JP2000257535A - 自動車の内燃機関及び該内燃機関の運転方法 - Google Patents
自動車の内燃機関及び該内燃機関の運転方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特に可能な限り小さな吐出出力を有するエン
ジン駆動式の主要フィードポンプの使用を、特に始動運
転の段階で生じる回転数変動延いては平行して現れる圧
力変動にも関わらず可能にする内燃機関を提供する。 【解決手段】 少なくとも１つのフィードポンプ（５）
の吐出出力のサイクルと、燃料の噴射時点とを、時間的
に互いに同調させる。
ジン駆動式の主要フィードポンプの使用を、特に始動運
転の段階で生じる回転数変動延いては平行して現れる圧
力変動にも関わらず可能にする内燃機関を提供する。 【解決手段】 少なくとも１つのフィードポンプ（５）
の吐出出力のサイクルと、燃料の噴射時点とを、時間的
に互いに同調させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に自動車の内燃
機関を運転するための方法であって、燃料を、周期的に
変化する吐出出力を有する少なくとも１つのフィードポ
ンプによってアキュムレータに圧送し且つ該アキュムレ
ータから所定の圧力下で少なくとも１つの噴射弁によっ
て所定の噴射時点に内燃機関の燃焼室に直接に噴射し、
しかも、燃料に作用する圧力を測定する形式のものに関
する。この場合は、特に内燃機関の始動運転の位相が考
慮される。更に本発明は、特に前記のような内燃機関の
ための、対応する制御装置に関する。
機関を運転するための方法であって、燃料を、周期的に
変化する吐出出力を有する少なくとも１つのフィードポ
ンプによってアキュムレータに圧送し且つ該アキュムレ
ータから所定の圧力下で少なくとも１つの噴射弁によっ
て所定の噴射時点に内燃機関の燃焼室に直接に噴射し、
しかも、燃料に作用する圧力を測定する形式のものに関
する。この場合は、特に内燃機関の始動運転の位相が考
慮される。更に本発明は、特に前記のような内燃機関の
ための、対応する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】冒頭で述べた方法は、特に直接噴射式の
ディーゼルエンジン又はガソリンエンジンを備えた自動
車において公知である。この場合、各燃焼室には各１つ
の噴射弁が対応配置されており、この噴射弁により燃料
が圧力をかけられて各燃焼室に直接に噴射される。燃料
に作用する圧力を得るためにはフィードポンプが設けら
れており、このフィードポンプによって、燃料が噴射弁
にそれぞれ供給される。但し、燃料はその都度噴射され
る前にまず、いわゆるアキュムレータに供給される。こ
のアキュムレータには、内燃機関の単数又は複数の燃焼
室が、単数又は複数の噴射弁を介して空間的に接続され
ている。アキュムレータでは、直接噴射に必要とされる
燃料圧が、フィードポンプによって形成される。
ディーゼルエンジン又はガソリンエンジンを備えた自動
車において公知である。この場合、各燃焼室には各１つ
の噴射弁が対応配置されており、この噴射弁により燃料
が圧力をかけられて各燃焼室に直接に噴射される。燃料
に作用する圧力を得るためにはフィードポンプが設けら
れており、このフィードポンプによって、燃料が噴射弁
にそれぞれ供給される。但し、燃料はその都度噴射され
る前にまず、いわゆるアキュムレータに供給される。こ
のアキュムレータには、内燃機関の単数又は複数の燃焼
室が、単数又は複数の噴射弁を介して空間的に接続され
ている。アキュムレータでは、直接噴射に必要とされる
燃料圧が、フィードポンプによって形成される。
【０００３】ガソリン直接噴射において、燃料圧はます
ます重要性を増している。それというのも、燃料圧は、
燃焼室における燃料の調整及び進入距離の特性に対して
決定的な責任があるからである。特に、均一運転とは異
なる「シフト運転（Ｓｃｈｉｃｈｔｂｅｔｒｉｅｂ）」
では、燃料を時間的且つ容積的に著しく規定して燃焼室
にもたらすことが必要とされている。基本的に直接噴射
式の燃焼に際して供与される圧力のポテンシャル全体を
利用できるようにするためには、燃焼室への噴射に際し
て、燃焼の操作レベルに応じて異なる燃料圧が規定され
ている。
ます重要性を増している。それというのも、燃料圧は、
燃焼室における燃料の調整及び進入距離の特性に対して
決定的な責任があるからである。特に、均一運転とは異
なる「シフト運転（Ｓｃｈｉｃｈｔｂｅｔｒｉｅｂ）」
では、燃料を時間的且つ容積的に著しく規定して燃焼室
にもたらすことが必要とされている。基本的に直接噴射
式の燃焼に際して供与される圧力のポテンシャル全体を
利用できるようにするためには、燃焼室への噴射に際し
て、燃焼の操作レベルに応じて異なる燃料圧が規定され
ている。
【０００４】燃焼室に噴射されるべき燃料質量の設定に
関しては、特に各噴射時に燃料に作用する圧力が重要で
ある。従って、例えば噴射されるべき同一燃料質量に関
して、比較的高い圧力の場合は比較的短い噴射時間しか
必要でないのに対して、逆に比較的低い圧力の場合は、
各噴射弁は比較的長く開放状態で作動制御されなければ
ならない。
関しては、特に各噴射時に燃料に作用する圧力が重要で
ある。従って、例えば噴射されるべき同一燃料質量に関
して、比較的高い圧力の場合は比較的短い噴射時間しか
必要でないのに対して、逆に比較的低い圧力の場合は、
各噴射弁は比較的長く開放状態で作動制御されなければ
ならない。
【０００５】同じ噴射装置が、例えばドイツ連邦共和国
特許出願公開第４３１１７３１号明細書に記載されてい
る。この装置の場合は、圧力センサによって測定された
噴射圧が、内燃機関の運転状態を表す値と一緒に、別の
値として、噴射弁の所要開放時間を算出するための電子
制御装置に供給される。
特許出願公開第４３１１７３１号明細書に記載されてい
る。この装置の場合は、圧力センサによって測定された
噴射圧が、内燃機関の運転状態を表す値と一緒に、別の
値として、噴射弁の所要開放時間を算出するための電子
制御装置に供給される。
【０００６】従来の技術において公知の内燃機関の場合
は、まず電動プレフィードポンプが設けられており、こ
のプレフィードポンプは、エンジン回転数とは無関係の
約４バールの圧力を生ぜしめる。次いでこのプレ吐出圧
は、内燃機関により機械的に直接駆動される主要フィー
ドポンプによって、約４０〜１２０バールの高圧に高め
られる。従って、主要フィードポンプの吐出出力若しく
は吐出圧は、主としてエンジン回転数及びポンプのピス
トンの数に関連している。
は、まず電動プレフィードポンプが設けられており、こ
のプレフィードポンプは、エンジン回転数とは無関係の
約４バールの圧力を生ぜしめる。次いでこのプレ吐出圧
は、内燃機関により機械的に直接駆動される主要フィー
ドポンプによって、約４０〜１２０バールの高圧に高め
られる。従って、主要フィードポンプの吐出出力若しく
は吐出圧は、主としてエンジン回転数及びポンプのピス
トンの数に関連している。
【０００７】更に、従来、始動運転で運転される内燃機
関では、主要フィードポンプは差し当たり圧力上昇のた
めには使用されない。むしろ、まず所定の弁を用いて、
例えばこの弁を制御装置を介して適当に作動制御するこ
とにより、プレ吐出圧のみが形成される。この方式の理
由は、始動運転では圧力はエンジン回転数、噴射される
燃料量及び噴射時点等の関数としてプレ吐出圧と約１２
０バールとの間で予想可能には調整されず、延いては噴
射される燃料の量が算出不能である、ということであ
る。
関では、主要フィードポンプは差し当たり圧力上昇のた
めには使用されない。むしろ、まず所定の弁を用いて、
例えばこの弁を制御装置を介して適当に作動制御するこ
とにより、プレ吐出圧のみが形成される。この方式の理
由は、始動運転では圧力はエンジン回転数、噴射される
燃料量及び噴射時点等の関数としてプレ吐出圧と約１２
０バールとの間で予想可能には調整されず、延いては噴
射される燃料の量が算出不能である、ということであ
る。
【０００８】更に、冒頭で述べた直接噴射式のエンジン
の場合は、噴射時間が時間的に非常に制限されている。
それというのも、燃焼室の排気弁が閉鎖されている時
と、シリンダ圧がアキュムレータ内の圧力よりも小さな
時間内でしか噴射できないからである。
の場合は、噴射時間が時間的に非常に制限されている。
それというのも、燃焼室の排気弁が閉鎖されている時
と、シリンダ圧がアキュムレータ内の圧力よりも小さな
時間内でしか噴射できないからである。
【０００９】更に、圧力形成の他に、燃料圧のコントロ
ール可能な制御をも可能にするためには、アキュムレー
タ内で燃料に作用する圧力を、圧力センサによって検出
することが公知である。この場合、この圧力を認識した
上で噴射弁を作動制御することにより、つまり、規定さ
れた時間にわたって弁を開放することにより、噴射過程
をできるだけ制御して行わせることが可能である。
ール可能な制御をも可能にするためには、アキュムレー
タ内で燃料に作用する圧力を、圧力センサによって検出
することが公知である。この場合、この圧力を認識した
上で噴射弁を作動制御することにより、つまり、規定さ
れた時間にわたって弁を開放することにより、噴射過程
をできるだけ制御して行わせることが可能である。
【００１０】アキュムレータのスペース的な構成に関し
ては、技術的な理由から、蓄え容積を拡大するという要
求が既に存在している。例えば、スペース的に噴射弁の
近くの燃料における、温度に起因する気泡形成に抗し
て、アキュムレータの容積拡大が効果的に作用可能であ
ることが公知である。しかし逆に、特にコストに関する
理由から、主要フィードポンプの大きさ延いては出力を
小さくする傾向が目立つ。このことは結果的に、始動運
転中にアキュムレータにおける圧力形成のために必要と
される時間を減少させるよりもむしろ増大させることに
なる。
ては、技術的な理由から、蓄え容積を拡大するという要
求が既に存在している。例えば、スペース的に噴射弁の
近くの燃料における、温度に起因する気泡形成に抗し
て、アキュムレータの容積拡大が効果的に作用可能であ
ることが公知である。しかし逆に、特にコストに関する
理由から、主要フィードポンプの大きさ延いては出力を
小さくする傾向が目立つ。このことは結果的に、始動運
転中にアキュムレータにおける圧力形成のために必要と
される時間を減少させるよりもむしろ増大させることに
なる。
【００１１】前記の問題は、シングルシリンダポンプと
して構成された主要フィードポンプの場合は、特に例え
ば内燃機関の始動段階中に生じる低い回転数において、
ポンプから供給される吐出流が著しい時間的変動、場合
によってはほぼ周期的な変動を免れないということによ
り、更に悪化される。
して構成された主要フィードポンプの場合は、特に例え
ば内燃機関の始動段階中に生じる低い回転数において、
ポンプから供給される吐出流が著しい時間的変動、場合
によってはほぼ周期的な変動を免れないということによ
り、更に悪化される。
【００１２】更に、コールドスタート時には排出物質が
ほとんど濾過されずに燃焼室から排出される恐れがある
ということが知られている。従って、ＥＵＲＯ２・排ガ
ス規準に反して、その基準値はコールドスタートの終了
後にようやく得られ、今後のＥＵＲＯ３及びＥＵＲＯ４
・排ガス規準においても、始動時の排出が考慮される見
通しである。
ほとんど濾過されずに燃焼室から排出される恐れがある
ということが知られている。従って、ＥＵＲＯ２・排ガ
ス規準に反して、その基準値はコールドスタートの終了
後にようやく得られ、今後のＥＵＲＯ３及びＥＵＲＯ４
・排ガス規準においても、始動時の排出が考慮される見
通しである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、内燃機関を運転するための方法、並びに上記の欠点
を回避し、特に可能な限り小さな吐出出力を有するエン
ジン駆動式の主要フィードポンプの使用を、特に始動運
転の段階で生じる回転数変動延いては平行して現れる圧
力変動にも関わらず可能にする内燃機関を提供すること
である。従って、一般に回転数変動又は低い回転数が、
燃料フィードポンプの吐出圧の対応する圧力変動を生ぜ
しめるという状況が考慮される。
は、内燃機関を運転するための方法、並びに上記の欠点
を回避し、特に可能な限り小さな吐出出力を有するエン
ジン駆動式の主要フィードポンプの使用を、特に始動運
転の段階で生じる回転数変動延いては平行して現れる圧
力変動にも関わらず可能にする内燃機関を提供すること
である。従って、一般に回転数変動又は低い回転数が、
燃料フィードポンプの吐出圧の対応する圧力変動を生ぜ
しめるという状況が考慮される。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明による方法では、少なくとも１つのフィードポ
ンプの吐出出力のサイクルと、燃料の噴射時点とを、時
間的に互いに同調させるようにした。これに対応して、
前記課題は本発明による制御装置において、少なくとも
１つのフィードポンプの周期的に変化する吐出出力のサ
イクルと噴射時点とを、時間的に同調させるための手段
が設けられていることによって解決される。
に本発明による方法では、少なくとも１つのフィードポ
ンプの吐出出力のサイクルと、燃料の噴射時点とを、時
間的に互いに同調させるようにした。これに対応して、
前記課題は本発明による制御装置において、少なくとも
１つのフィードポンプの周期的に変化する吐出出力のサ
イクルと噴射時点とを、時間的に同調させるための手段
が設けられていることによって解決される。
【００１５】即ち本発明の構想では、ガソリン直接噴射
式の内燃機関の燃料供給に際して、アキュムレータにお
ける燃料の吐出流と圧力形成とを所定の時間範囲内で行
わせ、この時間範囲内で、特にコールドスタート時に燃
料が燃焼室に噴射される。
式の内燃機関の燃料供給に際して、アキュムレータにお
ける燃料の吐出流と圧力形成とを所定の時間範囲内で行
わせ、この時間範囲内で、特にコールドスタート時に燃
料が燃焼室に噴射される。
【００１６】つまり、本発明による方法は、フィードポ
ンプにより供給される燃料圧が所定の時間にわたって有
利にはパルス式又は周期的に可変に変化し、これによ
り、例えばアキュムレータ内に形成される、若しくは既
に調整された燃料圧がやはり所定の時間にわたって変化
するというシナリオを前提としている。この変化は、例
えば低い回転数における駆動出力不足のフィードポンプ
に基づいていてよい。なぜならば、このフィードポンプ
も規定された回転数からしか必要とされる燃料吐出量を
保証しないからか、又は、例えば内燃機関の運転始動段
階では内燃機関の回転数はやはり低く、更にアキュムレ
ータにおいて必要とされる最大圧力は未だ形成段階にあ
り、従って最終的にようやく一定の圧力を可能にするア
キュムレータの緩衝作用がまだ働かないからである。
ンプにより供給される燃料圧が所定の時間にわたって有
利にはパルス式又は周期的に可変に変化し、これによ
り、例えばアキュムレータ内に形成される、若しくは既
に調整された燃料圧がやはり所定の時間にわたって変化
するというシナリオを前提としている。この変化は、例
えば低い回転数における駆動出力不足のフィードポンプ
に基づいていてよい。なぜならば、このフィードポンプ
も規定された回転数からしか必要とされる燃料吐出量を
保証しないからか、又は、例えば内燃機関の運転始動段
階では内燃機関の回転数はやはり低く、更にアキュムレ
ータにおいて必要とされる最大圧力は未だ形成段階にあ
り、従って最終的にようやく一定の圧力を可能にするア
キュムレータの緩衝作用がまだ働かないからである。
【００１７】
【発明の効果】本発明の第１実施例では、フィードポン
プの吸込み・圧縮サイクルを内燃機関の位相位置に適合
させることが規定されていてよい。これにより、フィー
ドポンプが内燃機関のサイクルで作動し、従って内燃機
関の位相位置と時間的に厳密に関連している噴射時点が
ポンプサイクルに合わされていることが、自動的に保証
されている。
プの吸込み・圧縮サイクルを内燃機関の位相位置に適合
させることが規定されていてよい。これにより、フィー
ドポンプが内燃機関のサイクルで作動し、従って内燃機
関の位相位置と時間的に厳密に関連している噴射時点が
ポンプサイクルに合わされていることが、自動的に保証
されている。
【００１８】本発明による方法の択一的な形態では、フ
ィードポンプの吸込み・圧縮サイクルを、内燃機関のカ
ムシャフトに配置された適当な駆動カムによって行うこ
とが規定されていてよい。従ってこの実施形態では、内
燃機関の作動サイクルに対するフィードポンプのサイク
ル制御の同調を制御ユニットを用いて遂行することは不
要である。むしろ、フィードポンプは別の影響とは無関
係に、内燃機関の機械サイクルに厳密に同調されてお
り、これにより、サイクルの調整又は変調も行われ得な
いということが自動的に保証されている。
ィードポンプの吸込み・圧縮サイクルを、内燃機関のカ
ムシャフトに配置された適当な駆動カムによって行うこ
とが規定されていてよい。従ってこの実施形態では、内
燃機関の作動サイクルに対するフィードポンプのサイク
ル制御の同調を制御ユニットを用いて遂行することは不
要である。むしろ、フィードポンプは別の影響とは無関
係に、内燃機関の機械サイクルに厳密に同調されてお
り、これにより、サイクルの調整又は変調も行われ得な
いということが自動的に保証されている。
【００１９】更に、内燃機関の始動運転の場合、特にコ
ールドスタートに際しては、燃料が燃料圧の最大値の範
囲で燃焼室に噴射されるということが規定されていてよ
い。コールドスタート時には、比較的大量の燃料を燃焼
室に噴射すること、つまり、内燃機関に豊富な燃料混合
物を供給することが必要とされる。即ち、燃料圧が最大
の範囲でその都度噴射することに基づき、如何なる場合
も可能な限り最大の燃料量がコールドスタートの間に供
与されることが保証されている。それというのも、さも
ないと燃焼室に噴射される燃料の量若しくは質量を、噴
射弁開口のジオメトリ又は噴射弁の開放時間の変化を介
してしか制御することができないからである。
ールドスタートに際しては、燃料が燃料圧の最大値の範
囲で燃焼室に噴射されるということが規定されていてよ
い。コールドスタート時には、比較的大量の燃料を燃焼
室に噴射すること、つまり、内燃機関に豊富な燃料混合
物を供給することが必要とされる。即ち、燃料圧が最大
の範囲でその都度噴射することに基づき、如何なる場合
も可能な限り最大の燃料量がコールドスタートの間に供
与されることが保証されている。それというのも、さも
ないと燃焼室に噴射される燃料の量若しくは質量を、噴
射弁開口のジオメトリ又は噴射弁の開放時間の変化を介
してしか制御することができないからである。
【００２０】更に本発明による方法では、所定の時間に
わたって測定された燃料圧の値を検出し、燃料の圧力最
大値の範囲内で噴射を開始し、所定の噴射時点に噴射さ
れる燃料の総質量を、圧力と、各時間間隔若しくは無限
小の時間間隔との積の合計又は積分に基づいて求め、噴
射弁を、内燃機関の当面の運転状態に適した燃料質量が
得られた後で閉鎖するということが規定されていてよ
い。即ち、吐出時点及び圧力×時間の積に関する積分量
の適当な選択により、比較的大量の燃料を有利に燃焼室
にもたらすことができる。つまり、本発明の思想に対応
して、前記の圧力増大は正に、前記の積分量の算出に基
づき燃料を最適な量で燃焼室に供給するために使用され
る。
わたって測定された燃料圧の値を検出し、燃料の圧力最
大値の範囲内で噴射を開始し、所定の噴射時点に噴射さ
れる燃料の総質量を、圧力と、各時間間隔若しくは無限
小の時間間隔との積の合計又は積分に基づいて求め、噴
射弁を、内燃機関の当面の運転状態に適した燃料質量が
得られた後で閉鎖するということが規定されていてよ
い。即ち、吐出時点及び圧力×時間の積に関する積分量
の適当な選択により、比較的大量の燃料を有利に燃焼室
にもたらすことができる。つまり、本発明の思想に対応
して、前記の圧力増大は正に、前記の積分量の算出に基
づき燃料を最適な量で燃焼室に供給するために使用され
る。
【００２１】本発明により提案される内燃機関は、上で
述べた課題を解決するために、時間的に変化するフィー
ドポンプの吐出量形成サイクルを噴射時点に合わせるた
めの適当な手段を有している。
述べた課題を解決するために、時間的に変化するフィー
ドポンプの吐出量形成サイクルを噴射時点に合わせるた
めの適当な手段を有している。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
面につき詳しく説明する。
【００２３】本発明による内燃機関の１実施例を図１に
基づき説明する。特に、この図１には、自動車で使用す
るために設けられた内燃機関の燃料供給システム１が示
されている。この内燃機関は４つのシリンダ、延いては
４つの燃焼室を有している。当該内燃機関は、燃料、有
利にはガソリンが、燃焼室に直接に噴射される構成であ
る。
基づき説明する。特に、この図１には、自動車で使用す
るために設けられた内燃機関の燃料供給システム１が示
されている。この内燃機関は４つのシリンダ、延いては
４つの燃焼室を有している。当該内燃機関は、燃料、有
利にはガソリンが、燃焼室に直接に噴射される構成であ
る。
【００２４】燃料は、ポンプ２によってタンク３からフ
ィルタ４を介して別のポンプ５に圧送され、このポンプ
５によって燃料は圧力室６に供給される。前記ポンプ
２，５により、圧力室６には燃料に作用する比較的高い
圧力が存在している。圧力室６には、圧力制御弁７と圧
力センサ８とが接続されており、この圧力センサ８によ
って、圧力室６内に存在し且つ燃料に作用する圧力が測
定され得る。圧力センサ８は、測定された圧力に対応し
た、線路９を介して電気的な制御装置１０に供給される
電気信号ｐｒａｉｌを発生させる。圧力制御弁７と圧力
センサ８とを用いて、圧力室６内の圧力、つまり、燃料
に作用する圧力を、制御装置１０によってほぼ一定の高
い出力値になるように制御することができる。
ィルタ４を介して別のポンプ５に圧送され、このポンプ
５によって燃料は圧力室６に供給される。前記ポンプ
２，５により、圧力室６には燃料に作用する比較的高い
圧力が存在している。圧力室６には、圧力制御弁７と圧
力センサ８とが接続されており、この圧力センサ８によ
って、圧力室６内に存在し且つ燃料に作用する圧力が測
定され得る。圧力センサ８は、測定された圧力に対応し
た、線路９を介して電気的な制御装置１０に供給される
電気信号ｐｒａｉｌを発生させる。圧力制御弁７と圧力
センサ８とを用いて、圧力室６内の圧力、つまり、燃料
に作用する圧力を、制御装置１０によってほぼ一定の高
い出力値になるように制御することができる。
【００２５】制御装置１０は、メモリ及びその他の必要
とされる構成部材の設けられた、自動車に組み込まれた
プログラミング可能なマイクロプロセッサである。この
場合、制御装置１０は本発明による方法を実施するため
に必要とされる信号を、特に各センサ、例えば圧力セン
サ８から受信して、これらの信号から、説明した方法に
従って、例えば作動子の制御に必要な信号、つまり、例
えば噴射弁１１又は圧力制御弁７を制御するために必要
な信号を発生させる。
とされる構成部材の設けられた、自動車に組み込まれた
プログラミング可能なマイクロプロセッサである。この
場合、制御装置１０は本発明による方法を実施するため
に必要とされる信号を、特に各センサ、例えば圧力セン
サ８から受信して、これらの信号から、説明した方法に
従って、例えば作動子の制御に必要な信号、つまり、例
えば噴射弁１１又は圧力制御弁７を制御するために必要
な信号を発生させる。
【００２６】４つの噴射弁１１は、それぞれ圧力室６に
接続されている。各噴射弁１１は、それぞれ内燃機関の
燃焼室に直接に対応配置されている。閉鎖された噴射弁
１１によって、圧力室６は各燃焼室から分離される。導
電線１２を介して、噴射弁１１はそれぞれ制御装置１０
に接続されている。噴射弁１１の内の１つを作動制御す
るためには、制御装置１０が電気信号ｔｉを発生させ、
この電気信号ｔｉによって、対応する噴射弁が開放状態
にもたらされるように制御される。前記信号ｔｉの長さ
は、燃料が圧力室６から対応する噴射弁１１を介して内
燃機関の所属の燃焼室に噴射される噴射時間に相当す
る。
接続されている。各噴射弁１１は、それぞれ内燃機関の
燃焼室に直接に対応配置されている。閉鎖された噴射弁
１１によって、圧力室６は各燃焼室から分離される。導
電線１２を介して、噴射弁１１はそれぞれ制御装置１０
に接続されている。噴射弁１１の内の１つを作動制御す
るためには、制御装置１０が電気信号ｔｉを発生させ、
この電気信号ｔｉによって、対応する噴射弁が開放状態
にもたらされるように制御される。前記信号ｔｉの長さ
は、燃料が圧力室６から対応する噴射弁１１を介して内
燃機関の所属の燃焼室に噴射される噴射時間に相当す
る。
【００２７】本発明による方法に従った内燃機関の原則
的な運転形式を、図２に示した時間線図に基づいて説明
する。下側部分には、特定の噴射弁１を開放状態にもた
らすように制御する前記の電気信号ｔｉの典型的な時間
経過が示されている。即ち、この信号ｔｉの長さは、各
噴射時間に相当している。この線図から更に判るよう
に、各噴射弁１１には内燃機関１の作動サイクル（０〜
３６０°）毎に信号ｔｉが２回供給され、この信号に従
って作動サイクル毎に２回の噴射が行われる。
的な運転形式を、図２に示した時間線図に基づいて説明
する。下側部分には、特定の噴射弁１を開放状態にもた
らすように制御する前記の電気信号ｔｉの典型的な時間
経過が示されている。即ち、この信号ｔｉの長さは、各
噴射時間に相当している。この線図から更に判るよう
に、各噴射弁１１には内燃機関１の作動サイクル（０〜
３６０°）毎に信号ｔｉが２回供給され、この信号に従
って作動サイクル毎に２回の噴射が行われる。
【００２８】線図の上側部分には、圧力室６内の燃料圧
の概略的な経過が例示されており、この場合、圧力は所
定の圧力範囲内で増減、つまり、時間周期的に変動して
いる。提案する方法では、噴射時点は圧力曲線の最大値
の範囲に位置している。この例では、信号ｔｉと圧力最
大値との位相位置は時間的に厳密に関連しているので、
両値ｔｉ，ｐの図示の位相位置は比較的長い時間にわた
っても不変であることが保証されている。この強固な位
相関係は、例えば制御装置１０を介した、例えばフィー
ドポンプ５の適切な時間的制御、又は適当なカムシャフ
ト制御によって実現されていてよい。
の概略的な経過が例示されており、この場合、圧力は所
定の圧力範囲内で増減、つまり、時間周期的に変動して
いる。提案する方法では、噴射時点は圧力曲線の最大値
の範囲に位置している。この例では、信号ｔｉと圧力最
大値との位相位置は時間的に厳密に関連しているので、
両値ｔｉ，ｐの図示の位相位置は比較的長い時間にわた
っても不変であることが保証されている。この強固な位
相関係は、例えば制御装置１０を介した、例えばフィー
ドポンプ５の適切な時間的制御、又は適当なカムシャフ
ト制御によって実現されていてよい。
【００２９】図３（ａ）に示した線図には、始動運転状
態にある本発明による内燃機関１の典型的な回転数の経
過が示されている。内燃機関１の前記の作動サイクルに
対応して、回転数は波状若しくはパルス状に、０からア
イドリング回転数（図示せず）にまで上昇している。図
３（ａ）に示した時間ウインドウ内で図３（ｂ）に示し
た、アキュムレータとして形成された圧力室６内の燃料
圧の経過は、内燃機関１のエンジン出力と時間的に関連
している主要フィードポンプ５の吐出出力に基づき、時
間的な経過において回転数の経過と非常に類似してい
る。但し、主要フィードポンプ５と圧力室６との間の線
路システム全体における、主要フィードポンプによって
供給される圧力波の所要時間に基づいて生ぜしめられる
僅かな位相ずれが発生する（圧力は、回転数に対してお
よそ数分の１秒だけ遅れている）。回転数と圧力との間
の最大の偏差は、図示のように当然、内燃機関の運転開
始時に存在している。それというのも、この時点でまず
吐出圧が主要フィードポンプ内で形成されるか、若しく
は安定される必要があるからである。
態にある本発明による内燃機関１の典型的な回転数の経
過が示されている。内燃機関１の前記の作動サイクルに
対応して、回転数は波状若しくはパルス状に、０からア
イドリング回転数（図示せず）にまで上昇している。図
３（ａ）に示した時間ウインドウ内で図３（ｂ）に示し
た、アキュムレータとして形成された圧力室６内の燃料
圧の経過は、内燃機関１のエンジン出力と時間的に関連
している主要フィードポンプ５の吐出出力に基づき、時
間的な経過において回転数の経過と非常に類似してい
る。但し、主要フィードポンプ５と圧力室６との間の線
路システム全体における、主要フィードポンプによって
供給される圧力波の所要時間に基づいて生ぜしめられる
僅かな位相ずれが発生する（圧力は、回転数に対してお
よそ数分の１秒だけ遅れている）。回転数と圧力との間
の最大の偏差は、図示のように当然、内燃機関の運転開
始時に存在している。それというのも、この時点でまず
吐出圧が主要フィードポンプ内で形成されるか、若しく
は安定される必要があるからである。
【００３０】更に図３（ｂ）には、噴射時に一緒に供給
される燃料の最適化のための積分ｐ *ｄｔが、本発明の
別の思想に対応してどのように使用されるかが示されて
いる。３つの圧力（ｔ１，ｔ２，ｔ３）を用いて所定の
時間ｔ１〜ｔ３にわたって実施される検出により、まず
圧力最大値をおおよそ見つけだすことが可能になる。ｔ
１において燃料噴射が開始される場合、この噴射時点に
噴射される燃料の総質量は、圧力と時間間隔若しくは無
限小の時間間隔ｔ１〜ｔ２；ｔ３との積の合計又は積分
に基づき、対応する噴射弁１１が内燃機関の当面の運転
状態に適した燃料質量を得た後で再び閉鎖され得るよう
に設定することができる。即ち、吐出時点の図示の選択
及び前記の積分量に基づき、可能な限り大きな燃料量を
燃焼室にもたらすことができる。本発明の思想に対応し
て、前記の圧力増大は正に、前記の積分量の算出に基づ
き燃料を最適な量で燃焼室に供給するために使用され
る。
される燃料の最適化のための積分ｐ *ｄｔが、本発明の
別の思想に対応してどのように使用されるかが示されて
いる。３つの圧力（ｔ１，ｔ２，ｔ３）を用いて所定の
時間ｔ１〜ｔ３にわたって実施される検出により、まず
圧力最大値をおおよそ見つけだすことが可能になる。ｔ
１において燃料噴射が開始される場合、この噴射時点に
噴射される燃料の総質量は、圧力と時間間隔若しくは無
限小の時間間隔ｔ１〜ｔ２；ｔ３との積の合計又は積分
に基づき、対応する噴射弁１１が内燃機関の当面の運転
状態に適した燃料質量を得た後で再び閉鎖され得るよう
に設定することができる。即ち、吐出時点の図示の選択
及び前記の積分量に基づき、可能な限り大きな燃料量を
燃焼室にもたらすことができる。本発明の思想に対応し
て、前記の圧力増大は正に、前記の積分量の算出に基づ
き燃料を最適な量で燃焼室に供給するために使用され
る。
【図１】複数の燃焼室が設けられた自動車の内燃機関を
運転するための本発明によるシステムの１実施例の概略
的な回路構成図である。
運転するための本発明によるシステムの１実施例の概略
的な回路構成図である。
【図２】本発明による方法を図示するための時間線図で
ある。
ある。
【図３】（ａ）は、本発明による内燃機関の回転数の経
過を示した図であり、（ｂ）は、本発明による内燃機関
の（ａ）図に示した回転数に対応するポンプ圧力を示し
た図である。
過を示した図であり、（ｂ）は、本発明による内燃機関
の（ａ）図に示した回転数に対応するポンプ圧力を示し
た図である。
１ 燃料供給システム、 ２ ポンプ、 ３ タンク、
４ フィルタ、５ポンプ、 ６ 圧力室、 ７ 圧力
制御弁、 ８ 圧力センサ、９ 線路、 １０ 制御装
置、 １１ 噴射弁、 １２ 導電線、 ｐｒａｉｌ
電気信号
４ フィルタ、５ポンプ、 ６ 圧力室、 ７ 圧力
制御弁、 ８ 圧力センサ、９ 線路、 １０ 制御装
置、 １１ 噴射弁、 １２ 導電線、 ｐｒａｉｌ
電気信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 51/00 Ｆ０２Ｍ 51/00 Ａ 63/02 63/02 Ａ
Claims (11)
- 【請求項１】 自動車の内燃機関（１）を運転するため
の方法であって、燃料を、周期的に変化する吐出出力を
有する少なくとも１つのフィードポンプ（５）によって
アキュムレータ（６）に圧送し且つ該アキュムレータか
ら所定の圧力下で少なくとも１つの噴射弁（１１）によ
って所定の噴射時点に内燃機関（１）の燃焼室に直接に
噴射し、しかも、燃料に作用する圧力を測定する形式の
ものにおいて、 少なくとも１つのフィードポンプ（５）の吐出出力のサ
イクルと、燃料の噴射時点とを、時間的に互いに同調さ
せることを特徴とする、自動車の内燃機関の運転方法。 - 【請求項２】 少なくとも１つのフィードポンプ（５）
の吸込み・圧縮サイクルを内燃機関（１）の位相位置に
適合させる、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 フィードポンプ（５）の吸込み・圧縮サ
イクルを、内燃機関（１）のカムシャフトに配置された
適当な駆動カムによって行う、請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 内燃機関（１）の始動運転中に、燃料
を、燃料圧の最大値の範囲内で噴射する、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】 所定の時間にわたって測定された燃料圧
の値を検出し、燃料の圧力最大値の範囲内で噴射を開始
し、所定の噴射時点に噴射される燃料の総質量を、圧力
と、小さな若しくは無限小の各時間間隔との積の合計又
は積分に基づいて求め、少なくとも１つの噴射弁を、内
燃機関（１）の当面の運転状態に適した燃料質量が得ら
れた後で閉鎖する、請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 演算装置（マイクロプロセッサ）で進行
可能であり且つ請求項１から５までのいずれか１項記載
の方法を実施するために適したプログラムがメモリされ
た、自動車の内燃機関（１）に設けられた制御装置（１
０）のための制御素子（リードオンリーメモリ）。 - 【請求項７】 自動車の内燃機関であって、該内燃機関
では、燃料を、周期的に変化する吐出出力を有する少な
くとも１つのフィードポンプ（５）によってアキュムレ
ータ（６）に圧送可能であり且つ該アキュムレータから
所定の圧力下で少なくとも１つの噴射弁（１１）によっ
て所定の噴射時点に内燃機関（１）の燃焼室に直接に噴
射可能であり、更に、燃料に作用する圧力を測定するた
めの圧力センサ（８）が設けられている形式のものにお
いて、 少なくとも１つのフィードポンプの周期的に変化する吐
出出力のサイクルと噴射時点とを、時間的に同調させる
ための手段が設けられていることを特徴とする、自動車
の内燃機関。 - 【請求項８】 吸込み・圧縮サイクルが内燃機関（１）
の位相位置に適合された少なくとも１つのフィードポン
プ（５）が設けられている、請求項７記載の内燃機関。 - 【請求項９】 少なくとも１つのフィードポンプ（５）
の吸込み・圧縮サイクルを噴射時点に同調させることが
できる制御装置（１０）が設けられている、請求項７又
は８記載の内燃機関。 - 【請求項１０】 少なくとも１つのフィードポンプ
（５）が、内燃機関（１）のカムシャフトに配置された
適当な駆動カムによって駆動されている、請求項７から
９までのいずれか１項記載の内燃機関。 - 【請求項１１】 燃料圧の測定値を検出し、燃料の圧力
最大値の範囲内で噴射を開始させ、更に噴射時点に噴射
される燃料の総質量を、圧力と、小さな若しくは無限小
の各時間間隔との積の合計又は積分に基づいて求め、噴
射弁を、内燃機関の当面の運転状態に適した燃料質量が
得られた後で閉鎖する制御装置（１０）が設けられてい
る、請求項７から１０までのいずれか１項記載の内燃機
関。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19908678.8 | 1999-02-26 | ||
| DE19908678A DE19908678C5 (de) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | Steuerung einer Kraftstoff direkteinspritzenden Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs insbesondere im Startbetrieb |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP4612142B2 JP4612142B2 (ja) | 2011-01-12 |
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ID=7899176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000051698A Expired - Fee Related JP4612142B2 (ja) | 1999-02-26 | 2000-02-28 | 自動車の内燃機関及び該内燃機関の運転方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| DE (1) | DE19908678C5 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR2833654B1 (fr) * | 2001-12-17 | 2004-02-20 | Renault | Procede de commande d'injecteur |
| FR2854660B1 (fr) * | 2003-05-06 | 2005-08-05 | Renault Sa | Dispositif et procede de controle d'injection de carburant pour moteur thermique |
| DE10341583B4 (de) * | 2003-09-09 | 2006-05-04 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Phasenlage einer Nockenwelle zu einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und Verfahren zum Überwachen der Phasenlage der Nockenwelle zu der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine |
| JP4107505B2 (ja) * | 2005-03-01 | 2008-06-25 | 三菱電機株式会社 | 多気筒内燃機関の燃圧制御装置 |
| DE102005056704B4 (de) * | 2005-11-28 | 2013-05-29 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur Erzielung einer vorgesehenen Einspritzmenge von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor |
| DE102008053808B4 (de) * | 2008-10-29 | 2022-05-25 | Andreas Stihl Ag & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Fluten einer Kraftstoffzumesseinrichtung |
| DE102010002801A1 (de) * | 2010-03-12 | 2011-09-15 | Robert Bosch Gmbh | Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine |
| US8443780B2 (en) | 2010-06-01 | 2013-05-21 | Caterpillar Inc. | Low leakage cam assisted common rail fuel system, fuel injector, and operating method therefor |
| DE102012203097B3 (de) * | 2012-02-29 | 2013-04-11 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen eines Fehlers einer Druckmessung in einem Druckbehälter |
| DE102014208558A1 (de) * | 2014-05-07 | 2015-11-12 | Robert Bosch Gmbh | Einsspritzsystem sowie Verfahren zum Betreiben eines Einsspritzsystems |
| JP6292143B2 (ja) * | 2015-02-10 | 2018-03-14 | トヨタ自動車株式会社 | 車両 |
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| JPH01267355A (ja) * | 1988-04-18 | 1989-10-25 | Nippon Denso Co Ltd | 燃料噴射装置 |
| JPH06200800A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-07-19 | Nippondenso Co Ltd | ディーゼル機関の蓄圧式燃料噴射装置 |
| JPH10246144A (ja) * | 1997-03-04 | 1998-09-14 | Isuzu Motors Ltd | エンジンの燃料噴射方法及びその装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07122422B2 (ja) * | 1986-05-02 | 1995-12-25 | 日本電装株式会社 | 燃料噴射装置 |
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| DE4306252C1 (de) * | 1993-03-01 | 1994-05-19 | Daimler Benz Ag | Verfahren zum Betreiben einer luftverdichtenden mehrzylindrigen Einspritzbrennkraftmaschine |
| DE4311731A1 (de) * | 1993-04-08 | 1994-10-13 | Bayerische Motoren Werke Ag | Einspritzanlage |
| US5678521A (en) * | 1993-05-06 | 1997-10-21 | Cummins Engine Company, Inc. | System and methods for electronic control of an accumulator fuel system |
| DE19516923A1 (de) * | 1995-05-09 | 1996-11-14 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Erfassen der von einer Einspritzpumpe eines Dieselmotors über die Einspritzdüsen geförderten Kraftstoffmenge |
| JP3819462B2 (ja) * | 1995-11-06 | 2006-09-06 | 株式会社日立製作所 | 筒内噴射エンジンの制御装置 |
| JP3310871B2 (ja) * | 1996-07-08 | 2002-08-05 | 三菱電機株式会社 | 燃料噴射装置 |
| JP3695046B2 (ja) * | 1997-02-07 | 2005-09-14 | いすゞ自動車株式会社 | エンジンの燃料噴射方法及びその装置 |
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1999
- 1999-02-26 DE DE19908678A patent/DE19908678C5/de not_active Expired - Fee Related
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2000
- 2000-02-22 US US09/510,456 patent/US6467461B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-02-25 FR FR0002382A patent/FR2790284B1/fr not_active Expired - Fee Related
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