(57)【要約】本発明の内燃機関では燃料が電動燃料ポンプ（３６）から圧送される。このポンプは流入側で燃料タンクに接続されており、流出側で圧力領域（３８）に接続されている。内燃機関の始動前、電動燃料ポンプ（３６）の予備運転が行われる。燃料ポンプの寿命を高めるために、圧力領域（３８）の実際圧（ｐｉｓｔ）が圧力センサ（４４）によって検出され、予備運転の実行は少なくともこの圧力センサ（４４）の信号に依存して行われる。
2005507051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動燃料ポンプ（３６）の流入側が燃料タンクに接続されており、流出側が所定の圧力領域（３８）に接続されており、内燃機関（１０）の始動前に電動燃料ポンプ（３６）の予備運転を行い、前記圧力領域（３８）の実際圧（ｐｉｓｔ）を圧力センサ（４４）で検出し、少なくとも圧力センサ（４４）の信号に依存して予備運転を実行する
内燃機関の駆動方法において、
電動燃料ポンプ（３６）を予備運転時にさしあたり最大出力（ａｓｌｍａｘ）で駆動する
ことを特徴とする内燃機関の駆動方法。
【請求項２】
予備運転の実行をその時点での駆動サイクルですでに予備運転が行われているか否かに依存して定める、請求項１記載の駆動方法。
【請求項３】
実際圧（ｐｉｓｔ）が第１の所定の値（Ｇ１）以下となる場合に電動燃料ポンプ（３６）の予備運転を開始し、実際圧（ｐｉｓｔ）が第２の所定の値（Ｇ２）以上となる場合に電動燃料ポンプ（３６）の予備運転を終了する、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
予備運転の持続時間（ｔｅｋｐ）が所定の値（Ｇ３）以上となる場合に電動燃料ポンプ（３６）の予備運転を終了する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
燃料ポンプ（３６）の出力をＰＩ制御回路（７８）によって前記圧力領域での実際圧（ｐｉｓｔ）と目標圧（ｐｓｏｌｌ）との差に依存して求め、プリコントロール部（８２）によって目標圧（ｐｓｏｌｌ）に依存して制御し、電動燃料ポンプ（３６）の予備運転のたびに、最大可能な駆動出力（ａｓｌｍａｘ）から通常のプリコントロール出力（ｖｓｌｄｙｎ）およびＰＩ制御回路（７８）の比例成分（ｄｐｐ）の駆動出力を減算した値またはこれに相応する値でＰＩ制御回路（７８）の積分器（８８）を初期化する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
燃料ポンプ（３６）の出力をＰＩ制御回路（７８）によって前記圧力領域での実際圧（ｐｉｓｔ）と目標圧（ｐｓｏｌｌ）との差に依存して求め、プリコントロール部（８２）によって目標圧（ｐｓｏｌｌ）に依存して制御し、電動燃料ポンプ（３６）の予備運転のたびに、プリコントロール部（８２）で、通常のプリコントロール出力（ｖｓｌｄｙｎ）に対して全プリコントロール出力（ｖｓｌｖｏｒ）がさしあたり最大となるように付加的な予備運転プリコントロール出力（ｖｓｌｖｏｒ）を加算する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
電動燃料ポンプ（３６）の予備運転の開始時にローパス（１１２）の入力側へ値ゼロを印加し、最大可能な駆動出力（ａｓｌｍａｘ）から通常のプリコントロール出力（ｖｓｌｄｙｎ）を減算した値またはこれに相応する値でローパス（１１２）を初期化することにより、付加的なプリコントロール出力（ｖｓｌｖｏｒ）を形成する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
ローパス（１１２）の時定数（Ｔ）を前記圧力領域（３８）での実際圧（ｐｉｓｔ）と目標圧（ｐｓｏｌｌ）との差に依存させる、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記圧力領域（３８）の目標圧（ｐｓｏｌｌ）を少なくとも電動燃料ポンプ（３６）の予備運転のあいだ内燃機関の所定領域の温度（ｔｍｏｔ）に依存させる、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
コンピュータ上で動作し、請求項１から９までのいずれか１項記載の内燃機関の駆動方法を実行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１１】
メモリ、例えばフラッシュメモリまたはＦｅＲＡＭ上に記憶されている、請求項１０記載のコンピュータプログラム。
【請求項１２】
流入側が燃料タンク（３４）に接続されており、かつ流出側が所定の圧力領域（３８）に接続された電動燃料ポンプ（３６）によって燃料が圧送される、内燃機関（１０）の駆動のための開制御および／または閉ループ制御装置（４６）において、
請求項１０または１１記載のコンピュータプログラムが格納されたメモリを有している
ことを特徴とする開制御および／または閉ループ制御装置。
【請求項１３】
燃料タンク（３４）および電動燃料ポンプ（３６）を備えた燃料システム（３２）を有しており、
前記燃料ポンプは流入側が燃料タンク（３４）に接続されており、かつ流出側が所定の圧力領域（３８）に接続されており、内燃機関の始動前または始動時に電動燃料ポンプ（３６）の予備運転が行われ、
圧力領域（３８）の実際圧（ｐｉｓｔ）を検出する圧力センサ（４４）が設けられており、少なくとも該圧力センサの信号に依存して予備運転が行われる
内燃機関（１０）において、
請求項１２記載の開制御および／または閉ループ制御装置（４６）が設けられている
ことを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来の技術
本発明は、電動燃料ポンプの流入側が燃料タンクに接続されており、流出側が所定の圧力領域に接続されており、内燃機関の始動前に電動燃料ポンプの予備運転を行い、圧力領域の実際圧を圧力センサにより検出し、少なくとも圧力センサの信号に依存して予備運転を実行する内燃機関の駆動方法に関する。
【０００２】
この種の方法は市場で知られている。ここでは燃料が燃料ポンプによって燃料タンクから圧力領域へ圧送される。この圧力領域には燃料噴射弁が接続されている。噴射弁は内燃機関の吸気管内に配置されている。このようにして燃料は燃料噴射弁を介して吸気管内へ噴射され、そこから内燃機関の燃焼室へ達する。
【０００３】
冒頭に言及した形式の方法は直接噴射型内燃機関で用いることもできる。この場合には燃料は“プレフィードポンプ”と称される電動燃料ポンプによって燃料タンクから圧力領域へ圧送され、そこから（一般に）機械的に動作する高圧燃料ポンプすなわち“メインフィードポンプ”へ達する。後者のポンプは燃料をさらに燃料蓄積管路すなわち“レール”へ圧送する。このレールには複数のインジェクタが接続されており、内部に燃料が高圧で蓄積される。インジェクタはこの燃料を直接に内燃機関の相応の燃焼室へ噴射する。
【０００４】
電動燃料ポンプとその下流に位置する圧力領域とがいわゆる“定圧系”として構成されている場合、この圧力領域は機械的な圧力制御回路を介して燃料タンクに接続されている。通常動作では電動燃料ポンプが燃料を連続的に最大出力で圧送する。吸気管噴射システムでの噴射弁から吸気管へ噴射されない燃料量、および直接噴射型システムでの高圧ポンプからさらに圧送される燃料量は、周知の内燃機関または周知の方法では、機械的な圧力制御回路を介して燃料タンクへ戻される。
【０００５】
電動燃料ポンプはつねに最大圧送出力で動作するので、噴射弁またはインジェクタから最大燃料量が供給されるときにも圧力領域の圧力がつねに所望のレベルにとどまることが保証される。
【０００６】
デマンドコントロール型の燃料システムも知られている。このシステムも機械的な圧力制御回路の制御により圧力領域内の圧力を一定の値に調整する定圧系である。したがって燃料ポンプはつねに最大出力で完全動作を行うものではなく、内燃機関の要求に応じて相応に駆動される。オーバフローした燃料量は機械的な圧力制御回路を介してタンクへ戻される。圧送出力を内燃機関のその時点での動作点へ適合化することにより燃料が節約される。なぜなら電動燃料ポンプの駆動出力が内燃機関の多くの駆動領域で低減されるからである。
【０００７】
内燃機関の始動時に、燃料が所望のように燃焼室へ達するだけの圧力が燃料システムの圧力領域で調整される。通常は圧力領域の燃料圧力は内燃機関の停止後に周囲圧まで低下する。したがって内燃機関の始動に際して所望の圧力を達成するには、少なくとも所望の圧力まで燃料を圧縮するのに必要な燃料量を圧送しなければならない。圧力形成中の燃料システムの膨張も考慮する必要がある。周知の幾つかの手法では予備運転中に一定の出力で駆動される燃料ポンプの駆動時間を内燃機関の停止時点から経過する時間に依存させている。
【０００８】
独国特許出願公開第１９９６１２９８号明細書から、燃料ポンプの予備運転の必要性を判別する基準、またはモータの停止時間の基準として、燃料システム圧力や要求されたポンプの予備運転の回数などが使用されることが公知である。
【０００９】
独国特許出願公開第１００１４５５０号明細書には、予備運転時の燃料圧を圧力センサに則して燃料ポンプの回転数の変化量により制御することが記載されている。
【００１０】
この手法では電動燃料ポンプの圧送出力は予備運転中そのつどの要求に適合化される。この要求は圧力センサで調製された信号によって定義される。圧力領域の圧力が所望の圧力よりも低いことを圧力センサがシグナリングする場合、電動燃料ポンプが相応に駆動される。圧力領域の圧力が所望の圧力に相応することを圧力センサがシグナリングすると、電動燃料ポンプはオフのままにされる。
【００１１】
本発明の課題は、冒頭に言及した形式の方法を改善して、内燃機関をいっそう確実に駆動し、電動燃料ポンプの予備運転をできるかぎり短くすることである。
【００１２】
この課題は冒頭に言及した形式の方法において、電動燃料ポンプを予備運転の際にさしあたり最大出力で駆動することにより解決される。
【００１３】
本発明の利点
本発明の方法により、内燃機関を最適に始動するために、予備運転中に圧力領域で必要な燃料の圧力が迅速に達成されることが保証され、電動燃料ポンプを短い時間だけ駆動すればよくなる。これにより内燃機関の始動は簡単化され加速される。なぜなら必要な燃料圧が迅速に達成されるからである。
【００１４】
本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。
【００１５】
第１の実施形態では、予備運転の実行がその時点の駆動サイクルで予備運転が既に行われているか否かに依存して定められる。これにより内燃機関の組み込まれた車両での短時間の遮断または点火の後に電動燃料ポンプが予備運転されることは阻止される。またこのため電動燃料ポンプを不必要に駆動させることも阻止される。
【００１６】
また、実際圧が第１の所定の値以下となる場合に電動燃料ポンプの予備運転が開始され、実際圧が第２の所定の値以上となる場合に電動燃料ポンプの予備運転が終了される。これにより電動燃料ポンプの駆動時間が短縮される。
【００１７】
これに代えてまたはこれに加えて、予備運転の持続時間が第２の所定の値以上となるとき、電動燃料ポンプの予備運転を終了することもできる。つまりこの手段は“セーフティオフ”を意味する。これにより特に外気温が低いとき、電動燃料ポンプの長い予備運転で給電用のバッテリに強い負荷がかかることが回避される。
【００１８】
電動燃料ポンプの予備運転中に最大出力を達成する手段を容易に実現するために、燃料ポンプの出力がＰＩ制御回路によって圧力領域での実際圧と目標圧との差に依存して求められ、プリコントロール部によって目標圧に依存して制御され、電動燃料ポンプの予備運転のたびに、ＰＩ制御回路の積分器が最大可能な駆動出力から通常のプリコントロール出力およびこのＰＩ制御回路の比例成分の駆動出力を減算した値またはこれに相応する値で初期化される。
【００１９】
これに代えて、燃料ポンプの出力をＰＩ制御回路によって圧力領域での実際圧と目標圧との差に依存して求め、プリコントロール部によって目標圧に依存して制御し、電動燃料ポンプの予備運転のたびに、プリコントロール部で、通常のプリコントロール出力に対して全プリコントロール出力がさしあたり最大となるように付加的な予備運転プリコントロール出力を加算することもできる。この手段もソフトウェア技術によって簡単に実現でき、圧力領域の圧力が最大速度で形成されることを保証する。同時にこの方法では電動燃料ポンプの予備運転の終了後に発生する過励振が回避される。これはＰＩ制御回路の積分器を高い値で初期化するときに発生するおそれがあるが、ここでは電動燃料ポンプの最大出力での駆動がプリコントロール部によって行われるので、このような初期化が必要ない。
【００２０】
前述の手段のための実施形態として、電動燃料ポンプの予備運転の開始時にローパスの入力側へ値ゼロを印加し、最大可能な駆動出力から通常のプリコントロール出力およびＰＩ制御回路の比例成分の駆動出力を減算した値でローパスを初期化することにより、付加的なプリコントロール出力が形成される。通常のプリコントロール出力とは、その時点での燃料システムの圧力領域の目標圧から得られる出力である。このような手法はソフトウェア技術により簡単に実現できる。ローパスを介して電動燃料ポンプは最初は最大出力で駆動される。付加的なプリコントロール出力は、最初は最大可能な駆動出力と通常のプリコントロール出力との差に相応する最大値であり、指数関数に相応にゼロへ降下する。
【００２１】
このとき特に有利には、ローパスの時定数は圧力領域での実際圧と目標圧との差に依存している。目標圧はここでは最大のグラジエントの通常の制限にはかけられない値であってもよい。実際圧と目標圧との差が大きい場合には、付加的なプリコントロール出力が緩慢にゼロへ降下する。差が小さい場合にはこの降下は迅速となる。
【００２２】
また、圧力領域の目標圧を少なくとも電動燃料ポンプの予備運転のあいだ内燃機関の所定領域の温度に依存させてもよい。ウォームスタートでは場合によって存在する蒸気を圧力領域の高圧により圧縮することができる。コールドスタートではこの実施形態により予備運転時間を短縮することができる。
【００２３】
本発明は、コンピュータ上で動作し、内燃機関の駆動方法を実行するのに適しているコンピュータプログラムも対象としている。このとき特に有利には、メモリ、例えばフラッシュメモリまたはＦｅＲＡＭ上に記憶されている。
【００２４】
本発明はさらに、流入側が燃料タンクに接続されており、かつ流出側が圧力領域に接続された電動燃料ポンプによって燃料が圧送される、内燃機関の駆動のための開制御および／または閉ループ制御装置に関する。内燃機関の始動のクオリティを高め、また始動中の排気ガス放出量を低減するために、この開制御および／または閉ループ制御装置はコンピュータプログラムが格納されたメモリを有している。
【００２５】
本発明はさらに、燃料システムが燃料タンクおよび電動燃料ポンプを有しており、燃料ポンプは流入側が燃料タンクに接続されており、かつ流出側が圧力領域に接続されており、内燃機関の始動前または始動時に電動燃料ポンプの予備運転が行われ、圧力領域の実際圧を検出する圧力センサが設けられており、少なくともこの圧力センサの信号に依存して予備運転が行われる内燃機関に関する。内燃機関の始動のクオリティを高め、また始動中の排気ガス放出量を低減するために、この内燃機関には開制御および／または閉ループ制御装置が設けられている。
【００２６】
図面
以下に本発明の特に有利な実施例を図に則して詳細に説明する。図１には電動燃料ポンプを備えた内燃機関の概略図が示されている。図２には図１の電動燃料ポンプの予備運転を実行する方法のフローチャートが示されている。図３にはＰＩ制御回路を用いて図２の予備運転を行う電動燃料ポンプの駆動出力を求める手法のフローチャートが示されている。図４には予備運転中の電動燃料ポンプの駆動出力を求める第１の手段の詳細なフローチャートが示されている。図５には予備運転中の電動燃料ポンプの駆動出力を求める第２の手段の詳細なフローチャートが示されている。
【００２７】
実施例の説明
図１には内燃機関が参照番号１０で示されている。この内燃機関は複数のインジェクタを有しているが、図１にはそのうち１つだけが参照番号１２で示されている。噴射弁１４を介して燃焼室１２は吸気管１６に接続されている。吸気管１６には燃料噴射装置１８が配置されている。燃料噴射装置１８の上方の吸気管内にはスロットルバルブ２０とホットフィルムセンサ（ＨＦＭセンサ）として構成されたエアマスフローセンサとが設けられている。排出弁２４を介して燃焼室１２は排気ガス管２６へ接続されている。燃焼室１２に存在する燃料空気混合気は点火プラグ２８によって点火される。このようにして点火装置３０が駆動される。
【００２８】
燃料噴射装置１８は燃料システム３２の一部である。この装置は燃料タンク３４を有しており、このタンクから電動燃料ポンプ３６が燃料を燃料管路３８へ圧送する。この燃料管路は燃料噴射装置１８に接続されている。電動燃料ポンプ３６の下流では燃料管路３８はオーバフロー弁４０に接続されている。この弁から燃料タンク３４の領域に配置された吸入噴流ポンプ４２へいたる管路（参照番号なし）が存在する。
【００２９】
燃料管路３８で支配的な燃料圧は圧力センサ４４によって検出される。このセンサは相応の信号を開制御および／または閉ループ制御装置へ送出する。この制御装置は信号をＨＦＭセンサ２２および回転数センサ４８から受け取る。この回転数センサは内燃機関１０のクランクシャフト５０の回転数を取り出している。さらに開制御および／または閉ループ制御装置４６へは温度センサ５２の信号が供給され、これは内燃機関１０の図示しない機関ブロックの温度を検出している。イグニションキー５６の位置を検出する位置センサ５４も開制御および／または閉ループ制御装置４６へ接続されている。電動燃料ポンプ３６、オーバフロー弁４０、吸入噴流ポンプ４２および圧力センサ４４は１つの共通モジュールとして燃料タンク３４内に構成してもよい。
【００３０】
開制御および／または閉ループ制御装置４６の出力側からイグニションシステム３０、スロットルバルブ２０および燃料噴射装置１８が駆動される。さらに電動燃料ポンプ３６の駆動出力も開制御および／または閉ループ制御装置４６によって調整される。これはオンオフ比を出力するクロックモジュール５８の駆動により行われる。電動燃料ポンプ３６の駆動出力の変更はパルス幅変調ＰＷＭによっても行われる。
【００３１】
点火装置をスイッチオンして内燃機関１０を始動すると、図２に相応に次のように経過する。開始ブロック６０の後、ブロック６２では電動燃料ポンプ３６の予備運転が実際の駆動サイクルですでに行われているか否か、および圧力センサ４４で検出された実際圧ｐｉｓｔが限界値Ｇ１よりも小さいか否かが問い合わされる。ブロック６０での開始は位置センサ５４によってイグニションキー５６の所定の位置が検出された場合にトリガされる。電動燃料ポンプ３６の予備運転がその時点の駆動サイクルで既に行われているか否かの問い合わせはビットＢ１のチェックにより行われる。このチェックはその時点の駆動サイクルで電動燃料ポンプ３６の予備運転が行われているときには“ｆａｌｓｅ”の結果を送出する。
【００３２】
２つの条件のうち一方または双方がブロック６２で満足されない場合、予備運転は行われない。これら２つの条件が満足された場合には、ブロック６４でクロックモジュール５８が駆動され、電動燃料ポンプ３６の駆動がセットされる。電動燃料ポンプ３６を駆動する駆動出力は本発明にしたがって計算される。これを以下に図３〜図５に則して説明する。
【００３３】
ブロック６６ではビットＢ１がセットされ、これにより実際の駆動サイクルで電動燃料ポンプ３６の予備運転が行われたことが表される。電動燃料ポンプ３６の予備運転が行われているあいだはビットＢ２がセットされる。ブロック６８では燃料管路３８の燃料の実際値ｐｉｓｔが限界値Ｇ２以上であるか否かが問い合わされる。この実施例では２つの限界値Ｇ１、Ｇ２は同一であるが、異なっていてもよい。さらにブロック６８では電動燃料ポンプ３６の予備運転中の駆動時間に相応する時間ｔｅｋｐが限界値Ｇ３以上であるか否かが問い合わされる。２つの条件のうち一方が満足されれば、ブロック７０で電動燃料ポンプ３６の予備運転が終了される。計算時間を節約するために、内燃機関が通常駆動している場合には、電動燃料ポンプ３６の予備運転に対する条件を計算しない。これは同様に相応のビットを問い合わせることによって定められる。
【００３４】
図１に示されている内燃機関では、電動燃料ポンプ３６の駆動出力は実際圧Ｐｉｓｔおよび目標圧ｐｓｏｌｌに依存してＰＩ制御回路およびプリコントロール部とのコンビネーション回路で求められる。燃料管路３８内の圧力の目標値は基本的には内燃機関１０のその時点での駆動パラメータに依存しており、特に温度センサ５２で検出された機関温度、回転数センサ５８で検出されたクランクシャフト５０の回転数、ＨＦＭセンサ２２で検出された空気充填率、および位置センサ５４で検出されたイグニションキー５６の位置に依存する。燃料管路３８内の圧力の調整は電動燃料ポンプ３６の電圧、ひいては回転数またはトルクを相応に変更することにより行われる。電動燃料ポンプ３６の駆動出力の検出の一般的な形式を図３に則して次に説明する。
【００３５】
その後、ブロック７４で燃料管路３８内の実際圧ｐｉｓｔが求められる。相応の信号が圧力センサ４４で調製される。実際圧の検出部７４では圧力センサ４４から送出された電圧信号が１０個の測定値にわたって平均され、この平均電圧地が圧力センサ４４の電圧‐圧力特性曲線を介して圧力ロー値へ変換される。ブロック７６でこの圧力ロー値はフィルタリングされ、ここから実際圧ｐｉｓｔが得られる。この圧力値ｐｉｓｔはＰＩ制御回路（ブロック７８）へ供給される。
【００３６】
ＨＦＭセンサ２２、回転数センサ４８、温度センサ５２の信号（および場合により例えばイグニションキー５６の位置センサ５４またはここから得られる信号はブロック８０で目標圧ｐｓｏｌｌを計算するために供給される。目標圧ｐｓｏｌｌと実際圧ｐｉｓｔとの差に相応にＰＩ制御回路６４内で、内燃機関１０の通常駆動中に、制御回路出力ｒｇｌが求められる。これはパルス幅変調で一般的な所定のオンオフ比のかたちで得られる。目標圧ｐｓｏｌｌおよびセンサ２２、４８、５２、５４の信号はブロック８２でプリコントロール出力ｖｓｌを形成するために使用される。
【００３７】
電動燃料ポンプ３６の予備運転のためのプリコントロール出力を求めるために種々の手法が存在する。それぞれ目的は燃料管路３８内の所望の圧力をできる限り迅速に調製することである。このために電動燃料ポンプ３６は少なくとも最大出力の予備運転の開始時には最大出力で駆動される。最大駆動出力を予備運転の開始時に調製する手段が図４に示されている。電動燃料ポンプ３６の予備運転に特有の要求はプリコントロール８２で考慮される。まず図４を参照しながら、通常の制御能力ｒｇｌ、および内燃機関１０運転時の電動燃料ポンプ３６の通常のダイナミック駆動に対する通常のプリコントロール出力ｖｓｌの算出について説明する。
【００３８】
電動燃料ポンプ３６のダイナミック駆動に対する制御回路出力ｒｇｌは次のようにして求められる。ＰＩ制御回路７８では、ブロック８４において目標圧ｐｓｏｌｌと実際圧ｐｉｓｔとの差ｄｐが形成される。この差ｄｐはＰＩ制御回路の比例器８６および積分器８８へ供給される。ＰＩ制御回路の比例器８６は比例成分ｄｐｐを送出し、積分器８８は積分成分９０を送出する。ブロック９０では２つの成分ｄｐｐ、ｄｐｉが加算され、ブロック９２で制御回路出力ｒｇｌへ変換される。積分器８８の過制御を阻止するために、積分成分ｄｐｉはメモリ９４、９６で調製された限界値ｍａｘ、ｍｉｎにより制限される。
【００３９】
ダイナミック駆動のためのプリコントロールｖｓｌｄｙｎは次のようにして求められる。回転数センサ４８で調製された回転数ｎｍｏｔ、メモリ９８に格納されている機関定数ＣＩ、およびブロック１００で調製された相対燃料量ｒｋから、乗算によりブロック１００で燃料体積流ｖｏｌ１が求められる。この燃料体積流は内燃機関１０の駆動中、燃料噴射装置１８により燃焼室１２へ達する体積流である。
【００４０】
この燃料体積流にはブロック１０２で第２の成分ｖｏｌ２が加算される。この第２の成分は特性曲線１０４から求められ、目標圧ｐｓｏｌｌによってアドレシングされる。燃料体積流ｖｏｌ２は燃料管路３８からオーバフロー弁４０（圧力放出弁として構成されていてもよい）を介して吸入ポンプ４２または燃料タンク３４へ戻るように流れる。２つの成分ｖｏｌ１、ｖｏｌ２から成る和は全体で電動燃料ポンプ３６の圧送すべき燃料体積流ｖｏｌとなる。この和の体積流は目標圧ｐｓｏｌｌとともに特性マップ１０６へ供給され、ここから電動燃料ポンプ３６をダイナミック駆動するためのプリコントロール出力ｖｓｌｄｙｎが出力される。
【００４１】
電動燃料ポンプ３６の予備運転時に駆動出力ａｓｌを求めるために、すなわち電動燃料ポンプ３６の予備運転時にさしあたりこれを最大出力で駆動するために、予備運転が行われる際、プリコントロール部８２はブロック１０８で電動燃料ポンプ３６の許容される最大駆動出力ａｓｌｍａｘとダイナミック駆動のためのプリコントロール出力ｖｓｌｄｙｎとの差が形成される。許容される最大駆動出力ａｓｌｍａｘはメモリ１１０内に格納されており、例えばオンオフ比の形成に使用されるクロックモジュール５８に依存する（出力オンオフ比は入力オンオフ比の関数である）。
【００４２】
ローパスフィルタ１１２はブロック１０８で形成される差によって初期化される。ローパスフィルタ１１２の時定数Ｔはブロック１１４で実際圧ｐｉｓｔと目標圧ｐｓｏｌｌとの差ｄｐが入力された特性曲線を用いて求められる。目標圧ｐｓｏｌｌはここではグラジエント制限されないが、燃料体積流ｖｏｌ２を求める際および制御回路７８内で使用される際にはグラジエント制限される。ローパスフィルタ１１２の入力側には値ゼロが与えられる。ローパスフィルタ１１２の出力側は電動燃料ポンプ３６の予備運転のためのプリコントロール出力ｖｓｌｖｏｒを送出する。これは内燃機関１０のダイナミック駆動のためのプリコントロール出力ｖｓｌｄｙｎに加算され、これにより全プリコントロール出力ｖｓｌが得られる。この値はさらにブロック１１８で制御出力ｒｇｌへ加算され、ここで全駆動出力ａｓｌが得られる。
【００４３】
電動燃料ポンプ３６の予備運転のための駆動出力ａｓｌは次のようにして求められる。電動燃料ポンプ３６の予備運転中は内燃機関１０は駆動しておらず、したがってクランクシャフト５０も回転していないので、ブロック１００での乗算は値ゼロを形成する。内燃機関１０のダイナミック駆動のためのプリコントロール出力ｖｓｌｄｙｎはもっぱら燃料体積流ｖｏｌ２と目標圧ｐｓｏｌｌとから得られる。目標圧ｐｓｏｌｌは電動燃料ポンプ３６の予備運転中に回転数ｎｍｏｔおよび負荷ｒｌ、または前述のように温度センサ５２で調製された内燃機関１０の温度に依存して特性マップから得られる。
【００４４】
ブロック１０６で求められた内燃機関１０のダイナミック駆動のためのプリコントロール出力ｖｓｌｄｙｎは比較的小さい量である。予備運転が行われるべきであり、かつローパスフィルタ１１２がイネーブルされることの条件は、時間ｔｎｓｅがローパスフィルタ１１２をイネーブルする限界値ｇｔｖｔよりも小さい場合に生じる。ローパスフィルタ１１２を電動燃料ポンプ３６の許容可能な最大駆動出力ａｓｌｍａｘと内燃機関１０のダイナミック駆動のためのプリコントロール出力ｖｓｌｄｙｎとの差で初期化することにより、電動燃料ポンプ３６の予備運転のためのプリコントロール出力ｖｓｌｖｏｒはさしあたってちょうどこの差に相応する。これがブロック１１６でダイナミック駆動のためのプリコントロール出力ｖｓｌｄｙｎに加算されるので、プリコントロール出力ｖｓｌは電動燃料ポンプ３６の予備運転の開始時には電動燃料ポンプ３６の許容される最大の駆動出力ａｓｌｍａｘに相応する。電動燃料ポンプ３６は最初は最大回転数および最大の圧送出力で回転し、これにより燃料管路３８内の圧力は最大の速度で形成される。上述したように、ローパスフィルタ１１２の時定数Ｔは目標圧ｐｓｏｌｌと実際圧ｐｉｓｔとの差に依存して形成される。この差が大きければ大きな時定数Ｔが生じ、差が小さければ相応に小さな時定数Ｔが生じる。これは目標圧ｐｓｏｌｌと実際圧ｐｉｓｔとの差が大きいときには、差が小さいときよりもプリコントロール出力ｖｓｌｖｏｒが初期値からゼロへと緩慢に減衰することを意味する。本発明によれば目標圧ｐｓｏｌｌと実際圧ｐｉｓｔとの差は電動燃料ポンプ３６の予備運転中に迅速に小さくなるので、ＰＩ制御回路の積分器８８では大きな積分成分ｄｐｉは形成されず、制御回路に起因して実際圧ｐｉｓｔが目標圧ｐｓｏｌｌに達したときに発生する過励振も回避される。さらに最大のオンオフ比が出力された場合に相応のビットにより積分器が停止され、同時に実際圧は目標圧ｐｓｏｌｌよりも小さくなることにより、積分器のオーバフローも阻止される。
【００４５】
図５には電動燃料ポンプ３６の予備運転中にこのポンプの駆動出力ａｓｌを求めることのできる第２の手段が示されている。予備運転の開始時に電動燃料ポンプ３６を最大出力で駆動する機能部は、図５ではプリコントロール部８２ではなく、ＰＩ制御回路７８として実現されている。図５の素子、ブロックおよび機能部は図４の素子、ブロックおよび機能部に等価の機能を有するので、相応の参照番号を付してある。これらについてはこれ以上詳細には説明しないこととする。
【００４６】
図４と同様にブロック８２で内燃機関１０のダイナミック駆動のためのプリコントロール出力ｖｓｌｄｙｎが求められる。さらに図４と同様にブロック１０８で電動燃料ポンプ３６の許容可能な最大駆動出力ａｓｌｍａｘと内燃機関１０のダイナミック駆動のためのプリコントロール出力ｖｓｌｄｙｎとの差が形成される。この差はブロック１２０で圧力値へ変換され、この圧力値からブロック１２２でＰＩ制御回路の比例器８６で求められた比例成分ｄｐｐが減算される。ここから得られた値によって積分器８８が初期化される。
【００４７】
このため、電動燃料ポンプ３６の予備運転の開始時に、比例成分ｄｐｐと積分成分ｄｐｉとの和からブロック９０または９２で形成された制御回路出力ｒｇｌは、電動燃料ポンプ３６の許容可能な最大駆動出力ａｓｌｍａｘと内燃機関１０のダイナミック駆動のためのプリコントロール出力ｖｓｌｄｙｎとの差に等しくなる。制御出力ｒｇｌはブロック１１８でプリコントロール出力ｖｓｌｄｙｎへ加算されるので、電動燃料ポンプ３６の予備運転開始時には許容可能な最大出力ａｓｌｍａｘに等しい駆動出力ａｓｌが得られる。実際圧ｐｉｓｔと目標圧ｐｓｏｌｌとの差が小さくなっていくにつれて、制御出力ひいては全駆動出力ａｓｌも低下する。
【００４８】
図５の積分器８８の初期化および図４のプリコントロール出力ｖｓｌｖｏｒの算出は条件“点火装置オン”が検出されるたびに行われる（機関制御装置の初期化）。この２つのステップは電動燃料ポンプ３６の予備運転時にも内燃機関１０の予備運転なしの通常の始動時にも行われることに留意されたい。さらに図３〜図５に関連して使用された“出力”という概念は、実際には電圧値、電流値またはオンオフ比として表されるものであることも指摘しておく。
【図面の簡単な説明】
【図１】
電動燃料ポンプを備えた内燃機関の概略図である。
【図２】
電動燃料ポンプの予備運転を実行する方法のフローチャートである。
【図３】
電動燃料ポンプの駆動出力を求める手法のフローチャートである。
【図４】
電動燃料ポンプの駆動出力を求める第１の手段のフローチャートである。
【図５】
電動燃料ポンプの駆動出力を求める第２の手段のフローチャートである。
【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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