JP4444234B2 - 内燃機関用の燃料噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関（エンジン）のための燃料噴射装置に関し、且つ、対応する燃料噴射を制御する方法に関する。

エンジン業界では、時間の関数としての噴射燃料の瞬間流速が、実質的に一定であり且つ相互に相違するレベルを備える少なくとも２つの伸びを含む発展を示す、即ち、段階状の曲線を用いて図式的に示し得る燃料噴射をなす必要が感じられている。具体的には、図９の曲線によって示されるものと類似する時間Ｔの発展を有し、第一流速Ｌ_１と、概して第一流速よりも高速の後続の第二流速Ｌ_２とを示す燃料の瞬間流Ｆを噴射する必要が感じられている。

そのような流速曲線を得る努力によって、専用型の噴射器を設けることが既知であり、そこでは、噴射ノズルの開放は、各バネと協働する２つの可動な開閉ピン又はニードルの持上げによって、さもなければ、２つの同軸バネと協働する単一の開閉ニードルの持上げによって引き起こされる。２つのバネは、所要の流速曲線に近似するような上昇を備えるノズル開放のために、相互に異なる予荷重を受け、及び／又は、相互に異なる力／変位の特徴を示す。

ノズルからの最大流速のレベルＬ_２よりも低速の第一流速レベル又はステップＬ_１を得るために、それ故に、図９のものに類似する流速曲線に近づけるために、最適な方法でバネを較正するのが幾分複雑である限りにおいて、記載されたばかりの既知の解決策は、満足とは程遠い。さらに、燃料供給の同一圧力を条件として、ニードルを持上げ法則、それ故に、ノズルの開放、即ち、噴射燃料の流速曲線の法則が構築されるや否や、エンジンの動作条件の変動に従って前記法則を修正し得ない。最後に、製造全体に亘って一定な噴射燃料の流速のプロファイルを備える噴射器を得るのは幾分困難である。

フランス国公報ＦＲ２７６１１１３Ａの文献から既知なことは、各周期毎に、予噴射が第一に遂行され、次に、主噴射が遂行され、主噴射が予噴射の終了前に開始するよう噴射器を制御するために設計された制御ユニットを含む噴射装置である。この装置は、予噴射を得ることが可能でない状況を許容する不利点を示す。

本発明の目的は、上記欠点が単純且つ安価な方法で解決されることを可能にする内燃機関のための噴射装置、及び、燃料噴射を制御するための方法を提供することである。

上記目的は、請求項１に定められるような内燃機関のための燃料噴射装置によって達成され、且つ、請求項１４に定められるような燃料噴射を制御するための方法によって達成される。

本発明のより良好な理解のために、今や、添付図面を参照して、純粋に非限定的な実施例によって、好適実施態様を記載する。

図１中に全体的に参照番号１によって示されているのは、内燃機関、具体的には、ディーゼルエンジンの電気噴射器（部分的に例証されている）である。電気噴射機１はシェル２を含み、シェルは長手軸３に沿って延び、共同噴射燃料供給装置に接続されるよう設計された側部入口４を有する。装置は、エンジンの通常条件の動作に従って、電気制御ユニットによって制御される。

電気噴射器１は、噴霧器で終端しており、噴霧器は、噴射室６を通じて入口４と連絡するノズル５を含む。ノズル５は、エンジンの燃焼室内に燃料を噴射するための孔５ａを具備する円錐形の先端部５ｂを有する。ノズル５は、通常、開閉ニードル７によって閉塞された状態で保持され、開閉ニードルは、円錐形先端部５ｂと係合するよう設計された円錐形先端部７ｂを有する。後により詳述に記載される電気アクチュエータ８の制御下でノズル５を開閉するために、ニードル７は軸方向シート９内で可動である。具体的には、ニードル７の円錐形先端部７ｂは、ノズル５の円錐形先端部５ｂと係合することによって、孔５ａを閉塞する。

ニードル７は、噴射室６内の燃料の圧力を受ける活性面を有し、活性面はショルダ又は環状面７ａ（図２）によって、場合によっては、封止環によってノズル５の円錐形先端部５ｂに対して境界を定められた円錐形先端部７ｂの表面の一部によって形成される。活性面は、外径Ｄ_１及び内径Ｄ_２を有する。図２の場合には、直径Ｄ_２は、ショルダ７ａの内径と一致している。

電気噴射器１は、以下により詳細に記載されるように、電気噴射器１自体の供給圧力、即ち、入口４（図１）における燃料の圧力の関数として、噴霧器のニードル７の開放を時間内に調節することによって、燃料の調量を遂行する。装置８は、電磁石１０と、電磁石１０の作用の下でシェル内で軸方向に滑動可能なアーマチャ１１と、電磁石１０によって加えられる引力の方向と反対方向にアーマチャ１１に作用する予荷重バネ１２とを含む種類であることが好ましい。

シェル２は、シート９の延長として形成された軸方向シート１３を有する。ロッド１４は、燃料の圧力の作用下でニードル７に軸方向推力を伝達するためにニードル７と係合された状態で、軸方向シート内に収容されている。ニードル７とシート１３のショルダとの間に接地されているのは、他のバネ２１であり、それは、ノズル５を閉塞するためにニードル７を所定位置に保持するのに寄与している。具体的には、シート１３の中間伸張部内に取り付けられているのは、固定的且つ流体密封的な位置でシェル２に結合された弁本体１３ａを含む調量ソレノイド弁１６である。弁本体１３ａは軸方向シート１３ｂを有し、直径Ｄ_３を有するロッド１４の頂部１４ａが、軸方向シート１３ｂ内で流体密封的に滑動する。円筒形の頂部１４ａの直径Ｄ_３は、ニードル７の活性面７ａの外径Ｄ_１よりも大きい。加えて、ロッド１４の部分１４ａの端部は、シート１３ｂの端部と共に、調量ソレノイド弁１６に関連付けられた、ロッド１４の制御室１５を定める。

制御室１５は、直径Ｄ_４を有する較正された入口ダクト１８（図３）を通じて、入口４と恒久的に連絡し、それは本体１３ａ内に作成され、且つ、加圧下の燃料を受け取るよう設計されている。リングナット１９の作用下で本体１３ａ上に取り付けられているのは、分配本体１７であり、それはステム又はピン２９を備える単一ピースから成るフランジ２０を有する。これは円筒形の側面３０によって境界を定められ、側面上に環状室３４が堀り抜かれている。ピン２９は、制御室１５及び較正された径方向通路２４と連絡する軸方向ダクト２３を有し、径方向通路２４は、環状室３４内に出ている。代替的に、軸方向ダクト２３は、軸３に対して対称的に設置される少なくとも２つの径方向通路と連絡し得る。

較正された径方向通路２４は、直径Ｄ_５を有し、電磁石１０のアーマチャ１１に取り付けられたスリーブ３５によって定められる開閉素子によって開閉されるよう設計されている。スリーブ３５は、ピン２９上に嵌合され、制御室１５内に存在する圧力を変動するために、よって、ノズル１５を開閉するために、電磁石１０の作用下で軸方向に滑動可能である。

通常、電磁石１０は電源切断されており、環状室３４を閉塞するために、バネ１２がアーマチャ１１のスリーブ３５を分配本体１７のフランジ２０と接触した状態に保持している。噴射室６内及び環状室３４自体内のように、制御室１５内には加圧下の燃料がある。ロッド１４に作用する制御室１５内の圧力の作用は、バネ２１の作用によって補助されて、環状面７ａ上の圧力の作用に勝るので、ニードル７はノズル５を閉塞状態に維持する。

電磁石１０が電源供給されるとき、これはアーマチャ１１を引くので、スリーブ３５は環状室３４を開放する。制御室１５の燃料は、径方向通路２４を通じて放出され、噴射室６内の燃料の圧力は、ニードル７を開放ストロークに沿って上方に押し、ノズル５を開放し、よって、燃料の噴射を決定する。電磁石１０が電源切断されると、バネ１２はアーマチャ１１を下方に戻すので、スリーブ３５は環状室３４を再び閉塞し、入口ダクト１８から進入する燃料は、制御室１５の圧力を復元する。ロッド１４の部分１４ａの表面上の圧力の作用は、バネ２１の作用によって補助されて、環状面７ａ上の燃料の圧力に再び勝るので、ニードル７はノズル５の閉塞のためのストロークを遂行する。

スリーブ３５が環状室３４を閉塞するとき、それは軸３に沿った燃料の圧力のゼロ合力を受け、その結果、電気噴射器１の可動部分の動的挙動の安定性の観点からの利点をもたらすことが明らかである。具体的には、開放ストローク及び閉塞ストロークに沿ったニードル７の変位は、装置８に送信される所与の電気的指令に対応して、１つの噴射と次の噴射との間で実際上一定である。

換言すれば、ニードル７の位置を、二方向唯一的且つ反復可能な方法で、装置８に送信される電気的指令と相関させることが可能である。電気的指令に応答した開閉ストロークに沿ったニードル７の位置を、電気噴射器１の構造的パラメータ（例えば、ニードル７の直径Ｄ_１及びＤ_２、ロッド１４のＤ_３、入口ダクト１８のＤ_４、及び、制御室１５の出口通路２４のＤ_５）の関数として、並びに、既知の動作パラメータ（例えば、入口４への燃料供給の圧力）の関数として理論計算によって得ることが可能である。同時に、ノズル５の開口の区画、よって、燃料の瞬間流速の発展を、ニードル７の軸方向変位の関数として、具体的には、ノズル５自体の通路の寸法に基づいて、並びに、燃料の供給圧力に基づいて特異な方法で決定し得る。

具体的には、ニードル７の軸方向変位の法則は、バネ２１に依存するのみならず、部分１４ａの直径Ｄ_３と、活性面、即ち、ショルダの外径Ｄ_１との間の比率Ｄ_３／Ｄ_１、並びに、活性面の外径Ｄ_１と内径Ｄ_２との間の比率Ｄ_１／Ｄ_２にも依存し、それは、考察中のこの場合において、ショルダ７ａのそれと一致する。前記比率の値は、噴射器を制御室１５内の圧力の発展に多かれ少なかれ敏感にする。比率Ｄ_３／Ｄ_１が一致する及び／又は比率Ｄ_１／Ｄ_２が増大するに応じて、ニードル７の変位は前記圧力に敏感になるので、制御室１５内の圧力の小さな低下は、ノズル５の開放をもたらす。好ましくは、比率Ｄ_３／Ｄ_１は１．０５〜１．２の間から成り、比率Ｄ_１／Ｄ_２は１．８５〜２．３５の間から成り、ニードル７の直径Ｄ_１は３．２〜４．８ｍｍの間から成り得る。

次いで、入口ダクト１８及び径方向出口通路２４の直径Ｄ_４及びＤ_５の組の値は、ソレノイド弁１６の開放期間中及び後続の閉塞期間中の双方において、制御室１５内の燃料の圧力の曲線に影響を与える。スリーブ３５の開放ストローク期間中に比率Ｄ_５／Ｄ_４が増大するに応じて、制御室１５内の圧力はより急速に減少し、よって、ニードル７の開放の過渡を低減する。さらに、比率Ｄ_５／Ｄ_４が増大するに応じて、スリーブ３５の閉塞ストローク期間中に、制御室１５内の圧力はより低速に減少し、よって、ニードル７の閉塞の遅延を引き起こす。好ましくは、前記比率Ｄ_５／Ｄ_４は、０．７〜１．４の値の間から選択され、径方向通路２４の直径Ｄ_５は０．２２〜０．３５ｍｍの間から選択され得る。

図４乃至６は、時間Ｔの関数として、装置８に送信される電気的指令のパターンＣを示す破線曲線と、前記指令に応答した動作の、即ち、ニードル７によって取られる軸方向位置のプロファイル又は発展を示す実線曲線とを備える上部グラフをそれぞれ示しており、ここで、「ゼロ」縦座標は、ノズル５が閉塞される位置を示している。図４乃至６は、時間Ｔの関数として、ノズル５を通じて噴射され、且つ、対応する頂部グラフに示されるニードル７の変位によって引き起こされる燃料の瞬間流速の発展Ｆを示す底部グラフをそれぞれ示している。

図４乃至６において、電気的指令Ｃ並びにニードル７の変位Ａ及びＢの部分に関連付けられているのは、それぞれの下付き数字である。明瞭性のために、本明細書及び付属の請求項において、「指令」という用語が意味するものは、比較的急激な初期的増大を備える上昇縁又はランプＲを初期的に有する発展Ｃを有する電気的信号である。例証されている実施例において、装置８は電流信号を受信し、その発展Ｃは、上昇縁Ｒの後、最大値の近傍に保持の伸びＭ、中間値へ減少する伸びＤ、前記中間値の近傍の保持の伸びＮ、及び、最終的な減少の伸びＥを示している。

本発明の方法によれば、燃料噴射を得るために、装置８に供給されるものは、少なくとも第一及び第二の電気的指令（図４乃至６）であり、それらは、如何なる時間の不連続もなしに、動作のプロファイルＰを備えてニードル７を変位するよう、相互に十分に近接している。電気的指令は、ニードル７に第一開放変位及び第二開放変位、又は、持上げを遂行させ、それらは、プロファイルＰにおいて各伸びＡによって定められ、相対的最大値Ｈまで上昇し、次に、プロファイルＰの減少伸びＢによって定められる各閉塞変位が続く。

図４を参照すると、例えば、燃料の予噴射及び主噴射をそれぞれ制御するために、ニードル７に第一開放変位Ａ１及び第二開放変位Ａ２を遂行させるよう、少なくとも第一電気的指令Ｃ１及び第二電気的指令Ｃ_２を用いて電磁石１０を作動するための制御ユニットを事前準備可能であり、主噴射はエンジンの動作条件に依存する。

具体的には、瞬間Ｔ_１に、第一指令Ｃ_１が発せられ、その発展はランプＲ_１を伴って増大し、次に、短い伸びＭ_１に亘って実質的に一定に留まり、次に、伸びＤ_１に沿って減少し、実質的に一定な伸びＮ_１を示し、最終的に、伸びＥ_１を伴って減少する。指令Ｃ_１の発展は、装置８の応答の遅延の故にＴＱ_０＞Ｔ_１を伴って瞬間ＴＱ_０から開始するニードル７の変位を引き起こし、値Ｈ_１まで増大する伸びＡ_１及び減少伸びＢ_１を含むプロファイルＰを備える。指令Ｃ_１の伸びＮ_１の短い期間の故に、ニードル７の持上げＨ_１は限定的であり、一定量の燃料の予噴射を制御する目的を有する。

ニードル７がノズル５の閉塞ストロークの端部位置に達する前のストレッチＢ_１の地点Ｑ１において、第二持上げ、即ち、伸びＡ_２を開始するよう、第二指令Ｃ_２は瞬間Ｔ_２に発せられる。具体的には、瞬間Ｔ_２は、伸びＥ_１を延長する曲線Ｃ_１によって示される第一指令がゼロ値に達する理論的瞬間よりも小さい。曲線Ｃ_２は、伸びＮ_１よりも長い期間の伸びＮ_２を有し、それは既知の方法でエンジンの動作条件に依存するので、ニードル７の持上げはＨ_１よりも高い値Ｈ_２に達し、ノズル５の開放の程度若しくは横断面及び／又は開放の期間を伸びＡ_１の端部で到達するそれよりも大きくする。次に、ノズルの閉塞を完了するまで、伸びＢ_２によって定められる閉塞変位が続き、然る後、ニードル７は、後続の噴射まで静止したままである。

時間間隔Ｔ_１−ＴＱ_０は遅延であり、それを用いて、ニードル７は上方に移動し始め、第一場所において、制御室１５の出口通路２４の直径Ｄ_５と入口ダクト１８の直径Ｄ_４との間の比率Ｄ_５／Ｄ_４に依存し、それは制御室１５内の圧力の減少速度を決定する。前記遅延は、バネの予荷重に依存するのみならず（図１乃至３を参照）、直径Ｄ_３によって定められる、ロッド１４の部分１４ａの端部の軸３に対して直角な表面、及び、直径Ｄ_１及び直径Ｄ_２によって定められる、ニードル７の活性面の比率にも依存し、それはニードル７上の圧力の合力を決定する。具体的には、燃料の圧力が作用する表面の比率は、ロッド１４の部分１４ａの直径Ｄ_３とショルダ７ａの外径Ｄ１との間の比率Ｄ_３／Ｄ_１、並びに、外径Ｄ_１とニードル７の活性面の内径Ｄ_２との間の比率Ｄ_１／Ｄ_２の組み合わせによって定められる。２つの直径の比率は、ニードル７の変位速度を決定するのに寄与するよう選択される。

伸びＢ_１と伸びＡ_２との間の如何なる時間の不連続もなしに、即ち、如何なる小休止又は休止時間もなしに、２つの連続的な部分Ｓ及びＵ（図４中に実線で示されている）を示す限り、得られる瞬間流速の曲線Ｆは、満足し得る方法で、図９に例証される瞬間流速の所望の曲線に近似する。２つの部分Ｓ及びＵは、相互に異なる各最大レベルＨ_１及びＨ_２を示し、それ故に、相互に異なる各平均レベルも示し、それは図９のレベルＬ_１及びＬ_２とそれぞれ近似する。部分Ｓが終端し且つ部分Ｕが開始する瞬間は、地点Ｑ_１の時間横座標ＴＱ_１に対応する。

時間間隔ＴＱ_０−ＴＱ_１は、ロッド１４の前記表面の直径とニードルの前記表面の直径の間の比率Ｄ_３／Ｄ_１、ニードル７の活性面の外径Ｄ_１と内径Ｄ_２との間の比率Ｄ_１／Ｄ_２、及び、直径の比率Ｄ_５／Ｄ_４にも依存する。比率Ｄ_３／Ｄ_１が増大するに応じて及び／又は比率Ｄ_１／Ｄ_２が増大するに応じて、時間間隔ＴＱ_０−ＴＱ_１並びに変位Ｈ_１及びＨ_２の双方が増大する。何故ならば、ニードルに作用する圧力の合力の故に、ニードル７はノズル５をより開放し易く、それを閉塞するのにより低速であるからである。次いで、直径Ｄ_５／Ｄ_４の比率が増大するに応じて、制御室１５内の圧力の減少がより高速であるので、時間間隔ＴＱ_０−ＴＱ_１並びに変位Ｈ_１及びＨ_２の双方が増大し、よって、ニードルに加わる圧力の合力の故に、ニードル７はノズル５をより開放し易く、閉塞するのがより低速である。

図７は、破線を用いて、２つの指令Ｃ_１及びＣ_２の曲線を示し、異なる線を用いて、直径Ｄ_５が曲線Ｐ_１のための０．２２ｍｍから曲線Ｐ_４のための０．３５ｍｍに変化するときに、２つの指令Ｃ_１及びＣ_２の発信の間の時間間隔が同一であることを条件として、実験的に検出された電気噴射器１の瞬間流速の一連の曲線を示している。直径Ｄ_５が増大するに応じて、時間間隔がどのように減少し且つ変位Ｈ_１及びＨ_２がどのように増大するかに気付き得るであろう。

また、図８は、破線を用いて、２つの指令Ｃ_１及びＣ_２の曲線を示し、異なる線を用いて、ロッド１４の部分１４ａの直径とニードル７の直径との間の比率Ｄ_３／Ｄ_１が、曲線Ｐａ_１のための１．０５から曲線Ｐａ_２のための１．２に変化するときに、実験的に検出された電気噴射器１の瞬間流速の２つの曲線を示している。この場合には、時間間隔ＴＱ_０−ＴＱ_１も減少することに気付き得るであろう。

図７及び８から、直径Ｄ_５（図７）が増大するとき及び比率Ｄ_３／Ｄ_１（図８）が増大するときの双方に、曲線Ｐの伸びＢ_２の閉塞の遅延の増大があることがより一層明瞭である。最後に、瞬間流速ＦのレベルＬ_２は、概して、直径Ｄ_５（図７）及び比率Ｄ_３／Ｄ_１（図８）と無関係な最大に到達することが分かるであろう。

図５の実施例によれば、装置８は、２つの電気的指令を連続的に受信し、それらは下付数字又は参照番号３，４によってそれぞれ表わされ、それは実線によって指し示される動作のプロファイルＰ'を伴ってニードル７を変位させ、それは予噴射を決定するための変位Ａ_３と、主噴射を決定するための変位Ａ_４とを含む。再び、プロファイルＰ'は、伸びＢ_３と伸びＡ_４との間に如何なる時間の不連続を有しないが、限定的な条件にある、即ち、伸びＢ_３の最終地点Ｑ_３において、換言すれば、ニードル７が閉塞ストロークの終点の位置にちょうど達したときに第二持上げＡ_４を開始するよう、瞬間Ｔ_４に第二電気的指令が供給される。

具体的には、瞬間Ｔ_４は、曲線Ｃ_３の伸びＥ_３がゼロまで進む瞬間よりも大きい。それにも拘わらず、限定的な条件において、得られる瞬間流速の曲線Ｆ'は、２つの連続的な部分Ｓ'及びＵ'を含み、それらは相互に異なる最大レベル、それ故に、相互に異なる平均レベルをそれぞれ示し、再び、満足し得る方法で、図９の瞬間流速の所望の曲線のレベルＬ_１及びＬ_２にそれぞれ近似する。部分Ｓ'が終端し且つ部分Ｕ'が開始する瞬間は、地点Ｑ_３の時間横座標ＴＱ_３に対応することが明らかである。

図６の実施例によれば、装置８は、４つの電気的指令を連続的に受信し、それらはそれぞれ参照板又は下付き番号５乃至８によって表わされ、再び如何なる時間の不連続もない動作のプロファイルＰ”を伴ってニードル７を移動するよう、十分に相互に近接した各瞬間Ｔ_５乃至Ｔ_８に供給される。瞬間Ｔ_６乃至Ｔ_８は、今や、伸びＥ_５乃至Ｅ_７がそれぞれゼロまで進む瞬間よりも大きい。図４の実施例と類似の方法において、伸びＡ_６乃至Ａ_８は、伸びＢ_５乃至Ｂ_７の各地点Ｑ_５乃至Ｑ_７で開始し、そこでは、ニードル７は、ノズル５の閉塞ストロールの終わりの位置にまだ到達していない。

ノズル５の開放の相対的最大区域が実質的に同一であるよう、最初の３つの持上げの終わりにニードル７が到達する値Ｈ_５乃至Ｈ_７（相対的最大）は、互いに実質的に同一である。この場合、予噴射は３つの電気的指令Ｃ_５乃至Ｃ_７によって支配される。第四で最終の持上げ（伸びＡ_８）の端部で到達する値Ｈ_８はより高く、伸びＮ_８が伸びＮ_５乃至Ｎ_７よりも長い期間を有する限り、開放のより大きな程度又は区域に主噴射を決定させる。

その結果、曲線が段階状曲線により近接して近づく限り、図９の所望の流速曲線に近似する流速の曲線Ｆ”がより良好な方法で得られる。具体的には、曲線Ｆ”は、地点Ｑ_７の時間横座標と一致する瞬間ＴＱ_７まで、３つの「ピーク」を有し且つ図９の曲線のレベルＬ_１に近似する部分Ｓを含み、瞬間ＴＱ_７の後、部分Ｓ”よりも高い平均及び最大レベルを有し且つ図９の曲線のレベルＬ_２に近似する部分Ｕ”を含む。

変形（図示せず）によれば、互いに異なる値Ｈまでの２以上の連続的な持上げを用いてニードル７を変位させることによって、２つ以上のレベルが存在する段階状の種類の瞬間流速の曲線に近似させること、及び／又は、図９に例証されるレベルＬ_１及びＬ_２と対称的に、適切な期間及び振幅の電気的指令を発することによって、レベルＬ_１の後にレベルＬ_２が続く瞬間流速の曲線に近似させることが可能である。

前記の記載から、内燃機関における燃料噴射を制御する方法が明らかに現れ、電気噴射器１は、
・電気アクチュエータ装置８と、
・噴射ノズル５と、装置８の制御の下でノズルを開放／閉塞するために、開放ストローク及び閉塞ストロークに沿って可動なニードル７と、を含む噴霧器とを含み、
・電気噴霧器１は、ニードル７をノズルのための閉塞位置に保持するよう、制御室１５内の燃料の圧力によって押圧されるロッド１４によって制御されたニードル７の開放を時間内に調節することによって、燃料の調量を遂行し、
・制御室１５は、事前設定された直径Ｄ_４を有する較正された入口ダクト１８と、調量弁１６によって制御される直径Ｄ_５を有する出口通路２４とを備える。

燃料を噴射を制御するための方法は、
・ ニードル７の変位の特定速度を決定するために、出口通路２４の直径と入口ダクト１８との間の比率Ｄ_５／Ｄ_４を選択するステップと、
・ ニードルの開放の対応する変位を制御するために、少なくとも、１つの第一電気的指令Ｃ_１；Ｃ_３；Ｃ_５乃至Ｃ_７と、１つの第二電気的指令Ｃ_２；Ｃ_４；Ｃ_８を装置８に発信するステップとを含み、
・ 第一電気的指令Ｃ_１；Ｃ_３；Ｃ_５、及び、第二電気的指令Ｃ_２；Ｃ_４；Ｃ_８は、如何なる時間の不連続をも生じることない動作のプロファイルＰを伴ったニードル７の変位を引き起こすよう、相互に十分に近接した方法で時間調節されることを特徴とする。

加えて、本発明の方法によれば、少なくとも１つの噴射のために、以下の量の少なくとも１つが、エンジンの動作パラメータの関数として決定される。
・ 第一電気的指令Ｃ_１；Ｃ_３；Ｃ_５及び第二時間的指令Ｃ_２；Ｃ_４；Ｃ_８の間の少なくとも１つの期間、
・ 電気的指令Ｃ_１乃至Ｃ_８の数、及び、
・ 電気的指令Ｃ_１乃至Ｃ_８の時間間隔。

このようにして、近似することが望ましい実質的に一定レベルの流速の振幅及び／又は期間及び／又は数を変えることによって、幾つかの噴射の間の瞬間流速の発展を調節することが可能である。

前記の記載から、燃料噴射を制御するための方法が、最適な方法で段階状方の流速曲線に近似し且つ比較的簡単な方法で得られる瞬間流速の噴射を可能にすることが明らかである。実際上、上記の方法に従った噴射の制御は、機械的構成部品の構成及び／又は専用的に組み込まれた噴射器を必要としない。加えて、所望の流速曲線に可能な限り近接して近付け、且つ、エンジン自体の動作の特定地点に従ったエンジンの効率を最適化し得るよう、１つの噴射と次の噴射との間に噴射される流速の発展を極めて容易に変更し得る。

上記の記載から、本発明の保護範囲から逸脱することなく、記載された噴射装置及び制御方法に修正及び変更をなし得ることが明らかである。具体的には、実施例によって例証された電気噴射器１と異なる噴射器を用いて制御方法を遂行し得るが、ノズルの開閉ニードル素子の変位は、燃料の供給圧力の関数として常に得られ、所与の電気的指令に応答して反復可能である。次いで、電磁石の代わりに、圧電アクチュエータによって装置８を構成し得る。

さらに、既に記載されたように、ニードル７の円錐形先端部７ｂとノズル５の円錐形先端部５ｂとの間の封止の直径Ｄ_２は、例えば、ニードル７の底部の異なるジオメトリの故に、環状ショルダ７ａの内径と一致しなくてもよい。最後に、単一且つ同一の噴射内の持上げ期間中に、数回に亘って、及び／又は、実施例によって指し示されたものと異なる量によって、ニードル７を変位し得る。

本発明に従った噴射装置のための電気噴射器を明瞭性のために部品を除去した状態で示す横断面図である。 図１の詳細を示す拡大図である。 図１の他の詳細を示す拡大図である。 本発明の好適実施態様に従った電気噴射器の動作を示すグラフである。 本発明の好適実施態様に従った電気噴射器の動作を示すグラフである。 本発明の好適実施態様に従った電気噴射器の動作を示すグラフである。 電気噴射器の２つのパラメータが変動するときの噴射器の流速の変動を示す２つのグラフである。 電気噴射器の２つのパラメータが変動するときの噴射器の流速の変動を示す２つのグラフである。 噴射期間中の燃料の瞬間流速の所望曲線を示すグラフである。

符号の説明

１ 電気噴射器
２ シェル
３ 長手軸
４ 側部入口
５ ノズル
５ａ 孔
５ｂ 先端部
６ 噴射室
７ 開閉ニードル
７ａ ショルダ
７ｂ 先端部
８ 電気アクチュエータ
９ 軸方向シート
１０ 電磁石
１１ アーマチャ
１２ 予荷重バネ
１３ 軸方向シート
１３ａ 弁本体
１４ ロッド
１４ａ 頂部
１５ 制御室
１６ 調量ソレノイド弁
１７ 分配本体
１８ 入口ダクト
１９ リングナット
２０ フランジ
２１ バネ
２３ 軸方向ダクト
２４ 径方向通路
２９ ステム／ピン
３０ 側面
３４ 環状面
３５ スリーブ

Claims (3)

1. 内燃機関のための加圧型の燃料噴射装置であって、
   燃料噴射のための少なくとも１つの電気噴射器と、
   調量弁のための電気アクチュエータ装置とを含み、
   前記電気噴射器は、噴射室と連絡する噴射ノズルと、前記噴射室の燃料の圧力の作用の下で開放ストローク及び閉塞ストロークに沿って移動可能なニードルとを含み、該ニードルは、前記ノズルを閉塞するための位置に通常保持され、且つ、該閉塞位置において、前記噴射室内の燃料の圧力に晒される活性面を有し、該活性面は、前記ニードルの外径と、前記ニードルと前記ノズルとの間の封止の内径とによって定められ、
   前記電気アクチュエータ装置は、前記ニードルと係合されるロッドを含み、該ロッドは、直径を有し、且つ、前記調量弁と関連付けられる制御室の内部の燃料の圧力によって通常押圧される部分を有し、前記制御室は、事前設定された直径を有する入口ダクトと、直径を有する出口通路とを備え、該出口通路は、前記調量弁によって制御され、
   前記閉塞位置に向かう前記ロッドの作用を補足する作用を前記ニードルに対して加えるために設けられる弾性手段を含み、
   前記電気アクチュエータ装置は、第一電気指令と、少なくとも第二電気指令とを備える、電気制御ユニットによって動作され、前記第二電気指令は、前記第一電気指令に近接し、前記第一電気指令は、前記ニードルに第一開放変位を遂行させ、前記第一開放変位の後には、閉塞変位が続き、前記第二電気指令は、前記ニードルに第二開放変位を遂行させ、且つ、前記閉塞変位の地点において前記第二開放変位を開始させ、前記第二開放変位と前記閉塞変位との間に休止時間が存在しない動作プロファイルをもたらし、
   前記出口通路の直径と前記入口ダクトの直径との間の比率は、前記ニードルの変位の特定速度を決定するために、０．７〜１．４の間で構成され、
   前記ロッドの前記部分の直径と前記活性面の前記外径との間の比率は、前記変位の特定速度を決定するために、１．０５〜１．２の間で構成され、
   前記活性面の前記外径と前記内径との間の比率は、前記変位の特定速度を決定するのに寄与するために、１．８５〜２．３５の間で構成され、
   前記地点は、前記閉塞ストロークの終点であり、
   前記制御室は、フランジとステムとを有する分配本体によって定められ、前記ステムは、前記フランジと一体物で作成され、且つ、摺動可能なスリーブによって係合され、前記出口通路は、前記ステムに径方向に配置され、且つ、軸方向ダクトを介して前記制御室と連絡し、前記電気アクチュエータ装置は、前記スリーブが前記出口通路を開閉するのを制御し、前記スリーブは、前記出口通路が閉塞されるとき、実質的にゼロ軸方向圧力に晒されることを特徴とする、
   燃料噴射装置。
2. 前記噴射室及び前記制御室内の燃料の圧力は、１２００〜１８００バールの間で構成され、
   前記出口通路の前記直径は、０．２２〜０．３５ｍｍの間で構成され、
   前記ニードルの前記活性面の前記外径は、３．２〜４．８ｍｍの間で構成されることを特徴とする、
   請求項１に記載の燃料噴射装置。
3. 前記第一電気的指令及び前記第二電気的指令は、前記第一開放変位及び前記第二開放変位の終わりに、前記ノズルの第一程度の開放及び第二程度の開放にそれぞれ達するよう発信され、前記開放の程度は、互いに異なることを特徴とする、請求項１又は２に記載の燃料噴射装置。
   

Images