特許 7612349 直接噴射システムのための高圧燃料ポンプを制御する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-27

(45)【発行日】2025-01-14

(54)【発明の名称】直接噴射システムのための高圧燃料ポンプを制御する方法

(51)【国際特許分類】

   F02M 51/00 20060101AFI20250106BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20250106BHJP

   F04B 49/10 20060101ALI20250106BHJP

   F04B 49/06 20060101ALI20250106BHJP

【ＦＩ】

F02M51/00 A

F02D45/00 372

F04B49/10 311

F04B49/06 321Z

【請求項の数】 12

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020122574

(22)【出願日】2020-07-17

(65)【公開番号】P2021017889

(43)【公開日】2021-02-15

【審査請求日】2023-06-21

(31)【優先権主張番号】102019000012300

(32)【優先日】2019-07-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(73)【特許権者】

【識別番号】523058504

【氏名又は名称】マレッリ ヨーロッパ ソチエタ ペル アツィオニ

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(72)【発明者】

【氏名】マルコ パロット

(72)【発明者】

【氏名】マッテオ デ チェーザレ

(72)【発明者】

【氏名】マルコ モレッリ

(72)【発明者】

【氏名】ジョバンニ プローディ

(72)【発明者】

【氏名】トンマーゾ カルデッリニ

【審査官】鶴江 陽介

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／１３８２７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０２１５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／００７６７１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１７２０７１５３（ＤＥ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０１１７５９１６（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ５１／００－６３／０２

Ｆ０２Ｄ ４１／３２－４５／００

Ｆ０４Ｂ ４９／０６－４９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コモンレール（３）を有する熱機関（１）の直接噴射システム用の燃料ポンプ（４）を制御する方法であって、
高圧燃料ポンプ（４）によって供給される燃料の最小流量閾値（Ｑ_MIN）を決定するステップと、
前記コモンレール（３）内で所望の圧力（Ｐ_TARGET）を得るために、前記高圧燃料ポンプ（４）によって前記コモンレール（３）に瞬時に供給される目標燃料流量（Ｍ_ref）を計算するステップと、
前記目標燃料流量（Ｍ_ref）と前記最小流量閾値（Ｑ_MIN）とを比較するステップと、
前記目標燃料流量（Ｍ_ref）と前記最小流量閾値（Ｑ_MIN）との比較に基づいて前記高圧燃料ポンプ（４）を制御するステップと、
を備える方法において、
前記最小流量閾値（Ｑ _MIN ）を決定するステップは以下のサブステップ、すなわち、
前記コモンレール（３）内の圧力（Ｐ_RAIL）と前記熱機関（１）の速度（ｎ）とに基づいて第１の寄与要素（Ｑ_MIN-COLD）と第２の寄与要素（Ｑ_MIN-HOT）とを決定するサブステップであって、前記第１の寄与要素（Ｑ_MIN-COLD）は、前記コモンレール（３）内の前記圧力（Ｐ_RAIL）及び前記熱機関（１）の速度（ｎ）の与えられた値に関するキャビテーション現象の発生からかけ離れた低温条件下でポンピングされる流体の最小流量閾値であり、前記第２の寄与要素（Ｑ_MIN-HOT）は、前記コモンレール（３）内の前記圧力（Ｐ_RAIL）及び前記熱機関（１）の速度（ｎ）の与えられた値に関するキャビテーション現象の発生に近い高温条件下でポンピングされる流体の最小流量閾値である、サブステップと、
前記高圧燃料ポンプ（４）の温度（Ｔ_PUMP）と前記高圧燃料ポンプ（４）の入口圧力（Ｐ_LOW）とに基づいて係数（Ｋ）を決定するサブステップであって、前記係数（Ｋ）は、キャビテーション現象の発生条件に対する前記高圧燃料ポンプ（４）の接近性を表す、サブステップと、
前記第１の寄与要素（Ｑ_MIN-COLD）、第２の寄与要素（Ｑ_MIN-HOT）及び前記係数（Ｋ）に基づいて前記最小流量閾値（Ｑ_MIN）を決定するサブステップと、
を備えることを特徴とする方法。

【請求項2】

前記コモンレール（３）内の圧力（Ｐ_RAIL）及び噴射された燃料の量（Ｑ_F-INJ）に基づいてエネルギー効率を上げるための第３の寄与要素（Ｑ_EEff）を決定するステップと、
前記高圧燃料ポンプ（４）の損傷リスクの可能性を減らすために、前記コモンレール（３）内の圧力（Ｐ_RAIL）及び前記熱機関（１）の速度（ｎ）に基づいて第４の寄与要素（Ｑ_DAM）を決定するステップと、
前記第３の寄与要素（Ｑ_EEff）及び第４の寄与要素（Ｑ_DAM）のうちの最大値に対応する、前記最小流量閾値（Ｑ_MIN）を決定するステップと、
を更に備える、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第３の寄与要素（Ｑ_EEff）は、前記熱機関（１）を備えた車両に対して選択された運転モード（ＤＶ）に応じて決定され、複数の可能な位置のうちのハンドレバーの位置に応じて決定される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記第１の寄与要素（Ｑ_MIN-COLD）と、前記第２の寄与要素（Ｑ_MIN-HOT）と、前記係数（Ｋ）とに基づいて、前記高圧燃料ポンプ（４）においてポンピング段階中に生成された温度変動を抑えるための第５の寄与要素（Ｑ_TEMP）を決定するステップと、
前記第５の寄与要素（Ｑ_TEMP）、前記第３の寄与要素（Ｑ_EEff）、前記第４の寄与要素（Ｑ_DAM）のうちの最大値に対応する、前記最小流量閾値（Ｑ_MIN）を決定するステップと、
を更に備え、
前記第５の寄与要素（Ｑ_TEMP）は、以下のように計算され、すなわち、

【数1】

ここで、
Ｑ_TEMP 第５の寄与要素、
Ｋ 係数、
Ｑ_MIN-COLD 第１の寄与要素、
Ｑ_MIN-HOT 第２の寄与要素
である、
請求項２又は３に記載の方法。

【請求項5】

前記目標燃料流量（Ｍ_ref）が前記最小流量閾値（Ｑ_MIN）よりも大きい場合にのみ、前記目標燃料流量（Ｍ_ref）を供給するように、前記高圧燃料ポンプ（４）を制御するステップと、
前記目標燃料流量（Ｍ_ref）が前記最小流量閾値（Ｑ_MIN）よりも小さい場合に、燃料を供給しないように、前記高圧燃料ポンプ（４）を制御するステップと、
を備える、請求項１～４の何れか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記最小流量閾値（Ｑ_MIN）を決定するステップは、以下のサブステップを含む、すなわち、
エネルギー指標（Ｉ）を計算するステップであって、前記エネルギー指標（Ｉ）は、圧力センサ（１１）によってリアルタイムに検出された前記コモンレール（３）内の圧力（Ｐ_RAIL）に関する信号の乱れの強さに基づいて、前記高圧燃料ポンプ（４）内のキャビテーション現象の発生に対する接近性、または該接近性の欠如を示し、前記乱れは観測時間窓内の積分によって評価される、ステップと、
前記エネルギー指標（Ｉ）が第１の閾値を超えた場合に、第２の量（ΔＱ_MIN）だけ前記最小流量閾値（Ｑ_MIN）を増加させるステップと、
を備える、請求項１～５の何れか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記コモンレール（３）内の所望の圧力（Ｐ_TARGET）を第１の量（ΔＰ_TARGET）によって、及び前記エネルギー指標（Ｉ）が第１の閾値を超えた場合に第１の時間間隔だけ減少させる、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記第１の量（ΔＰ_TARGET）が、少なくとも１ＭＰａに等しく、前記エネルギー指標（Ｉ）と前記第１の閾値との差に依存しない、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記第２の量（ΔＱ_MIN）が、少なくとも２０ｍｇに等しく、前記エネルギー指標（Ｉ）と前記第１の閾値との差に依存しない、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記目標燃料流量（Ｍ_ref）が供給される場合の前記エネルギー指標（Ｉ₁）が次のように計算され、すなわち、

【数2】

ここで、
ｔ₁、ｔ₂ 観測時間窓を定義する時間、
Ｐ_RAIL コモンレール（３）の実圧、
Ｐ_TARGET コモンレール（３）内の目標圧力、
である、請求項６～９の何れか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記目標燃料流量（Ｍ_ref）が供給される場合の前記エネルギー指標（Ｉ₂）が次のように計算され、すなわち、

【数3】

ここで、
ｔ₁、ｔ₂ 観測時間窓を定義する時間、
Ｐ_RAIL コモンレール（３）の実圧、
Ｐ_RAIL-M コモンレール（３）および観測窓内の実際の平均圧力、
である、請求項６～９の何れか一項に記載の方法。

【請求項12】

前記エネルギー指標（Ｉ₃）が次のように計算され、すなわち、

【数4】

ここで、
ｔ₁、ｔ₂ 観測時間窓を定義する時間、
ＩＮＴ 圧力制御の閉ループの積分成分の値、
ＩＮＴ_M 観測窓内の圧力制御の閉ループの積分成分の平均値、
である、請求項６～９の何れか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
この特許出願は、２０１９年７月１８日に出願されたイタリア特許出願番号１０２０１９００００１２３００号明細書からの優先権を主張し、その開示の全体は参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明は、直接噴射システム用の燃料ポンプを制御する方法に関する。好ましくは（必ずしもそうではないが）、制御方法は、ガソリンまたは同様の燃料と共に作動する火花点火内燃機関における直接噴射システムに使用される。

【背景技術】

【0003】

公知のように、燃料－この特定のケースにおいてガソリン－直接噴射システムは、内燃熱機関用コモンレール式であり、複数の噴射器と、加圧された燃料を噴射器に供給するコモンレールと、コモンレールに燃料を供給し、かつ流量調整装置を備える高圧ポンプと、コモンレール内部の燃料圧力を内燃機関の運転条件によって時間的に変化する所望の値に等しくさせる制御ユニットと、燃料をタンクから供給ダクトによって高圧ポンプに供給する低圧ポンプと、を備えている。

【0004】

制御ユニットは、高圧ポンプの流量を制御するように流量調整装置に結合され、その結果、コモンレールには、コモンレール内に所望の圧力を有するのに必要な燃料の量が瞬時に供給され、特に、制御ユニットは、フィードバック変数としてコモンレール内の燃料圧力の値を使用するフィードバック制御によって高圧ポンプの流量を調整する。

【0005】

高圧ポンプの作動サイクルは、３つの段階を実質的に備える、それは、実質的に、高圧ポンプのポンプ室に流入する燃料の通路を可能にする吸気段階、それぞれの吸気バルブが開いた状態に保たれている間に、ポンプ室から低圧回路に向かって流出する燃料の通路がある還流段階、およびそれぞれの吸気バルブが閉じている間に、ポンプ室内の燃料圧力が、ポンプ室からコモンレールに向かって流出する燃料流を生じさせるような値に達するポンピング段階である。

【0006】

実験では、ポンピング段階の間、高圧ポンプの温度の顕著な上昇があることを示された。特に、２０～６０ＭＰａの圧力上昇がある場合、高圧ポンプの複数のポイントでは温度変化量が３０～５０℃の範囲になるが、６０～８０ＭＰａの圧力上昇がある場合、温度変化量は８０℃の範囲ではるかに有意な値が想定される。３０～５０℃の範囲の温度変化は、すでにキャビテーションの問題につながる可能性がある。これにより、高圧ポンプが不安定になり、信頼性がほとんどなくなる。つまり、コモンレール内部の所望の圧力に達するために必要な燃料量で、コモンレールが瞬時に供給されることを確認することができなくなる。

【0007】

この現象は、高圧ポンプが全負荷で作動しない場合、すなわち、コモンレール内部で所望の圧力を持ち、高圧ポンプによって供給されるために必要な燃料量が、高圧ポンプによって供給され得る最大流量よりも低い場合に、悪化することが証明されている。高圧ポンプが全負荷で作動する場合（すなわち、コモンレールの内側で所望の圧力を有し、高圧ポンプによって供給される必要のある燃料量が、高圧ポンプによって供給され得る最大流量に等しい場合）、ポンピング段階中に発生する熱は、高圧ポンプから流出する燃料流量を通して除去され、ポンピング段階中に発生する熱の除去は、高圧ポンプの燃料の流量に比例する。

【0008】

さらに、高圧ポンプが全負荷で作動しないが、部分負荷では、高圧ポンプの作動は、特にエネルギー効率の点で負の効果があり、潜在的な損傷リスクがあるという特徴がある。

【0009】

特に、圧縮段階中に使用されるエネルギー（およびその結果として発生する熱）は、それぞれの吸気バルブによって捕捉される燃料の質量（調整された燃料流量と死容積の両方を考慮する）に比例するのに対して、除去される熱は、送達される唯一の流量に比例する（死容積は高圧ポンプから流れ出ず、明らかに熱は分散できないため）。その結果、送出される流量が小さいほど、熱過負荷が大きくなる。システムによって燃料に伝達される有用なエネルギーは、供給される唯一の流量にも比例する。

【0010】

一方、高圧ポンプの潜在的な損傷リスクが懸念される限り、上死点から離れ、かつ高圧ポンプの下死点から離れた吸気バルブを閉じること、すなわち、ポンプのピストンの速度がゼロ以外であり、内燃機関が高速で作動するときに、吸気バルブを閉じることは、迅速かつ重大な圧力上昇を導き、これが、結果として、潜在的な損傷リスクを伴う機械的振動を引き起こす。

【0011】

キャビテーション現象の発生あるいは高圧ポンプの損傷を避けるために、長年にわたって複数の解決策が示唆された。それは、特に、ポンピング段階中の高圧ポンプの温度上昇を制限することを目的としている。

【0012】

例えば、キャビテーション問題を解決するためには、高圧ポンプに流入する燃料の圧力を上げることも可能であるが、この解決策はエネルギー効率の面で負効果にも影響される。あるいは、高圧ポンプには燃料再循環回路を設けることができる。この燃料再循環回路は、燃料部分をポンプ室からタンクに移送する排水ダクトを設けることにより、ポンピング段階中に発生する熱が、高圧ポンプから流出する燃料の流量を通して廃棄される。しかし、この技術的解決策は、噴射システムの全体的な寸法に関して著しい欠点を有し、経済的観点からも不利である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

したがって、本発明の目的は、直接噴射システム用の燃料ポンプを制御する方法であって、前記した欠点を受けず、特に実施が容易で経済的であることにある、燃料ポンプを制御する方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明によれば、添付の請求項に係る直接噴射システム用の燃料ポンプを制御する方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

以下、本発明を、その非限定的な実施形態を示す添付図面を参照して説明する。

【図1】図１は、燃料直接噴射システムの模式図であり、より明確にするために、いくつかの詳細が除去されている図である。

【図2】図２は、本発明による方法の動作論理の第１の変形例を示すブロック図である。

【図3】図３は、本発明による方法の動作論理の第２の変形例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１において、符号１は、全体として、内燃熱機関用のコモンレール式の燃料、特にガソリンを燃料とする燃料直接噴射システムを示す。

【0017】

直接噴射システム１は、複数の噴射器２と、噴射器２に圧力をかけて燃料を供給するコモンレール３と、給送ダクト５によってコモンレール３に燃料を供給し、流量調整装置６を備える高圧ポンプ４と、コモンレール３内部の燃料圧力を所望の値に等しくさせる電子制御ユニット７と、一般に内燃機関の運転条件によって時間的に変化する所望の値になるようにすると共に、給送ダクト１０によってタンク９から高圧ポンプ４に燃料を供給する低圧ポンプ８と、を備えている。

【0018】

電子制御ユニット７は、コモンレール３内に所望の圧力を有するのに必要な燃料の量を瞬時にコモンレール３に供給するために、高圧ポンプ４の流量を制御するように流量調整装置６に接続している。さらに、電子制御ユニット７は、コモンレール３の燃料圧力Ｐ_RAILをリアルタイムに検出する圧力センサ１１に接続されている。

【0019】

以下、高圧ポンプ４を制御するために電子制御ユニット７によって実施される方法について説明する。

【0020】

この方法は、図２に従って、高圧ポンプ４の作動サイクル毎に、ポンピングされるべき燃料の最小閾値Ｑ_MINを決定することを伴う。

【0021】

最小閾値Ｑ_MINは、基本的に、圧力センサ１１によって検出されるコモンレール３内の圧力Ｐ_RAIL、高圧ポンプ４の温度Ｔ_PUMP、高圧ポンプ４の入口圧力Ｐ_LOW、熱機関１の速度ｎ、及び内燃機関負荷Ｃなどの複数のパラメータに基づいて決定される。

【0022】

高圧ポンプ４の温度Ｔ_PUMPは、高圧ポンプ４（Ｔ_PUMP-SENSOR）に収容された専用の温度センサによって検出することも、推定モデル（Ｔ_PUMP-VIRTUAL）によって推定することもできる。

【0023】

より詳しくは、電子制御ユニット７の内部には、マップ低温データが記憶されており、これは、最小閾値Ｑ_MINを決定するための（開ループ）寄与要素Ｑ_MIN-COLDを提供する。寄与要素Ｑ_MIN-COLDは、低温条件、すなわち、コモンレール３内の圧力Ｐ_RAILおよび熱機関１の速度ｎの所与の値に対するキャビテーション現象の発生から遠くかけ離れた条件下で、圧送される流体の最小閾値を表す。実際、マップ低温データは、入力として、コモンレール３内の圧力Ｐ_RAILと熱機関１の速度ｎの値をそれぞれ受け取り、前記入力値に基づいて、寄与要素Ｑ_MIN-COLDを提供する。

【0024】

同様に、電子制御ユニット内には、更にマップ高温データが記憶されており、これは、最小閾値Ｑ_MINを決定するための（開ループ）寄与要素Ｑ_MIN-HOTを提供する。寄与要素Ｑ_MIN-HOTは、高温条件下、すなわち、コモンレール３内の圧力Ｐ_RAILおよび熱機関１の速度ｎの所与の値に対するキャビテーション現象の発生に近い条件下で、ポンピングされる流体の最小閾値を表す。

【0025】

最後に、電子制御ユニット７の内部にはマップ蒸気圧データが格納されており、これは係数Ｋ（百分率で表される）を提供し、これは最小閾値Ｑ_MINを決定するためにも使用される。マップ蒸気圧データは、入力として、高圧ポンプ４の入口圧力Ｐ_LOW（「低圧」として知られている）及び高圧ポンプ４の温度Ｔ_PUMPの値をそれぞれ受け取り、後者は、高圧ポンプ４上に収容された温度センサによって検出される温度（Ｔ_PUMP-VIRTUAL）又は推定モデルによって推定される温度（Ｔ_PUMP-VIRTUAL）によって表現される。前記マップ蒸気圧データは、高圧ポンプ４の温度Ｔ_PUMPに応じた燃料蒸気圧の曲線を含む。高圧ポンプ４の温度Ｔ_PUMPおよび高圧ポンプ４の入口圧力Ｐ_LOWに基づいて、マップ蒸気圧データは、高圧ポンプ４がキャビテーション現象の発生の条件からどれだけ離れているか、又はそれにどれだけ近づいているかを（百分率で）を表す係数Ｋを提供する。

【0026】

したがって、最小閾値Ｑ_MINは次のように計算される。

【0027】

【数1】

【0028】

Ｑ_MIN 最小閾値、
Ｋ 係数、
Ｑ_MIN-COLD 最小閾値の「低温」寄与要素、
Ｑ_MIN-HOT 最小閾値の「高温」寄与要素。

【0029】

例えば、マップ蒸気圧データによって提供される１に等しい係数Ｋの値は、高圧ポンプ４がキャビテーション現象の発生に近い条件下で作動していることを示していることは明らかである。一方、マップ蒸気圧データによって提供される０又は０．２に等しい係数Ｋの値は、高圧ポンプ４がキャビテーション現象の発生から非常に遠い条件下で作動していることを示している。

【0030】

更に、最小閾値Ｑ_MINを決定するために、寄与要素Ｑ_MIN-COLDを提供するマップ低温データの中と寄与要素Ｑ_MIN-HOTを提供するマップ高温データの中の両方に、エネルギー効率を増加するための寄与要素と潜在的な損傷リスクを減少するための寄与要素の両方が含まれていることが指摘される。

【0031】

換言すれば、寄与要素Ｑ_MIN-COLDとＱ_MIN-HOTは、いずれも、高圧ポンプ４の温度変動を抑えるように決定され、同時に、エネルギー効率を増加させ、潜在的な損害リスクを減少させるように決定される。

【0032】

好ましい実施形態によれば、この方法は、高圧ポンプ４のキャビテーション現象の発生に対する生じやすさ－又はその欠如－の指標を与えるエネルギー指標Ｉを決定することを含む。エネルギー指標Ｉは、好ましくは、圧力センサ１１によってリアルタイムで検出されるコモンレール３の圧力Ｐ_RAILに関する信号の乱れの強さに基づく。この乱れは、以下に詳述するように、時刻ｔ₁とｔ₂の間の観測時間窓内の整数によって評価される。

【0033】

第１の変形例によれば、エネルギー指標Ｉ₁は以下のように表される。

【0034】

【数2】

【0035】

第２の変形例によれば、エネルギー指標Ｉ₂は以下のように表される。

【0036】

【数3】

【0037】

第３の変形例によれば、エネルギー指標Ｉ₃は以下のように表される。

【0038】

【数4】

【0039】

ｔ₁、ｔ₂ 観測時間窓を定義する時間、
Ｐ_RAIL コモンレール３の実圧、
Ｐ_TARGET コモンレール３内の目標圧力、
Ｐ_RAIL-M コモンレール３および観測窓内の実際の平均圧力、
ＩＮＴ 圧力制御の閉ループの積分成分の値、
ＩＮＴ_M 観測窓内の圧力制御の閉ループの積分成分の平均値。

【0040】

インデックスＩ₁とＩ₂は、目標燃料流量Ｍ_refが「通常の」動作条件下（非活性化なし）で供給されるとき（以下に詳述するように）、明確に計算される。

【0041】

エネルギー指標Ｉは、方法を最適化することを目的とした適応機能を得るために電子制御ユニット７の内部で使用されるので、種々の生産ばらつきを有する高圧ポンプ４に適応させることができる。

【0042】

特に、適応機能は、電子制御ユニット７の内部に閾値を記憶することを伴う。閾値は、好ましくは、負荷（すなわち、噴射燃料量Ｑ_F-INJ）に基づいて可変である。閾値は、熱機関の速度ｎに基づいても可変であることが好ましい。さらに、閾値は、噴射器２によって噴射される燃料の量Ｑ_F-INJと高圧ポンプ４の実際の燃料流量との差に基づいて可変である。

【0043】

閾値は、好ましくは、実験的設定段階で決定される。負荷、熱機関の速度ｎ、目標圧力Ｐ_TARGETの静止条件下で、閾値をエネルギー指標Ｉと連続的に比較される。

【0044】

閾値は、エネルギー指標Ｉが閾値を超えると、これは、高圧ポンプ４が、キャビテーション現象の発生に近い（発生しやすい）条件下で作動していることを示すように決定される。したがって、電子制御ユニット７は、エネルギー指標Ｉが閾値を超えたことを検出すると、最小閾値Ｑ_MINを量ΔＱ_MINだけ増加させ、コモンレール３内の目標圧力Ｐ_TARGETを量ΔＰ_TARGETだけ減少させるように設計され、且つ所定の時間に関して設計する。

【0045】

好適な変形例によれば、量ΔＰ_TARGETは、少なくとも１ＭＰａ（量ΔＰ_TARGETはエネルギー指標Ｉとそれぞれの閾値との差に依存しない）に等しい。エネルギー指標Ｉがそれぞれの閾値より大きいままの場合、量ΔＰ_TARGETは２ＭＰａに増加する。エネルギー指標Ｉがそれぞれの閾値より小さい値に戻らない限り、量ΔＰ_TARGETは１ＭＰａ増加する。

【0046】

したがって、このときの最小閾値Ｑ_MINは次のように算出される。

【0047】

【数5】

【0048】

Ｑ_MIN 最小閾値、
Ｋ 係数、
Ｑ_MIN-COLD 最小閾値の「低温」寄与要素、
Ｑ_MIN-HOT 最小閾値の「高温」寄与要素、
ΔＱ_MIN 量。

【0049】

好ましくは、量ΔＱ_MINは可変であり、少なくとも２０ｍｇ（量ΔＱ_MINはエネルギー指標Ｉとそれぞれの閾値との差に依存しない）に等しい。エネルギー指標Ｉがそれぞれの閾値より大きいままの場合、量ΔＱ_MIN量は４０ｍｇまで増加する。エネルギー指標Ｉがそれぞれの閾値より小さい値に達しない限り、量ΔＱ_MINは２０ｍｇ増加する。

【0050】

一旦、最小閾値Ｑ_MINが計算されると、この方法は、高圧ポンプ４内のポンピング段階中に生成される温度変動を含め、エネルギー効率を増加させ、潜在的な損傷リスクを減少させるように、前記最小閾値Ｑ_MINに基づいて高圧ポンプ４を制御することを伴う。

【0051】

図３に示されるさらなる変形によれば、本方法は、上述の説明に従って、高圧ポンプ４内のポンピング段階中に生成される温度変動を抑えるために寄与要素Ｑ_TEMPを計算することを伴う。

【0052】

より詳しくは、電子制御ユニット７の内部には、寄与要素Ｑ_TEMPを決定するために（開ループ）寄与要素Ｑ_MIN-COLDを提供するマップ低温データが記憶されている。寄与要素Ｑ_MIN-COLDは、低温条件、すなわち、コモンレール３内の圧力Ｐ_RAILおよび熱機関１の速度ｎの所与の値に対するキャビテーション現象の発生から遠く離れた条件下で、圧送される流体の最小閾値を表す。実際、マップ低温データは、入力として、コモンレール３内の圧力Ｐ_RAILと熱機関１の速度ｎの値をそれぞれ受け取り、前記入力値に基づいて、寄与要素Ｑ_MIN-COLDを提供する。

【0053】

同様に、電子制御ユニット内には、さらなるマップ高温データが記憶されており、それは寄与要素Ｑ_TEMPを決定するための（開ループ）寄与要素Ｑ_MIN-HOTを提供する。寄与要素Ｑ_MIN-HOTは、高温条件下、すなわち、コモンレール３の圧力Ｐ_RAILおよび熱機関１の速度ｎの所与の値に対するキャビテーション現象の発生に近い条件下でポンピングされる流体の最小閾値を表す。

【0054】

最後に、電子制御ユニット７の内部には、マップ蒸気圧データが格納されており、このマップデータは、（百分率で表される）係数Ｋを提供し、寄与要素Ｑ_TEMPを決定するためにも使用される。マップ蒸気圧データは、入力として、高圧ポンプ４の入口圧力Ｐ_LOW（「低圧」として知られている）及び高圧ポンプ４の温度Ｔ_PUMPの値をそれぞれ受け取り、後者は、高圧ポンプ４上に収容された温度センサによって検出される温度（Ｔ_PUMP-SENSOR）又は推定モデルによって推定される温度（Ｔ_PUMP-VIRTUAL）によって表現される。前記マップ蒸気圧データは、高圧ポンプ４の温度Ｔ_PUMPに応じた燃料蒸気圧の曲線を含む。高圧ポンプ４の温度Ｔ_PUMPおよび高圧ポンプ４の入口圧力Ｐ_LOWに基づいて、マップ蒸気圧データは、高圧ポンプ４がキャビテーション現象の発生の条件からどれだけ離れているか、またはそれにどれだけ近づいているかを（百分率で）を表す係数Ｋを提供する。

【0055】

したがって、寄与要素Ｑ_TEMPは次のように計算される。

【0056】

【数6】

【0057】

Ｑ_TEMP 高圧ポンプ４内のポンピング段階中に発生する温度変動を抑えるための寄与要素、
Ｋ 係数、
Ｑ_MIN-COLD 最小閾値の「低音」寄与要素、
Ｑ_MIN-HOT 最小閾値の「高温」寄与要素。

【0058】

また、寄与要素Ｑ_TEMPは次のように計算される。

【0059】

【数7】

【0060】

Ｑ_TEMP 高圧ポンプ４内のポンピング段階中に発生する温度変動を抑えることへの寄与要素、
Ｋ 係数、
Ｑ_MIN-COLD 最小閾値の「低温」寄与要素、
Ｑ_MIN-HOT 最小閾値の「高音」寄与要素、
ΔＱ_MIN 量。

【0061】

ここで、量ΔＱ_MINは、上述の意味を有し、可変であり、少なくとも２０ｍｇ（量ΔＱ_MINはエネルギー指標Ｉとそれぞれの閾値との差に依存しない）に等しい。エネルギー指標Ｉがそれぞれの閾値より大きいままの場合、量ΔＱ_MINは４０ｍｇまで増加する。エネルギー指標Ｉがそれぞれの閾値より小さい値に達しない限り、量ΔＱ_MINは２０ｍｇ増加する。

【0062】

さらに、この方法は、エネルギー効率を高めるための寄与要素Ｑ_EEffと潜在的な損傷リスクを低減するためのさらなる寄与要素Ｑ_DAMを計算することを含む。

【0063】

より詳しくは、電子制御ユニット７の内部にはマップデータが記憶され、マップデータは最小閾値Ｑ_MINを決定するためにエネルギー効率を上げる（開ループ）寄与要素Ｑ_EEffを提供する。寄与要素Ｑ_EEffは、コモンレール３の圧力Ｐ_RAILと噴射器２によって噴射される燃料の量Q_F-INJの所定の値に関してエネルギー効率を最適化するために、ポンピングされる流体の量を表す。実際、マップデータは、入力として、コモンレール３内の圧力Ｐ_RAILの値と、噴射器２によって噴射されるエネルギー量Ｑ_F-INJの値とをそれぞれ受け取り、前記入力値に基づいて、寄与要素Ｑ_EEffを提供する。

【0064】

寄与要素Ｑ_EEffは、好ましくは、熱機関１を備えた車両の運転者によって選択された運転モードＤＶに基づいて決定される。有利なことに、寄与要素Ｑ_EEffは、複数の可能な運転／操作モードＤＶの中からドライバによって選択される運転／操作モードＤＶを識別するハンドレバーの位置に応じて決定（計量）される。例えば、可能な運転／操作モードＤＶは、スポーツ運転／操作モードＤＶ（性能を強化する）、通常運転／操作モードＤＶ、エコ運転／操作モードＤＶ（消費の低減を高める）などからなる。可能な各運転／操作モードＤＶは、負荷に対応する（予備設定段階で決定）。

【0065】

さらに、電子制御ユニット７の内部には、最小閾値Ｑ_MINを決定するために潜在的な損害の危険性を低減する（開ループ）寄与要素Ｑ_DAMを提供するマップデータが記憶されている。寄与要素Ｑ_DAMは、コモンレール３内の圧力Ｐ_RAILおよび熱機関１の速度ｎの所与の値に対する潜在的損傷リスクを減少させるために、ポンピングされる流体の最小量を表す。実際、マップデータは、入力として、コモンレール３内の圧力Ｐ_RAILと熱機関１の速度ｎの値をそれぞれ受け取り、前記入力値に基づいて、寄与要素Ｑ_DAMを提供する。

【0066】

最後に、最小閾値Ｑ_MINが計算される。好ましくは、最小閾値Ｑ_MINは、高圧ポンプ４内のポンピング段階中に生成される温度変動を抑えるための寄与要素Ｑ_TEMP、エネルギー効率を増加させるための寄与要素Ｑ_EEffおよび潜在的損傷リスクを減少させるための寄与要素Ｑ_DAMのうちで最も大きいものに対応する。あるいは、最小閾値Ｑ_MINは、高圧ポンプ４内のポンピング段階中に発生する温度変動、エネルギー効率を増加させる寄与要素Ｑ_EEffおよび潜在的損傷リスクを減少させる寄与要素Ｑ_DAMを含むための寄与要素Ｑ_TEMPの秤量平均に対応する。

【0067】

したがって、この方法は、コモンレール３の内側に所望の圧力を有するように、高圧ポンプ４によってコモンレール３に供給される目標燃料流量Ｍ_refを瞬時に計算することを必要とする。

【0068】

次いで、電子制御ユニット７は、目標燃料流量Ｍ_refを最小閾値Ｑ_minと比較するように設計される。

【0069】

目標燃料流量Ｍ_refが最低閾値Ｑ_minより大きい（または等しい）場合、高圧ポンプ４は、目標燃料流量Ｍ_refを送出するように制御される。逆に、目標燃料流量Ｍ_refが最小閾値Ｑ_minより小さい場合には、高圧ポンプ４は、高圧ポンプ４のアイドル運転サイクルを実行する。換言すれば、目標燃料流量Ｍ_refが最小閾値Ｑ_minより小さい場合には、高圧ポンプ４は作動しない。

【0070】

制御ユニット７は、高圧ポンプ４の流量を調節して、最小閾値Ｑ_minより大きい目標燃料流量Ｍ_refを処理するように設計される。換言すれば、制御ユニット７は、動作サイクルの交代を制御するように設計されており、この場合、高圧ポンプ４は、最小閾値Ｑ_minよりも大きい目標燃料流量Ｍ_refと、アイドル動作サイクルとを処理する。

【0071】

したがって、電子制御ユニット７は、フィードバック変数として、好ましくは圧力センサ１１によってリアルタイムで検出される、コモンレール３内部の所望の圧力を使用するフィードバック制御と、高圧ポンプ４によってコモンレール３に瞬時に供給される目標燃料流量Ｍ_refと上述した数式［１］又は［５］に従って計算される最小閾値Ｑ_MINの比較とによって、高圧ポンプ４を作動サイクル毎に制御するように構成されている。

【0072】

高圧ポンプ４を制御するために電子制御ユニット７によって実施され、これまで説明された方法は、幾つかの利点を有する。

【0073】

特に費用面では有利であるにもかかわらず、実施も容易で安価である。特に、上述した方法は、電子制御ユニット７のための過大な計算負荷を伴わず、同時に、製造業者がキャビテーション現象の発生を回避し、高圧ポンプ４の損傷を回避し、高圧ポンプ４内のポンピング段階中に発生する温度変動を抑えるとともに、コモンレール３内の燃料圧力の目標値を維持することを可能にする。
なお、本発明の態様（構成）として以下に示すものがある。
[態様１]
コモンレール（３）を有する熱機関（１）の直接噴射システム用の燃料ポンプ（４）を制御する方法であって、
高圧ポンプ（４）によって供給される燃料の最小閾値（Ｑ _MIN ，Ｑ _TEMP ）を決定するステップと、
前記コモンレール（３）内で所望の圧力（Ｐ _TARGET ）を得るために、前記高圧ポンプ（４）によって前記コモンレール（３）に瞬時に供給される目標燃料流量（Ｍ _ref ）を計算するステップと、
前記目標燃料流量（Ｍ _ref ）と前記最小閾値（Ｑ _MIN ，Ｑ _TEMP ）とを比較するステップと、
前記目標燃料流量（Ｍ _ref ）と前記最小閾値（Ｑ _MIN ，Ｑ _TEMP ）との比較に基づいて前記高圧ポンプ（４）を制御するステップと、
を備える方法において、
前記最小閾値（Ｑ _MIN ，Ｑ _TEMP ）を決定するステップは以下のサブステップ、すなわち、
前記コモンレール（３）内の圧力（Ｐ _RAIL ）と前記熱機関（１）の速度（ｎ）とに基づいて第１の寄与要素（Ｑ _MIN-COLD ）と第２の寄与要素（Ｑ _MIN-HOT ）とを決定するステップであって、前記第１の寄与要素（Ｑ _MIN-COLD ）は、前記コモンレール（３）内の前記圧力（Ｐ _RAIL ）及び前記熱機関（１）の速度（ｎ）の与えられた値に関するキャビテーション現象の発生からかけ離れた低温条件下でポンピングされる流体の最小閾値であり、前記第２の寄与要素（Ｑ _MIN-HOT ）は、前記コモンレール（３）内の前記圧力（Ｐ _RAIL ）及び前記熱機関（１）の速度（ｎ）の与えられた値に関するキャビテーション現象の発生に近い高温条件下でポンピングされる流体の最小閾値である、ステップと、
前記高圧ポンプ（４）の温度（Ｔ _PUMP ）と前記高圧ポンプ（４）の入口圧力（Ｐ _LOW ）とに基づいて係数（Ｋ）を決定するステップであって、前記係数（Ｋ）は、キャビテーション現象の発生条件に対する前記高圧ポンプ（４）の接近性を表す、ステップと、
前記第１の寄与要素（Ｑ _MIN-COLD ）、第２の寄与要素（Ｑ _MIN-HOT ）及び前記係数（Ｋ）に基づいて前記最小閾値（Ｑ _MIN ，Ｑ _TEMP ）を決定するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
[態様２]
前記コモンレール（３）内の圧力（Ｐ _RAIL ）及び噴射された燃料の量（Ｑ _F-INJ ）に基づいてエネルギー効率を上げるための第３の寄与要素（Ｑ _EEff ）を決定するステップと、
前記高圧ポンプ（４）の損傷リスクの可能性を減らすために、前記コモンレール（３）内の圧力（Ｐ _RAIL ）及び前記熱機関（１）の速度（ｎ）に基づいて第４の寄与要素（Ｑ _DAM ）を決定するステップと、
前記第３の寄与要素（Ｑ _EEff ）及び第４の寄与要素（Ｑ _DAM ）に基づいて、前記最小閾値（Ｑ _MIN ）を決定するステップと、
を更に備える、態様１に記載の方法。
[態様３]
前記第３の寄与要素（Ｑ _EEff ）は、前記熱機関（１）を備えた車両に対して選択された運転モード（ＤＶ）に応じて決定され、好ましくは、複数の可能な位置のうちのハンドレバーの位置に応じて決定される、態様２に記載の方法。
[態様４]
前記第１の寄与要素（Ｑ _MIN-COLD ）と、前記第２の寄与要素（Ｑ _MIN-HOT ）と、前記係数（Ｋ）とに基づいて、前記高圧ポンプ（４）においてポンピング段階中に生成された温度変動を抑えるための第５の寄与要素（Ｑ _TEMP ）を決定するステップと、
前記第５の寄与要素（Ｑ _TEMP ）と、前記第３の寄与要素（Ｑ _EEff ）と、前記第４の寄与要素（Ｑ _DAM ）との比較に基づいて、前記最小閾値（Ｑ _MIN ）を決定するステップと、
を更に備える、態様２又は３に記載の方法。
[態様５]
前記第５の寄与要素（Ｑ _TEMP ）は、以下のように計算され、すなわち、

ここで、
Ｑ _TEMP 第５の寄与要素、
Ｋ 係数、
Ｑ _MIN-COLD 第１の寄与要素、
Ｑ _MIN-HOT 第２の寄与要素
である、態様４に記載の方法。
[態様６]
前記最小閾値（Ｑ _MIN ）は、前記第５の寄与要素（Ｑ _TEMP ）、前記第３の寄与要素（Ｑ _EEff ）および前記第４の寄与要素（Ｑ _DAM ）のうちの最大値に対応する、態様４又は５に記載の方法。
[態様７]
前記目標燃料流量（Ｍ _ref ）が前記最小閾値（Ｑ _MIN ，Ｑ _TEMP ）よりも大きい場合にのみ、前記目標燃料流量（Ｍ _ref ）を供給するように、前記高圧ポンプ（４）を制御するステップと、
前記目標燃料流量（Ｍ _ref ）が前記最小閾値（Ｑ _MIN ，Ｑ _TEMP ）よりも小さい場合に、燃料を供給しないように、前記高圧ポンプ（４）を制御するステップと、
を備える、態様１～６の何れか一項に記載の方法。
[態様８]
前記最小閾値（Ｑ _MIN ，Ｑ _TEMP ）を決定するステップは、以下のサブステップを含む、すなわち、
エネルギー指標（Ｉ）を計算するステップであって、前記エネルギー指標（Ｉ）は、圧力センサ（１１）によってリアルタイムに検出された前記コモンレール（３）内の圧力（Ｐ _RAIL ）に関する信号の乱れの強さに基づいて、前記高圧ポンプ（４）内のキャビテーション現象の発生に対する接近性、またはそれの欠如を示し、前記乱れは観測時間窓内の積分によって評価される、ステップと、
前記エネルギー指標（Ｉ）に基づいて前記最小閾値（Ｑ _MIN ，Ｑ _TEMP ）を計算するステップと、
を備える、態様１～７の何れか一項に記載の方法。
[態様９]
前記コモンレール（３）内の所望の圧力（Ｐ _TARGET ）を第１の量（ΔＰ _TARGET ）によって、及び前記エネルギー指標（Ｉ）が第１の閾値を超えた場合に第１の時間間隔だけ減少させる、態様８に記載の方法。
[態様１０]
前記第１の量（ΔＰ _TARGET ）が、少なくとも１ＭＰａに等しく、好ましくは、前記エネルギー指標（Ｉ）と前記第１の閾値との差に依存しない、態様９に記載の方法。
[態様１１]
前記エネルギー指標（Ｉ）が第１の閾値を超えた場合に、第２の量（ΔＱ _MIN ）だけ前記最小閾値（Ｑ _MIN ，Ｑ _TEMP ）を増加させるステップを更に備える、態様８～１０の何れか一項に記載の方法。
[態様１２]
前記第２の量（ΔＱ _MIN ）が、少なくとも２０ｍｇに等しく、好ましくは、前記エネルギー指標（Ｉ）と前記第１の閾値との差に依存しない、態様１１に記載の方法。
[態様１３]
前記目標燃料流量（Ｍ _ref ）が供給される場合の前記エネルギー指標（Ｉ ₁ ）が次のように計算され、すなわち、

ここで、
ｔ ₁ 、ｔ ₂ 観測時間窓を定義する時間、
Ｐ _RAIL コモンレール（３）の実圧、
Ｐ _TARGET コモンレール（３）内の目標圧力、
である、態様８～１２の何れか一項に記載の方法。
[態様１４]
前記目標燃料流量（Ｍ _ref ）が供給される場合の前記エネルギー指標（Ｉ ₂ ）が次のように計算され、すなわち、

ここで、
ｔ ₁ 、ｔ ₂ 観測時間窓を定義する時間、
Ｐ _RAIL コモンレール（３）の実圧、
Ｐ _RAIL-M コモンレール（３）および観測窓内の実際の平均圧力、
である、態様８～１２の何れか一項に記載の方法。
[態様１５]
前記エネルギー指標（Ｉ ₃ ）が次のように計算され、すなわち、

ここで、
ｔ ₁ 、ｔ ₂ 観測時間窓を定義する時間、
ＩＮＴ 圧力制御の閉ループの積分成分の値、
ＩＮＴ _M 観測窓内の圧力制御の閉ループの積分成分の平均値、
である、態様８～１２の何れか一項に記載の方法。

【図1】

【図2】

【図3】