者には明らかであろう。他の実施形態は、開示される制御システムおよび方法の仕様および実施を考慮すれば当業者には明らかであろう。仕様および実施例は模範的なものに過ぎないと考えるべきであり、真の範囲は、次の特許請求の範囲およびそれらの等価物によって示されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】模範的なエンジンおよび燃料システムの概略図である。
【図２】元の形態のおよび形態が切り換えられた後の制御信号を示した、ポンプのアクチュエータを制御するための制御信号のグラフである。
【図３Ａ】ポンプの交差した電気リードを分析するための模範的な方法を示したフローチャートである。
【図３Ｂ】ポンプの交差した電気リードを分析するための他の模範的な方法を示したフローチャートである。
【図４Ａ】ポンプのアクチュエータを制御するための制御信号のグラフである。
【図４Ｂ】ポンプのアクチュエータを制御するための制御信号のグラフである。
【図４Ｃ】ポンプのアクチュエータを制御するための制御信号のグラフである。
【図５】ポンプの交差した電気リードを分析するための他の模範的な方法を示したフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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