JP2003161226A - 内燃機関の運転法、コンピュータプログラム、制御装置及び/又は調整装置並びに内燃機関のための燃料システム - Google Patents
内燃機関の運転法、コンピュータプログラム、制御装置及び/又は調整装置並びに内燃機関のための燃料システムInfo
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Abstract
する方法を提供する。 【解決手段】 弁部材(76)を2つの終端位置の内の
少なくとも一方(64)の到達直前に制動するようにし
た。
Description
う内燃機関の運転法であって、第1の燃料ポンプが燃料
を第2の燃料ポンプの作業室へ圧送し、第2の燃料ポン
プが燃料を燃料集合導管へ圧送し、第2の燃料ポンプの
作業室と接続された電気的な弁装置の弁部材を第2の燃
料ポンプの圧送行程の間の規定された時点で開放し、こ
れにより、第2の燃料ポンプの作業室を低圧域と接続す
ることによって、第2の燃料ポンプから燃料集合導管へ
圧送される燃料量に影響を及ぼすことができる形式のも
のに関する。
ある。この方法では、燃料を燃料タンクから電気的なプ
レフィードポンプによって、モータ駆動される高圧燃料
ポンプへ圧送する。この高圧燃料ポンプは燃料を高圧下
で更に燃料集合導管へ圧送する。この燃料集合導管は一
般に「レール」とも呼ばれ、内部に燃料が高圧下で蓄え
られている。燃料集合導管には燃料を内燃機関の燃焼室
に噴射する複数のインジェクタが接続されている。高圧
燃料ポンプから燃料集合導管へ圧送される燃料量の制御
は電磁作動式の量制御弁によって行われ、この量制御弁
により、高圧燃料ポンプの出口側の領域又は作業室を、
当該高圧燃料ポンプの入口側の低圧域と接続することが
できる。量制御弁の開放状態では、圧送行程の間に燃料
は燃料集合導管ではなく高圧燃料ポンプの入口側の領域
へ戻される。
対してハイダイナミック且つ同期的に開閉する必要があ
ると理解される。この切換過程において、量制御弁と、
高圧系及び低圧系に所属する構成部材(導管、高圧集合
導管、ポンプ等)とにノイズが発生する。今日の内燃機
関は比較的静かになるので、量制御弁のノイズは特に内
燃機関のアイドリングにおいて認められて、不快に感じ
られる恐れがある。
で述べた形式の方法を改良して、内燃機関が全体的によ
り少ないノイズで作動する方法を提供することである。
に本発明では、弁部材を2つの終端位置の内の少なくと
も一方の到達直前に制動するようにした。
換える際のノイズ発生が減少される。同時に弁装置の高
いダイナミクスが維持され続ける。弁装置の切換時のノ
イズ減少は、弁部材が終端位置に到達する速度が減少さ
れているということに基づいている。従って、終端位置
で行われる弁部材の突然の制動は比較的低い速度から行
われ、このことがノイズを減少させる。更に、燃料ポン
プの作業室内に小さな圧力勾配が生ぜしめられる。それ
というのも、弁部材のストローク運動が全体的に遅らさ
れるからである。このこともやはり、ノイズを減少させ
る。
求項に記載されている。
直前だけ制動される改良が有利である。これにより、開
放終端位置に向かう弁部材の制動時のノイズ発生が、閉
鎖終端位置へ向かう弁部材の制動時のノイズ発生よりも
大きいという事実が考慮される。このことは、遅らされ
た開放行程が全体として燃料ポンプの作業室内の減圧を
遅らせる、つまり減圧勾配はもはやあまり急峻ではなく
且つ対応する衝撃が最早あまり「シャープ」ではないと
いうことにも関連している。この改良により、既に高度
のノイズ減少が達成されると同時に、更に、弁装置のダ
イナミクスに比較的小さな影響が及ぼされるということ
が達成される。
部材の両終端位置の内の少なくとも一方に到達する直前
に、少なくとも1つの電気的な制動パルスを発生させる
ことである。このような電気的な制動パルスは、例えば
適当なソフトウェアによって簡単に実現され得る。
/又は継続時間及び/又は電気的な制動パルスの数が内
燃機関の回転数若しくは第2の燃料ポンプの回転数に関
連していても有利である。この場合、弁部材の制動は、
内燃機関の特定の運転状態のために必要とされる弁ダイ
ナミクスに関連させることができる。特に、比較的小さ
な弁ダイナミクスしか必要とされないが、同時に弁装置
によるノイズ発生が比較的早期に際立つ低い回転数にお
いて、弁部材の最適な制動を実現することができる。こ
の場合、制動はいずれにしろ、弁部材が逆方向で不都合
な運動をしないように行う必要がある。弁部材が、終端
位置の到達時に速度がほぼ0であるように制動されると
最適である。
回転数の範囲内でしか発生させないということも可能で
ある。既に述べたように、アイドル回転数の範囲内では
内燃機関の小さなノイズや、例えば自動車で内燃機関を
使用する場合は小さな走行ノイズに基づいて、弁装置の
ノイズ発生は特に際立つ。これに対して、高回転数では
弁ダイナミクスは損なわれない。
せ、該電磁石が無電流状態の場合に、緊締装置によって
開放終端位置へ負荷するということにも関連している。
この場合、電磁石は開放終端位置到達直前にパルス状に
給電される。このような電流パルスは簡単に実現され得
る。
される場合にこの方法を実施するために適したコンピュ
ータプログラムにも関する。この場合、このコンピュー
タプログラムがメモリ、特にフラッシュメモリにメモリ
されていると、特に有利である。
の機能を制御及び/又は調整するための制御装置及び/
又は調整装置に関する。このような制御装置及び/又は
調整装置は、前記のようなコンピュータプログラムが設
けられていると特に有利である。
伴う内燃機関のための燃料システムも本発明の部分であ
り、該燃料システムには入口側が燃料タンクと接続され
た第1の燃料ポンプ、入口側が第1の燃料ポンプと接続
されており且つ出口側が燃料集合導管と接続された少な
くとも1つの作業室を有する第2の燃料ポンプ、及び一
方では第2の燃料ポンプの作業室と接続されており且つ
他方では低圧域と接続された電気的な弁装置が設けられ
ている。
発生を減少するためには、弁装置の弁部材を、2つの終
端位置の内の少なくとも一方に到達する直前に制動する
ことのできる制動装置が設けられているということを提
案する。この燃料システムの利点は、適切な方法の利点
に対応している。
は、制動装置がパルス状の給電に基づき弁部材を制動す
る電磁石を有しているということが提案される。このよ
うな燃料システムは、一般に付加的な構成手間無しで実
現可能である。それというのも、弁装置はいずれにせよ
一般に電磁式で作動されるからである。
るストッパを有していると、燃料システムの本発明によ
る構成は特に有利である。前記のようなストッパによ
り、一方では弁部材の開放終端位置が明確に規定され
る。他方では、弁部材とストッパとの急激な接触は、弁
部材が接触時点で高い速度を有していると、弁装置の運
転時に著しいノイズを発生させる恐れがある。本発明に
より弁部材を終端位置の到達直前に制動することに基づ
き、特に前記のようなストッパを備えた弁装置において
ノイズ発生が著しく減少される。
面につき詳しく説明する。
されている。この燃料システムは燃料タンク12を有し
ており、この燃料タンク12から電気的な燃料ポンプ1
4が燃料を低圧燃料導管16へ圧送する。この低圧燃料
導管16にはフィルタ18が配置されている。前記の電
気的な燃料ポンプ14の下流側で、燃料タンク12に戻
り且つ内部にプレッシャリリーフ弁の設けられた分岐導
管20が、低圧燃料導管16から分岐している。フィル
タ18の下流側で別の分岐導管24が低圧燃料導管16
から分岐しており、前記分岐導管24には圧力制御弁2
6が配置されており且つ当該分岐導管24は遮断弁28
を介して燃料タンク12に戻っている。
フト(図示せず)によって機械的に駆動される高圧燃料
ポンプ30に通じている。この高圧燃料ポンプ30は、
以下で更に詳しく説明するように1シリンダ型ピストン
ポンプである。高圧燃料ポンプ30では、入口側と出口
側とにそれぞれ逆止弁32;34が設けられている。そ
の間には作業室33が位置している。高圧燃料ポンプ3
0は、燃料集合導管38に開口する高圧燃料導管36に
燃料を圧送する。前記燃料集合導管38には燃料が高圧
下で蓄えられている。
示せず)に噴射する複数のインジェクタ40が接続され
ている。当該燃料集合導管38は、圧力センサ42及び
プレッシャリリーフ弁44に接続されている。このプレ
ッシャリリーフ弁44は、戻し導管46を介して低圧燃
料導管16に接続されている。圧力センサ42は、制御
兼調整装置48に信号を送る。更に、この制御兼調整装
置48は回転数センサ50からの信号を受信する。
圧力ダンパ52と接続されている。この圧力ダンパ52
と流入弁32との間では、戻り絞り56を備えた絞り導
管54が分岐してよい。これらの構成要素はオプション
なので点線でしか図示していない。高圧燃料ポンプ30
からは漏れ導管58が、圧力制御弁26と遮断弁28と
の間に位置する分岐導管24の区分に通じている。
へ圧送される燃料量は、量制御弁60によって調節され
る。この量制御弁60は、低圧燃料導管16と作業室3
3とに接続されている。当該量制御弁60は、ばね62
によって開放終端位置64へもたらされ且つ電磁石66
によって閉鎖終端位置68にもたらされる2ポート2位
置弁である。量制御弁60の電磁石66も、やはり制御
兼調整装置48によって制御される。
2〜図4に基づき明らかである。これらの図では、高圧
燃料ポンプ30は、ピストン72が軸方向で摺動可能に
収容されたケーシング70を有している。前記ピストン
72は、カムシャフト74によって往復運動させられ
る。作業室3は、図2〜図4ではピストン72の上位に
形成されている。
おり、この弁部材76は閉鎖状態では弁座78に当接し
ている(ニードル状の弁部材を使用することも可能であ
る)。弁プランジャ80を介して前記弁部材76は可動
子82と結合されている。この可動子82は電磁石66
によって取り囲まれている。量制御弁60の開放終端位
置64はストッパ84によって規定される。
たように下方に向かって運動し、これにより、作業室3
3の体積が拡大する。流入弁32が開き、燃料が低圧燃
料導管16から作業室33に流入する。電磁石66は、
図6から判るように吸込み行程中は給電されているの
で、量制御弁60は閉鎖されている。
行程が始まる。この場合、カムシャフト74を駆動する
ピストン72は上方に向かって運動する。作業室33内
の圧力は上昇し、流入弁32は閉じる。作業室33と高
圧燃料導管36との間の差圧が適当な場合に、流出弁3
4が開く。量制御弁60の電磁石66は引き続き給電さ
れているので、当該量制御弁60は閉鎖されている。こ
の状態は図3に示されている。対応範囲は図5において
符号86で示されている。
ポンプ30から燃料集合導管38へ圧送される燃料量が
制限されねばならない。このことは、圧送行程中の規定
された時点t1に電磁石66の給電が制御兼調整装置4
8によって終了される(図6参照)ということによって
生ぜしめられる。作業室33内を支配する高圧及びばね
62の力に基づき、弁部材76は急激に弁座78から持
ち上がる。作業室33に封入された燃料は低圧燃料導管
16へ漏出することができる。これにより流出弁34が
閉鎖して、最早燃料は燃料集合導管38に圧送されな
い。この状態は図4に示されている。図5では、対応す
る曲線範囲に符号88が付されている。
全速でストッパ84に当接して、著しいノイズ発生を惹
起することを防止するためには、図6から判るように時
点t1の直後に電磁石66が再度パルス状に給電され
る。このパルスは、図6では符号90を付されている。
パルス90の時点は、可動子82がストッパ84に接触
する前に、電磁石が適当な制動力を可動子82に加える
ように選択されている。
76が制動されはするが、再度弁座78に向かって運動
されないように選択されている。可動子82、弁プラン
ジャ80及び弁部材76から成るユニットの、パルス9
0によって生ぜしめられた制動に基づき、可動子82は
ストッパ84に比較的小さな速度でしかぶつからない。
最適なのは、可動子82がストッパ84に0の範囲内の
速度で接触した場合である。このようにして、量制御弁
60のノイズは、該量制御弁60の弁部材76が開放終
端位置64へ運動される場合に著しく減少される。
継続時間は制御兼調整装置48によって、回転数センサ
50によって検出される内燃機関の回転数に関連して規
定される。1実施例(図示せず)では、制御兼調整装置
48により電流パルスは内燃機関のアイドル回転数の範
囲内でしか発生されない。別の実施例(やはり図示せ
ず)では、唯一の電流パルスだけでなく、弁部材の運動
を遅らせることのできる複数の電流パルスが生ぜしめら
れる。電流パルスの規定及び発生は、制御兼調整装置4
8において、そこにメモリされたコンピュータプログラ
ムに基づいて行われる。
0の作業室33内の圧力経過が示されている。符号92
で圧送行程開始時の圧力上昇、符号94で量制御弁60
の開放時の圧力低下が示されている。制動パルス90が
存在しない場合に生じる圧力フランクの低下が破線で書
き込まれている。圧力低下が制動パルス90によって遅
らされるということが認識される。
弁装置を備えた燃料システムの原理図である。
図1に示した第2の燃料ポンプ及び弁装置の概略図であ
る。
1に示した第2の燃料ポンプ及び弁装置の概略図であ
る。
1に示した第2の燃料ポンプ及び弁装置の概略図であ
る。
れた線図である。
給電が示された線図である。
が示された線図である。
料ポンプ、 16 低圧燃料導管、 18 フィルタ、
20,24 分岐導管、 22,44 プレッシャリ
リーフ弁、 26 圧力制御弁、 28 遮断弁、 3
0 高圧燃料ポンプ、 32,34 逆止弁、 33
作業室、 36 高圧燃料導管、 38燃料集合導管、
40 インジェクタ、 42 圧力センサ、 46
戻し導管、 48 制御兼調整装置、 50 回転数セ
ンサ、 52 圧力ダンパ、54 絞り導管、 56
戻り絞り、 58 漏れ導管、 60 量制御弁、62
ばね、 64 開放終端位置、 66 電磁石、 6
8 閉鎖終端位置、70 ケーシング、 72 ピスト
ン、 74 カムシャフト、 76 弁部材、 78
弁座、 80 弁プランジャ、 82 可動子、 84
ストッパ、 90 電流パルス
Claims (12)
- 【請求項1】 内燃機関の運転法であって、第1の燃料
ポンプ(14)が燃料を第2の燃料ポンプ(30)の作
業室(33)へ圧送し、第2の燃料ポンプが燃料を燃料
集合導管(38)へ圧送し、第2の燃料ポンプ(30)
の作業室(33)と接続された電気的な弁装置(60)
の弁部材(76)を第2の燃料ポンプ(30)の圧送行
程の間の規定された時点で開放し、これにより、第2の
燃料ポンプ(30)の作業室(33)を低圧域(18)
と接続することによって、第2の燃料ポンプ(30)か
ら燃料集合導管(38)へ圧送される燃料量に影響を及
ぼすことができる形式のものにおいて、 弁部材(76)を2つの終端位置の内の少なくとも一方
(64)の到達直前に制動することを特徴とする、内燃
機関の運転法。 - 【請求項2】 弁部材(76)を開放終端位置(64)
に到達する直前だけ制動する、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 弁部材(76)が両終端位置の内の少な
くとも一方(64)に到達する直前に、少なくとも1つ
の電気的な制動パルス(90)を発生させる、請求項1
又は2記載の方法。 - 【請求項4】 電気的な制動パルス(90)の時点及び
/又は継続時間及び/又は電気的な制動パルスの数を、
内燃機関の回転数若しくは第2の燃料ポンプ(30)の
回転数に関連させる、請求項3記載の方法。 - 【請求項5】 電気的な制動パルス(90)を、内燃機
関のアイドル回転数の範囲内でのみ発生させる、請求項
4記載の方法。 - 【請求項6】 弁部材(76)を電磁石(66)によっ
て作動させ且つ該電磁石が無電流状態のときに緊締装置
(62)によって開放終端位置(64)へ負荷し、開放
終端位置(64)の到達直前に前記電磁石(66)にパ
ルス状に給電する、請求項3から5までのいずれか1項
記載の方法。 - 【請求項7】 前記方法がコンピュータで実施される場
合に請求項1から6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コンピュータプログラム。 - 【請求項8】 メモリ、特にフラッシュメモリにメモリ
された請求項7記載のコンピュータプログラム。 - 【請求項9】 請求項7又は8記載のコンピュータプロ
グラムを有していることを特徴とする、内燃機関の少な
くとも1つの機能を制御及び/又は調整するための制御
装置及び/又は調整装置(48)。 - 【請求項10】 特に直接噴射を伴う内燃機関のための
燃料システム(10)であって、入口側が燃料タンク
(13)と接続された第1の燃料ポンプ(14)と、少
なくとも1つの作業室(33)を備えた第2の燃料ポン
プ(30)とが設けられており、前記作業室が、入口側
を第1の燃料ポンプ(14)に接続されており且つ出口
側を燃料集合導管(38)と接続されており、更に、一
方では第2の燃料ポンプ(30)の作業室(33)と接
続されており且つ他方では低圧域(18)と接続された
電気的な弁装置(60)が設けられている形式のものに
おいて、 弁装置(60)の弁部材(76)を、両終端位置の内の
少なくとも一方(64)に到達する直前に制動すること
のできる制動装置(66,82)が設けられていること
を特徴とする、内燃機関のための燃料システム。 - 【請求項11】 制動装置が、パルス状の給電によって
弁部材(76)を制動する電磁石(66)を有してい
る、請求項10記載の燃料システム。 - 【請求項12】 弁装置(60)が、開放終端位置(6
4)で弁部材(76)が接触するストッパ(84)を有
している、請求項10又は11記載の燃料システム。
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DE2001148218 DE10148218B4 (de) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Computerprogramm, Steuer- und/oder Regelgerät, sowie Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine |
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IT (1) | ITMI20022031A1 (ja) |
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