JP2001355490A - 内燃機関の作動方法及び内燃機関 - Google Patents

内燃機関の作動方法及び内燃機関

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JP2001355490A JP2001113227A JP2001113227A JP2001355490A JP 2001355490 A JP2001355490 A JP 2001355490A JP 2001113227 A JP2001113227 A JP 2001113227A JP 2001113227 A JP2001113227 A JP 2001113227A JP 2001355490 A JP2001355490 A JP 2001355490A
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pressure
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internal combustion
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Klaus Dipl Ing Joos
ヨース クラウス
Jens Wolber
ヴォルバー イェンス
Thomas Frenz
フレンツ トーマス
Markus Amler
アムラー マルクス
Boehm Hansjoerg
ボーフム ハンスイェルク
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関で、燃焼室内に噴射される燃料量の
誤差を低減し、それにより、燃料消費、排気特性、及
び、内燃機関のノイズ発生を改善すること。 【解決手段】 燃料を少なくとも１つのポンプによって
圧力蓄積器に送給し、燃料を圧力蓄積器から燃料噴射弁
を介して燃焼室内に噴射し、該噴射の際、燃料噴射弁の
開期間を、圧力蓄積器内の蓄積圧に依存して算出する方
法において、例えば、蓄積器圧の強い圧力変動時に噴射
すべき燃料量をできる限り正確に特定するために、開期
間を、燃料調量システムにとって典型的な、蓄積圧の周
期的な脈動パターンを考慮して算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関、例え
ば、燃料直接噴射式内燃機関の作動方法であって、燃料
を少なくとも１つのポンプによって圧力蓄積器に送給
し、燃料を圧力蓄積器から燃料噴射弁を介して燃焼室内
に噴射し、該噴射の際、燃料噴射弁の開期間を、圧力蓄
積器内の蓄積圧に依存して算出する方法に関する。本発
明は、更に、内燃機関、例えば、燃料直接噴射型内燃機
関であって、 −圧力蓄積器、 −燃料を圧力蓄積器内に送給するための少なくとも１つ
のポンプ、 −燃焼室、 −圧力蓄積器から燃焼室内に燃料を噴射するための燃料
噴射弁、及び、 −圧力蓄積器内の蓄積圧に依存して燃料噴射弁の開期間
を算出するための制御装置 とを有する内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】冒頭に挙げた形式の方法及び内燃機関
は、ドイツ連邦共和国特許出願第１９５４８２７８号公
報から公知である。そこには、コモンレール燃料噴射系
（ＣＲ系）の圧力蓄積器内の蓄積圧の調整方法が記載さ
れている。そのようなＣＲ系では、燃料噴射弁の開期間
は、噴射すべき燃料量及び圧力蓄積器内の蓄積圧に依存
して算出される。蓄積圧は、回転数に同期して検出され
る。圧力蓄積器内の蓄積圧は、開期間の算出の際に共に
入力する必要がある。と言うのは、燃料噴射弁を通過す
る燃料量は、メモリ圧に依存しているからである。
【０００３】圧力調整は、固定時間窓内で行われる。圧
力調整のために、蓄積圧が時間同期で検出される。
【０００４】従来技術から公知の、内燃機関の作動方法
では、燃料噴射弁の開期間を、燃料噴射の時点で圧力蓄
積器内の蓄積圧に依存するのではなく、燃料噴射前に測
定された圧力値に依存して算出されるという欠点があ
る。時間に亘って、蓄積圧がほんの僅かしか変化しない
定常作動状態では、測定された圧力値の以前のものは、
燃料噴射弁の算出される開期間に大して作用を及ぼさな
くなる。しかし、蓄積圧の動的な圧力経過時には、開期
間の算出のために利用される、燃料噴射前に測定された
各圧力値と、燃料噴射中圧力蓄積器内の実際の圧力値と
の間に比較的大きな差異が生じることがある。動的な圧
力上昇時には、燃料噴射時の蓄積圧は、予め測定された
圧力値よりも高い。それにより、燃料噴射弁の圧力流、
及び、最終的には、燃焼室内に噴射される燃料量も実際
に、算出値よりも大きくなり、内燃機関は、移行経過中
燃料過剰となる。それに応じて、内燃機関は、動的な圧
力低下時に移行経過中空気過剰となる。
【０００５】そのために、後に公開されたドイツ連邦共
和国特許出願第１９８５７９７１号公報からは、燃料噴
射弁の開期間は、燃料噴射前に測定された圧力値を用い
て算出されるのではなく、測定された、少なくとも２つ
の圧力値に基づいて今後の圧力値、正確に言うと、燃料
噴射開始時点での予測圧力値を算出し、それから、この
予測圧力値を燃料噴射弁の開期間の算出の根拠にするこ
とが公知である。
【０００６】例えば、従来技術から公知の方法では、圧
力蓄積器内の圧力制御の影響は考慮されない。圧力制御
が実際の蓄積圧（pｒ）に及ぼす影響は、分かり易いよ
うに図４に示されている。実際の蓄積圧経過特性
（pｒ）は、図４では一定であるとされている目標圧（p
ｓｏｌｌ）を中心にして多少強く振動する。順次連続す
る３つの圧力値の測定中（図４の蓄積圧pｒの曲線上の
３つのＸ）、制御により、目標値（pｓｏｌｌ）が超過
されたことが検出されて、それに対して調整される迄、
蓄積圧力は定常的に上昇する。調整器の制御の結果、燃
料噴射開始時点（t ｅｓｂ）で、圧力蓄積器内の蓄積圧
（pｒｅａｌ）は、公知の方法で求められた圧力値（p
ｅｘｔｒａ）の平均予測値よりも明らかに小さい。開期
間の算出時に、制御装置に、誤って、過度に高い蓄積圧
が出力される。
【０００７】更に、圧力蓄積器内の周期的な圧力脈動は
何ら考慮されない。この脈動パターン（図５参照）は、
使用された燃料調量系、殊に、使用された高圧ポンプ
（ＨＤＰ）内の個別各コンポーネントの共働に依存す
る。高圧ポンプによって、燃料を圧力蓄積器内に送給す
る際、蓄積圧が上昇する。燃料を内燃機関の燃焼室の１
つに噴射（Ｅ）する際、蓄積圧が低下する。高圧ポンプ
が、３つの圧力値（図４での蓄積圧力経過特性（pｒ）
の曲線上の３つのＸ）の測定中送給し、即ち、蓄積圧
（pｒ）が上昇すると、燃料噴射開始時点で
（tｅｓｂ）、実際に、圧力蓄積器内の蓄積圧（p
ｒｅａｌ）は、公知方法により求められた圧力値（p
ｅｘｔｒａ）の平均予測値よりも明らかに小さい。この
場合でも、制御装置に、開期間の算出の際に誤って、過
度に高い蓄積圧が出力される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、内燃
機関で、燃焼室内に噴射される燃料量の誤差を低減し、
それにより、燃料消費、排気特性、及び、内燃機関のノ
イズ発生を改善することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によると、冒頭に
記載した形式の内燃機関の作動方法に基づいて、開期間
を、燃料調量システムにとって典型的な、蓄積圧の周期
的な脈動パターンを考慮して算出することにより解決さ
れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】脈動パターンの質は、内燃機関の
燃料調量システム内に設置されたポンプ（通常、高圧ポ
ンプ（ＨＤＰ））に依存しており、この高圧ポンプによ
って、燃料が低圧回路から高圧で圧力蓄積器に送給され
る。殊に、１シリンダ高圧ポンプＨＤＰ及び／又は３シ
リンダ高圧ポンプＨＤＰが公知であり、その際、３シリ
ンダ高圧ポンプＨＤＰでは、個別シリンダの位置及び配
向は種々異なっているようにしてよい。更に、質は、カ
ムシャフト回転毎の高圧ポンプＨＤＰの行程数に依存し
ている（行程が多くなればなる程、高圧ポンプＨＤＰは
頻繁に送給する）。結局、質は、燃料噴射弁数乃至内燃
機関のシリンダ数に依存する（燃料噴射弁が多ければ多
い程、燃料噴射が頻繁に行われる）。
【００１１】脈動パターンの質は、圧力蓄積器の容積、
高圧下の全ての付加及び分岐管路に依存する。更に、質
は、燃焼室内に噴射される燃料に依存する。１シリンダ
高圧ポンプＨＤＰは、通常のように、量制御弁（ＭＳ
Ｖ）を有していて、高圧ポンプＨＤＰによって送給され
る燃料量、従って、蓄積圧を調整することができる。３
シリンダ高圧ポンプＨＤＰでは、それに対して、圧力蓄
積器内に圧力制御弁（ＤＳＶ）が設けられており、この
圧力制御弁を介して圧力蓄積器内の圧力を低減するため
に燃料を圧力蓄積器から燃料貯蔵タンク内に戻るように
流すことができる。脈動パターンの質は、結局、圧力制
御弁ＤＳＶを通る容積流にも依存する。
【００１２】その都度の燃料調量システムの脈動パター
ンは、通常のやり方で分かる。これが分からない場合、
簡単に、内燃機関の作動中蓄積圧経過特性の測定によっ
て検出することができる。脈動パターンを用いて、圧力
蓄積器内の実際の蓄積圧を、燃料噴射の時点、有利に
は、燃料噴射開始時点で、特に正確に近似することがで
きる。本発明の方法により、燃料噴射弁の開期間を特に
正確に算出することができ、それにより、内燃機関の排
気ガス特性、ノイズ発生及び燃料消費を明らかに改善す
ることができるようになる。
【００１３】本発明の有利な実施例によると、蓄積圧
を、燃料噴射の前に測定し、測定された蓄積圧を当該蓄
積圧の脈動パターンを考慮して補正することが提案され
ている。測定された蓄積圧は、圧力蓄積器内の平均蓄積
圧にほぼ相応する。
【００１４】脈動パターンを考慮して測定された蓄積圧
を補償することができるために、燃料噴射が正確に行わ
れるべき時点を知ることが重要である。そのために、本
発明の有利な実施例によると、測定された蓄積圧を、燃
焼室内への燃料噴射が、少なくとも１つのポンプの送給
後の第１の燃料噴射として行なわれたか、第２の燃料噴
射として行なわれたか、少なくとも１つのポンプの送給
後又は少なくとも１つのポンプの送給中の後続の各燃料
噴射として行なわれたかに依存して補償することが提案
されている。少なくとも１つのポンプは、有利には燃料
調量系の高圧ポンプ（ＨＤＰ）として構成されている。
【００１５】燃料を燃焼室内に噴射する際、最初の噴射
を、少なくとも１つのポンプの送給後に行い、 −式 mｒ=εＫｒ・ρＫｒ・Vｒ/(εＫｒ+p０-pｒ) から、圧力蓄積器内に含まれる燃料量mｒを求め、その
際、 εＫｒは、噴射すべき燃料の圧縮モジュール、ρ
Ｋｒは、燃料の濃度、Vｒは、圧縮蓄積器の容積、p
０は、環境圧であり、 −蓄積圧力の上側の値を、圧縮方程式 pｈｏｃｈ(m)=p０+εＫｒ・（1-ρＫｒ・Vｒ/m） を用いて、m=mｒ+mＥＳに対して求め、その際、m
ＥＳは、燃焼室内に噴射すべき燃料量であり； −式ｐ rｋｏｒｒ=pｒ+（pｈｏｃｈ-pｒ）/2 を用いて、蓄積圧の補正値を求める。
【００１６】燃料を燃焼室内に噴射する際、少なくとも
１つのポンプの送給後に第２又は後続の各噴射を行い、 −式 mｒ=εＫｒ・ρＫｒ・Vｒ/（εＫｒ+p０-pｒ） から、圧力蓄積器内に含まれる燃料量mｒを求め、その
際、εＫｒは、噴射すべき燃料の圧縮モジュール、ρ
Ｋｒは、燃料の濃度、Vｒは、圧力蓄積器の容積及びp０
は、環境圧であり； −蓄積圧力を、圧縮方程式 pｔｉｅｆ（m）=p０+εＫｒ・（1-ρＫｒ・Vｒ/m） を用いて、m=mｒ-mＥＳに対して求め、その際、m
ＥＳは、燃焼室内に噴射すべき燃料量であり； −式ｐ rｋｏｒｒ=pｒ+（pｔｉｅｆ-pｒ）/2 を用いて、蓄積圧の補正値を求める。
【００１７】燃料を燃焼室内に噴射する際、少なくとも
１つのポンプの送給中行い、 −式 mｒ=εＫｒ・ρＫｒ・Vｒ/（εＫｒ+p０-pｒ） から、圧力蓄積器内に含まれている燃料量mｒを求め、
その際、εＫｒは、噴射すべき燃料の圧縮モジュール、
ρＫｒは、燃料の濃度、Vｒは、圧力蓄積器（８）の容
積及びp０は、環境圧であり； −蓄積圧力の上側の値を、圧縮方程式 pｈｏｃｈ(m)=p０+εＫｒ・（1-ρＫｒ・Vｒ/m） を用いて、m=mｒ+mＥＳに対して求め、その際、m
ＥＳは、燃焼室内に噴射すべき燃料量であり； −式ｐ rｋｏｒｒ=pｒ+（pｈｏｃｈ-pｒ）/4 を用いて、蓄積圧の補正値を求める。
【００１８】特に有利には、本発明の方法の実施例は、
内燃機関、例えば、燃料直接噴射型内燃機関の制御装置
用の制御素子の形式で設けられている。その際、制御素
子にプログラムが記憶されており、該プログラムは、計
算装置、例えば、マイクロプロセッサ上で実行可能であ
り、本発明の方法を実施するのに適している。この場
合、本発明は、制御素子に記憶されたプログラムによっ
て実施され、その結果、本発明の方法と同様の、プログ
ラムが設けられた制御素子で実施するのに適している。
制御素子としては、例えば、電子蓄積器媒体、例えば、
リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）又はフラッシュメモリ
を利用することができる。
【００１９】本発明の課題の別の解決手段としては、冒
頭に記載した形式の内燃機関に基づいて、制御装置は、
開期間を、燃料調量系にとって典型的な、蓄積圧の周期
的な脈動パターンを考慮して算出することが提案されて
いる。
【００２０】本発明の有利な実施例によると、圧力蓄積
器は、コモンレール（ＣＲ）燃料噴射系の高圧蓄積器と
して構成されており、燃料噴射弁は、高圧燃料噴射弁と
して構成されている。殊に、ＣＲ燃料噴射システムを有
する内燃機関では、有利には、蓄積圧が動的に圧力変動
する際、高圧燃料噴射弁の開期間を、補償された、燃料
噴射中の蓄積圧を特徴付ける圧力値を用いて算出する。
燃料調量系の少なくとも１つのポンプは、１シリンダ高
圧ポンプ（ＨＤＰ）を有する。
【００２１】結局、本発明の課題の更に別の解決手段と
しては、冒頭に記載した形式の制御装置に基づいて、制
御装置は、開期間を、燃料調量系にとって典型的な、蓄
積圧の周期的な脈動パターンを考慮して算出することが
提案されている。
【００２２】図面 本発明の別の要件、用途、利点については、以下の本発
明の有利な図示の実施例に記載されている。その際、説
明した全ての要件又は図示の要件は、それ自体又は任意
に組み合わせても本発明の対象を構成する（請求の範囲
の記載には依存せず、又は、請求の範囲の定式化乃至詳
細な説明乃至図面には依存しない）。その際：図１は、
本発明の内燃機関の燃料調量系、図２は、本発明の方法
の説明に供する図１の燃料調量系の圧力蓄積器内の蓄積
圧の経過特性の例、図３は、本発明の方法の流れ図、図
４は、従来技術から公知の方法の説明に供する図１の燃
料調量系の圧力蓄積器内の蓄積圧の経過特性の例、図５
は、公知方法の説明に供する図１の燃料調量系の圧力蓄
積器内の蓄積圧の経過特性の別の例を示す。
【００２３】
【実施例】以下、本発明について図示の実施例を用いて
詳細に説明する。
【００２４】図１には、本発明の、高圧燃料噴射装置を
有する内燃機関の燃料調量系の全体が参照番号１で示さ
れている。燃料調量系１は、通常のように、コモンレー
ル（ＣＲ）燃料噴射系として示されている。参照番号２
で、燃料貯蔵タンクが示されており、燃料貯蔵タンク
は、送給ポンプ３と結合されている。送給ポンプ３から
は、燃料が管路４を介して調量弁５に供給される。管路
４は、低圧制限弁６を介して燃料貯蔵タンク２と結合さ
れている。調量弁５は、高圧ポンプ７を介して高圧蓄積
器８と結合されている。高圧ポンプ７は、１シリンダポ
ンプとして構成されている。しかし、後続の実施例は、
即座に、３シリンダポンプ又は他の高圧ポンプに移行し
てもよい。高圧蓄積器８は、高圧蓄積器管路（レール）
として構成されている。高圧蓄積器８は、燃料管路９を
介して高圧燃料噴射弁１０（所謂インジェクタ）と結合
されている。高圧蓄積器８は、圧力制限弁１１を介して
燃料貯蔵タンク２と結合されている。調量弁５は、コイ
ル１２を用いて制御可能である。
【００２５】高圧ポンプ７の出力側と圧力制限弁７の出
力側との間の燃料調量システム１の領域は、高圧領域と
呼ばれる。高圧領域内の圧力は、センサ１３を用いて検
出される。燃料貯蔵タンク２と高圧ポンプ７との間の燃
料調量システム１の領域は、低圧領域と呼ばれる。
【００２６】１４で、内燃機関の制御装置が示されてお
り、この制御装置は、燃料調量システム１も制御する。
制御装置１４は、高圧燃料噴射弁１０に制御信号Ａを供
給し、調量弁５のコイル１２を制御する。このために、
圧力センサ１３の出力信号ｐ ｒ及び別のセンサ１５、例
えば、回転数センサの種々の出力信号ｎが評価される。
【００２７】燃料調量システム１は、以下のように作動
する：先ず、燃料が燃料貯蔵タンク２から送給ポンプ３
に送給される。低圧領域内の圧力が許容不可能に高い値
に上昇すると即座に、低圧制限弁６が開き、送給ポンプ
３の出力側と燃料貯蔵タンク２との間の結合が解除され
る。
【００２８】高圧ポンプ７は、燃料を低圧領域から高圧
領域内に送給する。高圧ポンプ７は、高圧蓄積器８内に
高圧を形成する。通常のように、外部点火式内燃機関用
の燃料調量システムでは、圧力値は、ほぼ３０〜２００
バールとなり、自己点火式内燃機関では、ほぼ１０００
〜２０００バールの圧力値が高圧蓄積器８内に達成され
る。高圧燃料噴射弁１０を介して、燃料が高圧下で内燃
機関のシリンダ内の個別燃焼室に調量される。
【００２９】調量弁５によって、高圧領域内の圧力を調
整することができる。コイル１２に印加された電圧、乃
至、コイル１２を流れる電流に依存して、調量弁５は、
高圧ポンプ７の種々の送給量を供給することができる。
【００３０】高圧領域内での蓄積圧ｐｒの調整のため
に、別の調整量を使用してもよい。これは、調量弁５に
対して択一選択的に、送給量を調整可能な電気送給ポン
プ又は圧力調整弁（同様にコイルを用いて制御可能であ
る）である。
【００３１】高圧燃料噴射弁１０用の制御信号Ａは、蓄
積圧ｐｒ及び噴射すべき燃料量に依存する。噴射すべき
燃料量は、高圧燃料噴射弁１０の開期間ｔｉを介して調
整される。開の燃料噴射弁１０を通る流量は、高圧蓄積
器８内の蓄積圧ｐｒに依存するので、これは、開期間ｔ
ｉの算出の際に一緒に流入する。制御信号Ａの算出は、
回転数に依存して可変の時間間隔で行われる。個別算出
間の時間間隔は、内燃機関の回転数ｎに依存する。調量
弁５の制御信号の算出は、固定時間クロックで行われ
る。
【００３２】従来技術では、高圧燃料噴射弁１０の開期
間ｔｉ、制御信号Ａは、測定された圧力値ｐｒから直接
算出される。理論的に相対的に過度に早い時点で（乃
至、点火期間の上死点（ＯＴ）の前２４０°で）燃料噴
射が行われるので、燃料噴射のために算出される、高圧
燃料噴射弁１０の開期間ｔｉは、この時点に対して早い
時点で利用する必要がある。しかし、これにより、比較
的遅い燃料噴射時（例えば、点火上死点の前３４０
°）、高圧燃料噴射弁１０用に算出される開期間ｔ
ｉは、以前に測定された圧力値ｐｒに基づいて行われ
る。
【００３３】高圧燃料噴射弁１０を介して内燃機関の燃
焼室内に噴射すべき燃料量をできる限り正確に特定する
ために、本発明によると、高圧燃料噴射弁１０の開期間
ｔｉを、補正された圧力値ｐｒ ｋｏｒｒに基づいて算
出することが提案される。補正された圧力値ｐｒ
ｋｏｒｒは、燃料噴射の時点で高圧蓄積器８内に実際に
生じている蓄積圧ｐｒを非常に正確に再現している。蓄
積圧ｐｒの補正は、蓄積圧ｐｒの脈動パターンを考慮し
て行われる。脈動パターン（図２参照）は、使用される
燃料調量系の個別コンポーネント、例えば、使用されて
いる高圧ポンプ７の共働に依存している。高圧ポンプ７
を介して圧力蓄積器８内に燃料を送給Ｆする場合、蓄積
器圧ｐｒが上昇する。内燃機関の燃焼室の１つに燃料を
噴射Ｅする際、蓄積圧ｐｒは低下する。
【００３４】本発明の方法の流れ図が、図３に示されて
いる。この方法は、機能ブロック３０で開始する。後続
の機能ブロック３１では、式 mｒ=εＫｒ・ρＫｒ・Vｒ/(εＫｒ+p０-pｒ) から、圧力蓄積器８内に含まれる燃料量ｍｒが求めら
れ、その際、εＫｒは、噴射すべき燃料の圧縮モジュー
ル、ρＫｒは、燃料の濃度、Vｒは、圧縮蓄積器８の容
積、p０は、環境圧であり、pｒは、測定された平均蓄積
圧である。
【００３５】続いて、問い合わせブロック３２で、内燃
機関の燃焼室内への直前の燃料噴射Ｅが、高圧ポンプ７
の送給Ｆ後最初の燃料噴射Ｅであるかどうか、一層正確
に言うと、直前の燃料噴射Ｅの噴射開始（ＥＳＢ）が送
給Ｆ後の最初の噴射Ｅであるかどうか検出される。この
燃料噴射Ｅは、図２ａでは、識別のために円で囲んであ
る。直前の燃料噴射Ｅが、送給後の最初の燃料噴射Ｅで
ある場合、機能ブロック３３で、蓄積圧pｈｏｃｈの上
側の値が圧縮の式 pｈｏｃｈ(m)=p０+εＫｒ・（1-ρＫｒ・Vｒ/m） を用いて、m=mｒ+mＥＳに対して求め、その際、m
ＥＳは、燃焼室内に噴射すべき燃料量である。更に、後
続の機能ブロック３４で、式ｐ rｋｏｒｒ=pｒ+（pｈｏｃｈ-pｒ）/2 を用いて、蓄積圧ｐrｋｏｒｒの補正値を求める直前の
燃料噴射Ｅが、燃料送給Ｆ後最初の燃料噴射Ｅでない場
合、問い合わせブロック３５で、燃焼室内への燃料の直
前の噴射Ｅが高圧ポンプ７の送給Ｆ後第２又は各後続の
噴射Ｅであるかどうか検査される。この燃料噴射Ｅは、
図２ｂに識別のために円で囲まれている。問い合わせ基
準が充足されている場合、機能ブロック３６で、蓄積圧
pｔｉｅｆの下側の値が圧縮の式 pｔｉｅｆ（m）=p０+εＫｒ・（1-ρＫｒ・Vｒ/m） を用いて、m=mｒ-mＥＳに対して求め、その際、m
ＥＳは、燃焼室内に噴射すべき燃料量である。続いて、
機能ブロック３７で、式ｐ rｋｏｒｒ=pｒ+（pｔｉｅｆ-pｒ）/2 を用いて、蓄積圧ｐrｋｏｒｒの補正値が求められる。
【００３６】直前の燃料噴射Ｅが送給Ｆ後の第２又は各
後続の燃料噴射Ｅである場合、高圧ポンプ７の送給中燃
料噴射Ｅが行われているということから出発することが
できる。この燃料噴射Ｅは、図２ｃでは識別のために円
で囲まれている。送給Ｆ中の燃料噴射Ｅにより、蓄積圧
ｐｒの典型的な脈動パターンが変化する。図２ｃには、
送給Ｆに基づいて生じる脈動パターンの通常の経過特性
が示されている。しかし、送給Ｆと同時に燃料噴射Ｅが
行われるので、破線で示した比較的高い蓄積圧を調整す
ることができる。この場合、機能ブロック３８では、蓄
積圧pｈｏｃｈの上側の値が圧縮の式 pｈｏｃｈ(m)=p０+εＫｒ・（1-ρＫｒ・Vｒ/m） を用いて、m=mｒ+mＥＳに対して求め、その際、m
ＥＳは、燃焼室内に噴射すべき燃料量である。続いて、
機能ブロック３９で、式ｐ rｋｏｒｒ=pｒ+（pｈｏｃｈ-pｒ）/4 を用いて、蓄積圧（ｐrｋｏｒｒ）の補正値が求められ
る。
【００３７】それから、蓄積圧の補正された圧力値ｐｒ
ｋｏｒｒは、燃料噴射弁１０の開期間ｔｉの算出のた
めに利用される。
【００３８】
【発明の効果】本発明の方法によると、燃料噴射弁１０
の開期間ｔｉは、特に正確に算出することができ、それ
により、内燃機関の排気特性、ノイズ発生、及び燃料消
費を明らかに改善することができる。
【００３９】本発明によると、例えば、蓄積器圧の強い
圧力変動時に噴射すべき燃料量をできる限り正確に特定
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の燃料調量系
【図２】本発明の方法の説明に供する図１の燃料調量系
の圧力蓄積器内の蓄積圧の経過特性の例
【図３】本発明の方法の流れ図
【図４】従来技術から公知の方法の説明に供する図１の
燃料調量系の圧力蓄積器内の蓄積圧の経過特性の例
【図５】公知方法の説明に供する図１の燃料調量系の圧
力蓄積器内の蓄積圧の経過特性の別の例
【符号の説明】
１ 燃料調量系 ２ 燃料貯蔵タンク ３ 送給ポンプ ４ 管路 ５ 調量弁 ６ 低圧制限弁 ８ 高圧蓄積器 ９ 燃料管路 １０ 高圧燃料噴射弁（所謂インジェクタ） １１ 圧力制限弁 １２ コイル １３ センサ １４ 制御装置 １５ 別のセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イェンス ヴォルバー ドイツ連邦共和国 ゲールリンゲン パッ ペルヴェーク ６ (72)発明者 トーマス フレンツ ドイツ連邦共和国 ネルトリンゲン ボイ テナー シュトラーセ ５ (72)発明者 マルクス アムラー ドイツ連邦共和国 レオンベルク−ゲーベ ルスハイム アム シュラウヘングラーベ ン 23 (72)発明者 ハンスイェルク ボーフム アメリカ合衆国 ミシガン ノヴィ パー マー ドライヴ 30842 Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AA07 AB02 AC09 BA51 CB15 CE29 DA01 DC18 3G301 HA01 HA02 HA04 JA02 JA24 JA26 JA37 LB04 LB06 LC10 MA11 NE01 NE06 PB08Z

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関、例えば、燃料直接噴射式内燃
    機関の作動方法であって、燃料を少なくとも１つのポン
    プ（３，７）によって圧力蓄積器（８）に送給し、前記
    燃料を前記圧力蓄積器（８）から燃料噴射弁（１０）を
    介して燃焼室内に噴射し、該噴射の際、前記燃料噴射弁
    （１０）の開期間（ｔｉ）を、前記圧力蓄積器（８）内
    の蓄積圧（ｐｒ）に依存して算出する方法において、開
    期間（ｔｉ）を、燃料調量システム（１）にとって典型
    的な、蓄積圧（ｐｒ）の周期的な脈動パターンを考慮し
    て算出することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 蓄積圧（ｐｒ）を、燃料噴射（Ｅ）の前
    に測定し、測定された前記蓄積圧（ｐｒ）を当該蓄積圧
    （ｐｒ）の脈動パターンを考慮して補正する請求項１記
    載の方法。
  3. 【請求項３】 燃焼室内への燃料の噴射（Ｅ）が、少な
    くとも１つのポンプ（７）の送給後最初の噴射（Ｅ）と
    して行われるか、少なくとも１つの前記ポンプ（７）の
    送給後第２の噴射（Ｅ）として行われるか、又は、少な
    くとも１つの前記ポンプ（７）の送給（Ｆ）中に行われ
    るかに依存して蓄積圧（ｐｒ）を補正する、請求項１又
    は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 燃料を燃焼室内に噴射（Ｅ）する際、最
    初の前記噴射（Ｅ）を、少なくとも１つのポンプ（７）
    の送給（Ｆ）後に行い、 −式 mｒ=εＫｒ・ρＫｒ・Vｒ/(εＫｒ+p０-pｒ) から、圧力蓄積器（８）内に含まれる燃料量（mｒ）を
    求め、その際、εＫｒは、噴射すべき燃料の圧縮モジュ
    ール、ρＫｒは、燃料の濃度、Vｒは、圧縮蓄積器
    （８）の容積、p０は、環境圧であり、 −蓄積圧力（pｈｏｃｈ）の上側の値を、圧縮の式 pｈｏｃｈ(m)=p０+εＫｒ・（1-ρＫｒ・Vｒ/m） を用いて、m=mｒ+mＥＳに対して求め、その際、m
    ＥＳは、燃焼室内に噴射すべき燃料量であり； −式ｐ rｋｏｒｒ=pｒ+（pｈｏｃｈ-pｒ）/2 を用いて、蓄積圧（ｐrｋｏｒｒ）の補正値を求める請
    求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 燃料を燃焼室内に噴射（Ｅ）する際、少
    なくとも１つのポンプ（７）の送給（Ｆ）後に第２又は
    後続の各噴射（Ｅ）を行い、 −式 mｒ=εＫｒ・ρＫｒ・Vｒ/（εＫｒ+p０-pｒ） から、圧力蓄積器（８）内に含まれる燃料量（mｒ）を
    求め、その際、εＫｒは、噴射すべき燃料の圧縮モジュ
    ール、ρＫｒは、燃料の濃度、Vｒは、圧力蓄積器
    （８）の容積及びp０は、環境圧であり； −蓄積圧力（pｔｉｅｆ）を、圧縮の式 pｔｉｅｆ（m）=p０+εＫｒ・（1-ρＫｒ・Vｒ/m） を用いて、m=mｒ-mＥＳに対して求め、その際、m
    ＥＳは、燃焼室内に噴射すべき燃料量であり； −式ｐ rｋｏｒｒ=pｒ+（pｔｉｅｆ-pｒ）/2 を用いて、蓄積圧（ｐrｋｏｒｒ）の補正値を求める請
    求項３又は４記載の方法。
  6. 【請求項６】 燃料を燃焼室内に噴射（Ｅ）する際、少
    なくとも１つのポンプ（７）の送給（Ｆ）中行い、 −式 mｒ=εＫｒ・ρＫｒ・Vｒ/（εＫｒ+p０-pｒ） から、圧力蓄積器（８）内に含まれている燃料量
    （mｒ）を求め、その際、εＫ ｒは、噴射すべき燃料の
    圧縮モジュール、ρＫｒは、燃料の濃度、Vｒは、圧力
    蓄積器（８）の容積及びp０は、環境圧であり； −蓄積圧力（pｈｏｃｈ）の上側の値を、圧縮の式 pｈｏｃｈ(m)=p０+εＫｒ・（1-ρＫｒ・Vｒ/m） を用いて、m=mｒ+mＥＳに対して求め、その際、m
    ＥＳは、燃焼室内に噴射すべき燃料量であり； −式ｐ rｋｏｒｒ=pｒ+（pｈｏｃｈ-pｒ）/4 を用いて、蓄積圧（ｐrｋｏｒｒ）の補正値を求める請
    求項３から５迄の何れか１記載の方法。
  7. 【請求項７】 内燃機関、例えば、燃料直接噴射型内燃
    機関の制御装置用の制御素子、例えば、リードオンリー
    メモリ（ＲＯＭ）又はフラッシュメモリであり、前記制
    御素子にプログラムが記憶されており、該プログラム
    は、計算装置、例えば、マイクロプロセッサ上で実行可
    能であり、及び、先行請求項１から３迄の何れか１記載
    の方法を実施するのに適していることを特徴とする制御
    素子。
  8. 【請求項８】 内燃機関、例えば、燃料直接噴射型内燃
    機関であって、 −圧力蓄積器（８）、 −燃料を前記圧力蓄積器（８）内に送給するための少な
    くとも１つのポンプ（３，７）、 −燃焼室、 −前記圧力蓄積器（８）から前記燃焼室内に燃料を噴射
    するための燃料噴射弁（１０）、及び、 −前記圧力蓄積器（８）内の蓄積圧（pｒ）に依存して
    前記燃料噴射弁（１０）の開期間（tｉ）を算出するた
    めの制御装置（１４）とを有する内燃機関において、制
    御装置（１４）は、開期間（tｉ）を、燃料調量系
    （１）にとって典型的な、蓄積圧（pｒ）の周期的な脈
    動パターンを考慮して算出することを特徴とする内燃機
    関。
  9. 【請求項９】 圧力蓄積器（８）は、コモンレール（Ｃ
    Ｒ）燃料噴射系の高圧蓄積器として構成されており、燃
    料噴射弁（１０）は、高圧燃料噴射弁として構成されて
    いる請求項８記載の内燃機関。
  10. 【請求項１０】 少なくとも１つのポンプ（３，７）
    は、１シリンダ高圧ポンプ（ＨＤＰ）を有する請求項８
    又は９記載の内燃機関。
  11. 【請求項１１】 内燃機関、例えば、燃料直接噴射型内
    燃機関用の制御装置（１４）であって、圧力蓄積器
    （８）、 −燃料を前記圧力蓄積器（８）内に送給するための少な
    くとも１つのポンプ（３，７）、 −燃焼室、 −前記圧力蓄積器（８）から前記燃焼室内に燃料を噴射
    するための燃料噴射弁（１０）、及び、 −前記圧力蓄積器（８）内の蓄積圧（pｒ）に依存して
    前記燃料噴射弁（１０）の開期間（tｉ）を算出するた
    めの制御装置（１４）とを有する内燃機関用の制御装置
    において、 −制御装置（１４）は、開期間（tｉ）を、燃料調量系
    （１）にとって典型的な、蓄積圧（pｒ）の周期的な脈
    動パターンを考慮して算出することを特徴とする制御装
    置。
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