(57)【要約】【課題】レール圧の任意の変化にともなって変化する燃焼室圧力を考慮して目標燃料量を正確に噴射することができるように、公知の内燃機関の駆動方法、相応のコンピュータプログラム、および直接噴射型内燃期間用の噴射装置を改善する。【解決手段】噴射過程の直前および／または噴射過程中に検出された少なくとも１つのレール圧値および場合により他のパラメータに基づいて、前計算された噴射時間の値を動作前に少なくとも１回補正し、進行中の噴射に対するシリンダｎの噴射時間の補正値ｔｉ＿Ｋを形成する。【選択図】図４
2005090503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
例えば燃料が直接噴射されるＮ個のシリンダを備えた車両の内燃機関を駆動するために、トリガすべき噴射過程の前にレール圧を検出するステップと、検出されたレール圧および場合により他のパラメータに基づいて、トリガすべき噴射過程に対するシリンダｎ（ｎ＝１．．．Ｎ）の噴射時間ｔｉを前計算するステップとを有する
内燃機関の駆動方法において、
噴射過程の直前および／または噴射過程中に検出された少なくとも１つのレール圧値および場合により他のパラメータに基づいて、前計算された噴射時間の値を動作前に少なくとも１回補正し、進行中の噴射に対するシリンダｎの噴射時間の補正値ｔｉ＿Ｋを形成する
ことを特徴とする内燃機関の駆動方法。
【請求項２】
レール圧の検出を噴射過程前および／または噴射過程中に固定の時間パターンで、例えば１ｍｓごとに行う、請求項１記載の方法。
【請求項３】
固定のクランク角度パターンによって設定されたトリガ時点ｔｒごとにシリンダｎの噴射時間ｔｉを前計算し、該前計算はシリンダｎへの噴射に対して種々の時間幅だけ先行する噴射角度位置に依存して行い、有利にはトリガ時点前の最後に検出されたレール圧値に基づいて行う、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
噴射開始直前および／または噴射過程中に行われる噴射時間の補正計算を所定の時間パターンにしたがってレール圧が検出されるたびにその直後に行う、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】
噴射時間の前計算および／または補正計算に使用されるレール圧信号はローパスフィルタリングされたレール圧信号である、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】
燃焼室圧力を表す第２のパラメータとしての圧力値を差し引いたレール圧値に基づいて噴射時間の補正値ｔｉ＿Ｋを計算する、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】
内燃機関の均一モードでの燃焼室圧力を大気圧の大きさで一定とする、請求項６記載の方法。
【請求項８】
圧縮行程で噴射が行われる噴射モードでの燃焼室圧力をレール圧の検出と同じ時間パターンでクランクシャフト位置および圧縮比から計算ないしは推定するか、または燃焼室圧力センサを介して測定する、請求項６記載の方法。
【請求項９】
噴射時間の補正値ｔｉ＿Ｋを式
【数１】
2005090503.tif 000011
にしたがって計算し、ここでｔｉ＿Ｋは噴射時間の補正値であり、ｔｉ＿Ｒは角度に同期したトリガ時点で前計算された噴射時間であり、Δｐ＿ＲＢ＿Ｒはトリガ時点でのレール圧と燃焼室圧力との差圧であり、ｋは１回の噴射過程中のそれまでのサンプリング回数であり、ｊは噴射過程の直前および／または噴射過程中の時間同期のサンプリング時点であり、Δｐ＿ＲＢ（ｊ）はサンプリング時点ｊでのレール圧と燃焼室圧力との差圧である、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】
噴射時間の補正値ｔｉ＿Ｋを式
【数２】
2005090503.tif 000012
にしたがって計算し、ここでｔｉ＿Ｋは噴射時間の補正値であり、ｔｉ＿Ｒは角度に同期したトリガ時点で前計算された噴射時間であり、Δｐ＿ＲＢ＿Ｒはトリガ時点でのレール圧と燃焼室圧力との差圧であり、ｋは１回の噴射過程中のそれまでのサンプリング回数であり、ｊは噴射過程の直前および／または噴射過程中の時間同期のサンプリング時点であり、Δｐ＿ＲＢ（ｊ）はサンプリング時点ｊでのレール圧と燃焼室圧力との差圧であり、ｐ＿Ｒ（ｊ）はサンプリング時点ｊでのレール圧値である、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
補正の反復によって連続的に更新される噴射時間が終了するまでのあいだ、噴射時間の補正計算を行うたびにｔｉ出力タイマを噴射時間の最新値で更新する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
補正計算により連続的に更新される噴射時間から出力タイマの補正にかかる時間を差し引いた時間が経過したときにｔｉ出力タイマを更新する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
回転数閾値の上方での補正計算を行わないか、または複数回の補正計算を１回の補正計算へ変換する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
請求項１から１３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プログラムコードが設けられている
ことを特徴とする内燃機関の制御装置用のコンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１４記載の内燃機関の制御装置用のコンピュータプログラムを含む
ことを特徴とするデータ担体。
【請求項１６】
Ｎ個のシリンダと、
燃料を蓄積し、噴射弁（１２０）を介して燃料を内燃機関の燃焼室へ送出するレールまたは燃料蓄積器（１１０）と、
該燃料蓄積器へ燃料を高圧でポンピングする高圧ポンプ（１３０）と、
燃料蓄積器内の燃料実際圧を検出する圧力センサ（１４０，１４０’）と、
圧力センサで検出された燃料蓄積器内の燃料実際圧を高圧ポンプのアクチュエータ（１３２）の駆動により設定されたレール圧値へ閉ループ制御し、また内燃機関のシリンダｎ（ｎ＝１．．．Ｎ）に対する噴射時間ｔｉを前計算する制御装置（１５０）とを有する、
内燃機関用の噴射装置（１００）において、
制御装置（１５０）は、噴射過程の直前および／または噴射過程中に検出された少なくとも１つのレール圧値および場合により他のパラメータに基づいて、前計算された噴射時間の値を動作前に少なくとも１回補正し、シリンダｎでの進行中の噴射に対する噴射時間の補正値ｔｉ＿Ｋを形成するように構成されている
ことを特徴とする内燃機関用の噴射装置。
【請求項１７】
制御装置（１５０）は請求項１４記載の内燃機関の制御装置用のコンピュータプログラムの命令を実行するように構成されている、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
圧力センサ（１４０）の信号を評価するために制御装置の入力側にレール圧特性を減衰させるフィルタ、例えばＲＣ素子の形態のローパスフィルタ（１４２）が設けられている、請求項１５から１７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１９】
絞り部（１４４）および燃料蒸気中間蓄積器（１４６）から成る液圧式ローパスフィルタが高周波数のレール圧変動を減衰させるために燃料蓄積器（１１０）に配属されており、減衰されたレール圧特性を検出するための圧力センサ（１４０’）が燃料蒸気中間蓄積器（１４６）に接続されている、請求項１５から１７までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば燃料が直接噴射されるＮ個のシリンダを備えた車両での内燃機関の駆動方法および相応のコンピュータプログラムに関する。本発明はまた、前述のコンピュータプログラムを含むデータ担体および前述の方法を実行する内燃機関用の噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
独国公開第１９６４５７１５号公報から直接噴射型内燃機関用の制御装置が公知である。ここに記載されている制御装置は内燃機関の所定のシリンダに対する基本噴射時間を計算する。この基本噴射時間は燃料蓄積器（以下レールとも称する）およびシリンダの燃焼室において定常的と見なされる圧力特性のもとで所望の噴射燃料量が得られるように計算される。ただし実際には圧力特性は定常的ではなく、特にシリンダの燃焼室で変動しやすい。したがって前掲の独国公開第１９６４５７１５号公報では、前計算された基本噴射時間をシリンダの燃焼室内の圧力特性に依存して計算されたクランク角度位置で補正し、噴射時間を出力するタイマをこうして補正された噴射時間の値に合わせて調整することが提案されている。しかしここで提案されている噴射時間の補正計算ではレール圧は依然として定常的（つまり一定）であると見なされている。
【０００３】
実際には燃焼室内の圧力だけでなくレール内の圧力も時間的に変動している。そのため定常的な圧力特性に基づいて計算を行うとエラーのおそれがつねに生じる。しかもレール内の圧力特性は多数の影響量によってダイナミックに変化するので、その前計算はきわめて煩雑であり不正確にしか行えなかった。
【０００４】
これらのことがらを踏まえて、独国特許第１９７２６７５６号公報では、内燃機関を駆動する別の方法およびシステムが提案されている。ここではレール圧の検出が噴射過程の進行中に行われ、検出されたこのレール圧に基づいて噴射開始からどれだけの燃料が噴射されたかが連続的に計算される。目下の噴射中に噴射される燃料量が設定された目標値を上回る場合には噴射は中断される。
【０００５】
ただし上述の独国特許第１９７２６７５６号公報の発明においても噴射燃料量の計算はきわめて煩雑であり、かつ進行中の噴射過程におけるバルブの遅延時間をバルブの開閉とは別個に計算しなければならないという欠点が存在している。さらにこの計算はきわめて高い時間周波数で、つまり１ｍｓパターンよりも格段に頻繁に行わなければならない。そうでないと噴射時間が短いとき（例えば０．５ｍｓのとき）噴射燃料量に重大な誤差が発生したり、プロセス全体にエラーが生じたりしてしまう。またこの発明の方法は変化する燃焼室圧力は全く考慮していない。
【特許文献１】独国公開第１９６４５７１５号公報
【特許文献２】独国特許第１９７２６７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって上述のような従来技術から出発して、本発明は、レール圧の任意の変化にともなって変化する燃焼室圧力を考慮して目標燃料量を正確に噴射することができるように、公知の内燃機関の駆動方法、相応のコンピュータプログラム、および直接噴射型内燃期間用の噴射装置を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、噴射過程の直前および／または噴射過程中に検出された少なくとも１つのレール圧値および場合により他のパラメータに基づいて、前計算された噴射時間の値を動作前に少なくとも１回補正し、進行中の噴射に対するシリンダｎの噴射時間の補正値ｔｉ＿Ｋを形成する構成により解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
有利には本発明の方法では、レール圧の検出を噴射過程の直前に１回行うだけでなく、これを前計算された噴射時間の進行中に繰り返し、例えば狭い時間パターンでできるだけ頻繁に行う。持続的に更新されるレール圧値に基づいて、レール圧の時間的変動とそこから生じる噴射燃料量の変動とがきわめて正確に捉えられ、目下進行中の噴射時間に対する補正計算において考慮される。これにより最終的にはシリンダ内への全噴射燃料量がきわめて正確に出力される。
【０００９】
本発明の方法の前述の実施形態によれば、レール圧の任意の変調またはグラジエント設定が可能である。再始動時にも高圧ポンプの最大の圧送力に相応するレール圧が迅速に形成され、混合気調製の改善と原排出物質の低減とが達成される。内燃機関の駆動中の正または負の負荷変化からレール圧の迅速な増大または低減が必要となる場合にも、所望のラムダ値または調整されたラムダ値からの偏差が最小化される。これは本発明によってつねに目標燃料量が噴射されるように噴射時間が補正されるからである。ポンプの圧送量の許容差または他の影響量は噴射過程の進行中にレール圧を検出することにより消去される。
【００１０】
有利には、前計算された噴射時間の第１回目の補正は噴射過程が始まってからではなく、噴射過程の開始直前に行われる。これにより噴射時間がレール圧検出の時間パターンよりも小さい場合にも補正が行われることが保証される。
【００１１】
有利には、レール圧の検出は噴射過程前および／または噴射過程中に固定の時間パターンで、例えば１ｍｓごとに行われる。またこの検出の直後に噴射時間の補正計算を実行することが推奨される。
【００１２】
有利には、噴射時間の前計算は、前述の時間パターンではなく固定のクランク角度のパターンに依存するトリガ時点で行われる。このトリガマークは、噴射開始に対して種々の時間幅だけ先行するクランク角度位置に依存している。
【００１３】
また有利には、噴射時間の前計算は、角度に同期したトリガ時点前に所定の時間パターンで最後に検出されたレール圧値に基づき、前計算された燃焼室圧力値を考慮して所定のクランク角度位置で行われる。
【００１４】
噴射時間の補正計算は、レール圧だけでなく、その時点で噴射が行われているシリンダの燃焼室圧力をレール圧検出の時点で補正計算の考慮に入れることにより、いっそう正確となる。
【００１５】
有利には、本発明によれば、簡単かつ迅速な噴射時間の補正計算が可能となる手法または数学的アルゴリズムが得られる。アルゴリズムは通常の噴射タイミングの計算に対しては付加的な計算項目となるので、内燃機関の回転数が高く動作時間の問題が発生しうる場合には省略して簡単化してしまってもかまわない。そのつど最後に計算された噴射時間、つまり噴射時間の最新の補正値が適用されるとき、噴射過程は中断される。これにより有利には、出力タイマが計算の時間パターン中にそのつど噴射時間の最新の補正値で連続的に更新される。
【００１６】
有利には、噴射時間の前計算および補正計算に対して、高周波数の変動を有するレール内の真の圧力特性を使用するのではなく、例えばローパスフィルタリングによって減衰されたレール圧力値が使用される。
【００１７】
上述の課題はさらに、前述の方法を実行する噴射装置、コンピュータプログラム、および当該のコンピュータプログラムを含むデータ担体によっても解決される。これらの解決手段の利点は前述の方法から得られる利点に相応する。
【実施例】
【００１８】
本発明を以下に種々の実施例に則して図を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１には図示しない４つのシリンダを備えた内燃機関用の本発明の噴射装置１００が示されている。この噴射装置は、燃料を蓄積しかつ４つの噴射弁１２０を介してシリンダの燃焼室へ燃料を噴射する燃料蓄積器（以下レールと称する）１１０を有している。さらに噴射装置１００は燃料を高圧でレール１１０へポンピングする高圧ポンプ１３０を有している。高圧ポンプ１３０には電気式燃料ポンプ１０５を介して燃料が供給される。高圧ポンプ１３０の内部では電気式燃料ポンプ１０５から供給された燃料がまずダンパエレメント１３４へ供給される。そこから燃料はアクチュエータである燃料量調整弁１３２がオン状態のとき、つまりバルブが阻止されているときに第１の逆止弁１３６を介して圧送エレメント１３８へ達する。この圧送エレメント１３８はピストン１３９を有しており、このピストンは内燃機関のカムシャフト１６０を介して駆動される。図１に示されている状態ではピストン１３９は最も低い位置にあり、圧送エレメント１３８には逆止弁１３６を介して供給される燃料を収容するためのチャンバ１３７が生じている。後の時点で図１のピストン１３９が相応のカムシャフト１６０の回転に基づいて上方へ運動すると、チャンバ１３７の容積は低減し、そこに収容されている燃料は圧縮される。圧縮された燃料は第２の逆止弁１３６を介してレール１１０へ供給される。そこで燃料は高圧をかけられた状態で蓄積される。
【００２０】
レール内に蓄積されている燃料の圧力、すなわちレール圧は、噴射装置１００を介して設定された目標圧へ閉ループ制御される。このために噴射装置１００は制御装置１５０を有している。この制御装置には実際のレール圧がレール圧センサ１４０，１４０’から実際量として供給される。設定された目標圧と検出された実際圧との制御偏差が検出されると、制御装置は高圧ポンプ１３０内の燃料量調整弁１３２を駆動し、レール圧が所望の目標値となるように閉ループ制御する。正確に言えば、この閉ループ制御は、レール圧が大きすぎて低減しなければならない場合に、燃料量調整弁１３２をオフ状態とし、図１に示されている圧送エレメント１３８とダンパ１３４とのあいだの接続管路１３３を開放することにより行われる。このとき開放された接続管路１３３によりチャンバ１３７からの燃料流がダンパエレメント１３４へ流れ、所望の圧力低下が達成される。逆にレール圧の増大が所望される場合には、燃料量調整弁１３２を相応にオン状態とし、接続管路１３３を閉鎖する。
【００２１】
噴射弁１２０の開放によりレール１１０内に高周波数の圧力脈流がトリガされるが、これには緩慢な圧力変動が重畳される。この圧力脈流が圧力センサ１４０，１４０’によって検出され、検出された実際圧の成分として制御装置１５０へ供給されると、誤った測定結果が生じ、レール圧の閉ループ制御にとっても望ましくない。ただしこの脈流の時定数は、高圧ポンプ１３０の圧送エレメント１３８内のピストン１３９の圧送ストロークによる圧力上昇の時定数または噴射燃料量による圧力低下の時定数よりも格段に小さく、当該の脈流を適切なフィルタ手段を介して除去することができる。その第１の手段として、制御装置１５０の入力側にレール圧センサ１４０に対するＲＣ素子の形態のローパスフィルタ１４２が設けられる。このローパスフィルタは高周波数成分を除去する相応の時定数を有している。
【００２２】
障害的な圧力脈流の周波数はレールの共振周波数、特にレールのジオメトリおよび容積によって定まる。レールは蓄圧効果を達成するために大きく構成されることが多く、低い共振周波数を有する。これにより障害的な圧力脈流の時定数は上昇し、高圧ポンプ１３０の圧送ストロークに起因する圧力変化の時定数および噴射に起因する時定数のほうへオフセットされる。したがって前述の第１の手段に代えてまたは加えて、第２の手段として、障害的な圧力脈流の高周波数を除去する液圧式ローパスフィルタが実現される。この第２の手段は図１では破線で示されている。この第２の手段によりレールは絞り部１４４を介して付加容積部となる燃料蒸気中間蓄積器１４６へ接続されるので、固有のレール容積は最小限に維持される。レール圧センサ１４０’は直接にレール１１０に接続されるのではなく、付加容積部となる燃料蒸気中間蓄積器１４６に接続される。付加容積部では有利には制御装置１５０で用いられる実際量よりも大幅に減衰されたレール圧特性が取り出される。こうした装置のことを液圧式ローパスフィルタと称する。
【００２３】
図１に示されている噴射装置１００を用いた本発明の内燃機関の駆動方法を以下に図２〜図４を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
図２には時間的に並行して行われる種々の過程が示されている。まず横軸の参照記号ｔ１＿１．．．４は例えば図示しない４つのシリンダを備えた内燃機関の噴射タイミングを表している。噴射タイミングはその上方に示されたトリガマークｔｒに関連している。トリガマークは噴射タイミングと同様に個々のシリンダ１〜４に相応しており、インクリメント信号とクランクシャフトセンサの基準マークとから得られる。噴射タイミングは例えばシリンダ１，３の上死点ＯＴの前方の角度位置６０°を表すクランクシャフトの基準マークＢＭに関連している。トリガマークは本発明の噴射時間の計算のための各シリンダごとの計算パターンを送出する。これについては以下に詳述する。
【００２５】
図２にはさらに基準マークＢＭを介して図１の高圧ポンプ１３０のＨＤＰストロークのストローク曲線が示されている。これは圧送エレメント１３８のピストン１３９が内燃機関のカムシャフト１６０を介して駆動される様子を表している。ストローク曲線の上方には制御装置１５０から送出された、燃料量調整弁１３２を駆動する調整信号ＭＳＶが示されている。この信号の高レベルは燃料量調整弁のオン状態、すなわち接続管路１３３が閉鎖されていることを表す。逆にこの信号の低レベルは燃料量調整弁のオフ状態、すなわち接続管路１３３が開放されていることを表す。燃料量調整弁１３２の開閉は制御装置により検出されたレール圧ｐ＿Ｒの応答として設定され、設定された目標値ｐ＿Ｒ＿ｓｏｌｌとなるように制御が行われる。
【００２６】
図２の燃料量調整弁１３２に対する調整信号ＭＳＶの上方には、内燃機関の回転数が高く燃料の流量が大きいときのレール圧ｐ＿Ｒが示されている。図示のレール圧特性は燃料量調整弁１３２に対する調整信号ＭＳＶに関連しており、ここから前述の閉ループ制御の作用が見てとれる。高圧ポンプのピストンのストローク中、燃料量調整弁のオン状態、すなわち接続管路１３３が閉鎖されている状態で、設定されたレール圧の目標値ｐ＿Ｒ＿ｓｏｌｌが達成される時点まで圧力上昇が生じていることがわかる。その後、燃料量調整弁１３２が制御装置１５０によって駆動され、つまり接続管路１３３が開放されて、不要な燃料がチャンバ１３７から低圧回路、特にダンパエレメント１３４へ戻る。図２〜図４に示されている圧力特性は理論的な値であり、レールでの減衰作用は考慮していない。実際にはこれらの圧力特性の線は折れずに正弦波状となる。
【００２７】
図２に示されているように、高い回転数のもとで燃料量調整弁がオンとなり、すなわち接続管路１３３が閉鎖され、例えばシリンダ１に対する噴射時間ｔ１＿１でピストンのストロークのフェーズ中に長い噴射が行われると、レール圧ｐ＿Ｒは噴射がない場合または噴射時間が短い場合の１）よりも緩慢に３）へ上昇する。目標レール圧ｐ＿Ｒ＿ｓｏｌｌが達成され、燃料量調整弁１３２が所定のピストンストローク位置でオフになると、レール圧はこの時点から進行中の噴射ｔｉ＿１にわたって、また次に続くシリンダ２の噴射ｔ１＿２において、図２に示された特性４）に相応に低下する。これはピストン１３９のこのフェーズで吸入が行われ、燃料がレール１１０内に圧送されないからである。
【００２８】
基本噴射時間ｔｉの計算はトリガマークｔｒの時点ごとに行われる。これは図２では垂直の破線のトリガマークとこれを指示する下方向きの矢印とで示されている。噴射時間の計算は、目下使用されているレール圧値、つまり所定の時間パターンの最後に測定されたレール圧値に基づいて行われる。レール圧は有利には内燃機関の６０００ｍｉｎ−１にしたがって１ｍｓごとに検出される。図２に示されているレール圧特性は、具体的には例えば、トリガマークｔｒ＿４でシリンダ２に対する噴射時間ｔｉ＿２が目下使用されているレール圧値、つまりレール圧値ｐ＿Ｒ＿Ｒ２に基づいて計算されることを表している。相応にシリンダ３に対する噴射時間はレール圧値ｐ＿Ｒ＿Ｒ３に基づいて計算される。図２からわかるように、この計算に使用されるレール圧値はシリンダｉに対する噴射時間ｔｉ＿ｉの中間の圧力値ｐ＿Ｒ＿Ｍｉには一致しない。
【００２９】
図３には基本的に図２と同じ物理量の特性が示されているが、これは高い回転数および高い燃料流量での内燃機関についてのものではなく、内燃機関の始動フェーズについてのものである。図２と同じ物理量には同じ参照記号が付されている。図示の時間特性の基本的な事柄に関しては図２の説明を参照されたい。
【００３０】
既に知られている特性に加えて、図３の下部には内燃機関の始動フェーズでの機関回転数ｎＭＯＴが他の物理量の角度平面に同期して示されている。始動フェーズの開始時にはまず比較的低い回転数が発生する。したがってここでは低圧系の低いレール圧ｐ＿ＮＤが図３の上方および下方に示されているように発生する。始動フェーズ中、特にレール圧がまだ低いあいだは、再始動での圧力形成において噴射時間を計算する際に大きな誤差が発生することがある。これは図３では例えば次のようになっている。シリンダ３の噴射中の中間のレール圧ｐ＿Ｒ＿Ｍ３は検出されたレール圧値ｐ＿Ｒ＿Ｒ３に比較的良好に相応するが、ピストンストロークの最終段階にあたる次の噴射ではｐ＿Ｒ＿Ｍ４は計算された圧力ｐ＿Ｒ＿Ｒ４よりも著しく高くなってしまう。
【００３１】
図２，図３に示されているように、噴射過程の進行中、特に図３のようにレール圧に強い変動が生じる特別な状況では、噴射時間が真のレール圧に相応するように補正しなければならない。そうしないとシリンダへ噴射すべき所望の燃料量が正確に調量されない。このために本発明によれば２つの手法が提案される。まずはじめにこれらの手法を数学的に導出する。
【００３２】
ｔｒマークでのｔｉの計算時の目標燃料量ｑｋ＿ｓｏｌｌは計算時点で存在するレール圧と燃焼室圧力との差圧Δｐ＿ＲＢ＿Ｒから
【００３３】
【数１】
2005090503.tif 000003
と表される。ここから噴射時間は
【００３４】
【数２】
2005090503.tif 000004
となる。ここでＫ＿ＥＶは噴射弁定数であり、ｔｉ＿Ｒはｔｒマークでのｔｉ計算時に計算された噴射時間である。なお前述の通り
Δｐ＿ＲＢ＿Ｒ＝ｐ＿Ｒ＿Ｒ−ｐ＿Ｂ＿Ｒ                                    （３）
と表され、ここでｐ＿Ｒ＿Ｒはｔｉ計算時点でのレール圧であり、ｐ＿Ｂ＿Ｒはｔｉ計算時点での燃焼室圧力である。
【００３５】
吸入フェーズで噴射が行われる場合には、燃焼室圧力は近似的に大気圧に等しく、一定であると見なすことができる。さらにｔｒマークでのｔｉ計算時点では燃料圧は最後に検出された圧力に等しく、噴射時間全体にわたって一定であると見なすことができる。
【００３６】
噴射の時点までと噴射過程中とでレール圧は図２，図３に即して説明したように変化する。したがって変化するレール圧を有利には１ｍｓごとにサンプリングし、このようにして得られた最新のサンプリング値を噴射時間の補正計算に使用する。その時点でのレール圧値に基づいて補正計算を噴射開始の直前に１回行うだけではなく、噴射過程中、更新された噴射時間が最終的に経過しおわるまでそのつど最後に計算された値を用いて補正しつづける。このために本発明によれば簡単な補正式が導出される。
【００３７】
補正式を求める際に注意しなければならないのは、変化する圧力のもとでどれだけの燃料量ｑＫがレールから噴射されるかということである。燃料量は
【００３８】
【数３】
2005090503.tif 000005
のように計算される。ここでＫ＿ＥＶは噴射弁定数であり、Δｐ＿ＲＢ（ｔ）は時点ｔでのレール圧と燃焼室圧力との差圧である。
【００３９】
上述の式は例えば１ｍｓのサンプリングパターンΔｔを用いた合計の式としてディジタル化される。すなわち
【００４０】
【数４】
2005090503.tif 000006
が成り立つ。噴射時間が近似的にΔｔの整数倍であるとすると、ｔｉ＝ｋ・ΔｔまたはΔｔ＝ｔｉ／ｋより
【００４１】
【数５】
2005090503.tif 000007
が得られる。ここでｋは１回の噴射中のサンプリング回数である。したがって目標燃料量ｑＫ＿ｓｏｌｌおよびこれに必要な補正量ｔｉ＿Ｋは
【００４２】
【数６】
2005090503.tif 000008
となる。
【００４３】
上述の式（１）および式（７）からｑＫ＿ｓｏｌｌを消去すると、噴射時間の補正値ｔｉ＿Ｋは
【００４４】
【数７】
2005090503.tif 000009
となる。ここでＫＦは補正された実際の噴射時間ｔｉ＿Ｋとトリガマークｔｒで計算された元の噴射時間ｔｉ＿Ｒとの比を表す補正係数である。
【００４５】
図４には噴射時間の補正の様子が示されている。特にここからわかるのは、シリンダ１に対してトリガマークｔｒ＿３で直前に求められたレール圧と燃焼圧との差圧Δｐ＿ＲＢ＿Ｒ１に基づいて求められた元の噴射時間ｔｉ＿Ｒ１（Δｐ＿ＲＢ＿Ｒ１）が後に補正されるということである。計算された元の噴射時間は図４では上から２番目の横棒として示されている。補正値は最終的にはより短い噴射時間ｔｉ＿Ｋ１となる。これは上方の横棒として示されている。
【００４６】
図４にはさらに１ｍｓ時間パターンでの圧力検出をトリガ時点に同期させずに行うことが示されている。噴射開始時点は固定のクランク角度マークに依存している。例えば０．５ｍｓのきわめて短い噴射時間でも前述の場合と同様に補正できるようにするには、補正計算を噴射が開始されてから行うのみでは充分でない。この場合、補正計算が行われるときには噴射は既に終了してしまっている。したがって噴射時間の初期値および当該の初期値の第１の補正値を本来の噴射の開始前に取得しておくことが推奨される。
【００４７】
補正式（８）の計算は、有利には、まず係数ｋ以外の分子の項をｔｒパターンでのｔｉ＿Ｒの計算の際に求めるようにして行われる。さらに分母の合計を作るには、個別の量を形成し、そのつど新たな圧力値の根を加算していく。そのあとで分子が新たな合計によって除算され、その結果に対して、得られた指数ｋが乗算される。このようにして有利には１ｍｓの時点ごとに補正されたｔｉ＿Ｋが僅かな計算コストのみで得られる。
【００４８】
噴射弁１２０を駆動するｔｉ出力タイマを図３で計算された噴射時間にしたがって補正するには、図４の第１列Ｖ１に示されているように１ｍｓごとに新たに計算された噴射時間ｔｉ＿Ｋを用いて噴射過程中補正を続けるか、これに代えて、１ｍｓパターンのうち、妥当しているその時点での噴射時間ｔｉ＿Ａが出力タイマの補正に必要な時間インクリメントδｔ＿ＴＫだけ補正値ｔｉ＿Ｋを下回る時点で補正を行う。後者については図４の第２列Ｖ２を参照されたい。
【００４９】
このように、シリンダ１に対する進行中の噴射過程ｔｉ＿Ｒ１において、図４に示されている圧力特性Δｐ＿ＲＢに沿ったステップ曲線に相応に、サンプリングされた圧力値の根の値の積分が形成され、噴射時間が適切な値ｔｉ＿Ｋ１へ補正される。図４では圧力上昇のためにｔｉが短縮されている。圧力低下が生じている場合にはｔｉが延長される。
【００５０】
圧力のサンプリングによる誤差を低減するには、式（８）の分母の根を形成するときに、単に新たなサンプリング値を用いるのではなく、図４の圧力特性の右方部分のステップ曲線に相応に新たなサンプリング値と旧いサンプリング値との差の１／２をつねに加えるようにすると良い。例えばｊ＝５であれば（Δｐ５−４）／２＝（ｐ（ｊ＝５）−ｐ（ｊ＝４））／２を用いる。これによりサンプリングのステップ曲線が平均されて真の圧力特性に良好に近づき、より緩慢な計算パターン、例えば２ｍｓのパターンを選択することができるようになる。すなわち
【００５１】
【数８】
2005090503.tif 000010
が用いられる。
【００５２】
式（８）にしたがった補正計算の主たる目的は始動中にできるだけ迅速に圧力を形成することである。始動および再始動はふつうは均一モード噴射で行われるので燃焼室圧力は一定であり、Δｐ＿ＲＢは大気圧を差し引いたレール圧であると見なすことができる。
【００５３】
また補正計算は“層状給気”モードおよび“均一スプリット”モードで完全な燃料圧が形成された後に行ってもよい。このときには一定の燃焼室圧力に代えて噴射時点での燃焼室圧力が使用される。当該の燃焼室圧力は対応する噴射角度の基礎となり、ｔｒマークでのｔｉ＿Ｒの計算の際にも使用される。
【００５４】
これに代えて、レール圧の検出と同じ１ｍｓ時間パターンで瞬時の燃焼室圧力を圧縮比およびクランクシャフト位置によって計算するか、または燃焼室圧力センサを介して測定してもよい。これにより付加的な計算コストが僅かにかかるものの、燃焼室の圧力特性を噴射時間の前計算を行う場合よりもいっそう正確に考慮することができる。
【００５５】
使用されるマイクロコントローラのリザーブ動作時間が制限されている場合には、前述の補正計算を回転数閾値の上方で遮断することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の噴射装置の構造を示す図である。
【図２】噴射装置の動作を示す第１の時間図である。
【図３】内燃機関の始動過程における噴射装置の動作を示す第２の時間図である。
【図４】本発明の方法を表す第３の時間図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００  噴射装置
１０５  電気式燃料ポンプ
１１０  燃料蓄積器（レール）
１２０  噴射弁
１３０  高圧ポンプ
１３２  燃料量調整弁
１３３  接続管路
１３４  ダンパ
１３６  逆止弁
１３７  チャンバ
１３８  圧送エレメント
１３９  ピストン
１４０，１４０’  圧力センサ
１４２  ローパスフィルタ
１４４  絞り部
１４６  燃料蒸気中間蓄積器
１５０  制御装置
１６０  カムシャフト
ＭＳＶ  制御信号
【図１】
2005090503.tif 000013
【図２】
2005090503.tif 000014
【図３】
2005090503.tif 000015
【図４】
2005090503.tif 000016