(57)【要約】  本発明は、クランクシャフトから独立して操作可能な、内燃機関の少なくとも１つのカムシャフト（１０４）を駆動する方法において、ａ）内燃機関の停止時に、高圧燃料噴射装置の高圧ポンプ（１０８）の圧送行程が実施されるように、前記少なくとも１つのカムシャフト（１０４）を駆動するステップと、ｂ）次いで、前記少なくとも１つのカムシャフト（１０４）を開始位置へと逆回転する際に、前記高圧ポンプ（１０８）の量制御弁（１０９）を閉弁するステップとを有することを特徴とする方法に関する。
2016522871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトから独立して操作可能な、内燃機関の少なくとも１つのカムシャフト（１０４）を駆動する方法において、
ａ）内燃機関の停止時に、高圧燃料噴射装置の高圧ポンプ（１０８）の圧送行程が実施されるように、前記少なくとも１つのカムシャフト（１０４）を駆動するステップと、
ｂ）次いで、前記少なくとも１つのカムシャフト（１０４）を開始位置へと逆回転する際に、前記高圧ポンプ（１０８）の量制御弁（１０９）を閉弁するステップと
を有することを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記高圧ポンプ（１０８）によって前記高圧燃料噴射装置のレール（１１０）内にて予め定められた圧力（ｐrail,v）が形成されるまで、前記ステップａ）及びｂ）を複数回繰り返す
ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記レール（１１０）内の圧力（ｐrail）を、前記レール内に配置された圧力センサ（１２０）によって検出する
ことを特徴とする、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのカムシャフト（１０４）を、電気的に操作する
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記レール（１１０）内にて前記圧力センサ（１２０）によって測定された圧力（ｐrail）を、前記予め定められた圧力（ｐrail,v）と比較し、
前記測定された圧力（ｐrail）が前記予め定められた圧力（ｐrail,v）と異なる場合には、前記少なくとも１つのカムシャフト（１０４）を、制御装置（１３０）から出力される信号によって操作する
ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
制御装置（１３０）上で、特にマイクロプロセッサ（１３２）上で実行可能なコンピュータプログラムにおいて、
前記コンピュータプログラムは、前記マイクロプロセッサ上で実行されるときに、請求項１から５のいずれか一項記載の方法の実施に適している
ことを特徴とする、コンピュータプログラム。
【請求項７】
前記コンピュータプログラムは、記憶素子（１３４）、特にランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ブルーレイＲＯＭに記憶されている
ことを特徴とする、請求項６記載のコンピュータプログラム。
【請求項８】
制御装置、特にクランクシャフトと、少なくとも１つのカムシャフト（１０４）とを有する内燃機関の少なくとも１つのカムシャフト（１０４）を駆動する制御装置であって、
前記少なくとも１つのカムシャフト（１０４）は、カムシャフト調整装置（１０２）によって、前記クランクシャフトから独立して調整される
制御装置において、
高圧燃料噴射装置の高圧ポンプ（１０８）の圧送行程が実施されるように、前記カムシャフト調整装置（１０２）によって前記少なくとも１つのカムシャフトが駆動され、
次いで、前記少なくとも１つのカムシャフト（１０４）が開始位置へと逆回転される際に、前記高圧ポンプ（１０８）の量制御弁（１０９）が閉弁される
ことを特徴とする、制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトから独立して操作可能な、内燃機関のカムシャフトを駆動する方法に関する。
【０００２】
本発明はさらに、計算装置又は制御装置上で、特にマイクロプロセッサ上で実行されるコンピュータプログラムに関する。
【０００３】
本発明はさらに、高圧燃料噴射装置の高圧ポンプの圧送行程が実施されるように、少なくとも１つのカムシャフトを駆動する手段を有する制御装置、特に自動車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００４】
独国特許出願公開第１０３１７６５２号明細書からは、無段階に調整可能なカムシャフト調整装置を特に高信頼性かつ確実に動作させることが可能な、カムシャフト調整装置の制御方法が開示されている。同制御方法では、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相位置（実際値）が決定されるように、カムシャフトとクランクシャフトとが適合され、内燃機関の動作中にこの位相位置が監視され、位相位置が目標値に一致するように、カムシャフト調整装置が可変の目標値に依存して閉ループ制御及び／又は開ループ制御される。
【０００５】
このようなカムシャフト調整装置は、例えばカムシャフトの電気的な調整手段を有する。このことによりカムシャフトを、クランクシャフトから独立して、すなわちクランクシャフトから分離して調整することが可能となる。
【０００６】
独国特許出願公開第１０１１５２６２号明細書からは、内燃機関の動作方法が公知である。ここでは、圧力蓄積器と、高圧ポンプと、圧力センサと、量制御弁とが設けられている。カムシャフト調整装置によってカムシャフトを、クランクシャフトから独立して操作することが可能である。
【０００７】
米国特許第６３１８３１３号明細書も同様に、圧力蓄積器と、高圧ポンプの圧力センサと、カムシャフト調整装置とを備える内燃機関の動作方法を開示している。
【０００８】
独国特許出願公開第１０２００８００８１１７号明細書からは、カムシャフト調整装置によって内燃機関のカムシャフトを調整する方法が公知である。同方法においては、始動時にカムシャフトが目標停止位置から目標始動位置へとセットされる。
【０００９】
内燃機関の停止時に、高圧ポンプの圧送行程を引き起こすためにカムシャフトを操作することは、上述した方法のいずれにおいても実施されない。
【００１０】
現今の内燃機関は、燃料直接噴射装置を有することが極めて多い。このような燃料直接噴射装置は、ディーゼルエンジンのみならず、直噴式のガソリンエンジンにおいても使用される。燃焼直接噴射装置を有するこのような内燃機関においては、噴射用の燃料の圧力レベルを、“レール”とも呼ばれる燃料分配器内にて上昇させ、その後、いわゆるインジェクタを用いて燃焼室内へと噴射することができる。内燃機関の停止後には、レール内の圧力は再び降下する。従って、後続の始動時にはまず、始動プロセス中にクランクシャフトが複数回回転している間に、高圧燃料ポンプ（ＨＤＰ）によって高い系統内圧力を新たに形成しなければならないので、この圧力を最初の噴射のために使用することはできない。高圧燃料ポンプは、この場合には通常、カムシャフトに取り付けられており、カムシャフトの対応するカムによって操作される。
【００１１】
本発明の開示
本発明の方法及び制御装置によれば、内燃機関を動作させるために既に最初の噴射を使用できる程に高いレール内圧力が、既に最初の噴射時において印加されるように、少なくとも１つのカムシャフト、ひいては高圧燃料ポンプ（ＨＤＰ）を駆動することが可能となる。こうすることにより、内燃機関の始動性能が改善されると同時に、これによって汚染物質／粒子の排出が大幅に削減される。クランクシャフトから独立して操作可能な、内燃機関の少なくとも１つのカムシャフトを駆動する本発明の方法は、以下のステップを含む：
ａ）内燃機関の停止時に、少なくとも１つのカムシャフトを、高圧燃料噴射装置の高圧燃料ポンプ（ＨＤＰ）の圧送行程が実施されるように駆動するステップと、
ｂ）次いで、少なくとも１つのカムシャフトを開始位置へと逆回転する際に、逆送出が生じないように、高圧燃料ポンプの量制御弁を閉弁するステップ。
【００１２】
本方法は、少なくとも１つのカムシャフトが、クランクシャフトから独立して駆動可能、動作可能、ひいては調整可能であることを利用している。少なくとも１つのカムシャフトに取り付けられた高圧燃料ポンプ（ＨＤＰ）の圧送行程が実施されるように、駆動が実施される。この圧送行程により、内燃機関が停止している間にレール内にて圧力が形成される。この圧力を、後続の噴射プロセスのために使用することができる。本方法は、始動回数が多くなるシステム構成において、すなわち、ハイブリッド車両において、又は、いわゆるセーリングモード中において、又は、エンジンのアイドリング動作中において、極めて特に有利に使用することができる。
【００１３】
有利な実施形態及び改善形態は、独立請求項を引用する従属請求項の対象である。
【００１４】
有利には、高圧燃料ポンプ（ＨＤＰ）によって高圧燃料噴射装置のレール内にて予め定められた圧力が形成されるまで、本方法のステップａ）及びｂ）が複数回繰り返される。
【００１５】
圧力は、好ましくはレール内に配置された圧力センサによって検出される。
【００１６】
少なくとも１つのカムシャフトは、好ましくは電気的に操作される。
【００１７】
圧力センサによって検出された圧力は、制御装置において、予め定められた圧力と比較される。その後、検出された圧力が予め定められた圧力よりも小さい場合には、少なくとも１つのカムシャフトの電気的な操作が制御され、より詳細には、レール内の圧力を上昇させるために高圧ポンプの圧送行程が実施されるように駆動される。このようにして本方法及び本制御装置によれば、内燃機関の停止時に、レール内の圧力を、後続の噴射のために使用可能となるまで上昇させることが可能となる。
【００１８】
本発明は、コンピュータプログラムの形態で特に有利に実現することができる。コンピュータプログラムは、計算装置又は制御装置上で、特にマイクロプロセッサ上で実行可能であり、本発明の方法を実施するために適している。この場合には本発明は、コンピュータプログラムによって実現され、従って、このコンピュータプログラムは、当該コンピュータプログラムを用いて実施するのが適当である本発明の方法と同様に、本発明を成している。コンピュータプログラムは、好ましくは記憶素子に記憶されている。記憶素子として、特にランダムアクセスメモリ、リードオンリーメモリ、又は、フラッシュメモリが使用されるが、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ブルーレイディスク、又は、ドライブも使用される。さらに、コンピュータプログラムとして実現することによる格別の利点は、本発明の方法を、既存の内燃機関においていわば“後付け”することができるということにある。実際には、高圧燃料噴射装置を有する全ての内燃機関において既にレール内に圧力センサが設置されており、この圧力センサの値が制御ユニットに供給されるので、このことが可能となっている。本発明の方法を実施するために、追加的なハードウェアは不要である。むしろ、本発明の方法は、既存のハードウェア上にて使用及び実行することができる。
【００１９】
本発明の実施形態を図面に示し、以下の記載において詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】カムシャフトを駆動するための構成要素の概略図である。
【図２】本発明の方法の１つの実施形態に基づく簡略なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明のさらなる特徴、適用手段、及び、利点は、図面に示された本発明の実施形態に関する以下の説明から明らかとなる。説明又は図示された複数の特徴は、特許請求の範囲におけるこれらの特徴の概要又はその引用形式に関係なく、かつ、明細書又は図面におけるこれらの特徴の表現又は図示に関係なく、単独で又は任意の組み合わせにおいて本発明の対象を成している。
【００２２】
図１には、カムシャフト調整装置１０２を制御するために使用される構成要素が概略的に示されている。カムシャフト調整装置１０２は、カムシャフト１０４に配置されている。カムシャフト調整装置１０２は、例えばカムシャフト１０４の回転を可能にする電気的な調整装置である。カムシャフト調整装置１０２は、制御装置１３０によって、以下に詳細に説明する方法によって駆動される。
【００２３】
以下では、唯１つのカムシャフトの駆動について説明するが、本方法は、唯１つのカムシャフトに限定されているわけではない。２つ以上のカムシャフトを相応にして駆動することも可能である。
【００２４】
カムシャフト１０４の調整は、特にクランクシャフト（図示せず）の調整又は回転から独立して実施される。つまり、カムシャフト１０４は、クランクシャフトから独立して回転させることができる。カムシャフト１０４による吸気弁及び排気弁の制御に加えて、カムシャフト１０４はさらに、専用に設けられた１つ以上のカム１０６によって、高圧燃料噴射装置を有する内燃機関の高圧燃料ポンプ１０８も制御する。この高圧燃料ポンプ１０８は、“レール”とも呼ばれる燃料分配器１１０内に非常に高い圧力を形成する。この燃料分配器（レール）から噴射ノズルへと管路が延びており、噴射ノズルは、高圧の燃料を公知の方法で内燃機関の燃焼室へと噴射する（図示せず）。
【００２５】
レール１１０内には圧力センサ１２０が配置されており、圧力センサ１２０の出力信号は、制御装置１３０へと供給される。制御装置１３０のマイクロプロセッサ１３２において、圧力センサ１２０によって検出された圧力と、記憶装置１３４から取得された記憶された圧力値とが比較され、圧力値が、記憶装置１３４から取得された圧力値を下回る場合には、カムシャフト調整装置１０２が駆動され、これによってカムシャフト１０４及びカム１０６は、クランクシャフト位置から独立して、高圧ポンプ１０８の圧送行程がトリガされるように回転される。ここで、カムシャフト１０４を開始位置へと逆回転する際に、高圧ポンプ１０８の量制御弁１０９が閉弁される。量制御弁１０９の上記の駆動も、制御装置１３０のマイクロプロセッサ１３２によって実施される。このように量制御弁１０９を閉弁することにより、逆送出が生じないことが保証される。
【００２６】
以下では、本方法を、図２に関連して説明する。開始２１０の後、まずステップ２２０において、内燃機関が停止しているかどうか、すなわちスイッチオフされているかどうかが判定される。該当しない場合には、ステップ２２０にリターンする。しかしながら、内燃機関が停止している場合には、圧力センサ１２０によってレール内の圧力ｐrailが検出される。この検出は、ステップ２３０において実施される。その後、ステップ２４０において、検出されたこの圧力ｐrailが、予め定められたレール圧力値ｐrail,vと同じであるかどうかが判定される。該当する場合には、本方法は、ステップ２７０において終了する。しかしながら、該当しない場合には、サブプログラム２６０へと分岐する。このサブプログラム２６０では、カムシャフト調整装置１０２によってカムシャフト１０４の上述した駆動が実施される。この駆動により、高圧ポンプ１０８が圧送行程を実施してレール１１０内の圧力を上昇させるように、カムシャフト１０４の回転、ひいてはカム１０６の回転が引き起こされる。この圧力は、レール圧力センサ１２０によって検出され、制御装置１３０へと供給される。圧送行程が実施された後は、―上述したように―逆送出が生じないように量制御弁１０９が閉弁される。このようにしてレール１１０内の圧力が維持される。このサブプログラム２６０が実施された後は、ステップ２３０にリターンされ、レール圧力が改めて検出され、そしてステップ２４０において、予め定められたレール圧力と、記憶されたレール圧力とが改めて比較される。予め定められたレール圧力が測定されたレール圧力と異なる場合、すなわち測定されたレール圧力よりも大きい場合には、サブプログラム２６０が改めて実施され、改めてステップ２３０にリターンされる。これらのステップは、測定されたレール圧力が予め定められたレール圧力に相当するまで繰り返される。測定されたレール圧力が予め定められたレール圧力に相当して初めて、ステップ２７０において終了する。
【００２７】
本方法は、制御装置、すなわちマイクロプロセッサ１３２におけるコンピュータプログラムとして実施することができる。本方法は、記憶装置１３４に記憶することができ、この記憶装置１３４は、例えばフラッシュメモリ又は他の記憶媒体でもよい。もちろん、コンピュータプログラムを、外部の記憶媒体から制御装置１３０へと供給し、制御装置１３０において実施することも可能である。純粋に原則的には、制御装置１３０を、上述したステップを厳密に実施する電子回路として構成することも可能である。
【図１】
2016522871.tif 000003
【図２】
2016522871.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成27年11月27日(2015.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトから独立して操作可能な、内燃機関の少なくとも１つのカムシャフト（１０４）を駆動する方法において、
ａ）内燃機関の停止時に、高圧燃料噴射装置の高圧ポンプ（１０８）の圧送行程が実施されるように、前記少なくとも１つのカムシャフト（１０４）を駆動するステップと、
ｂ）次いで、前記少なくとも１つのカムシャフト（１０４）を開始位置へと逆回転する際に、前記高圧ポンプ（１０８）の量制御弁（１０９）を閉弁するステップと
を有することを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記高圧ポンプ（１０８）によって前記高圧燃料噴射装置のレール（１１０）内にて予め定められた圧力（ｐrail,v）が形成されるまで、前記ステップａ）及びｂ）を複数回繰り返す
ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記レール（１１０）内の圧力（ｐrail）を、前記レール内に配置された圧力センサ（１２０）によって検出する
ことを特徴とする、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのカムシャフト（１０４）を、電気的に操作する
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記レール（１１０）内にて前記圧力センサ（１２０）によって測定された圧力（ｐrail）を、前記予め定められた圧力（ｐrail,v）と比較し、
前記測定された圧力（ｐrail）が前記予め定められた圧力（ｐrail,v）と異なる場合には、前記少なくとも１つのカムシャフト（１０４）を、制御装置（１３０）から出力される信号によって操作する
ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
制御装置（１３０）のマイクロプロセッサ（１３２）上で実行可能なコンピュータプログラムにおいて、
前記コンピュータプログラムは、前記マイクロプロセッサ上で実行されるときに、請求項１から５のいずれか一項記載の方法を実施するためのコンピュータプログラムである
ことを特徴とする、コンピュータプログラム。
【請求項７】
前記コンピュータプログラムは、記憶素子（１３４）に記憶されている
ことを特徴とする、請求項６記載のコンピュータプログラム。
【請求項８】
前記記憶素子（１３４）は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、又は、ブルーレイＲＯＭである
ことを特徴とする、請求項７記載のコンピュータプログラム。
【請求項９】
クランクシャフトと、少なくとも１つのカムシャフト（１０４）とを有する内燃機関の少なくとも１つのカムシャフト（１０４）を駆動する制御装置であって、
前記少なくとも１つのカムシャフト（１０４）は、カムシャフト調整装置（１０２）によって、前記クランクシャフトから独立して調整される
制御装置において、
高圧燃料噴射装置の高圧ポンプ（１０８）の圧送行程が実施されるように、前記カムシャフト調整装置（１０２）によって前記少なくとも１つのカムシャフトが駆動され、
次いで、前記少なくとも１つのカムシャフト（１０４）が開始位置へと逆回転される際に、前記高圧ポンプ（１０８）の量制御弁（１０９）が閉弁される
ことを特徴とする、制御装置。
【国際調査報告】
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