(57)【要約】【課題】燃料蓄積器内の燃料圧を圧力センサのエラー時にも正確に調整できるようにする。【解決手段】内燃機関の混合気制御部の制御量を用いて燃料蓄積器の燃料圧が圧力目標値へ調整される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　内燃機関（１）の燃料蓄積器（１３）内で支配的な燃料圧を圧力センサ（１４）によって測定して圧力実際値を取得し、
　圧力センサのエラー時の圧力実際値を圧力目標値により置換する
直接噴射型内燃機関の駆動方法において、
　内燃機関（１）の混合気制御部の制御量（Δλ）を用いて燃料蓄積器（１３）の燃料圧を圧力目標値へ調整する
ことを特徴する直接噴射型内燃機関の駆動方法。
【請求項２】
　駆動量（Ａ＿Ｓｔｇｌ）を、燃料圧を制御する圧力アクチュエータごとにプリコントロール値（Ｖ＿Ｓｔｇｌ）および混合気制御部の制御量（Δλ）から得る、請求項１記載の方法。
【請求項３】
　制御量（Δλ）を積分器（２０）で積分して積分制御量（Δλ＿ｔ）を取得し、該積分制御量（Δλ＿ｔ）をプリコントロール値（Ｖ＿Ｓｔｇｌ）に加算して駆動量（Ａ＿Ｓｔｇｌ）を得る、請求項２記載の方法。
【請求項４】
　内燃機関（１）の燃料圧を制御する圧力制御部を圧力センサのエラー時に不活性化する、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】
　圧力センサのエラーが生じていない場合には、積分器（２０）を永続的に圧力制御部の制御偏差（ΔＤ）によってイニシャライズする、請求項４記載の方法。
【請求項６】
　内燃機関（１）を圧力センサのエラー時に均一給気モードで駆動するか、および／またはλ目標値１で駆動する、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】
　内燃機関（１）の燃料蓄積器（１３）内で支配的な燃料圧を圧力センサ（１４）によって測定して圧力実際値を取得し、
　圧力センサのエラー時の圧力実際値を圧力目標値により置換する
直接噴射型内燃機関用の制御装置（１５）において、
　内燃機関（１）の混合気制御部の制御量（Δλ）を用いて燃料蓄積器（１３）の燃料圧が圧力目標値へ調整される
ことを特徴する直接噴射型内燃機関用の制御装置。
【請求項８】
　内燃機関（１）の燃料蓄積器（１３）内で支配的な燃料圧を圧力センサ（１４）によって測定して圧力実際値を取得し、
　圧力センサのエラー時の圧力実際値を圧力目標値により置換する
直接噴射型内燃機関用の制御装置（１５）のためのコンピュータプログラムにおいて、
　請求項１から６までのいずれか１項記載の直接噴射型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９】
　電気的な記憶媒体、例えばフラッシュメモリまたは読み出し専用メモリ上に記憶されている、請求項８記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、内燃機関の燃料蓄積器内で支配的な燃料圧を圧力センサによって測定して圧力実際値を取得し、圧力センサのエラー時の圧力実際値を圧力目標値により置換する直接噴射型内燃機関の駆動方法に関する。
【０００２】
　本発明はさらに、内燃機関の燃料蓄積器内で支配的な燃料圧を圧力センサによって測定して圧力実際値を取得し、圧力センサのエラー時の圧力実際値を圧力目標値により置換する直接噴射型内燃機関用の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
　冒頭で言及した形式の周知の駆動方法は圧力センサのエラー時に燃料圧を閉制御から燃料蓄積器の開制御へ切り換える。ここで燃料蓄積器から内燃機関の燃焼室へ噴射される燃料の調量は未知の燃料実際圧に基づいては正確に行うことができない。
【０００４】
　また多くの別の周知の駆動方法でも、燃料圧に作用する制御量の小さな偏差が実際に調量される燃料量に大きな偏差をもたらすおそれがある。これによって内燃機関から送出される駆動モーメントに跳躍的変化が引き起こされかねない。
【０００５】
　さらに別の手法として圧力センサのエラー時に燃料圧に作用するアクチュエータを不活性化し、燃料の静圧を用いて内燃機関の非常動作を行うことが知られている。ただしこうした非常動作においては内燃機関の出力がひどく低下してしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
　したがって本発明の課題は、冒頭に言及した形式の駆動方法および制御装置およびコンピュータプログラムを改善して、燃料蓄積器内の燃料圧を圧力センサのエラー時にも正確に調整できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
　この課題は、内燃機関の混合気制御部の制御量を用いて燃料蓄積器の燃料圧を圧力目標値へ調整するにより解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
　混合気制御部の制御量として、例えば実際に内燃機関の排気管内に存在する空燃比（空気過剰率λで表される量）と混合気制御部で設定されている空気過剰率λの目標値との差を使用する。直接噴射型内燃機関では、燃焼室内へ噴射される燃料量ひいては燃焼室ないしは排気管内の空気過剰率λが燃料蓄積器内の燃料圧に依存しているため、空気過剰率λから燃料蓄積器内で支配的な実際の燃料圧を結論することができるのである。
【０００９】
　特に有利には、本発明の１つの実施形態として、燃料圧を制御する圧力アクチュエータごとにプリコントロール値および混合気制御部の制御量から駆動量を得る。プリコントロール値はここでは内燃機関の動作点から得られる。すなわちプリコントロール値は負荷および回転数に依存している。混合気制御部の制御量は内燃機関の燃料蓄積器の燃料圧を空気過剰率λに依存して補正するのに用いられる。
【００１０】
　本発明の方法の特に有利な実施形態によれば、制御量を積分器で積分して積分制御量を取得し、この積分制御量をプリコントロール値に加算して駆動量を取得する。このようにしてステップ刻みで蓄積器内の燃料圧を適合させることができる。ここで制御量から得られるアクチュエータの駆動補正値は積分により内燃機関の続くサイクルへ作用することになる。
【００１１】
　本発明の方法の別の実施形態によれば、内燃機関の燃料圧を制御する圧力制御部を圧力センサのエラー時に不活性化する。これにより圧力制御部をコンピュータプログラムのかたちで実現した内燃機関制御用の制御装置のサイクル時間が節約される。
【００１２】
　本発明の方法の別の有利な実施形態によれば、圧力センサのエラーが生じていない場合には、積分器を永続的に圧力制御部の制御偏差によってイニシャライズする。これにより圧力センサのエラーが生じてもアクチュエータが駆動時に不安定とならないことが保証される。
【００１３】
　また内燃機関を圧力センサのエラー時に均一給気モードで駆動するか、および／またはλ目標値１で駆動することもできる。
【００１４】
　また本発明の方法が直接噴射型内燃機関用の制御装置のために設けられるコンピュータプログラムのかたちで実現されることも重要である。ここではコンピュータプログラムは特にマイクロプロセッサ上で動作し、本発明の方法を実行するのに適している。本発明をコンピュータプログラムにより実現する場合には、このコンピュータプログラムはこれによって実現される本発明の方法と同義である。コンピュータプログラムは電子的な記憶媒体、例えばフラッシュメモリまたは読み出し専用メモリに記憶される。
【００１５】
　本発明の他の特徴および実施形態を以下に図示の実施例に則して説明する。ここで説明される全ての特徴は実施例の説明・図面・特許請求の範囲のいずれに記載されているかに関わらず、単独でも任意に組み合わせても本発明の対象となりうる。
【実施例】
【００１６】
　図１には車両の内燃機関１が示されており、ここではピストン２がシリンダ３内で往復運動している。シリンダ３には燃焼室４が設けられており、この燃焼室は特にピストン２、吸気弁５および排気弁６によって規定される。吸気弁５には吸気管７が結合されており、排気弁６には排気管８が結合されている。
【００１７】
　吸気弁５および排気弁６の領域では噴射弁９およびスパークプラグ１０が燃焼室４内へ突出している。噴射弁９を介して燃料が燃焼室４内へ噴射される。スパークプラグ１０によって燃焼室４内の燃料に点火が行われる。
【００１８】
　吸気管７には回転可能なスロットルバルブ１１が収容されており、このバルブを介して吸気管７へ空気が供給される。供給される空気量はスロットルバルブ１１の角度位置に依存して定まる。排気管８には燃料の燃焼によって生じる排気ガスの浄化に用いられる触媒１２が収容されている。排気弁６と触媒１２とのあいだにはさらに排気管８内のラムダセンサ８ａが設けられており、このセンサの測定信号から排気管８内の空気過剰率λを表す空燃比が結論される。
【００１９】
　噴射弁９は圧力管路を介して燃料蓄積器１３に接続されている。相応に内燃機関１の他のシリンダの噴射弁も燃料蓄積器１３に接続されている。燃料蓄積器１３には供給管路を介して燃料が供給される。このために燃料蓄積器１３内に所望の圧力を形成するのに適した燃料ポンプが設けられている。
【００２０】
　さらに燃料蓄積器１３に対して圧力センサ１４が設けられており、これにより燃料蓄積器１３内の圧力が測定される。この圧力は燃料が噴射弁９を介して内燃機関１の燃焼室３へ噴射されるときの圧力である。圧力センサ１４を用いて求められた圧力を以下では圧力実際値と称する。
【００２１】
　内燃機関１の動作中、燃料は燃料蓄積器１３へ圧送される。この燃料は個々のシリンダ３の噴射弁９を介して対応する燃焼室４へ噴射される。噴射燃料量はここでは主として噴射時間および燃料蓄積器１３内の燃料圧に依存して定まる。
【００２２】
　スパークプラグ１０により燃焼室３内で燃焼が開始され、これによりピストン２が往復運動する。この運動は図示されていないクランクシャフトへ伝達され、トルクが生じる。
【００２３】
　制御装置１５にはセンサを用いて測定された内燃機関１の駆動量を表す入力信号１６が印加される。例えば制御装置１５には圧力センサ１４、エアマスセンサ、ラムダセンサ８ａ、回転数センサその他が接続されている。さらに制御装置１５にはアクセルペダルセンサが接続されており、このセンサはドライバーが操作したアクセルペダルの位置つまり要求トルクを表す信号を形成する。制御装置１５はアクチュエータを介して内燃機関１の特性に作用する出力信号１７を形成する。例えば制御装置１５は噴射弁９、スパークプラグ１０、燃料蓄積器１３の燃料圧を調整する（図示していない）圧力アクチュエータなどに接続されており、これらの駆動に必要な信号を形成する。圧力アクチュエータは燃料ポンプまたは調量ユニットとして構成されており、例えば電磁弁を介して燃料流の吸入側で制御される。
【００２４】
　特に制御装置１５は内燃機関１の駆動量を開制御および／または閉ループ制御するように構成されている。例えば噴射弁９から燃焼室４へ噴射される燃料量は制御装置１５により、特に燃費が低くなるように、および／または排出物質量が小さくなるように開制御および／または閉ループ制御される。このために制御装置１５にはマイクロプロセッサが接続されている。このプロセッサには記憶媒体、例えばフラッシュメモリのかたちでコンピュータプログラムが格納されている。このコンピュータプログラムは前述の開制御および／または閉ループ制御を実行するのに適している。
【００２５】
　内燃機関１の通常動作時、すなわち圧力センサ１５のエラーが生じていないときには、圧力センサ１４を用いて求められた圧力実際値が制御装置１５の圧力制御部によって評価される。さらにアクセルペダルセンサの信号からドライバー要求トルクとして表されるトルクが求められ、内燃機関１の他の駆動特性量とともに制御装置１５内で圧力目標値が計算される。この値は相応の圧力アクチュエータの駆動部により駆動量Ａ＿Ｓｔｇｌで調整される。
【００２６】
　駆動量Ａ＿Ｓｔｇｌはここではプリコントロール値Ｖ＿Ｓｔｇｌ、および圧力実際値と目標値との差から圧力制御部で形成された補正値から成る。プリコントロール値は内燃機関１の動作点に依存しており、主として駆動量Ａ＿Ｓｔｇｌの負荷依存成分および回転数依存成分を表している。補正値は制御偏差ΔＤとも称される。
【００２７】
　圧力センサ１４のエラーが検出されると圧力制御部は不活性化される。なぜなら欠陥のあるセンサで求められた圧力実際値に基づいてはエラーのない圧力制御は保証されないからである。
【００２８】
　実際の燃料圧が既知でない場合に燃料蓄積器１３内の燃料圧を調整するために、圧力実際値を圧力目標値で置換し、圧力アクチュエータを駆動する駆動量Ａ＿Ｓｔｇｌを図２にしたがって負荷依存性および回転数依存性のプリコントロール値Ｖ＿Ｓｔｇｌと内燃機関１の（図示されていない）混合気制御部の制御量Δλとから得ることができる。
【００２９】
　混合気制御部の制御量Δλはラムダセンサ８ａを用いて求められた排気管８内に実際に存在する空気過剰率の実際値と混合気制御部内で設定されている空気過剰率の目標値との差を表している。この２つの差から噴射燃料量と燃料圧との依存関係にかかわらず燃料蓄積器１３内の実際の燃料圧が大きいか小さいかが結論される。
【００３０】
　制御量Δλが値０を有する場合、空気過剰率の目標値は空気過剰率の実際値に一致する。このことに基づいて、燃料蓄積器１３内の実際の燃料圧が圧力目標値に相応することがわかる。
【００３１】
　特に有利には、制御量Δλは積分器２０で積分される。積分器２０の出力側に送出される積分制御量Δλ＿ｔは補正値を表しており、この値プリコントロール値Ｖ＿Ｓｔｇｌと加法的に結合され、駆動量Ａ＿Ｓｔｇｌが得られる。空気過剰率の実際値と混合気制御部で設定された空気過剰率の目標値とのあいだに偏差が存在する場合、つまり制御量Δλが０でない場合、積分制御量Δλ＿ｔは制御量Δλの値に相応にこれが０となるまで増大または低減される。このとき積分制御量Δλ＿ｔはプリコントロール値Ｖ＿Ｓｔｇｌの補正に必要な値を有しており、これにより駆動量Ａ＿Ｓｔｇｌによって混合気制御部で定められた圧力目標値を調整することができる。
【００３２】
　内燃機関１が通常動作から圧力センサ１４のエラーへ移行して圧力アクチュエータを駆動する駆動量Ａ＿Ｓｔｇｌが調整のために不安定となり、内燃機関１から送出されるトルクに跳躍的変化が生じないようにするために、積分器２０は内燃機関１の通常動作中つねに圧力制御部の制御偏差ΔＤでイニシャライズされる。これにより積分制御量Δλ＿ｔは圧力センサ１４のエラーが生じても、とりあえず通常動作中はプリコントロール値Ｖ＿Ｓｔｇｌに加えられる値を有し、駆動量Ａ＿Ｓｔｇｌが得られることが保証される。したがって駆動量Ａ＿Ｓｔｇｌの安定性が保証される。
【００３３】
　特に有利には、内燃機関１は圧力センサ１４のエラーが生じると、均一給気モード、有利にはラムダ値１で駆動される。これは内燃機関１のトルクが均一給気モードでは主として吸入空気量に依存し、層状給気モードのときのように直接には燃料量に依存しなくなるからである。この手段により、圧力センサ１４がエラーを起こして制御偏差ΔＤが値０にならず、目標値から外れた燃料量が噴射されたとしても、内燃機関１の確実な動作が保証される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の内燃機関の実施例のブロック図である。
【００３５】
【図２】本発明の方法の信号流れ図である。
【符号の説明】
【００３６】
　１　内燃機関
　２　ピストン
　３　シリンダ
　４　燃焼室
　５　吸気弁
　６　排気弁
　７　吸気管
　８　排気管
　８ａ　ラムダセンサ
　９　噴射弁
　１０　スパークプラグ
　１１　スロットルバルブ
　１２　触媒
　１３　燃料蓄積器
　１４　圧力センサ
　１５　制御装置
　１６　入力信号
　１７　出力信号
　２０　積分器
【図１】
2004138066.tif 000003
【図２】
2004138066.tif 000004