JP2002535557A - 特に自動車の内燃機関のための燃料供給システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 特に自動車の内燃機関のための燃料供給システム（１）が記載されている。この燃料供給システム（１）には、圧力アキュムレータ（２）とポンプ（６，１０）とが設けられている。このポンプ（６，１０）によって、圧力アキュムレータ（２）に燃料が供給され得る。制御装置（１６）が、圧力制御弁（４）を介して圧力アキュムレータ（２）内の圧力を制御しかつ／または調整するために設けられている。内燃機関を始動させようとする場合、しかし、まだ回転運動が存在していない場合に、制御装置（１６）によって圧力制御弁（４）が閉鎖され得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 背景技術 本発明は、特に自動車の内燃機関のための燃料供給システムを運転する方法で
あって、燃料をポンプによって圧力アキュムレータ内へ圧送し、該圧力アキュム
レータ内の圧力が、圧力制御弁を用いて制御可能でありかつ／または調整可能で
ある形式のものに関する。さらに、本発明は、特に自動車の内燃機関のための燃
料供給システムであって、圧力アキュムレータとポンプとが設けられており、該
ポンプによって圧力アキュムレータに燃料が供給可能であり、また、圧力制御弁
を介して圧力アキュムレータ内の圧力を制御しかつ／または調整するための制御
装置が設けられている形式のものに関する。

【０００２】 たとえば自動車の内燃機関には、燃料消費率と、発生する排ガスとを、同時に
所望される高められた出力のまま低減させることに関連した、ますます高い要求
が課せられる。この目的のためには、最新の内燃機関に、内燃機関の燃焼室内へ
の燃料の供給が電子的に、特に演算装置シストされる制御装置によって制御され
かつ／または調整される燃料供給システムが設けられている。この場合には、燃
料を内燃機関の吸気管内へ噴射することができるかまたは内燃機関の燃焼室内へ
直接噴射することができる。

【０００３】 前記の形式、いわゆる直接噴射の場合には特に、燃料が高圧下で燃焼室内へ噴
射される必要がある。この目的のためには、圧力アキュムレータが設けられてい
る。この圧力アキュムレータ内へ燃料がポンプによって圧送され、高い圧力下に
もたらされる。その後、圧力アキュムレータから燃料が噴射弁を介して内燃機関
の燃焼室内へ噴射される。

【０００４】 内燃機関の始動時には、前記の高い圧力はたいていは存在していないかまたは
少なくともすぐには存在していない。したがって、内燃機関の始動は別々に制御
されかつ／または調整されなければならない。この場合、すでに述べた、たとえ
ば僅かな有害物質排出のような周辺条件を満たすことができる。

【０００５】 本発明の課題は、内燃機関のための燃料供給システムを運転する方法を改善し
て、内燃機関の、可能な限り最適な始動が実施可能であるようにすることである
。

【０００６】 この課題は、冒頭で述べた形式の方法もしくは燃料供給システムにおいて、本
発明により、内燃機関を始動させようとする場合、しかし、まだ回転運動が存在
していない場合に、圧力制御弁を閉鎖することによって解決される。

【０００７】 圧力制御弁の閉鎖によって、内燃機関の、目前に迫った始動過程のための規定
された状態が提供される。また、これによって、圧力アキュムレータ内の圧力が
もはや引き続き低下しないということも達成される。

【０００８】 圧力制御弁が点火装置のスイッチオンによって閉鎖され、点火装置のこのスイ
ッチオンによって、圧力アキュムレータ内へ燃料を圧送するためのポンプもスイ
ッチオンされると、この結果、圧力アキュムレータ内の圧力がポンプの圧送出力
に依存するようになりかつ場合によっては適当に上昇する。このことは、内燃機
関の始動のために特に有利である。

【０００９】 本発明の有利な構成では、内燃機関が始動させられかつ最初の回転運動を行う
場合に、圧力制御弁が、少なくとも部分的に開放されるようになっている。これ
によって、圧力アキュムレータ内の圧力を圧力制御弁を用いて制御しかつ／また
は調整することが可能となる。

【００１０】 本発明の有利な変化形では、圧力制御弁が、内燃機関の温度に関連して開放さ
れるようになっている。これによって、圧力アキュムレータ内の圧力は内燃機関
の温度に適合され得る。

【００１１】 本発明の別の有利な変化形では、圧力制御弁が、内燃機関内への、すでに行わ
れた噴射の回数に関連して開放されるようになっている。これによって、内燃機
関は、始動過程の経過に簡単に適合され得る。

【００１２】 本発明の変化形では、予め設定された回転数限界値が上回られている場合に、
圧力制御弁が通常運転に相応して制御されかつ／または調整されるようになって
いる。これによって、始動過程から通常運転への内燃機関の制御および／または
調整の移行が簡単に獲得される。

【００１３】 本発明による方法が、特に自動車の内燃機関の制御装置のために設けられてい
る制御エレメントの形で実現されると特に有利である。この場合、制御エレメン
トにはプログラムが記憶されている。このプログラムは、演算装置、特にマイク
ロプロセッサで実行可能であり、本発明による方法を実施するために適している
。つまり、この場合、本発明は、制御エレメントに記憶されたプログラムによっ
て実現されるので、プログラムを有する制御エレメントも、本発明による方法（
この方法を実施するために前記プログラムが適している）と同様に本発明を成し
ている。特に制御エレメントとして、電気的な記憶媒体、たとえば読取り専用記
憶装置（ＲＯＭ）を使用することができる。

【００１４】 本発明のさらなる特徴、使用可能性および利点は、以下の、図面に基づく本発
明の実施例の説明から知ることができる。

【００１５】 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

【００１６】 図１には、自動車の内燃機関で使用するために設けられている燃料供給システ
ム１が示してある。この燃料供給システム１は、いわゆるコモンレールシステム
である。このコモンレールシステムは特に、ガソリン直接噴射型の内燃機関で使
用される。

【００１７】 燃料供給システム１は、圧力センサ３と圧力制御弁（ＤＳＶ）４とを装備した
圧力アキュムレータ２を有している。この圧力アキュムレータ２は、圧力管路５
を介して高圧ポンプ６に接続されている。この高圧ポンプ６は内燃機関に連結さ
れていて、内燃機関の回転時に高圧を形成する。高圧ポンプ６は圧力管路８を介
して圧力制御弁４に接続されている。圧力管路９とフィルタとを介して、圧力制
御弁４ひいては高圧ポンプ６も電気式の燃料ポンプ１０に接続されている。この
燃料ポンプ１０は、燃料を燃料タンク１１から吸引するために適している。電気
式の燃料ポンプ１０は、この燃料ポンプ１０に電圧が印加するとすぐに所定の圧
力を形成する。電圧の印加は、自動車の点火装置がスイッチオンされている場合
に少なくとも短時間だけ行われる。

【００１８】 燃料供給システム１は、圧力管路１４を介して圧力アキュムレータ２に接続さ
れている４つの噴射弁１３を有している。これらの噴射弁１３は、内燃機関の、
対応する燃焼室内へ燃料を噴射するために適している。

【００１９】 圧力センサ３は信号線路１５を介して制御装置１６に接続されている。さらに
、この制御装置１６には、入力線路としての、複数の別の信号線路が接続されて
いる。燃料ポンプ１０は信号線路１７を介して、また、圧力制御弁４は信号線路
１８を介して制御装置１６に接続されている。さらに、噴射弁１３は信号線路１
９を介して制御装置１６に接続されている。

【００２０】 内燃機関の通常運転中には、燃料は燃料ポンプ１０によって燃料タンク１１か
ら高圧ポンプ６に圧送される。この高圧ポンプ６によって、圧力アキュムレータ
２内には所定の圧力が形成される。この圧力は圧力センサ３によって測定され、
圧力制御弁４の適当な操作および／または燃料ポンプ１０の制御によって、所望
の数値へ制御されかつ／または調整され得る。その後、噴射弁１３を介して、燃
料が内燃機関の燃焼室内へ噴射される。

【００２１】 各燃焼室内へ噴射したい燃料量を測定するためには、特に圧力アキュムレータ
２内の圧力が重要である。圧力アキュムレータ２内の圧力が大きければ大きいほ
ど、同じ噴射時間の間に燃焼室内へ噴射される燃料はますます大きくなる。圧力
アキュムレータ２内のこの圧力は、制御装置１６によって制御されかつ／または
調整され得る。

【００２２】 このためには、制御装置１６が、たとえば圧力制御弁４を閉鎖された状態へ制
御し、これによって、高圧ポンプ６と燃料ポンプ１０とは、次第に上昇する圧力
を圧力アキュムレータ２内に形成する。この上昇する圧力は圧力センサ３によっ
て測定され得る。

【００２３】 同様に、制御装置１６は燃料ポンプ１０の回転数を増加させることもできる。
これによって、燃料ポンプ１０の圧送出力が向上し、この結果、圧力アキュムレ
ータ２内の圧力が上昇する。この圧力の上昇ひいては燃料ポンプ１０の回転数も
しくは圧送出力の上昇も、やはり圧力センサ３によって検出され得る。

【００２４】 内燃機関を始動させるためには、複数の特別な周辺条件が考慮されなければな
らない。このことは、図２および図３につき示した以下の方法により、制御装置
１６によって行われる。この場合、方法の個々のブロックは、たとえばプログラ
ムのモジュール等として制御装置１６で実現することができる。

【００２５】 図３に示した時点ｔ１の以前には、内燃機関の点火装置はまだスイッチオンさ
れておらず、内燃機関の始動装置もまだ操作されていない。図３に示した両２進
信号Ｂｓｔ，Ｂｓｔｅｎｄは、少なくとも前述の説明とは関係のない状態にある
。

【００２６】 時点ｔ１のあとには、２進信号Ｂｓｔ，Ｂｓｔｅｎｄは以下の特性を有してい
る。すなわち、２進信号Ｂｓｔは、点火装置がスイッチオンされていて、始動装
置が内燃機関に回転運動を付与するものの、内燃機関が、予め設定された回転数
限界値ＮＧをまだ上回っていない場合にのみ「１」となる。２進信号Ｂｓｔｅｎ
ｄは、内燃機関の始動が終了し、したがって、内燃機関が、予め設定された回転
数限界値ＮＧを上回った場合に「１」となる。

【００２７】 時点ｔ１では、内燃機関の点火装置がスイッチオンされるものの、始動装置は
まだ回転運動を行っていない。このことは、自動車の使用者が内燃機関を始動さ
せようとしているものの、内燃機関がまだ回転運動を行っていないということと
同じ意味である。時点ｔ１では、２進信号Ｂｓｔ，Ｂｓｔｅｎｄは「０」である
。時点ｔ１を越えてから時点ｔ２に至るまでは、点火装置はスイッチオンされた
ままであり、始動装置もまだ操作されないままである。２進信号Ｂｓｔ，Ｂｓｔ
ｅｎｄは「０」のままである。

【００２８】 時点ｔ１と時点ｔ２との間の期間中には圧力制御弁４は閉鎖される。このため
には、図２によれば、予め設定された、有利にはコンスタントな周期比Ｋが２つ
のスイッチ２０，２１を介して圧力制御弁４に転送される。周期比Ｋによって、
圧力制御弁４は、この圧力制御弁４が閉鎖されていない限り、閉鎖された状態へ
移行されるかまたは圧力制御弁４の閉鎖された状態が維持される。

【００２９】 この目的のためには、両２進信号Ｂｓｔ，Ｂｓｔｅｎｄが２つのインバータ２
２，２３によって反転され、ＡＮＤエレメント２４に送られる。このＡＮＤエレ
メント２４によって２進の「１」が形成される。この「１」はスイッチ２０を、
図２には示していない状態へ移行する。

【００３０】 さらに、反転された２進信号Ｂｓｔｅｎｄ、つまり２進の「１」はスイッチ２
１に送られる。２進信号Ｂｓｔｅｎｄはスイッチ２１を、図２には示していない
状態へ移行する。

【００３１】 これによって、全体的に、すでに述べたように、周期比Ｋがスイッチ２０，２
１を介して圧力制御弁４に転送される。

【００３２】 図３の時点ｔ２では、始動装置が内燃機関に回転運動を付与する。これによっ
て、２進信号Ｂｓｔが「１」となる。また、内燃機関の回転数Ｎも０とは等しく
なくなり上昇し始める。内燃機関の燃焼室内への燃料の噴射が行われることに基
づき、内燃機関が固有の力から回転運動を行うとすぐに、内燃機関の回転数Ｎは
さらに上昇する。この場合、内燃機関は始動させられている。

【００３３】 内燃機関の回転数Ｎが回転数限界値ＮＧ、たとえば毎分８００回転を超えると
すぐに、２進信号Ｂｓｔは再び「０」となり、２進信号Ｂｓｔｅｎｄは「１」と
なる。これは、図３の時点ｔ３で行われる。

【００３４】 時点ｔ２と時点ｔ３との間の期間中には、圧力制御弁４は少なくとも部分的に
開放される。このことは、可変な周期比Ｖが特性マップ２５から読み出され、ス
イッチ２０，２１を介して圧力制御弁４に転送されることによって達成される。
２進信号Ｂｓｔが変更されたことに基づき、スイッチ２０は、図２に示した状態
へ移行する。２進信号Ｂｓｔｅｎｄは、時点ｔ２と時点ｔ３との間の期間中では
まだ「０」であるので、スイッチ２１は、図２に示していない状態で保たれてい
る。これによって、周期比Ｖは特性マップ２５からスイッチ２０，２１を介して
圧力制御弁４に到達する。

【００３５】 特性マップ２５は、内燃機関の温度ＴＭと、内燃機関のその都度存在する始動
時にすでに行われた噴射の回数ＡＴＩとに関連している。特性マップ２５は、選
択的にかつ／または付加的に内燃機関の、異なる運転量にも関連していていてよ
い。特性マップ２５によって形成された周期比Ｖは圧力制御弁４を、たいていは
開放された、少なくとも閉鎖されていない状態へ制御する。また、中間状態も可
能である。

【００３６】 時点ｔ３では、内燃機関が、すでに述べた回転数限界値ＮＧを達成する。この
結果、内燃機関の始動が完了し、２進信号Ｂｓｔｅｎｄが「１」となる。反転さ
れた２進信号Ｂｓｔｅｎｄ、つまり２進の「０」によって、スイッチ２１は、図
２に示した状態で保たれている。これによって、周期比Ｋも周期比Ｖも圧力制御
弁４に転送されなくなる。

【００３７】 その代わりに、内燃機関の通常運転中に形成される周期比Ｎが圧力制御弁４に
転送される。通常運転はすでに説明済みであり、図２にはブロック２６を用いて
示してある。

【００３８】 これによって全体的に、以下の内燃機関の始動過程が行われる。

【００３９】 時点ｔ１の以前、つまり、点火装置がスイッチオンされる前および始動装置が
始動させられる前には、圧力制御弁４は任意の状態で開放されていてもよいし、
閉鎖されていてもよい。

【００４０】 時点ｔ１では、つまり、自動車の点火装置がスイッチオンされるとすぐに、圧
力制御弁４は閉鎖される。この状態は時点ｔ２まで、つまり、始動装置が操作さ
れるまで持続される。これによって、この期間中の圧力アキュムレータ２内の圧
力は、時点ｔ１の以前に存在する圧力ならびに電気式の燃料ポンプ１０によって
形成された圧力に依存している。

【００４１】 時点ｔ２では、つまり、点火装置がスイッチオンされかつ始動装置が回転して
いる場合には、圧力制御弁４が少なくとも部分的に開放される。この状態は時点
ｔ３まで、つまり、内燃機関の始動過程が終了し、回転数限界値ＮＧが達成され
るまで持続される。始動装置によって形成された低い回転数に基づき、内燃機関
に連結された高圧ポンプ６はまだ作用していない。したがって、この期間中には
、圧力アキュムレータ２内の圧力は、電気式の燃料ポンプ１０に十分に依存して
いる。

【００４２】 時点ｔ３を越えてからは、高圧ポンプ６がほぼ完全に作用するようになる。し
たがって、時点ｔ３を越えてからの圧力アキュムレータ２内の圧力は高圧ポンプ
６に十分に依存している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による燃料供給システムの実施例の概略図である。

【図２】 本発明による、図１の燃料供給システムを運転するための方法の実施例の概略
的なブロック回路図である。

【図３】 図２に示した方法のための概略的なタイムチャートである。

【符号の説明】

１ 燃料供給システム、 ２ 圧力アキュムレータ、 ３ 圧力センサ、 ４
圧力制御弁、 ５ 圧力管路、 ６ 高圧ポンプ、 ８，９ 圧力管路、 １
０ 燃料ポンプ、 １１ 燃料タンク、 １３ 噴射弁、 １４ 圧力管路、
１５ 信号線路、 １６ 制御装置、 １７，１８，１９ 信号線路、 ２０，
２１ スイッチ、 ２２，２３ インバータ、 ２４ ＡＮＤエレメント、 ２
５ 特性マップ、 ２６ ブロック、 Ｂｓｔ，Ｂｓｔｅｎｄ ２進信号、 Ｋ
，Ｖ，Ｎ 周期比、 ＴＭ 内燃機関の温度、 ＡＴＩ 噴射の回数、 ＮＧ
回転数限界値、 Ｎ 回転数、 ｔ１，ｔ２，ｔ３ 時点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハルトムート バウアー ドイツ連邦共和国 ゲルリンゲン カール シュトラーセ ７ (72)発明者 ウーヴェ マイエンベルク ドイツ連邦共和国 レオンベルク ホフマ ンシュトラーセ ５ (72)発明者 クラウス シェルバッハー ドイツ連邦共和国 シュヴィーバーディン ゲン ヘレンヴィーゼンヴェーク ６ Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AB02 CB05 CB07U DB01 DC08 3G301 HA01 HA04 JA00 KA01 LB06 NC01 PB08Z PE08Z PF16Z

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特に自動車の内燃機関のための燃料供給システム（１）を運
   転する方法であって、燃料をポンプ（６，１０）によって圧力アキュムレータ（
   ２）内へ圧送し、該圧力アキュムレータ（２）内の圧力が、圧力制御弁（４）を
   用いて制御可能でありかつ／または調整可能である形式のものにおいて、内燃機
   関を始動させようとする場合、しかし、まだ回転運動が存在していない場合に、
   圧力制御弁（４）を閉鎖することを特徴とする、特に自動車の内燃機関のための
   燃料供給システムを運転する方法。
2. 【請求項２】 内燃機関が始動しかつ最初の回転運動を行う場合に、圧力制
   御弁（４）を少なくとも部分的に開放させる、請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 圧力制御弁（４）を内燃機関の温度（ＴＭ）に関連して開放
   させる、請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】 圧力制御弁（４）を、内燃機関内への、すでに行われた噴射
   の回数（ＡＴＩ）に関連して開放させる、請求項２または３記載の方法。
5. 【請求項５】 予め設定された回転数限界値（ＮＧ）を上回った場合に、圧
   力制御弁（４）を通常運転に相応して制御しかつ／または調整する、請求項１か
   ら４までのいずれか１項記載の方法。
6. 【請求項６】 特に自動車の内燃機関の制御装置（１６）のための電気的な
   制御エレメント、特に読取り専用記憶装置において、制御エレメントにプログラ
   ムが記憶されており、該プログラムが、演算装置、特にマイクロプロセッサで実
   行可能であり、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
   適していることを特徴とする、特に自動車の内燃機関の制御装置のための電気的
   な制御エレメント。
7. 【請求項７】 特に自動車の内燃機関のための燃料供給システム（１）であ
   って、圧力アキュムレータ（２）とポンプ（６，１０）とが設けられており、該
   ポンプ（６，１０）によって圧力アキュムレータ（２）に燃料が供給可能であり
   、また、圧力制御弁（４）を介して圧力アキュムレータ（２）内の圧力を制御し
   かつ／または調整するための制御装置（１６）が設けられている形式のものにお
   いて、内燃機関を始動させようとする場合、しかし、まだ回転運動が存在してい
   ない場合に、制御装置（１６）によって圧力制御弁（４）が閉鎖され得ることを
   特徴とする、特に自動車の内燃機関のための燃料供給システム。