(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射装置（１４）内に存在する圧力を定めるための方法において、この内燃機関は、特に、
圧力の下限値と上限値との間で、最大精度で動作するように適応化された、噴射装置内に取り付けられた圧力センサー（１８）と、
燃料加圧用ポンプ（１３）と、
センサーの最大精度領域の下限値よりも低い燃料供給圧で回路に燃料を供給する燃料供給ポンプ（１１）と、
圧力制御装置（１５）とを備えている方法において、
a.  燃料供給ポンプ（１１）に燃料を供給して、噴射装置に前記下限値よりも低い燃料供給圧で燃料が供給されるようにし、
b.  噴射装置に供給された燃料が前記下限値よりも低い燃料供給圧のときに、圧力センサー（１８）を用いて噴射装置（１４）内に存在する圧力を測定し、
c.  前記測定された圧力に基づいて、前記下限値よりも低い燃料供給圧に対する圧力センサーの誤差率（ｅ）を割り出して、この誤差を記憶し、
d.  圧力センサーの最大精度領域の下限値における誤差を予め設定された誤差として、前記下限値より低い燃料供給圧とセンサーの最大精度領域の下限値との間におけるこの誤差の線形減少法則を定め、
e.  前記定められた誤差の線形減少法則に基づいて、前記下限値よりも低い燃料供給圧と圧力の下限値との間の範囲内におけるセンサーのそれぞれの圧力測定値について、噴射装置内の燃料圧の実際の値を割り出して、噴射する燃料の量を補正することを特徴とする、内燃機関の燃料噴射装置内に存在する圧力を定めるための方法。
【請求項２】
車両の始動時に使用し、ステップａ〜ｃの全体を再度行うことによって、車両の停止時に前記下限値よりも低い燃料供給圧時の誤差率（ｅ）を確認することを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
エンジンの停止のたびに使用することを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記下限値よりも低い燃料供給圧が約３〜５バールで、下限値が約３０バールであることを特徴とする、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】
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法を使用する圧力測定装置で、
噴射装置内に存在する圧力の測定手段と、
噴射装置内の圧力が燃料供給圧であるときの測定誤差を定めるために適応化された測定圧力と燃料供給圧との比較手段と、
燃料供給圧時の測定誤差の記憶手段、ならびに、
測定圧力が燃料供給圧からセンサーの精度領域の下限圧までの範囲で変化するときの測定圧力の補正法則を定めるための手段を含み、
前記比較手段は、燃料供給ポンプ（１１）から噴射装置に前記下限値よりも低い燃料供給圧の燃料が供給されたときに前記測定手段によって測定された圧力に基づいて、前記下限値よりも低い燃料供給圧に対する圧力センサーの誤差率（ｅ）を割り出し、前記測定圧力の補正法則を定めるための手段は、圧力センサーの最大精度領域の下限値における誤差を予め設定された誤差として、前記下限値より低い燃料供給圧とセンサーの最大精度領域の下限値との間における誤差の線形減少法則を前記補正法則として定めることを特徴とする、内燃機関の燃料噴射装置内に存在する圧力を定めるための装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射装置内に存在する圧力を定めるための方法と対応する装置に関するものである。これは、とりわけ、特に始動時に、圧力センサーが限界条件で作動するときの燃料圧を推定するものである。
【０００２】
内燃機関の燃料噴射装置内に存在する圧力を測定することは既に知られている。このために、この噴射装置内に圧力センサーが設置される。
【０００３】
従来の間接噴射式エンジンの場合には、この噴射圧は比較的低く、約３〜５バールである。これに対し、直接噴射式エンジンの場合には、この圧力は高く、一般的に３０〜１２０バールの範囲内で変化する。言うまでもなく、高圧測定用に特別に適応化された圧力センサーが使用される。こうした高い圧力におけるこれらのセンサーの精度は、一般的に約±３％であり、これは、エンジンのシリンダ内に噴射すべき燃料の量を正しく制御するのに十分なものである。
【０００４】
しかしながら、始動時には、すぐに３０〜１２０バールの圧力で燃料が噴射装置に供給されることはない。すなわち、このような圧力は、エンジンによって駆動された機械式ポンプによって得られるものであり、このポンプが毎分約２００〜３００回転の速度にならないとこうした圧力には達しないからである。始動直後には、この回転速度に到達しない。実際には、エンジンの始動段階（毎分０回転）と加圧段階（毎分２００〜３００回転）との間においては、噴射装置内の圧力は、車両のエンジンの回転速度に応じて変化し、徐々に増加する。
【０００５】
車両の始動を補助するために、始動時に少なくとも３〜５バールの圧力を有する燃料をエンジンに供給することを目的とする「燃料供給」ポンプを使用することが知られている。この燃料供給ポンプはエンジンの始動を改善するが、これによって、圧力センサーが始動時に良好な精度で動作するようになることはない。すなわち、噴射装置内の圧力が３〜３０バールの範囲内の場合には、圧力センサーはこの実際の圧力を指示することができないからである。このセンサーは、３０〜１２０バールの範囲内では良好な精度で作動するように設計されているが、圧力が低い場合には、約±200％という大きな誤差を有する。従って、圧力が３０バール未満の場合には、センサーが示す圧力値を信頼することはできない。ところで、噴射装置内の圧力の調整は、それ自体が圧力センサーによって与えられる測定値にループされた比例式制御装置の流出量の電子制御によって行われているため、センサーの測定値が誤っていて、最大供給流量を制御するように供給圧力に応じてインジェクターの開き時間が補正されている場合には、燃料圧の調整は不可能である。始動特性の制御についても同様である。
【０００６】
更に、所与の燃料供給システム内の圧力は、エンジンの回転数の変化に応じて変化し、決して同一であることはないため、始動段階においてこうした燃料供給システム内の圧力の典型的変化の法則を定めることはできない。
【０００７】
始動時の燃料圧の変化を正確に定めることができないことによって、多くの不都合、すなわち、始動時間のばらつき、始動時の性能変化、起動後のエンスト等がもたらされる。
【０００８】
本発明の目的は、これらの不都合の全体を回避すること、とりわけ、直接噴射式エンジンの始動時の燃料圧の変化を推定することである。
【０００９】
このため、本発明による、内燃機関の燃料噴射装置内に存在する圧力を定めるための方法によれば、内燃機関が、
圧力の下限値と上限値との間で最大精度で作動するように適応化された、噴射装置内に取り付けられた圧力センサーと、
燃料加圧ポンプと、
センサーの最大精度領域の下限未満の燃料供給圧で燃料を回路に供給する燃料供給ポンプと、
圧力制御装置とを備えており、その方法は、
a.  燃料供給ポンプに燃料を供給して、燃料供給圧で噴射装置に燃料が供給されるようにし、
b.  燃料が燃料供給圧値のときに、圧力センサーによって噴射装置内の圧力を測定し、
c.  これにより、圧力センサーの誤差率を割り出して、この誤差を記憶し、
d.  燃料供給圧とセンサーの最大精度領域の下限値との間におけるこの誤差の線形減少法則を定め、
e.  これにより、燃料供給圧と圧力下限値との間の範囲内においてセンサーが測定するそれぞれの圧力値について、噴射装置内の燃料圧の実際の値を割り出して、噴射燃料の量を補正することを特徴としている。
【００１０】
こうして、燃料供給圧時のセンサーの測定誤差を知ることにより、噴射装置内の圧力が燃料供給圧とセンサーの精度領域の下限値との間の範囲内であるときの噴射装置内の実際の圧力を推定することができる。すなわち、燃料供給圧と圧力の下限値との間のこの誤差の線形化により、この２つの圧力値の間における実際の圧力の計算法則（センサーの測定値の補正法則）を定めることができるからである。こうして、センサーの最大精度領域外でのセンサーの測定値も、線形化によって定められた補正法則の適用した後に利用可能となる。
【００１１】
有利なことに、このような圧力推定方法は、車両の始動時および／または停止時に使用することができる。この結果、例えば、始動時に定められた誤差の値を、停止時に確認することができる。
【００１２】
同様に、センサーの測定値の補正法則は、最初の始動時に定めることができる。その際には、その後に停止するたびに、燃料供給圧における測定誤差が常に同じであることを確認するだけでよい。この場合、始動のたびにこの誤差の測定を再度行う必要はない。
【００１３】
更に、添付図を参照して非限定的例として以下に示す説明、つまり、
図１は、噴射装置への燃料供給装置を示す概略図であり、
図２は、圧力センサーの不確かさチャートの概略図であり、
図３は、本発明に基づく方法の様々な段階を示す概略図である、
ということにより、本発明の他の目的、特徴および長所が明らかになる。
【００１４】
最初に、図１を参照して、内燃機関の燃料供給システムの構成を思い起こすことにする。
【００１５】
タンク１０は、エンジンに供給するための燃料を含んでいる。この燃料は、燃料供給ポンプ１１によって取り出される。このポンプは、このポンプの出口圧力を、（例えば）３バールに保つ燃料供給制御装置１２と組み合わされている。実際には、通常使用されている燃料供給ポンプは、燃料を３〜５バールの範囲内の固定圧力に保つ。
【００１６】
余剰燃料は、燃料供給制御装置12によってタンクに戻される。
【００１７】
次に、燃料は加圧用の機械式ポンプ１３によって吸入される。このポンプは、エンジンによって十分な速度（約２００〜３００ｒｐｍ）で駆動された場合に、噴射装置の供給回路内に３０〜１２０バールの圧力を確保する。このポンプの出口において、燃料は噴射装置１４方向に送られる。噴射制御装置１５が、エンジンの動作点に応じて、噴射装置内の圧力を希望する値（例えば３０〜１２０バール）に保つ。余剰燃料は、ポンプ13の上流ならびに燃料供給ポンプ11の下流に戻される。
【００１８】
エンジン制御用のCPU１６が、燃料供給ポンプと制御装置１５の動作を制御し、噴射装置内にある圧力センサー１８の測定値に応じてインジェクター１７を制御する役割を果たす。
【００１９】
この噴射センサー（図２）は、良好な精度（例えば、３％未満の誤差）で（例えば）３０〜１２０バールの圧力を測定できるように適応化されている。これに対し、測定対象圧力がその精度範囲の下限（この例では３０バール）よりも低い場合には、その測定値の精度は大きく乱れる。この不正確さは、約±２００％に達する場合さえある。
【００２０】
本発明が解決しようとする問題を以下に述べる。
【００２１】
エンジンの始動時には、噴射装置内の圧力は、燃料供給圧（３バール）から精度範囲の下限値（３０バール）まで変化する。ところで、使用されているセンサーは、この圧力範囲では信頼できる測定値を提供できない。しかしながら、圧力センサーの測定値を用いてインジェクターの制御を行うため、これらの測定値を考慮しなければならない。
【００２２】
図２に示されているように、圧力センサーの精度領域は、一般的に３０バールから１２０バールである。
【００２３】
本発明における解決法は、噴射装置内の圧力が燃料供給圧に等しいときにこの噴射装置内の圧力の値を測定するというものである。この例の場合には、燃料供給圧は約３バールである。次に、圧力センサーの測定値と既知の燃料供給圧とを比較する。
【００２４】
所与のシステムについて、燃料供給圧は固定で既知の値であることに注意する必要がある。
【００２５】
この比較により、対象となるセンサーの誤差率(e)を定めることができる。例えば、図２においては、この率は１０％である。
【００２６】
次に、燃料供給圧と精度領域の下限値との間で誤差の線形化を行う。この例の場合には、誤差は、３バールで１０％であり、線形化では、３０バール（センサーの精度領域の下限値）で０％であるとする。
【００２７】
これを行うことにより、センサーの測定値に応じた誤差率を示す曲線ｄ（図２の点線）を定める。この補正曲線を用いてセンサーの測定した圧力値を補正しさえすれば、圧力の実際の値を定めることができる。
【００２８】
センサーの補正法則の決定は、次のようにして行う（図３）。
【００２９】
最初に（ステップ２０）、エンジンスイッチにキーを差し込んだ時点でCPU１６が初期化される。システムの圧力制御装置15は全開状態に保たれ（ステップ３０）、すぐに燃料供給ポンプ１１への供給が行われる（ステップ４０）。この時点で、圧力センサー１８の示す値を読み取る（ステップ５０）。この値は、燃料供給圧に等しくなければならない。センサーの誤差率（センサーの測定値と燃料供給圧との差の絶対値を読み取り値で割った値）をｅと呼ぶ。燃料供給圧から圧力の下限値までの間で変化する圧力についての誤差率を線形化することにより、測定値の補正法則を定める（ステップ６０）。次に、補正された圧力に基づいて、圧力制御装置１５の制御を行う（ステップ７０）。次に、ステップ70で定められた補正された圧力に基づいて、噴射すべき燃料の量の補正を行う（ステップ80）。こうして、圧力センサー１８により提供される誤った値にではなく、補正された燃料圧に基づいて、エンジン制御用コンピュータが各シリンダーに必要な量の燃料を送る。
【００３０】
言うまでもなく、噴射装置内の圧力が精度領域の下限値（３０バール）に達した場合には、測定値に対して補正を行う必要はなくなる。すなわち、圧力の測定値がこの下限値（３０バール）を超えた場合には、センサーは「正しい」とみなされるからである。
【００３１】
このように、本発明に基づく方法では、内燃機関の燃料噴射装置内に存在する圧力を定めるものであり、この内燃機関は、特に、
噴射装置１４内に取り付けられた1つの圧力センサー１８で、このセンサーは、圧力の下限値（３０バール）と上限値（１２０バール）との間で、最大精度で動作するように適応化されているものと、
1つの燃料加圧用ポンプ１３と、
センサーの最大精度領域の下限値よりも低い燃料供給圧（３バール）で回路に燃料を供給する１つの燃料供給ポンプ１１、ならびに、
１つの圧力制御装置１５を備えており、その方法は、
a.  燃料供給ポンプ１１に燃料を供給して、噴射装置14に燃料供給圧で燃料が供給されるようにし、
b.  燃料が燃料供給圧のときに、圧力センサー１８を用いて噴射装置14内に存在する圧力を測定し、
c.  これにより、圧力センサーの誤差率（ｅ）を割り出してこの誤差を記憶し、
d.  燃料供給圧とセンサーの最大精度領域の下限値との間におけるこの誤差の線形減少法則を定め、
e.  これにより、燃料供給圧と圧力の下限値との間の範囲内におけるセンサーのそれぞれの圧力測定値について、噴射装置内の燃料圧の実際の値を割り出して、噴射する燃料の量を補正することを特徴とする。
【００３２】
変形態様として、本発明に基づく方法を車両の始動時に使用し、ステップa〜cの全体を再度行うことにより燃料供給圧時の誤差率を車両の停止時に確認することを指摘しておく。
【００３３】
また、変形態様として、本方法を車両の最初の始動時に使用することもできる。この場合、燃料供給圧時の誤差値をエンジンの停止のたびに確認する。この値が時の経過と共に変化する場合には、本発明に基づく方法を次の始動時に使用して、測定圧力の新しい補正法則を定める。
【００３４】
本発明は、上記の方法の実施のための装置、すなわち、
噴射装置14内に存在する圧力の測定手段１８と、
噴射装置内の圧力が燃料供給圧であるときの測定誤差（ｅ）を定めるために適応化された測定圧力と燃料供給圧との比較手段１６と、
燃料供給圧時の測定誤差の記憶手段１６、ならびに、
測定圧力が燃料供給圧からセンサーの精度領域の下限圧までの範囲で変化するときの測定圧力の補正法則を定めるための手段16を含む圧力測定装置に関するものでもある。
【００３５】
言うまでもなく、本発明は、説明ならびに図示した実施態様のみに限定されるものではなく、専門家が理解し得るあらゆる変形態様を含むものである。したがって、センサーの精度領域外の低い圧力についてのこの圧力値推定は、供給装置（ガソリンあるいはディーゼル）を含有するすべてのシステムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  噴射装置への燃料供給装置を示す概略図である。
【図２】  圧力センサーの不確かさチャートの概略図である。
【図３】  本発明に基づく方法の様々な段階を示す概略図である。
【符号の説明】
１０  タンク
１１  燃料供給ポンプ
１２  燃料供給制御装置
１３  機械式ポンプ
１４  噴射装置
１５  システム用制御装置
１６  制御用CPU
１７  インジェクター
１８  圧力センサー
ｄ  誤差の線形化曲線
ｅ  燃料供給圧時の誤差率
２０〜８０  本方法の諸段階
【図１】
0004373017.tif 000002
【図２】
0004373017.tif 000003
【図３】
0004373017.tif 000004