(57)【要約】一般的な圧力センサ並びに燃料配量システムにおける圧力センサは、静的なオフセット誤差を有し、つまり零点が確実には表示されない。本発明では、圧力センサの可能な限り正確な補正を可能にする燃料配量システムの圧力センサを較正する方法及び相応の装置（１００）が提案される。このために内燃機関の目下の冷却水温度（Ｔａ）が検出され、該冷却水温度から冷却水温度降下度合（ｄＴ）が、内燃機関の停止時間の尺度として導出され、かつ、該停止時間が設定可能な最小限度（ｄＴｕ）を上回る場合に初めて圧力センサが較正される。従って、圧力センサの確実かつ正確な較正を実施するためには、車両内に現存している冷却水温度の監視手段に依拠することが可能である。これによって本発明は、内燃機関の停止時間を検出するために付加的な時間監視手段を特別に使用することなしに、ほとんど過剰経費をかけないで極めて迅速に実現することができる。本発明の方法及びその実施装置は、高圧域の圧力センサ（レール圧センサ）を較正するためにも、また低圧域の圧力センサ（前フィード圧センサ）を較正するためにも共に最適である。
2004502070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を１つのポンプによって低圧域から高圧域へ圧送し、該高圧域から、運転特性量に関連して制御可能なインジェクタによって内燃機関の燃焼室に配量し、しかも内燃機関の運転中には少なくとも１つの圧力センサによって、高圧域及び／又は低圧域の圧力（Ｄｍ）を検知し、かつ内燃機関の始動前には前記圧力センサによって大気圧（Ｄｍ′）を検知して前記圧力センサを較正するようにした形式の、内燃機関の燃料配量システムの少なくとも１つの圧力センサを較正する方法において、
内燃機関の冷却水温度（Ｔａ）を検出し、該冷却水温度から冷却水温度降下度合を、内燃機関の停止時間の尺度として導出し、かつ該停止時間が設定可能な最小限度を上回る場合に始めて圧力センサを較正することを特徴とする、燃料配量システムの圧力センサを較正する方法。
【請求項２】
目下の冷却水温度（Ｔａ）を、内燃機関の停止時に先に検知されて記憶された冷却水温度（Ｔｓ）と比較することによって、冷却水温度降下度合を表す温度差（ｄＴ）を算出し、該温度差（ｄＴ）が、設定可能な最小限度に相当する最小温度差（ｄＴｍ）を上回る場合に初めて圧力センサを較正する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
燃料配量システムの制御器の作動開始直後に圧力センサを較正する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
内燃機関の停止中に圧力センサによって測定された大気圧（Ｄｍ′）を、絶対大気圧の目標値（Ｄａｂｓ）と比較することによって、前記圧力センサを較正し、しかも前記測定大気圧（Ｄｍ′）と前記目標値（Ｄａｂｓ）との差を較正値（ＯＤ）とし、該較正値によって後に、内燃機関の運転中に測定された圧力値（Ｄｍ）を負荷する、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】
較正値を、新たな較正値（ＯＤ）が特定されるまで、燃料配量システムの制御装置のメモリ内に、メモリ値（ＯＤｓ）として蓄える、請求項４記載の方法。
【請求項６】
内燃機関の燃料配量システムが、燃料を低圧域から高圧域へ圧送するポンプと、運転特性量に関連して制御されて燃料を内燃機関の燃焼室に配量するインジェクタとを有し、しかも内燃機関の運転中には少なくとも１つの圧力センサによって、高圧域及び／又は低圧域の圧力（Ｄｍ）を検知し、かつ内燃機関の始動前には、前記圧力センサによって検出された大気圧（Ｄｍ′）によって前記圧力センサを較正するようにした形式の、内燃機関の燃料配量システムの少なくとも１つの圧力センサを較正する装置（１００）において、
該装置（１００）が、内燃機関の冷却水温度（Ｔａ）を検出し、これに基づいて冷却水温度降下度合を、内燃機関の停止時間の尺度として導出し、かつ前記停止時間が、設定可能な最小限度を上回る場合に初めて前記圧力センサを較正することを特徴とする、内燃機関の燃料配量システムの少なくとも１つの圧力センサを較正する装置。
【請求項７】
燃料を低圧域から高圧域へ圧送するポンプと、運転特性量に関連して制御されて燃料を内燃機関の燃焼室に配量するインジェクタとを有する燃料配量システムの少なくとも１つの圧力センサを較正する装置（１００）を装備し、しかも内燃機関の運転中には少なくとも１つの圧力センサによって、高圧域及び／又は低圧域の圧力（Ｄｍ）を検知し、かつ内燃機関の始動前には、前記圧力センサによって検出された大気圧（Ｄｍ′）によって前記圧力センサを較正するようにした形式の内燃機関の燃料配量システム用の制御装置において、
圧力センサを較正する装置（１００）が、内燃機関の冷却水温度（Ｔａ）を検出し、これに基づいて冷却水温度降下度合を、内燃機関の停止時間の尺度として導出し、かつ前記停止時間が、設定可能な最小限度を上回る場合に初めて前記圧力センサを較正することを特徴とする、内燃機関の燃料配量システム用の制御装置。
【請求項８】
燃料を低圧域から高圧域へ圧送するポンプと、運転特性量に関連して制御されて燃料を内燃機関の燃焼室に配量するインジェクタとを有する燃料配量システムの少なくとも１つの圧力センサを較正する装置（１００）を装備し、しかも内燃機関の運転中には少なくとも１つの圧力センサによって、高圧域及び／又は低圧域の圧力（Ｄｍ）を検知し、かつ内燃機関の始動前には、前記圧力センサによって検出された大気圧（Ｄｍ′）によって前記圧力センサを較正するようにした形式の、内燃機関用の燃料配量システムにおいて、
圧力センサを較正する装置（１００）が、内燃機関の冷却水温度（Ｔａ）を検出し、これに基づいて冷却水温度降下度合を、内燃機関の停止時間の尺度として導出し、かつ前記停止時間が、設定可能な最小限度を上回る場合に初めて前記圧力センサを較正することを特徴とする、内燃機関用の燃料配量システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野：
本発明は、請求項１に発明の上位概念として規定したように、燃料を１つのポンプによって低圧域から高圧域へ圧送し、該高圧域から、運転特性量に関連して制御可能なインジェクタによって内燃機関の燃焼室に配量し、しかも内燃機関の運転中には少なくとも１つの圧力センサによって、高圧域及び／又は低圧域の圧力を検知し、かつ内燃機関の始動前には前記圧力センサによって大気圧を検知して前記圧力センサを較正するようにした形式の、内燃機関の燃料配量システムの少なくとも１つの圧力センサを較正する方法、並びに該方法を実施するための装置、該装置を装備した制御装置及び燃料配量システムに関する。
【０００２】
背景技術：
内燃機関の燃料配量システムの圧力センサを較正する方法と装置は、それ自体公知である。通常、燃料配量システムは、燃料を低圧域から高圧域へ圧送するための高圧ポンプ、燃料を配量して内燃機関の燃焼室内へ噴射するための、運転特性量に関連して制御可能なインジェクタ、並びに、前記の高圧域及び／又は低圧域の圧力を計測するための少なくとも１つの圧力センサを装備している。燃料配量システムは例えば所謂コモン・レール式燃料直接噴射システムとして公知になっている。
【０００３】
該燃料配量システムは、前フィードポンプと、需用量に応じて制御される高圧ポンプとを装備している。前フィードポンプとしては例えば、燃料を燃料貯蔵タンクから該システムの低圧域へ圧送する電気式燃料ポンプが使用される。低圧域では、約４バールの予圧が支配している。高圧ポンプは燃料を低圧域からシステムの高圧アキュムレータへ圧送する。其処では、遥かに高い圧力が支配し、つまりガソリン燃料の場合には約１５０〜２００バールの圧力が、またディーゼル燃料の場合には約１５００〜２０００バールの圧力が支配している。高圧アキュムレータから複数基のインジェクタが分岐しており、該インジェクタは相応の作動制御時に、高圧アキュムレータから、其処に支配している噴射圧でもって燃料を内燃機関の燃焼室内へ噴射する。インジェクタは、規定された運転特性量に関連して作動制御される。高圧アキュムレータ内には圧力センサ、所謂レール圧センサが配置されており、該圧力センサによって、高圧アキュムレータ内に支配する噴射圧が検出され、次いで相当電気信号が内燃機関の制御器へ伝送される。高圧域からは１本の圧力制御導管が分岐しており、圧力制御弁を介して低圧域へ導かれる。其処にも１つの圧力センサ、いわゆる前フィード圧センサを設けることができる。低圧域からは１本の低圧導管が分岐しており、低圧調整器を介して燃料貯蔵タンクへ戻される。
【０００４】
一般的な圧力センサ及び前記燃料配量システムにおける圧力センサは共に、静的なオフセット誤差を有し、つまりゼロ点が確実には表示されない。しかもオフセット誤差のために、圧力センサの測定値、特に低圧域で圧力センサによって検知された測定値が、実際の圧力値に対して大きな偏差を有することがある。
【０００５】
レール式直接噴射内燃機関のスタータ始動期には概ね低圧が存在している。内燃機関は大抵は、前フィードポンプによって発生された低い予圧でもって始動され、後の時点で始めて高圧に切換えられる。インジェクタを介して燃焼室内へ噴射される燃料質量は、高圧アキュムレータ内に支配する噴射圧に著しく関連しているので、該噴射圧は内燃機関の始動期において、噴射時間の算定に一緒に包含される必要がある。この要件は、しかしながら、圧力センサの前記の不精度に基づいて大抵は満たされない。この問題点に対処しようとするのが、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５ ４７ ６４７号明細書で提案された圧力センサの較正法であり、この較正法では圧力センサは、内燃機関の始動前に基準圧によって較正される。そこでは殊に大気圧、すなわち、内燃機関の停止状態及び内燃機関の始動前の状態においてシステム内に生じている周辺圧力が、基準圧として用いられる。要するに前挙ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５ ４７ ６４７号明細書に基づいて、内燃機関の燃料配量システムの少なくとも１つの圧力センサを較正する方法と装置が公知に成っており、この方法では燃料は１つのポンプによって低圧域から高圧域へ圧送され、かつ前記高圧域からは、運転特性量に関連して制御可能なインジェクタによって内燃機関の燃焼室に配量され、内燃機関の運転中には少なくとも１つの圧力センサによって、高圧域内の圧力及び／又は低圧域内の圧力が検知され、かつ内燃機関の始動前には、圧力センサを較正するために該圧力センサによって大気圧を検知するようになっている。
【０００６】
しかしながら公知の方法及び公知の装置が完璧に機能するのは、圧力センサの較正時にシステム内に大気圧が実際にすでに生じている場合に限られる。しかもこのためには、内燃機関が較正前の或る所定の停止時間中に運転されなかったこと、従ってシステム内の圧力が減圧されて周辺圧のレベルに調整できることが保証されていなければならない。
【０００７】
発明の開示：
本発明の課題は、明細書冒頭に述べた形式の較正法並びに較正装置を改良して、圧力センサの可能な限り正確な較正を可能にすることである。
【０００８】
前記課題を解決する本発明の方法上の構成手段は、内燃機関の冷却水温度を検出し、該冷却水温度から冷却水温度降下度合を、内燃機関の停止時間の尺度として導出し、かつ該停止時間が設定可能な最小限度を上回る場合に始めて圧力センサを較正する点にある。
【０００９】
従って、圧力センサの確実かつ正確な較正を実施するためには、車両内に現存している冷却水温度の監視手段に依拠することが可能である。これによって本発明は、内燃機関の停止時間を検出するために付加的な時間監視手段を特別に使用することなしに、ほとんど過剰経費をかけないで極めて迅速に実現することができる。本発明の方法及びその実施装置は、高圧域の圧力センサ（レール圧センサ）を較正するためにも、また低圧域の圧力センサ（前フィード圧センサ）を較正するためにも共に最適である。
【００１０】
本発明の格別有利な実施形態は、従属請求項に記載した構成手段に基づいて明らかである。
【００１１】
従属請求項に記載した実施形態によれば、目下の冷却水温度を、内燃機関の停止時に先に検知されて記憶された冷却水温度と比較することによって、冷却水温度降下度合を表す温度差を検出し、該温度差が、設定可能な最小限度に相当する最小温度差を上回る場合に始めて圧力センサを較正するのが特に有利である。その場合、燃料配量システムの制御器の作動開始直後に圧力センサを較正するのが特に有利である。この処置によって、冷却水の温度測定は２回だけ実施されればよく、しかも内燃機関の停止時に測定された冷却水温度だけが、内燃機関の始動直前の温度と比較するまで、中間メモリとして蓄えられることになる。
【００１２】
また格別な利点が得られるのは、内燃機関の停止中に圧力センサによって測定された大気圧を、大気圧の絶対値と比較することによって、前記圧力センサを較正し、しかも前記測定大気圧と前記絶対値との差を較正値とし、該較正値によって後に、内燃機関の運転中に測定された圧力値を負荷する場合である。ディーゼル・レールシステムにおける圧力センサは約２バールの測定分解能を有している。ドリフトは最大２０バールであることができるので、較正は絶対大気圧１バールで十分である。しかしながらこのことは、１バール〜約６バールの分解能を有するセンサの場合には当て嵌まらない。この場合は、０．０１バールの値がすでに重要であるので、正確な大気圧による較正が必要である。
【００１３】
これに関連して、較正値を、新たな較正値が特定されるまで、燃料配量システムの制御装置のメモリ内に、メモリ値として蓄えるのが有利である。要するに圧力センサを較正するために常に１つの補償値が供与される訳である。
【００１４】
発明を実施するための最良の形態：
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００１５】
図１には、燃料配量システムの高圧域に配置されておりかつ測定値Ｄｍ′を供給する圧力センサを較正する本発明の装置１００が図示されている。前記の圧力センサ及び燃料配量システムは、それ自体公知であるので図１には図示されていない。図１に示した装置１００は、本発明の方法に従って補償値又はオフセット値とも呼ばれる較正値ＯＤを検出して圧力センサを較正するためものであり、後に該較正値によって圧力測定値が負荷されることになる。ところで圧力センサの較正は、内燃機関の停止中に始動前に測定された圧力測定値Ｄｍ′が比較器１０７において絶対大気圧の目標値Ｄａｂｓと比較され、この比較に基づいて生じる差値を新たな較正値ＯＤとして使用することによって行われる。
【００１６】
ところで本発明によれば、冷却水温度の監視によって、充分な長さの停止時間にわたって内燃機関が運転されなかったか否かが確認される。運転されなかったことが確認された場合には、スイッチ１０８が切換えられて較正が実施される。しかし否である場合には、スイッチ１０８は切換えられず、かつ、先に蓄えられた較正値ＯＤｓが圧力測定値の補償のために採用される。前記スイッチ１０８が占める切換え位置の決定は、以下に詳説する評価回路によって制御される。
【００１７】
評価回路は、充分な長さの停止時間が存在したか否かを確認するために、実質的に冷却水の温度降下を検査する。このために評価回路は、目下測定された冷却水温度Ｔａと、内燃機関の最終停止時に先に検出されて記憶された冷却水温度Ｔｓとの差を形成する差動素子１０１を有している。前記の両冷却水温度Ｔｓ−Ｔａとに基づいて生じる温度差ｄＴは第１比較器１０２に伝送され、この第１比較器は、前記温度差ｄＴを最小温度差ｄＴｕと比較する。該最小温度差は例えば４０Ｋ（ケルビン）である。これによって冷却水の温度降下が少なくとも４０Ｋであるか否かが確認されることになる。前記評価回路はまた第２の比較器１０３を有しており、この第２比較器は目下測定された冷却水温度Ｔａを第１の温度限界値Ｔ１つまり温度下限値と比較する。この温度下限値Ｔ１は例えばＴ１＝１０℃である。更に評価回路は第３の比較器１０４を有し、この第３比較器は、目下の冷却水温度Ｔａを第２の温度限界値Ｔ２つまり温度上限値と比較する。この温度上限値は例えばＴ２＝３０℃である。この温度比較によって、目下測定された冷却水温度Ｔａが温度下限値Ｔ１と温度上限値Ｔ２との間に位置しているか否かが検査される。前記の温度下限値Ｔ１と温度上限値Ｔ２は、最適の運用温度範囲を示すように設定されている。要するに圧力センサの較正は、目下の冷却水温度Ｔａが許容範囲内にある場合にのみ、かつ正常な室温２０℃から過度の偏差を有していない場合にのみ行われることを意味している。この運用温度に対して大抵の圧力センサは最適化されている。
【００１８】
第２と第３の比較器１０３，１０４の出力は論理的なアンドゲート１０６へ導かれ、該アンドゲートは、目下の冷却水温度Ｔａが１０℃〜３０℃のオーダー範囲にある場合に正の論理信号を送出する。この論理的な出力信号は、第１比較器１０２の出力信号と共に次のアンドゲート１０５へ導かれる。これによって目下の冷却水温度Ｔａが設定温度１０〜３０℃の範囲内にあるばかりでなく、また検出された温度差ｄＴが設定された最小温度差ｄＴｕよりも大であるか否かが検査される。これらの条件がすべて満たされている場合には、アンドゲート１０５は、スイッチ１０８を制御する正の信号を送出し、従ってその場合、圧力センサの先に述べた較正が実施されることになる。
【００１９】
図２によれば、図示の機能線図に相応して１つの差動段において、新たに求められた較正値ＯＤが、圧力センサによる測定値Ｄｍと合わされる。その際、各測定値Ｄｍから較正値０Ｄが減算され、これによって１つの補正された目下の圧力センサ値Ｄａが生じる。該圧力センサ値はその場合、内燃機関の運転中に実際に計測された値を表わす。
【００２０】
本発明の方法並びに該方法によって作業する装置のためにここで記載した実施例は、燃料配量システムの高圧域内に配置されたレール圧センサを較正する場合について説明された。しかし本発明は、その他の圧力センサのため、特に、燃料配量システムの低圧域内に位置する前フィード圧センサのためにも著しく適している。従って本発明は、高圧域のためだけでなく、低圧域のためにも等しく適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の概略構成図である。
【図２】圧力値を検知するための機能線図である。
【符号の説明】
１００　　圧力センサを較正する装置、　１０１　　差動素子、　１０２　　第１比較器、　１０３　　第２比較器、　１０４　　第３比較器、　１０６　　アンドゲート、　１０７　　比較器、　１０８　　スイッチ、　ＯＤｓ　　先に蓄えられたメモリ値、　Ｄａｂｓ　　絶対大気圧の目標値、　Ｄｍ′　　圧力測定値、　Ｔａ　　目下の冷却水温度、　Ｔｓ　　記憶された冷却水温度、　ｄＴ　　温度差、　ｄＴｕ　　最小温度差、　ＯＤ　　新たに求められた較正値、　Ｄｍ　　圧力センサによる測定値、　Ｄａ　　補正された目下の圧力センサ値
【国際公開パンフレット】
2004502070.tif 000003
2004502070.tif 000004
2004502070.tif 000005
2004502070.tif 000006
2004502070.tif 000007
2004502070.tif 000008
2004502070.tif 000009
2004502070.tif 000010
2004502070.tif 000011
2004502070.tif 000012
2004502070.tif 000013
2004502070.tif 000014
2004502070.tif 000015
2004502070.tif 000016
2004502070.tif 000017
2004502070.tif 000018
2004502070.tif 000019
【国際調査報告】
2004502070.tif 000020
2004502070.tif 000021
2004502070.tif 000022
2004502070.tif 000023
2004502070.tif 000024
2004502070.tif 000025