JP2005522616A - 内燃機関に対する燃料噴射装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

内燃機関に対する燃料噴射装置の駆動方法であって、１つのシリンダに燃料を噴射するための１つの圧電素子を充電または放電すべき時間インターバルが、別のシリンダに燃料を噴射するための別の圧電素子を充電または放電すべき時間インターバルとオーバラップするか否かを監視する方法において、低優先度の噴射が行われる際に、充電または放電が所定の時間インターバル内で、高優先度の噴射の充電または放電の時点で発生するか否かを監視し、燃料噴射装置の駆動中に、時間的な充電エッジおよび／または放電エッジの間隔（エッジオーバラップ）を検出し、ここから低優先度の噴射の高優先度の噴射に対するシフトおよび／または短縮の大きさを検出する。

Description

従来の技術
本発明は、請求項１と６の上位概念による内燃機関に対する燃料噴射装置の駆動方法に関する。

ＤＥ１００３３３４３Ａ１から、内燃機関、とりわけディーゼル機関に対する燃料噴射装置が公知である。この燃料噴射装置はアクチュエータ素子を駆動制御する際にコリージョンを監視および／または解決するための噴射制御部、とりわけコンフリクトマネージメントを有し、これは圧電アクチュエータの噴射経過に重畳される。

圧電コモンレールアクチュエータでは、同時には１つの駆動エッジだけを実行し得る。しかし内燃技術的理由から、複雑なバンクの制御を、噴射に重畳されるよう適用することが必要である。このことはＤＥ１００３３３４３Ａ１から公知の圧電素子の切り換え回路装置により可能である。ただしこれは圧電素子の充電／放電エッジがオーバラップしていない場合に可能である。エッジがオーバラップしている場合、ＤＥ１００３３３４３Ａ１の燃料噴射装置では、優先度の低い駆動制御（以下では、低優先度駆動制御と称する）がシフトされるかまたは短縮される。

本発明の課題は、エッジオーバラップを識別し、検出し、ここからオーバラップ領域からの時間的シフトないし短縮の必要な程度を導出することである。

この課題は、冒頭に述べた形式の燃料噴射装置の駆動方法において、独立請求項１および６に記載の構成により解決される。

この方法の有利な構成は従属請求項の対象である。

エッジオーバラップは有利には噴射装置の駆動中に制御回路の静的および動的解釈により検出される。この検出は有利には内燃機関の回転数およびクランクシャフト角度に依存して行われる。

ここでは個々のエッジ時点が対でオーバラップについて検査される。

さらなる利点および詳細は実施例の以下の説明および図面から明らかとなる。
図１は、従来技術から公知の圧電素子回路を示す。
図２ａは、圧電素子の充電を示す。
図２ｂは、圧電素子の充電を示す。
図２ｃは、圧電素子の放電を示す。
図２ｄは、圧電素子の放電を示す。
図３は、制御ＩＣを示す。
図４は、従来技術から公知のインターラップの時間的経過を示す。
図５は、角度領域におけるエッジペアのコリージョン領域を概略的に示す。
図６は、低優先度エッジを遅れ方向にシフトする様子を示す概略図である。
図７は、低優先度駆動制御の短縮を示す概略図である。

図１は圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０、並びにそれらの駆動制御のための手段を示す。ここでＡは詳細表示領域であり、Ｂは非詳細表示領域である。これらの分離は破線ｃにより示されている。詳細表示領域Ａは圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０を充電および放電するための回路を有する。この実施例では、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０は内燃機関の燃料噴射弁（とりわけいわゆるコモンレールインジェクタ）のアクチュエータである。この実施例では内燃機関内の６つの気筒を独立して制御するために６つの圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０が使用される。しかし任意の他の目的のために他の任意の数の圧電素子が適当な場合もある。

非詳細表示領域Ｂは、制御装置Ｄと制御ＩＣ Ｅを備える噴射制御部Ｆを有する。この噴射制御部は詳細表示領域Ａ内の素子の制御に用いる。制御ＩＣ Ｅには電圧および電流の種々の測定値が圧電素子の残りの駆動制御回路全体から供給される。本発明では制御コンピュータＤおよび制御ＩＣ Ｅが制御電圧並びに制御時間を圧電素子に対して調整するように構成されている。制御コンピュータＤおよび／または制御ＩＣ Ｅも同様に圧電素子の全制御回路の種々の電圧および電流を監視するように構成されている。

以下ではまず詳細表示領域Ａの個々の素子を説明する。それから圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の充電および放電過程を一般的に説明する。最後にこの２つの過程が制御コンピュータＤおよび制御ＩＣ Ｅによりどのように制御および監視されるのかを詳細に説明する。

圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０は第１のグループＧ１と第２のグループＧ２に分けられ、これらのグループはそれぞれ３つの圧電素子を含む（圧電素子１０，２０，３０が第１のグループＧ１，圧電素子４０，５０，６０が第２のグループＧ２である）。グループＧ１とＧ２は並列接続された回路部分の構成部である。グループ選択スイッチ３１０ないし３２０により、圧電素子１０，２０，３０ないし４０，５０，６０のどちらのグループＧ１，Ｇ２をそれぞれ共通の充電および放電装置によって放電するかを設定することができる。充電過程に対してグループ選択スイッチ３１０，３２０は、後で詳細に説明するが、重要ではない。第１のグループＧ１の圧電素子１０，２０，３０は一方のアクチュエータバンクに、第２のグループＧ２の圧電素子４０，５０，６０は別のアクチュエータバンクに配置されている。ここでアクチュエータバンクとしてブロックが示されており、ここでは２つまたはそれ以上のアクチュエータ素子、とりわけ圧電素子が固定的に配置されており、例えば鋳込まれている。

グループ選択スイッチ３１０，３２０はコイル２４０とそれぞれのグループＧ１とＧ２の間に配置されており（それらのコイル側端部）、トランジスタとして実現されている。グループ選択スイッチ３１０，３２０にはドライバ３１１，３２１が配置されており、これらは制御ＩＣ Ｅから受信された制御信号を電圧に変換する。この電圧は必要に応じてスイッチの閉成または開放を選択することができる。

グループ選択スイッチ３１０，３２０に並列に、グループ選択ダイオードとしてダイオード３１５ないし３２５が設けられている。グループ選択スイッチ３１０，３２０がＭＯＳＦＥＴないしＩＧＢＴとして構成されていれば、これらのグループ選択ダイオード３１５および３２５は寄生ダイオード自体により形成することができる。充電過程の間、グループ選択スイッチ３１０，３２０はダイオード３１５，３２５により橋絡される。従ってグループ選択スイッチ３１０，３２０の機能は圧電素子１０，２０，３０のグループＧ１ないし４０，５０，６０のグループＧ２を単に放電過程のために選択するだけである。

グループＧ１２ないしグループＧ２内で圧電素子１０，２０，３０および４０，５０，６０はそれぞれ並列接続された圧電分岐路１１０，１２０および１３０（グループ１）、および１４０，１５０および１６０（グループＧ２）の構成部材として配置されている。各圧電分岐路は第１の並列回路と第２の並列回路からなる直列回路を有する。第１の並列回路は圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０および（分岐抵抗としての）抵抗１３，２３，３３，４３，５３，６３からなり、第２の並列回路はトランジスタ１１，２１，３１，４１，５１，６１として構成された（分岐路スイッチと称される）選択スイッチおよび（分岐路ダイオードと称される）ダイオード１２，２２，３２，４２，６２，６２からなる。

分岐路抵抗１３，２３，３３，４３，５３，６３は、それぞれ相応の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０が充填過程中および充電過程後に連続的に放電するように作用する。なぜなら分岐路抵抗は容量性圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の両端子を相互に接続するからである。しかし分岐路抵抗１３，２３，３３，４３，５３，６３は、制御される充電および放電過程に対してこの過程を緩慢に行わせるために十分な大きさを有する。これについては後で説明する。従って任意の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の電荷は充電過程後の関連時間内で不変であると見なされる。

個々の圧電分岐路１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０にある分岐路選択スイッチ／分岐路ダイオードペア、すなわち圧電分岐路１１０の選択スイッチ１１とダイオード１２，圧電分岐路１２０の選択スイッチ２１とダイオード２２等は、寄生ダイオードを伴う電子スイッチ（トランジスタ）として実現されている。これは例えばＭＯＳＦＥＴないしＩＧＢＴである（前記のグループ選択スイッチ／ダイオード３１０および３１５ないし３２０および３２５と同じ）。

分岐路選択スイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１によって、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０のどれをそれぞれ共通の充電および放電装置によって充電するかを設定することができる。充電はそれぞれその分岐路スイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１が後で説明する充電過程中に閉じられている圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０で行われる。通常は常に１つの分岐路スイッチだけが閉じられている。

分岐路ダイオード１２，２２，３２，４２，５２，６２は放電過程中に分岐路スイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１を橋絡するのに用いられる。従ってこの実施例では充電過程のために個々の圧電素子を選択することができ、放電過程に対しては圧電素子１０，２０，３０の第１のグループまたは圧電素子４０，５０，６０の第２のグループ、ないしは両方のグループが選択される。

圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０自体に話しを戻すと、分岐路選択圧電端子１５，２５，３５，４５，５５，６５は分岐路選択スイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１によって、または相応のダイオード１２，２２，３２，４２，５２，６２を介して、および両方の場合で付加的に抵抗３００を介してアースへ接続できる。

抵抗３００によって圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の充電および放電中に、分岐路選択圧電端子１５，２５，３５，４５，５５，６５とアースとの間で流れる電流が測定される。この電流の知識により、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の充電と放電を制御することができる。とりわけ充電スイッチ２２０ないし放電スイッチ２３０を電流量に依存して閉成および開放することによって、充電電流ないし放電電流を所定の平均値に調整し、および／またはこれが所定の最大値および／または最小値を上回らない、ないし下回らないようにすることができる。

この実施例では測定自体のために電圧源６２１と分圧器が必要である。電圧源は例えばＤＣ５Ｖの電圧を送出し、分圧器は２つの抵抗６２２および６２３の形態にある。これにより制御ＩＣ Ｅ（測定を実行する）が負の電圧から保護される。この負の電圧は測定点６２０に発生することがあり、制御ＩＣ Ｅにより制御することができない。この種の負の電圧は、前記の電圧源６２１と分圧抵抗６２２、６２３から送出される正の電圧との加算によって変化される。

それぞれの圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の他方の端子、すなわちそれぞれのグループ選択圧電端子１４，２４，３４，４４，５４，６４はグループ選択スイッチ３１０ないし３２０またはグループ選択ダイオード３１５ないし３２５とコイル２４０を介し、さらに充電スイッチ２２０と充電ダイオード２２１からなる並列回路を介して減圧源のプラス極に接続されている。さらに択一的にまたは付加的にグループ選択スイッチ３１０ないし３２０またはダイオード３１５ないし３２５とコイル２４０、および放電スイッチ２３０と放電ダイオード２３１からなる並列回路を介してアースに接続される。充電スイッチ２０と放電スイッチ２３０は例えばトランジスタとして実現されており、ドライバ２２２ないし２３２を介して駆動される。

電圧源はコンデンサ２１０を有する。コンデンサ２１０はバッテリー２００（例えば自動車のバッテリー）および後置接続された直流電圧変換器２０１から充電される。直流電圧変換器２０１はバッテリー電圧（例えば１２Ｖ）を実質的に任意の他の電圧（例えば２５０Ｖ）に変換し、コンデンサ２１０をこの電圧に充電する。直流電圧変換器２０１の制御はトランジスタスイッチ２０２と抵抗２０３を介して行われる。この抵抗２０３は測定テイン６３０から取り出される電流の測定に用いられる。

対向制御の目的で、制御ＩＣ Ｅの制御並びに抵抗６５１，６５２，６５３および例えば５Ｖ直流電圧源６５４によって、さらなる電流測定を測定点６５０で行うことができる。さらに制御ＩＣ Ｅ並びに分圧抵抗６４１と６４２により測定点６４０での電圧測定が可能である。
（全体放電抵抗と称される）抵抗３３０、（ストップスイッチと称される）スイッチ３３１，並びに（全体放電ダイオードと称される）ダイオード３３２は、最終的に圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の放電に用いられる（これらが通常モードでない場合には、後で説明するように通常の放電過程によっては放電されない）。ストップスイッチ３１は有利には通常の放電過程後（放電スイッチ２３０を介する周期的放電）に閉成され、これにより圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０は抵抗３３０と３００を介してアースに接続される。これにより場合により圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０に残る残留電圧が除去される。全体放電ダイオード３３２は負の電圧が圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０に発生するのを阻止する。圧電素子は場合により負の電圧によって損傷することがある。

すべての圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０ないし所定の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の充電と放電はただ１つの充電および放電装置によって行われる。この充電および放電装置はすべてのグループとその圧電素子に共通である。本実施例では、共通の充電および放電装置がバッテリー２００，直流電圧変換器２０１，コンデンサ２１０，放電スイッチ２２０および放電スイッチ２３０，充電ダイオード２２１および放電ダイオード２１３並びにコイル２４０を有する。

各圧電素子の充電と放電は同じ形式で行われる。これについては後で第１の圧電素子１０を参照して説明する。

充電および放電過程中に発生する状態を図２Ａから図２Ｄを参照して説明する。それらのうち図２Ａと２ｂは圧電素子１０の充電を、図２Ｃと２Ｄは圧電素子１０の放電を説明するものである。

１つまたは複数の充電ないし放電すべき圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０を以下で説明するように充電並びに放電するための選択制御は、制御ＩＣ Ｅと制御装置Ｄにより、上記のスイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１；３１０，３２０；２２０；２３０および３３１の１つまたは複数の開放ないし閉成により行われる。詳細図示領域Ａ内の素子と、制御ＩＣ Ｅおよび制御装置Ｄとの相互作用を以下に説明する。

充電過程を基準にすると、まず充電すべき圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０を選択しなければならない。第１の圧電素子１０だけを充電するために、第１の分岐路１１０の分岐路スイッチ１１が閉成され、残りの分岐路選択スイッチ２１，３１，４１，５１，６１は開放されたままである。引き続き他の任意の圧電素子２０，３０，４０，５０，６０の１つを充電するために、または複数を同時に充電するために、それらの選択は相応の分岐路スイッチ２１，３１，４１，５１および／または６１の閉成により行われる。

次に充電過程自体を実行することができる：
本実施例では、充電過程のために一般的には正の電位差がコンデンサ２１０と第１の圧電素子１０のグループ選択圧電端子１４との間で必要である。しかし充電スイッチ２２０と放電スイッチ２３０が開放されている限り、圧電素子１０の充電ないし放電は行われない。この状態では図１に示した回路は静止状態にある。すなわち圧電素子１０はその充電状態を維持し、実質的に変化しない。ここでは電流が流れない。

第１の圧電素子１０を充電するためにスイッチ２２０が閉成される。理論的には第１の圧電素子１０はこのことによってだけ充電することができる。しかしそれでは過度に大きな電流が流れてしまい、この電流は該当する素子を損傷することがある。従って発生する電流を測定点６２０で測定し、検出された電流が所定の限界値を上回ると直ちにスイッチ２２０を再び開放する。従って第１の圧電素子１０で任意の電荷に達するために充電スイッチ２２０は繰り返し閉成および開放される。一方、放電スイッチ２３０は開放されたままである。

詳細に観察すると充電スイッチ２２０が閉じられている場合、図２Ａに示された関係が生じる。すなわち圧電素子１０，コンデンサ２１０およびコイル２４０からなる直列回路を含む閉じた回路が発生する。この回路には図２Ａに矢印により示した電流ｉLE（ｔ）が流れる。この電流に基づいて第１の圧電素子１０のグループ選択圧電端子１４とコイル２４０には正の電荷が供給され、コイル２４０にはエネルギーが蓄積される。

充電スイッチ２２０が閉成後短時間で（例えば数μｓ）開放されると、図２Bに示した関係が生じる。すなわち圧電素子１０，放電ダイオード２３１およびコイル２４０からなる直列回路を含む閉じた回路が発生する。ここでこの回路には図２Bに矢印により示したように電流ｉLA（ｔ）が流れる。この電流に基づいて、コイル２４０に蓄積されたエネルギーは圧電素子１０に流れる。圧電素子１０へのエネルギー供給に相応して、圧電素子に発生する電圧は上昇し、その寸法を拡大する。コイル２４０から圧電素子１０へのエネルギー伝達が行われると、図１に示し、すでに説明した回路の静止状態に再び到達する。

この時点ないし（充電過程の所望の充電プロフィールに応じて）それより早くまたは遅れて、充電スイッチ２２０が新たに閉成され再び開放される。その結果、前記の過程が新たに経過する。充電スイッチ２２０を新たに閉成および開放することにより、圧電素子１０に蓄積されたエネルギーが増大し（このエネルギーは圧電素子１０にすでに蓄積されているエネルギーと新たに供給されたエネルギーの和である）、圧電素子１０に発生する電圧は上昇し、圧電素子の寸法は相応に拡大する。

充電スイッチ２２０の上記の閉成と開放が複数回繰り返されるなら、圧電素子１０に発生する電圧並びに圧電素子１０の膨張もステップごとに増大する。

充電スイッチ２２０が所定回数だけ閉成および開放されるか、および／または圧電素子１０が所望の充電状態に達すると、圧電素子の充電は充電スイッチ２２０を開放したままにすることにより終了する。

放電過程に関しては、本実施例でグループ（Ｇ１および／またはＧ２）の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０は以下に説明するように放電される：
まずその圧電素子を放電すべきグループＧ１および／またはＧ２のグループ選択スイッチ３１０および／または３２０が閉成される（分岐路選択スイッチ１１，２１，３１，４１，５１，６１は放電過程に影響しない。なぜならこの場合ダイオード１２，２２，３２，４２，５２，６２により橋絡されているからである）。従って圧電素子１０を第１のグループＧ１の位置日として放電するために第１のグループ選択スイッチ３１０が閉成される。

放電スイッチ２３０が閉成されると、図２Ｃに示した関係が生じる。すなわち圧電素子１０とコイル２４０からなる直列回路を含む閉じた回路が発生する。ここでは図２Ｃに矢印で示したように回路に電流ｉEE（ｔ）が流れる。この電流に基づいて、圧電素子に蓄積されたエネルギー（その一部）がコイル２４０に伝達される。圧電素子１０からコイル２４０へのエネルギー伝達に相応して、圧電素子１０に発生する電圧は低下し、圧電素子の寸法は減少する。

放電スイッチ２３０が開放後に短時間で（例えば数μｓ）開放されると、図２Dに示した関係が生じる。すなわち、圧電素子１０，コンデンサ２１０，充電ダイオード２２１およびコイル２４０からなる直列回路を含む閉じた回路が発生する。このとき回路には図２Dに矢印で示したように電流ｉEA（ｔ）が流れる。この電流に基づいてコイル２４０に蓄積されたエネルギーはコンデンサ２１０に逆に供給される。コイル２４０からコンデンサ２１０へのエネルギー伝達が行われると、図１に示し、すでに説明した回路の静止状態に再び達する。

この時点ないし（放電過程の所望の時間プロフィールに応じて）それより早くまたは遅れて、放電スイッチ２３０は新たに閉成され、再び開放される。その結果、前記の過程が新たに経過する。この放電スイッチ２３０の新たな閉成と新たな開放に基づいて、圧電素子１０に蓄積されたエネルギーはさらに減少し、圧電素子１０に発生する電圧並びに圧電素子１０の外寸も同様に相応して減少する。

放電スイッチ２３０が上記のように複数回繰り返して閉成および開放されると、圧電素子１０に発生する電圧並びに圧電素子１０の膨張はステップごとに減少する。

放電スイッチ２３０が所定数だけ閉成および開放されるか、および／または圧電素子が所望の充電状態に達すると、圧電素子の放電は放電スイッチ２３０を開放したままにすることによって終了する。

制御ＩＣ Ｅおよび制御コンピュータＤと詳細図示領域Ａ内の素子との相互作用は制御信号によって行われる。これらの制御信号は分岐路選択制御線路４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６０、グループ選択制御線路５１０，５２０、ストップスイッチ制御線路５３０，充電スイッチ制御線路５４０および放電スイッチ制御線路５５０並びに制御線路５６０を介して、詳細図示領域Ａ内の素子に制御ＩＣ Ｅから供給される。また詳細図示領域Ａ内の測定点６００，６１０，６２０，６３０，６４０，６５０でセンサ信号が検出され、これらのセンサ信号は制御ＩＣ Ｅにセンサ線路７００，７１０，７２０，７３０，７４０，７５０を介して供給される。

前に説明した相応のスイッチの開放と閉成による個々のまたは複数の圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０の充電ないし放電過程を実施するため、圧電素子１０，２０，３０，４０，５０，６０が選択される。このためにトランジスタベースには制御線路によって電圧が印加されるかまたは印加されない。センサ信号によってとりわけ圧電素子１０，２０，３０、ないしは４０，５０，６０に生じた電圧が測定点６００ないし６１０で検出され、充電電流および放電電流が測定点６２０で検出される。

図３には、制御ＩＣ Ｅに含まれる複数の素子が示されている：論理回路８００，メモリ８１０，Ｄ／Ａ変換素子８２０並びに比較素子８３０である。さらに（制御信号に対して使用される）高速パラレルバス８４０が制御ＩＣ Ｅの論理回路８００と接続されており、緩慢なシリアルバス８５０がメモリ８１０と接続されている。論理回路８００はメモリ８１０，比較素子８３０並びに信号線路４１０，４２０，４３０，４４０，４５０，４６０；５１０，５２０；５３０，５４０，５５０，５６０と接続されている。メモリ８１０は論理回路８００並びにＤ／Ａ変換素子８２０と接続されている。さらにＤ／Ａ変換素子８２０は比較素子８３０と接続されている。さらに比較素子８３０はセンサ線路７００，７１０，７２０，７３０，７４０，７５０，およびすでに述べたように論理回路８００と接続されている。

図４は、従来技術から公知の、以下で詳細に説明するメイン噴射ＨＥ並びに２つのパイロット噴射ＶＥ１およびＶＥ２の開始をプログラミングするための割り込みの時間経過をクランクシャフトの上死点に依存して示す概略図である。図４から分かるように、６気筒機関の場合、静的割り込みが例えば約７８°のクランクシャフト角度並びに例えば約１３８°のクランクシャフト角度で形成され、これらの割り込みによりパイロット噴射ＶＥ２の開始並びにメイン噴射ＨＥの直前にあるパイロット噴射ＶＥ１の開始がそれぞれプログラミングされる。これらの噴射の終了は動的割り込みに基づきプログラミングされる。前記のクランクシャフト角度は単なる例である。割り込みは基本的には他のクランクシャフト角度で形成することもできる。前記の記載は単にパイロット噴射のプログラミングを説明するためのものである。相応にしてポスト噴射を実行することができる。

エッジオーバラップを識別するための計算は各静的および動的割り込みで行われる。割り込みの時点で既知であるエッジ間のオーバラップだけが計算できる。

各割り込みでは次のステップが実行される：
１． 瞬時の回転数ｎが検出される。この回転数ｎは割り込み全体で使用される（回転数の凍結）。
２． 各割り込みにより、エッジに関する新たな情報が既知となる。これにより瞬時の情報だけがペアごとに比較され、情報状態が更新される。従って各割り込みの際に、フラグが新たな情報に対してセットされ、フラグがセットされた際の制御がすでに処理されているか否かが検査される。処理されている場合には、該当するフラグは消去される。
３． エッジ処理の時点が任意の時点、例えばクランクシャフト角度ｐｈｉ＝０°での基準時点ｔ＝０を基準にして検出される。ここでは開始角、タイムオフセット、開始および持続時間が瞬時の回転数を考慮して外挿計算に使用される。回転数ｎ、角度ｐｈｉおよび時間ｔ間の一般的関係は：
ｎ＝（ｐｈｉ／ｔ）＊ｃ 式（１）
である。ここで時間はμｓで、クランクシャフト角度ｐｈｉは、°ＫＷで測定され、定数ｃは１６６６６７（回転数／分）／（°ＫＷ／μｓ）である。
４． 個々のエッジ時点はペアごとにオーバラップについて検査される。有利には混合バンク所属のペアだけをテストする。なぜなら同じバンク内のオーバラップはアプリケーションエラーから生じるからである。しかし確実なストラテジーでは考えられる各エッジペアをテストする。
５． 各噴射に優先度が割り当てられる。システムパラメータおよび環境パラメータに依存して、各噴射には所定の優先度が割り当てられる。このことにより各噴射ペアでは低優先度の制御と高優先度の制御とが区別される。これにより計算経過中の優先度切り換えが負の作用を及ぼさないことが保証される。例えば実際に優先度配置すれば、オーバラップを識別し、対抗措置を静的割り込みで取ることができる。引き続き優先度を切り換える、すなわち変更することができる。このペアリングの後続の動的割り込みでは、新たな優先度に従い動作しなければならないこととなる。このことは最悪の場合、高優先度の噴射の制御に対抗する措置を取ることとなる。従ってこの種の優先度の切り換えの際にも優先度割り当ての一貫性を保証しなければならない。有利にはこのことは各ペアリングへの優先度セットの割り当てによって実現される。ここで種々の優先度セットに対するバッファの大きさは、優先度セットの変更における最大可能数がペアリングの処理全体の間で記憶されるように選択しなければならない。ペアリングの優先度セットはそれを完全に処理した後、電子制御回路の優先度マネージャにより設定された瞬時のセットにより更新される。
６． コリージョンを探査する際には、２つのエッジのそれぞれ開始の間隔が相互に時間ベースで検出される。この間隔に基づいて、オーバラップが存在するか否かを決定することができる。エッジ時点は噴射の角度に基づくものであるから、ここではとりわけ７２０゜ＫＷオーバフローに注意しなければならない。基本的に間隔計算および評価では多数の実現手段が考えられる。以下に説明する本発明の構成では、３つの計算が行われる。

図５には角度ベースの計算が示されている。横軸には低優先度エッジＡの値が、縦軸には高優先度エッジＢの値がプロットされている。高優先度エッジは進み（ｐｒｅ）と遅れ（ｐｏｓｔ）で領域により保護されている。ここで低優先度エッジがこの領域と交差すると、コリージョンが存在する。この領域は図面でマーキングされている。７２０゜ＫＷ＝ｐｈｉmaxより外の領域は割り当てに相応して許容領域に転移される。次式
Ｂ−Ａ 式（２）
Ｂ−Ａ−ｐｈｉmax 式（３）
Ｂ−Ａ＋ｐｈｉmax 式（４）
による計算の結果は図５に示されている。個々の計算により識別されるオーバラップはここではそれぞれ同じハッチングにより示されている。図５では関係が角度ベースで説明され、時間ベースへの変換は上記の式（１）により行われる。Ａ＝５０゜とＢ＝１００゜の例は式（２）により、この値で進み（ｐｒｅ）および遅れ（ｐａｓｔ）へシフトする際にはオーバラップとなる。
７． オーバラップ程度に依存して、シフトないし短縮の程度が検出される。シフトは遅れ方向に、低優先度の開始エッジが余裕時間の間隔で高優先度エッジの予想される終了後に位置するように行われる。シフトの際には持続時間は維持される。動的割り込みの時点もシフトされ、この動的割り込みは開始エッジに固定間隔で結合される。短縮は、低優先度の終了エッジが早めにシフトされるよう行われる。開始エッジの時点は維持される。シフトするかまたは短縮するかの決定は、オーバラップ識別の時点で開始エッジがすでに処理されているか否かに依存して行われる。開始エッジがすでに処理されていれば、これは燃焼過程の経過の開始と理解され、シフトはもはや不可能であり、短縮だけが可能である。ここから低優先度終了エッジのすべてのオーバラップにおいては短縮だけを行うことができる。なぜならオーバラップ識別は低優先度噴射の動的割り込みの時点でだけ可能だからである。しかしこの低優先度噴射は開始エッジの実行とは結び付いていない。

例として図６にはシフトが示されている。オーバラップは式（２）により識別され、生じたオーバラップ量ｔkはシフトの程度に直接入り込む。シフトの程度は、
ｔk＋余裕時間＋保護領域ｐｏｓｔ 式（５）
である。式（５）はオーバラップが式（３）または式（４）から検出された場合にも当てはまる。

さらに制御持続時間の短縮が図６に例として示されている。オーバラップは式（２）により識別される。生じたオーバラップ量ｔkはここでも短縮の程度に直接入り込む、短縮の程度は、
ｔk−余裕時間−保護領域ｐｒｅ 式（６）
である。式（６）はオーバラップが式（３）または式（４）から検出された場合にも当てはまる。

一次コリージョンの他に二次コリージョンが生じることもある。二次コリージョンは例えば、静的割り込みで低優先度開始エッジが遅れ方向にシフトされ、この開始エッジが高優先度終了エッジとコリージョンするときに生じる。コリージョン識別は高優先度制御の動的割り込みの時点で行われる。従って低優先度開始エッジはこの二次コリージョンの場合にさらに遅れ方向にシフトしなければならない。三次コリージョンの場合も相応に行われる。本発明の有利な構成では、オーバラップの識別と所属の措置により終了したすべてのペアリングの検査後に、もう一度すべてのペアリングで検査を実行し、これを実行数に基づいた中止基準が発生するか、またはオーバラップのないことが検出されるまで繰り返す。

本発明の別の構成では、１つの圧電素子を充電または放電すべき時間インターバルと、他の圧電素子を充電または放電すべき時間インターバルとが不所望に交差していなかを識別する。この識別は使用される角度領域の計算と許容される所定の角度領域（すなわちコリージョンがないかまたはコリージョン公差の角度領域）との比較により行われる。

コリージョンのない角度領域とはここでは、内燃機関の１つのシリンダで種々異なる噴射タイプを、アクチュエータの駆動制御にオーバラップを生じさせることなしに実行できる角度領域であると理解されたい。コリージョンのない角度領域は１バンク構造の４気筒内燃機関の場合、値７２０゜ＫＷを気筒数、すなわち４により割り算することによって求められる。従ってコリージョンのない角度領域はこの形式の内燃機関では１８０゜クランクシャフト角度である。使用される角度領域とは、もっとも早いパイロット噴射の開始からもっとも遅いポスト噴射の終了までに経過するクランクシャフト角度領域である。使用される角度領域がコリージョンのない角度領域を越えると、例えば１つのシリンダの後の噴射が同じバンクの別のシリンダの早期の噴射とオーバラップする。すでに述べたように１つのバンクでは同時には１つのアクチュエータだけが充電されなければならず、そうでないと充電調整を行うことになるが、このことは制御の障害につながり得る。

１バンク構造の他に、複数のシリンダを１つのバンクにまとめることもでき、この場合は複数のバンクが同じ給電ユニットにより充電または放電のために制御される。このような構成は擬似マルチバンク構造と称される。この場合、制御のコリージョンが異なるバンクでエッジマネージメントによりトリガされ得る角度領域をコリージョン公差領域と称する。この場合、コリージョン公差角度領域＋コリージョンのない角度領域を越えると制御経過が妨害される。

擬似２バンク構造を有する６気筒内燃機関の例では、コリージョンのない角度領域は１２０゜クランクシャフト角度であり、コリージョン公差角度領域も同様に１２０゜クランクシャフト角度である。全体で許容される角度領域はコリージョンのない角度領域とコリージョン公差角度領域との和により決められる。擬似２バンク構造を有する６気筒内燃機関の場合、許容角度領域は２４０゜クランクシャフト角度である。一般的に擬似２バンク構造を有する内燃機関での許容角度領域は、値７２０゜クランクシャフト角度を気筒数で割り算し、商をバンク数で乗算することにより決められる。

内燃機関に対する燃料噴射装置の駆動方法での構成の要点は、使用される角度領域の計算、およびこれと許容角度領域、すなわちコリージョンのない角度領域またはコリージョンのない角度領域とコリージョン公差角度領域との和との比較である。

以下にこの方法の実施例を説明する。
１． 瞬時の回転数ｎを検出し、この回転数を割り込み全体で使用する（回転数の凍結）。
２． 各割り込みによりエッジに関する新たな情報が既知となる。この情報は瞬時の回転数ｎを使用して角度ベースに変換される。
３． 新たに追加すべき角度情報が使用される角度領域に計算で含められる。ここでは既知の角度情報の量から最小／最大選択が行われる。これは動作遊びに所属す最も早い制御エッジおよび最も遅れた制御エッジを検出するためである。最も早い制御エッジおよび最も遅い制御エッジの角度情報から差分形成により既知の使用される角度領域が求められる。

最後のポスト噴射の動的割り込み後にこのようにして、最も早いパイロット噴射から最も遅いポスト噴射までに使用される全体角度領域が既知となる。ここでは回転数ｎ、角度ｐｈｉおよび時間ｔの一般的関係が上記式（１）の形態ですでに説明されている。
４． 既知の使用される角度領域を所定のコリー人のない角度領域およびコリージョン公差角度領域と比較する。領域を越える場合にはエラー通報、および領域超過の数量化が行われる。
５． すべての計算において、回転数ダイナミクスは計算開始時点から処理終了時点まで、すなわちアクチュエータの制御時点までその作用が考慮される。

エラー通報への応答手段では、
ａ）低優先度の噴射を相応にシフトし、使用される角度領域を再び許容領域に入れる；
ｂ）エラー通報と領域超過の程度を後続の制御の際に同じ動作点または類似の動作点で考慮する。

従来技術から公知の圧電素子の回路を示す。

ＡとＢは圧電素子の充電を示し、ＣとＤは圧電素子の放電を示す。

制御ＩＣのブロック回路図である。

従来技術から公知の、割り込みの時間経過を示す線図である。

エッジペアのコリージョン領域を角度領域に概略的に示す図である。

低優先度のエッジを遅れ方向にシフトする様子を示す概略図である。

低優先度の制御を短縮する様子を示す概略図である。

Claims (9)

1. それぞれ１つのバンクに配属された少なくとも２つのシリンダを有する内燃機関に対する噴射装置の駆動方法であって、
   燃料噴射装置は少なくとも２つの圧電素子を有し、
   各シリンダにはそれぞれ少なくとも１つの圧電素子が、燃料をシリンダに当該圧電素子の充電または放電により噴射するため配属されており、
   圧電素子には当該圧電素子を充電または放電するための給電ユニットが配属されており、
   １つの圧電素子を充電または放電すべき時間インターバルが別の圧電素子を充電または放電すべき時間インターバルとオーバラップするか否かを監視する方法において、
   低優先度の噴射が行われる際に、充電または放電が所定の時間インターバル内で、高優先度の噴射の充電または放電の時点で発生するか否かを監視し、
   燃料噴射装置の駆動中に、時間的な充電エッジおよび／または放電エッジの間隔（エッジオーバラップ）を検出し、ここから低優先度の噴射の高優先度の噴射に対するシフトおよび／または短縮の大きさを検出する、
   ことを特徴とする駆動方法。
2. 噴射の優先度を設定し、当該設定は１噴射サイクルの間、維持する、請求項１記載の方法。
3. エッジオーバラップの検出を、燃料噴射装置駆動中の制御回路の割り込みの際に行う、請求項１または２記載の方法。
4. エッジオーバラップの検出を、内燃機関の回転数およびクランクシャフト角度に依存して行う、請求項３記載の方法。
5. エッジオーバラップをペアで、有利にはバンク帰属性の混合されたペアで検出する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. それぞれ少なくとも１つのバンクに配属された少なくとも２つのシリンダを有する内燃機関に対する燃料噴射装置の駆動方法であって、
   燃料噴射装置は少なくとも２つの圧電素子を有し、
   各シリンダにはそれぞれ１つの圧電素子が、燃料をシリンダに当該圧電素子の充電または放電により噴射するために配属されており、
   圧電素子には給電ユニットが、当該圧電素子の充電および放電のために配属されており、
   １つの圧電素子を充電または放電すべき時間インターバルが別の圧電素子を充電または放電すべき時間インターバルとオーバラップするか否かを監視する方法において、
   最も早い噴射から最も遅い噴射までに経過したクランクシャフト角度領域（使用される角度領域）が所定の許容角度領域を越えるか否かを監視し、
   そこから低優先度の噴射の高優先度の噴射に対するシフトおよび／または短縮の大きさを検出する、
   ことを特徴とする駆動方法。
7. １バンク構造を有する内燃機関での許容角度領域は、値７２０゜クランクシャフト角度を気筒数により割り算することによって決められる、請求項６記載の方法。
8. 複数にシリンダが１つのバンクにまとめられており、複数のバンクが同じ給電ユニットから圧電素子の充電または放電のために給電される（擬似マルチバンク構造）形式の内燃機関では、許容角度領域は、値７２０゜クランクシャフト角度をシリンダ数で割り算し、商をバンク数で乗算することにより決められる、請求項６記載の方法。
9. 使用される角度領域は、最も早い噴射と最も遅い噴射の角度情報の最小数／最大数により決められる、請求項６から８までのいずれか１項記載の方法。

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