JP2002502478A

JP2002502478A - 通常のレール燃料噴射システムの燃料圧力を制御する方法及びシステム

Info

Publication number: JP2002502478A
Application number: JP50243099A
Authority: JP
Inventors: エリックディートーマス; エスミラーザセカンドワイスマン
Original assignee: デトロイト・ディーゼル・コーポレイション
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 2002-01-22
Also published as: US6016791A; BR9809900A; DE69835151D1; EP0986708A1; AU7292498A; EP0986708A4; EP0986708B1; CA2291695C; WO1998055761A1; DE69835151T2; AU742724B2; CA2291695A1

Abstract

(57)【要約】通常のレール燃料噴射システム（１４）の燃料圧力を制御するシステム及び方法であり、現在のシステム電圧と同様に、エンジン速度、トルク及び実際の通常のレール圧力入力に基いて可変出力の高圧ポンプ（１６）を電子的に制御し、それにより、通常のレールシステム（１４）のアキュムレーター（２０）の燃料圧力の簡単で安定した制御を提供し、高圧ポンプ（１６）を制御する電源からの電圧変動を比較的に供給しないシステムにする。

Description

【発明の詳細な説明】通常のレール燃料噴射システムの燃料圧力を制御する方法及びシステム技術分野本発明は、内燃機関用の通常のレール燃料噴射システムの燃料圧力を制御する方法及びシステムに関する。背景技術エンジン、特にディーゼルエンジンのための通常のレール燃料噴射システムは通常、少なくとも１つの高圧燃料ポンプ、複数の燃料噴射装置、及び燃料ポンプとノズルの間に接続され噴射装置による噴射のためポンプから所望の比較的高圧で燃料を蓄積する少なくとも１つのレール（またはアキュムレーター）を含んでいる。電子制御装置を使用し、燃料噴射装置を制御することを含み、エンジン及びその付随システムの各種機能を制御すると共に監視することもまた公知である。総合的な統合エンジン制御のための１つのそのような方法及び装置は、「エンジン制御のための方法」として１９９５年８月２９日にLetangらに発行され、本発明の譲受人であるDetroit Diesel社に譲渡された米国特許Ｎｏ．5,445,128に開示されている。電子燃料圧力制御システムは総合的電子エンジン制御装置と統合され、全体の制御システムの効率を最大にすると同様に、二重の制御ハードウェアを排除するのが好ましい。また通常のレールシステムにおいて燃料圧力の閉ループ制御を供給する燃料圧力制御方法を用いるのが好ましく、それは他のセンサー、サブシステム制御、または総合的統合制御システムの他の機能的部分からの限定入力を有している。さらに、電気システムで比較的に電圧変動を供給しない通常のレール燃料噴射システム内で選択された燃料圧力を得ると共に維持するための制御システム及び方法を用いるのが望ましい。本発明の概要そのため、総合的な統合電子エンジン制御装置の一部として実行し、通常のレール燃料噴射システムの燃料圧力を制御すると共に監視する制御システム及び方法を提供することが本発明の目的である。エンジン速度（ＲＰＭ）、トルク（ＴＲＱ）及び実際の通常のレール圧力（ＰＲ_ACT）入力を基に可変出力の高圧ポンプを電子的に制御する通常のレール燃料噴射システム内の燃料吐出圧力を制御すると共に維持するためのシステム及び方法を提供することが本発明の別の目的である。通常のレールシステム内の燃料圧力の簡単で安定した制御を提供し、高圧ポンプの出力の進行中の制御、そしてそのため通常のレールの圧力が電源からの電圧変動を比較的供給せずにポンプを制御するソレノイド制御バルブに電力を供給することが本発明のさらに別の目的である。本発明の上記目的及び他の目的及び特徴を実行して、方法及びシステムは通常のレール燃料噴射システムの燃料圧力を制御すると共に維持するために提供され、他の検知及び又は計算した動作パラメータと同様に、圧力センサー、センサー及び又はエンジンコントローラからの入力、及び可変出力の高圧ポンプを作動しアキュムレーターの選択された燃料圧力を確立及び又は維持するために実行される論理と通信する電子制御装置を含んでいる。そのシステムは可変の排出燃料ポンプを含んでいるのが望ましく、該排出燃料ポンプはソレノイドがパルス幅変調信号を介して作動されるソレノイド作動の燃料入口制御バルブを有している。１実施例では、パルス幅変調信号の大きさは制御バルブの開度に反比例し、したがって、ポンプの出力は制御信号の大きさに反比例する。制御システムはまた通常のレールに取付けられたセンサーからの実際のレール圧力入力からと同様に、エンジン制御により供給されたエンジン動作状態の入力に基いて圧力偏差（ＰＲ_ERR）を周期的に決定する論理を含んでいる。１実施例では、圧力偏差は、所望のレール圧力（ＰＲ_DES、速度及びトルク入力により決定される）と実際のレール圧力ＰＲ_ACTとの間の差である。１実施例では、制御装置は、実際のエンジン速度（ＲＰＭ_ACT）、エンジントルク（ＴＲＱ）及びレール圧力（ＰＲ_ACT）を基に圧力偏差ＰＲ_EPRを決定するための論理を有する圧力コマンダーと、圧力偏差の関数としてポンプ使用率（ＰＵ％）を決定するための論理を有するポンプ使用調整器と、所望のポンプ使用率を基にパルス幅変調デューティサイクル率（ＤＣ％）の制御信号を決定するための論理を含むポンプ制御信号発生器（ＰＣＳＧ）とを含んでいる。制御装置はまた電気システムの現在の電圧（Ｖ_b）を供給する入力をも含んでいるのが望ましく、ＰＣＳＧはポンプ使用率、電圧、及び較正した一定周波数に基いてパルス幅変調デューティサイクル率制御信号を決定する。圧力コマンダーは、好ましくは３次元ルックアップ表からの現在のエンジン速度及びトルクに基いて所望圧力ＰＲ_DESを決定し、ＰＲ_DESとＰＲ_ACT間の差である圧力偏差ＰＲ_ERRを計算する。ポンプ使用調整器は、トルクを基にフィードフォワード因子（ｆｆ_PROP）を創り出すための論理と同様に、圧力コマンダーにより供給された圧力偏差を基に比例因子（Ｐ）及び、好ましくは積分因子（Ｉ）を創り出す従来の比例積分（ＰＩ）制御論理を使用する。その後、ポンプ使用率Ｐ_UT％は、好ましくは、比例、積分、及びフィードフォワード因子のそれぞれの関数として創り出され、最も好ましくは、それらの因子の合計である。本発明の上記目的及び他の目的、特徴、及び利点は、添付した図面と関連させた本発明を実施するための最良の態様の以下の詳細な説明により、当業者であれば容易に分かるだろう。図面の簡単な説明図１は、通常のレール燃料噴射システムを使用する圧縮点火の内燃機関のための統合した総合的エンジン制御装置の一部として実行される本発明の燃料圧力コントローラーのブロック図である。図２は、本発明のコントローラの実施例の基本のハードウェアアーキテクチャーを示すブロック図である。図３は、本発明の燃料圧力制御システムのブロック図である。図４は、可変の排出高圧ポンプを制御し、それにより通常のレールシステムの燃料圧力を制御する本発明の方法を示すフローチャートである。図５は電気システムの電圧帰還を含むＰＣＳＧのブロック／概略図である。図６は、ポンプバルブのソレノイドへのパルス幅変調ＤＣ％信号出力の決定において、本発明で使用される伝達関数のグラフである。本発明の最良の実施態様今、図１を参照すると、本発明の燃料圧力制御システム及び方法のブロック図が示されている。システム１０は特に車両（図示せず）の使用に適しており、通常１４で示された通常のレール燃料噴射システムを使用するエンジン１２を含んでいる。エンジンは通常、圧縮点火内燃機関であり、通常１６個までのシリンダーを有するディーゼルエンジンである。燃料噴射装置１８は通常、Detroit Dies el社から入手できる噴射装置の構成部品番号0000105151等の電子的及び又水力学的な制御ユニットの噴射装置である。通常のレール燃料噴射システムは、少なくとも１つの高圧燃料ポンプ１６と、複数の燃料噴射装置１８と、燃料ポンプ１６と噴射装置１８間に接続され、要求されたように（そしてエンジンコントローラー５８内の別の制御機能により制御されるように）エンジンシリンダーへの噴射のためポンプからの所望の比較的高圧で燃料を蓄積する通常のレール２０（アキュムレーターとして公知でそう呼ばれている）とを含んでいる。燃料システムはまた通常、高圧ポンプ１６に接続された燃料供給タンク２２を含んでいる。複数のセンサー２４は通常、エンジンセンサー２８及び通常のレール圧力センサー３０を含んでおり、入力ポート３２を介してコントローラー２６と電気的に通じている。図２に示されているように、コントローラー２６は好ましくは、データ及び制御緩衝装置３８を介して各種のコンピュータで読取り可能な記憶媒体３６と通じているマイクロプロセッサー３４を含んでいる。コンピュータで読み取り可能な記憶媒体３６は読出し専用メモリ（ＲＯＭ）４０、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４２、キープアライブメモリ（ＫＡＭ）４４等として機能する幾つかの公知なデバイスのどれかを含んでいてもよい。コンピュータで読取り可能な記憶媒体は、コントローラー２６等のコンピュータを介して実行可能な命令を示すデータを記憶可能な幾つかの公知な物理デバイスのどれかにより実行されてもよい。公知なデバイスは、磁気、光学及び一時的又は永久にデータを記憶可能な複合媒体に加えて、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等に限定されない他のものを含んでもよい。コンピュータで読取り可能な記憶媒体３６は各種のプログラム命令、ソフトウェア、及び制御論理を含み、エンジン１２、変速機（図示せず）等のような車両の各種システム及びサブシステムの制御に作用する。コントローラー２６は入力ポート３２を介してセンサー２４から信号を受け取ると共に、出力ポート４６を介して各種のアクチュエーター及び又は構成部品に供給される出力信号を発生する。信号はまた光源５０等の各種インジケーターを含み、システム動作に関連した情報を車両の運転手に伝えるディスプレイ装置４８に供給されてもよい。ディスプレイ４８はまた英数字部分または他の適当な運転手のインターフェースをも含み、車両の運転手または技術者に状態情報を供給してもよい。それ自体、ディスプレイ４８は１以上のディスプレイまたはインジケーターを意味し、車両の内部及び外部中に配置されていてもよいが、好ましくは車両の運転席又は内部に配置されている。データ、診断、及びプログラミングインターフェース５２はまたプラグ５４を介してコントローラー２６に選択的に接続され、その間の各種情報を取り交わしてもよい。インターフェース５２は、構成設定、較正変数、制御論理等のようなコンピュータで読取り可能な記憶媒体４８内の値を変更するために使用されてもよい。センサー２４は好ましくは、エンジン速度センサー５６を含んでいる。エンジン速度は幾つかの公知なセンサーのどれかを使用して検出されてもよく、該センサーははずみ車、またはクランクシャフト、カムシャフト等のような各種の内部エンジンの構成部品のための回転速度を表示する信号を供給する。好適な実施例では、エンジン速度はカムシャフトに結合された多歯車により発生したタイミング基準信号を使用して決定される。圧力センサー３０は好ましくは、アキュムレーター２０内の実際の燃料圧力を決定するために供給されるのが好ましい。当業者によれば分かるように、ほとんどの車両の適用は図１及び２で示されたすべてのセンサーを要求したり利用したりすることはないであろう。それ自体、本発明の目的、特徴及び利点は動作パラメータが検知される特別の方法とは無関係である。作動では、コントローラー２６はセンサーから信号を受け取り、ハードウェア及び又はソフトウェアに埋込まれた制御論理を実行し、燃料噴射システムのアキュムレーター２０内の実際の燃料圧力を監視し、燃料圧力コントローラー１０への所望の圧力入力の結果としてエンジンコントローラー５８により圧力偏差を計算し、制御信号を発生し、可変出力の燃料ポンプ１６を駆動し、所望の燃料量を送り、所望のシステムの燃料圧力を保持する。燃料圧力コントローラー１０は図１の図解の実施例に示され、エンジンコントローラー５８とは別の機能的実体であり、エンジンコントローラの制御論理とは論理的に別の方法で動作されるのが好ましいが、燃料圧力コントローラー１０のための制御論理は、本発明の精神から逸脱することなく所望のようにエンジン制御論理または他の車両制御論理と統合されてもよいことに注目すべきである。好適な実施例では、コントローラー２６はミシガン州デトロイトのDetroit Diesel社から入手可能なＤＤＥＣコントローラーである。このコントローラーの各種の他の特徴は米国特許Ｎｏ.5,477,827 及び5,445,128に詳細に記載されており、それらの明細は完全にここにインコーポレイテッドバイリファレンズされている。今、図３及び図４を参照すると、ブロック図及びフローチャートはそれぞれ、本発明による通常のレール燃料噴射システムのアキュムレーターの燃料圧力を監視すると共に制御するシステム及び方法の典型的な制御論理を示している。再び、制御論理はハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組合せで実行され、または成し遂げられてもよいことが分かるだろう。各種機能は、ＤＤＥＣIIIコントローラー等のプログラムされたマイクロプロセッサーにより成し遂げられるのが望ましいが、専用の電気、電子、及び集積回路により実行される１以上の機能を含んでいてもよい。また分かるように、制御論理は、幾つかの公知のプログラミング及びプロセシング技術または戦略のいずれかを使用して実行されてもよく、都合のためにだけここに示された命令またはシーケンスに限定されない。例えば、割り込みまたはイベント待ち方式のプロセシングは通常、車両エンジンまたは変速機の制御等、実時間制御の適用業務で用いられる。同様に、並列プロセシングまたは多重タスクシステム及び方法は本発明の目的、特徴、及び利点を成し遂げるために使用されてもよい。本発明は、特定のプログラム言語、オペレーティングシステム、または示された制御論理を実行するために使用されるプロセッサーとは関係ない。図３のブロック１００は、（ＲＰＭセンサーから直接、またはエンジンコントローラー５８から間接のいずれかの）エンジンＲＰＭと同様に、圧力センサー３０から実際の圧力（ＰＲ_ACT）、及びトルク、ＴＲＱを受け取る圧力コマンダーを示しており、好ましくはエンジンコントローラー５８から発生されると共にダウンロードされる。圧力コマンダーはＲＰＭ及びＴＲＱに基いて所望の圧力（ＰＲ_DES）を決定する。その後、ＰＲ_DESはＰＲ_ACTと比較され、圧力偏差（ＰＲ_ERR ）はその比較に基いて決定される。ＰＲ_ERRはＰＲ_DESとＰＲ_ACT間の差であるのが好ましい。ブロック１０２に示されているポンプ使用調整器は、圧力センサーの故障状態及び（始動及び停止等の）エンジンの動作状態を示す入力と同様に、入力としてＰＲ_ERRを受け取り、ポンプ使用率Ｐ_UT％を決定する。１実施例では、比例積分コントローラーはポンプ使用調整器により使用され、ＰＲ_ERRに比例する量によりＰ_UT％を調整する比例因子（Ｐ）、ＰＲ_ERR及び時間の累積増加に等しい量によりＰ_UT％を調整する積分因子（Ｉ）、及びエンジントルクに比例する量によりＰ_UT％を調整するフォワード因子（ｆｆ_PROP）を創り出す。１実施例では、Ｐ_UT ％はＰ，Ｉ，及びｆｆ_PROP因子のそれぞれの単純合計である。好ましくは、Ｐは０．１９％ＵＴＩＬ／ＢＡＲで設定され、Ｉは（１６ｍＨｚで）０．０４３％ＵＴＩＬ／ＢＡＲ／時間間隔で設定され、ｆｆ_PROPは２．２５％ＵＴＩＩＬ／％最大トルクで設定されるのが好ましい。当然、これらの因子はエンジン及び通常のレールシステムの運転特性に依存する。比例利得定数Ｐは通常０〜０．１２５％ＵＴＩＬ／ＢＡＲの範囲で、積分定数Ｉは通常（１６ｍＨｚで）０〜０．００６％ＵＴＩＬ／ＢＡＲ／時間間隔の範囲で、フィードフォワード因子ｆｆ_PROPは通常０〜１．２５％ＵＴＩＬ／％／最大トルクの範囲であることが分かっている。ｆｆ_PROPは通常、ポンプの通常の作動範囲の約５０％で初期化される。積分率は再度特定のシステム応答特性により変化されてもよいけれども、積分因子は約２５ミリ秒の時間間隔で決定されるのが好ましい。フィードフォワード因子は追加的または選択的に噴射される燃料量に比例して変化する１以上の他のエンジン動作パラメーターに基いていてもよい。ポンプ使用調整器は比例因子、または積分因子、またはフィードフォワード因子を単独または幾つかの組合せのいずれかで使用してポンプ使用率を計算してもよいことが分かるだろう。履歴システム作動データ、現在の動作状態及び又は予測方式から創り出された他の因子は、所望のように、または特定のエンジンの特定の運転特性、高圧燃料ポンプ及び制御装置が使用される通常の燃料噴射システムにより要求されるように、上述した実施例以外で使用されてもよい。図３に示された実施例では、Ｐ_UT％はＰ，Ｉ，及びｆｆ_PROPのそれぞれ因子の単純加算により創り出される。この特定の方法はＰ_UT％の値を供給するために見出され、履歴、現在、及び最小の圧力変動の予想エンジン動作状態に基いて所望の燃料システム圧力を維持する。ブロック１０４はＰＣＳＧを示している。ＰＣＳＧはＰ_UT％、及び好ましくは入力として現在の電気システム電圧（Ｖ_b）を受け取り、可変出力の高圧燃料ポンプを制御するのに適したそれらの入力から制御信号を創り出す。１実施例では、燃料ポンプはソレノイド作動の制御バルブを有する可変の排出燃料ポンプであり、排出及びそのためポンプの燃料出力はソレノイドに加えられる電流に反比例する。この実施例では、ポンプはミシガン州デトロイトのDetroit Diesel社から入手可能な構成部品No.0050706501である。ポンプの制御バルブを作動するソレノイドを駆動する制御信号はパルス幅変調信号であり、一定周波数でソレノイドに動力を供給するために要求されるデューティサイクル率（ＤＣ％）を示している。この実施例では、ＤＣ％が比較的より小さい較正値（ゼロに近い）に等しい（すなわちソレノイドが電圧を加えられていない）時、制御バルブは完全に開放され（すなわち、１００％のポンプ出力使用）、ＤＣ％が比較的より大きい較正値（１００に近い）に等しい（すなわちソレノイドが十分に電圧を加えられている）時、ポンプ使用率はゼロとなり、制御バルブは閉塞され、そのため、ポンプは通常のレールシステムに更なる燃料を供給しない。ＰＣＳＧ１０４はまたＤＣ％制御信号のその決定において現在の電圧較正因子を用いるのが望ましい。（概略的に図５にも示されている）Ｖ_b検出器１０６は入力として現在の電圧Ｖ_bをＰＣＳＧに供給する。ＤＣ％信号はＶ_bの関数として決定され、ソレノイドの動作によるシステム電圧の変動の影響を排除し、そのため、燃料ポンプの出力においてシステム電圧変動の影響を排除する。１実施例では、それぞれ、Ｖ_bの各可能値のため、ＤＣ％は０％のポンプ使用と１００％のポンプ使用を示す一対の曲線の間に入れることにより決定される。この方法は図６で示されている。この決定はとして表わされ、Ｋ₁及びＫ₂はそのシステムで使用される特定の燃料ポンプとソレノイドアクチュエーターの応答特性に関する定数である。したがって、例えば、伝達関数へのＰ_UT％入力が４０（すなわち、所望のポンプ使用率が４０％）で、現在の電圧がＶ_Iである場合、ＤＣ％（ＤＣ_Iに等しい）がこれらの点間のＤＣ値の間の差の４０％として点Ｐ１とＰ２間に入れることにより決定される。１実施例では、上部曲線の一定値（０％のポンプ使用）は６００ＤＣ％★ボルトで、下部曲線の一定値（１００％のポンプ使用）は１５０ＤＣ％★ボルトに等しい。したがって、この実施例では、ＤＣ％は割合が以下のように決定される。一度決定されると、その後、ＤＣ％に一致するパルス幅変調信号が送られ、ソレノイドを駆動し、所望の制御バルブの開度を達成し、それにより、ポンプの所望の排出を達成し、所望レベルにアキュムレーターの圧力を維持する。再び、図４を参照すると、本発明の方法を示すフロー図が示されている。ブロック１１０は各種プログラミング変数及びしきい値の初期設定を表わし、その１以上はシステムの初期化または再プログラミングの間に決定されてもよい。他の値は、エンジン始動または故障またはエラーの検出等の他の事象により不揮発性メモリまたはコンピュータ読取り可能な記憶媒体から引き出されてもよい。これらの値はＲＰＭ、ＴＲＱ、及び圧力コマンダーにより用いられるＰＲ_DESルックアップマップ、Ｐ、Ｉのための定数、及び圧力しきい値と同様に、ポンプ使用調整器により用いられ、またポンプ使用調整器によっても用いられ故障状態を検出するｆｆ_PROP因子を含んでいるのが望ましい。さらに、（エンジン制御論理により決定され）要求されるエンジン始動及び停止状態と同様に、最初のポンプ使用値はここで説明したようにそれぞれポンプ使用調整器により使用されるのが望ましいが、またこの時に初期化される。他の基準値は、ポンプ制御信号発生器により使用される０％と１００％のポンプ使用曲線のそれぞれのためのＤＣ％定数Ｋ₁ 及びＫ₂を含んでいるのが望ましい。基準値はエンジン速度、ＲＰＭＮトルク、実際のレール圧力、ＰＲ_ACT、及び現在の電圧Ｖ_bを含んでいるのが望ましい。ＲＰＭ及びトルク値は、図１に示されているようなエンジンコントローラーにより伝えられてもよい。ＰＲ_ACTはまたエンジンコントローラから伝えられてもよく、アキュムレーターに取付けられた圧力センサーから直接入力されてもよい。当業者であれば、他の検知パラメーターから同様に推断されてもよいトルクと同様に、各種他の検知パラメーターから直接検知または間接的に推断されてもよいエンジンＲＰＭを決定するための幾つかの方法を認識するであろう。ブロック１１２により決定された基準値は、１以上の所定事象の発生に基いて周期的に再設定または収集（及び記憶）される。圧力偏差、ＰＲ_ERRはブロック１１４で決定される。前述したように、この値はＰＲ_DESとＰＲ_ACT間の差として発生されるのが好ましい。ＰＲ_DESはＲＰＭ及びＴＲＱ入力から、好ましくはブロック１１０で初期化されたルックアップ表に関連させて創り出される。ＰＲ_DESの選択はＲＰＭ及びトルク率の関数としてＰＲ_DESを描くルックアップ表を使用することにより成し遂げられるのが好ましい。この出願で開示された特定の実施例のために使用されるかもしれないそのような表の１つが以下に記載されている。Ｐ_UT％はＰＲ_ERRに基いてブロック１１６で決定される。前述したように、比例因子及び積分因子はそれぞれＰＲ_ERRの関数として創り出され、フィードフォワード因子は現在のトルクに基いて創り出される。再び、Ｐ_UT％はＰ、Ｉ、及びｆｆ因子の単純合計であることが望ましい。図５はＰＣＳＧにより使用される回路の概略図であり、現在の電圧を測定する。回路１３０は通常、アクチュエーターソレノイド１３２、ダイオード１３４及び本システムの電圧に一致するＰＣＳＧに入力信号を供給する電気システム内で説明されているように接続されたトランジスター１３６を含んでおり、ＰＣＳＧは電圧の変動をポンプへのＤＣ％信号出力のその決定に因数分解できるようになっている。現在の電圧を確かめる他の従来の方法が代わりに使用され、ＰＣＳＧにＶ_bを供給してもよいことが分かるであろう。今、図６を参照すると、ポンプ制御信号ＤＣ％は、Ｐ_UT％及び現在の電圧のＶ_b 入力に基いてブロック１１８で決定される。再び、このパルス幅変調信号はデューティサイクル９０を表わすのが好ましく、１００Ｈｚで送られ、現在のＶ_b で０％のポンプ使用と１００％のポンプ使用を示す一対の曲線の点の間に入れることにより決定される。前述したように、信号周波数が選択されるのと同様に、定数Ｋ₁及びＫ₂はソレノイド制御の噴射バルブの特定の動作特性により変更されてもよい。各種故障状態はシステムにより監視され、ポンプの制御に因数分解されるのが望ましい。例えば、ポンプ使用調整器１０２への入力は最大ポンプ使用値（max_pu mp_util）、最小ポンプ使用値（min_pump_util）及びポンプ使用故障タイマー値（pump_util_fault_timer）を含んでいるのが望ましい。１実施例では、ポンプ使用調整器は入力としてポンプ使用最大及び最小値を受け取り、Ｐ_UT％をこれらの最大及び最小値と比較する。例えば、もしポンプ使用故障時間より長い一時、Ｐ_UT％が最大ポンプ使用値より大きい場合には、故障状態（例えば、バルブが閉塞して動かない、または燃料がもれている）が想定され、警告表示が作動し、事象が記録される。同様に、もしポンプ使用故障時間より長い一時、Ｐ_UT％が最小ポンプ使用値より小さい場合には、故障状態（例えば、バルブが開放して動かない、または電圧を加えていない）が想定され、警告表示が作動し、事象が記録される。ポンプ使用故障時間は通常０と２５５秒の間、好ましくは１０秒に設定される。最小ポンプ使用値は好ましくは約２．５％に設定され、最大ポンプ使用値は好ましくは９７．５％に設定される。１実施例において、エンジンが始動状態であると決定されると、システムはＰＲ_ERRがほぼゼロに等しくなるまでＰ_UT％の出力をほぼ１００％に等しくさせる。ＰＲ_ERRがゼロになると、その後、積分因子Ｉは最初のポンプ使用値、通常約５０％ＵＴＩＬ／ＢＡＲ、に初期化され、フィードフォワード因子ｆｆ_PROPを引き、システムは上述したようにＰ_UT％の正常な発生を開始する。Ｐ_UT％は診断ツールで連続的に表示され、制御システムの較正の状態、及び隠れた内部漏れ、機能不全、またはポンプ構成部品の摩耗の表示と同様に、高圧燃料システムの通常状態を表示してもよい。したがって、本発明は通常のレール燃料噴射システム内の燃料圧力を監視すると共に制御するシステム及び方法を提供し、通常のレール燃料噴射システムは燃料噴射システム、エンジン、及び他のコントローラー、好ましくは（ＰＲ_ACT、ＲＰＭ、ＴＲＱ、及びＶ_b）だけからの最小入力に依存するが、通常の燃料噴射エンジンの各種及び変更要求のすべてにおいて燃料圧力の正確で円滑な閉ループ制御を供給する。本発明を実行するために熟考された最良の態様が詳細に記載されているが、この発明が関係する技術に精通した者であれば、以下の請求の範囲により定義された発明を実施するための各種代わりの設計及び実施例を認識するであろう。

Claims

【特許請求の範囲】１．通常のレールから選択された圧力で燃料を内燃機関のシリンダーに噴射するための複数の燃料噴射装置と、前記選択された圧力で燃料を蓄積するため前記噴射装置に接続された通常のレールと、ポンプへの燃料入力を制御するためのソレノイド作動のバルブを有する前記通常レールに接続された可変出力の燃料ポンプと、エンジンの作動状態に一致する複数の入力を供給するための電子エンジン制御装置とを含む通常のレール燃料噴射システムにおいて、電子燃料圧力制御装置が、実際のレール圧力を検知するためのセンサーと、前記検知した実際の圧力とエンジン作動状態を基にして圧力偏差を決定するための論理を含む圧力コマンダーと、前記圧力偏差の関数としてポンプ使用率を決定するための論理を含むポンプ出力調整器と、前記ポンプ使用率を基にして制御信号を決定するための論理と前記ポンプソレノイドに動力を供給するその信号を出力するための論理とを有するポンプ制御信号発生器と、を含むことを特徴とするシステム。２．前記電気システムの現在の電圧を検知するため前記制御装置に接続されたセンサーをさらに含み、前記ポンプ制御信号発生器は前記ポンプ使用率と現在の電圧を基に制御信号を決定するための論理を含む請求項１に記載の電子燃料圧力制御装置。３．前記圧力偏差を決定するための論理が前記エンジン制御装置からのエンジン速度及びエンジントルク値入力を基に所望の圧力を決定するための論理を含み、前記圧力偏差が所望圧力と実際の圧力の間の差である請求項１に記載の電子燃料圧力制御装置。４．前記ポンプ使用調整器論理が比例制御論理を用い、前記ポンプ使用率が比例因子の関数として決定される請求項１に記載の電子燃料圧力制御装置。５．前記ポンプ使用命令論理が積分制御論理を用い、前記ポンプ使用率が比例因子及び積分因子の関数として決定される請求項４に記載の電子燃料圧力制御装置。６．前記出力調整器が燃料噴射量に比例するエンジン動作パラメータを基にフィードフォワード因子を決定するための論理を含み、前記ポンプ使用率が比例因子、積分因子、及びフィードフォワード因子の関数として決定される請求項５に記載の電子燃料圧力制御装置。７．前記ポンプ使用率が比例因子、積分因子、及びフィードフォワード因子の合計である請求項４に記載の電子燃料圧力制御装置。８．フィードフォワード因子がエンジントルクに基いている請求項６に記載の電子燃料圧力制御装置。である請求項２に記載の電子燃料圧力制御装置。１０．ソレノイド作動の制御バルブを含む少なくとも１台の排出燃料ポンプを有する通常のレール燃料噴射システムの高圧アキュムレーターにおいて燃料圧力を制御する方法において、エンジン速度及びトルクを決定し、アキュムレーターの実際の圧力を検知し、エンジン速度及びトルクを基に所望圧力を決定し、前記所望圧力を実際の圧力と比較し、前記比較を基に燃料ポンプを制御する、ことを含むことを特徴とする方法。１１．前記所望圧力を実際の圧力と比較する段階が前記所望圧力と実際の圧力の間の差に等しい圧力偏差を決定する段階を含み、前記燃料ポンプを制御する段階が前記燃料圧力偏差を基にポンプ使用率を決定し、前記ポンプ使用率及び電圧を基にポンプ制御信号を決定することを含む請求項９に記載の方法。１２．前記ポンプ使用率を決定する段階が比例因子を創り出すことを含む請求項１０に記載の方法。１３．前記ポンプ使用率を決定する段階が積分因子を決定することを含む請求項１１に記載の方法。１４．前記ポンプ使用率を決定する段階がフィードフォワード因子を決定することを含む請求項１１に記載の方法。１５．前記ポンプ使用率を決定する段階が比例因子、積分因子、及びフィードフォワード因子を決定することを含む請求項１１に記載の方法。１６．前記ポンプ使用率が比例因子、積分因子、及びフィードフォワード因子の合計である請求項１４に記載の方法。１７．ソレノイド作動の制御バルブを含む少なくとも１台の可変排出燃料ポンプを有するエンジン、及び車両作動パラメータを検知するための複数のセンサーのため通常のレール燃料噴射システムで燃料圧力を制御する方法において、アキュムレーターの実際の燃料圧力を決定し、エンジン速度及び所望トルクを決定し、前記実際の燃料圧力及び前記エンジン速度及び前記トルクを基に燃料圧力偏差を決定し、前記燃料圧力偏差を基にポンプ使用率を決定し、そして前記ポンプ使用率及び前記電圧を基にポンプ制御信号を決定する、ことを含むことを特徴とする方法。