JP4465138B2 - リターンレス燃料供給システム内の燃料圧力を逃がす方法 - Google Patents

Description

【０００１】
従来の技術
本発明は、内燃機関のリターンレス燃料供給システム内に少なくとも１つの燃料ポンプが配置されており、該リターンレス燃料供給システム内の燃料圧力を所望の圧力値まで低減する方法に関する。さらに本発明は、少なくとも１つの燃料ポンプが内部に配置されたリターンレス燃料供給システムを備えた内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
燃料供給システムにおいて燃料は燃料タンクから燃料ポンプによって圧力管路を介して、内燃機関のところに設けられ噴射弁を備えた燃料分配器へポンプで送られる。多くの燃料供給システムの場合には燃料分配器からリターン管路が分岐しており、これは燃料タンクに再び案内されている。内燃機関にとって不要な燃料量は、燃料分配器を通りリターン管路を介して再び燃料タンクへ戻るよう流れる。これにより内燃機関動作中、燃料タンクにおいて燃料の温度が上昇することになる。
【０００３】
これに対しリターンレスの燃料供給システムの場合、燃料分配器から燃料タンクへのリターン管路が設けられておらず、これにより燃料タンク中の燃料の加熱を抑えることができる。このようにすれば、自動車における燃料気化に関する法律上の義務を比較的容易に果たすことができる。
【０００４】
従来技術によれば、最近の内燃機関は燃料供給システムにおいてかなり高い燃料圧力を用いて稼働される。しかしながら保守作業や修理のためには、燃料供給システムを稼働圧力よりも低い圧力値に下げなければならない可能性がある。リターンレス燃料供給システムの場合、燃料分配器に付加的な圧力逃がし弁でも設けないかぎり、燃料圧力の低減は噴射弁によってしか行えない。
【０００５】
リターンレス燃料供給システムにおける燃料圧力低減の問題は、直接噴射型のディーゼルエンジンまたはガソリンエンジン用のコモンレール蓄圧形噴射システムにおいて殊に発生する。コモンレール蓄圧形噴射システムの場合、燃料分配器として燃料高圧蓄圧器が設けられている。燃料はまずはじめに燃料タンクから電動燃料ポンプとして構成されたプリフィードポンプにより、後段に接続された高圧フィードポンプへ供給される。この高圧フィードポンプは燃料を非常に高い圧力で燃料高圧蓄圧器へ送り、さらにそこから燃料は噴射器として構成された噴射弁に到達する。現在の技術状況によれば、直接噴射式ディーゼルエンジンは１，５００ｂａｒの燃料圧力で駆動され、直接噴射式ガソリンエンジンは５０〜１００ｂａｒの燃料圧力で駆動される。このような圧力を保守作業や修理のために低い圧力に下げなければならない。しかも無圧の燃料高圧蓄圧器が必要とされる。
【０００６】
本発明の課題は、リターンレスの内燃機関燃料供給システムにおける燃料圧力を、必要に応じてできるかぎり迅速にかつ余計な圧力逃がし弁を使用することなく所望の圧力値まで低減できるようにすることである。
【０００７】
本発明によればこの課題は、冒頭で述べた形式の燃料圧力を低減する方法において、燃料供給システムと内燃機関を圧力低減モードで動かし、この圧力低減モード中、内燃機関の少なくとも１つの燃料ポンプを制御または調整して、燃料供給システム内で所望の圧力値を生じさせることにより解決される。
【０００８】
つまり本発明による方法の場合、燃料圧力が噴射弁を介して低減される。この目的で燃料供給システムと内燃機関が圧力低減モードで動かされる。この動作モード中、燃料供給システム内で所望の圧力値が生じるよう、燃料供給システムにおける少なくとも１つの燃料ポンプが制御される。内燃機関が僅かに回転した後にすでに、燃料供給システム全体にたとえば燃料分配器に所望の圧力が生じる。本発明による方法の利点は、付加的な圧力逃がし弁を使用することなくリターンレス燃料供給システム内の燃料圧力を所望の圧力値まで迅速に下げることができる点にある。
【０００９】
たとえばリターンレスの高圧燃料供給システムは、必要に応じて制御される圧力調整部を有している。燃料圧力を低減するためこの圧力調整部を圧力低減モード中、燃料供給システム内で所望の圧力値が生じるよう制御することができる。圧力低減モードで内燃機関が動作している間、内燃機関はたとえばアイドリング状態であるいは別の動作状態で動かされる。内燃機関の動作状態は、圧力低減モード中に実行すべき保守サイクルまたは修理サイクルの形式に依存する。少なくとも１つの燃料ポンプによって、燃料が所望の圧力値で燃料タンクから燃料供給システムへ送り込まれる。これにより時間とともに、燃料供給システム内の燃料圧力を低減するために動作圧力から所望の圧力値へと向かう。内燃機関がいくらか回転した後、燃料供給システム内に所望の圧力が生じる。とはいえ燃料圧力の低減は、その圧力が燃料噴射のためにまだ十分な程度だけしか行えない。燃料供給システム内の燃料圧力が燃料を燃焼室に噴射するには低くなりすぎるとただちに、内燃機関は停止したままになる。
【００１０】
本発明による方法は、高圧燃料供給システムでの使用に殊に適している。これはたとえば、直接噴射式のディーゼルエンジンまたはガソリンエンジンのためのリターンレスコモンレール蓄圧形噴射システムとして構成されている。本発明の方法によれば、この種の燃料供給システム内に生じる高い圧力を簡単かつ迅速に低減することができる。
【００１１】
本発明の１つの有利な実施形態によれば、高圧燃料供給システムにプリフィードポンプと高圧フィードポンプが設けられている場合、燃料供給システム内で所望の圧力値が生じるよう高圧フィードポンプを制御するように構成されている。また、燃料供給システム内の燃料圧力を、高い動作圧力とプリフィードポンプの圧力との間に位置する所望の圧力値に合わせて調整することができる。
【００１２】
燃料圧力をさらに低減できるようにする目的で本発明の１つの有利な実施形態によれば、プリフィードポンプが所期のように制御される。この場合、燃料供給システムにおける燃料圧力を、プリフィードポンプにより形成される圧力よりも低い所望の圧力値まで下げることも可能である。プリフィードポンプの制御を、プリフィードポンプが遮断するまで行うことができる。この場合、燃料供給システムにおける燃料圧力を周囲圧力まで下げることができる。燃料圧力が低減したことでもはや十分な燃料噴射を行うことができなくなると、ただちに内燃機関が停止する。燃料供給システムにおける燃料圧力をこのような低い値まで下げることはたとえば工場などにおいて、修理目的で燃料供給システムの高圧回路を危険なく開放できるようにする目的で燃料圧力をできるかぎり減少させるために用いられる。
【００１３】
本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、高圧フィードポンプを制御するために高圧フィードポンプの量制御弁が制御される。その際、圧力調整部によって、燃料供給システム内で所望の圧力が生じるよう高圧フィードポンプにおける量制御弁が制御される。
【００１４】
本発明の別の有利な実施形態によれば、圧力低減モードが内燃機関の制御装置によって制御される。所定の制御命令または制御命令シーケンスを内燃機関の制御装置に加えることによって、圧力低減モードを開始および／または終了させるのがよい。制御命令はたとえば機械工の要求であるし、または選択された保守サイクルまたは修理サイクルを内燃機関を用いて実行し、そのために燃料供給システムを圧力低減モードに移行させるその他の要員の要求である。
【００１５】
さらに本発明の別の解決手によれば冒頭で述べた形式の内燃機関の制御装置において、請求項１から６のいずれか１項記載の方法に従い圧力低減モード中の燃料供給システムと内燃機関の動作を制御する手段が設けられている。
【００１６】
内燃機関の制御装置にたとえば付加的な機能を設けることができ、その機能によって圧力低減モード中に燃料供給システムと内燃機関を作動させることができる。この付加的な機能をたとえば制御装置のソフトウェアに組み込むことができる。内燃機関制御装置におけるこのような付加的な機能を、機械工または他の要員によって要求し呼び出すことができる。圧力低減動作の呼び出しにより内燃機関に対し、慣用の動作が行われようとしているのではなく、燃料供給システムにおける燃料圧力の低減を実行しようとしていることが通知される。この場合、本発明による方法を内燃機関の制御装置によるコントロールによって自動的に実行させることができる。相応に燃料ポンプが制御される。圧力逃がしモードの終了後、この方法は終了する。圧力逃がしモードの終了もやはり機械工または他の要員により、所定の制御命令または制御命令シーケンスによって制御装置に通知することができる。
【００１７】
次に、図面を参照しながら本発明の２つの有利な実施例について詳しく説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１の有利な実施形態によるリターンレス燃料供給システムにおける燃料低減方法のフローチャートである。
【００１９】
図２は、本発明の第２の実施形態による方法のフローチャートである。
【００２０】
本発明による方法は、リターンレスの内燃機関燃料供給システムにおける燃料圧力を所望の圧力値に低減するために用いられる。この方法は燃料圧力を内燃機関の個々の動作点に整合させるために内燃機関稼働中に実行させることができるけれども、通常は工場において燃料供給システムを危険なく修理できるようにする目的で工場の試験員によって呼び出される。これによれば、燃料圧力を内燃機関の動作に必要とされる値よりも低い値において周囲圧力まで下げることができる。
【００２１】
燃料供給システムは有利には、たとえば直接噴射型内燃機関たとえばガソリンエンジン用のコモンレール蓄圧形噴射システムである。コモンレール蓄圧形噴射システムの場合には燃料は燃料タンクから高圧管路を介して、内燃機関に設けられた高圧蓄圧器へ送り込まれる。燃料タンクからの燃料は有利には電動燃料ポンプとして構成されたプリフィードポンプおよびその後段に配置された必要に応じて制御される高圧フィードポンプにより、高圧燃料蓄圧器に送り込まれる。この場合、リターンレス燃料供給システムであるため、内燃機関にとって不要な燃料を燃料タンクへ送り戻すために高圧燃料蓄圧器から燃料タンクへの戻し管路は存在しない。
【００２２】
図１のファンクションブロック１は、動作圧力における内燃機関の通常動作を表している。問い合わせブロック２において、燃料圧力低減の要求が出されているか否かがチェックされる。この要求はたとえば、機械工あるいは内燃機関の保守や修理のための他の要員によってトリガすることができる。この要求は、所定の制御命令または制御命令シーケンスを内燃機関制御装置へ供給することにより実行することができる。燃料圧力低減の要求が発生していなければファンクションブロック１へ分岐し、内燃機関の通常動作が続けられる。
【００２３】
これに対し燃料圧力低減要求が生じたならば、ファンクションブロック３において本発明による方法がスタートする。ファンクションブロック４において所望の圧力値が求められ、動作圧力から出発してこの圧力まで燃料供給システムにおける燃料圧力が低減されることになる。所望の圧力値をたとえば内燃機関制御装置によってまえもって設定可能であるし、または燃料圧力低減を要求した要員によって設定することもできるし、あるいは本発明による方法の呼び出し時に特定の保守サイクルまたは修理サイクルを選択することによって決定することもできる。ファンクションブロック５において、燃料供給システムにおける１つまたは複数の燃料ポンプのための制御信号が求められる。この制御信号は、ファンクションブロック４において求められた所望の圧力値に依存する。そしてこの制御信号は、内燃機関稼働時において圧力低減モード（ファンクションブロック７）中、いくらか時間が経過した後に所望の圧力値が燃料供給システムに生じるように決定される。この実施例の場合、コモンレール蓄圧形噴射システムの高圧フィードポンプのための制御信号が求められる。また、プリフィードポンプのための制御信号を求めることもできる。たとえば修理の目的で、燃料供給システム内の燃料圧力たとえば高圧蓄圧器内の燃料圧力をプリフィードポンプにより形成された燃料圧力よりも低い値まで下げようとするときには、このことが必要とされる。
【００２４】
ファンクションブロック６において、プリフィードポンプとコモンレール蓄圧形噴射システムの高圧フィードポンプがファンクションブロック５において求められた制御信号によって制御され、その結果、ファンクションブロック４において求められた所望の圧力値がコモンレール蓄圧形噴射システムにおいて生じるようになる。これに加えてファンクションブロック７において、選択された修理サイクルまたは保守サイクルを実行できるよう内燃機関が制御される。この実施例の場合、内燃機関はアイドリング状態で動かされる。したがってファンクションブロック６，７において、燃料供給システムと内燃機関は圧力低減モードで動かされる。
【００２５】
問い合わせブロック８において、選択された修理サイクルまたは保守サイクルが完全に実行されたか否か、および燃料供給システムにおける燃料圧力低減を終了させることができるか否かが調べられる。修理サイクルまたは保守サイクルがまだ完全には実行されていなければファンクションブロック６，７に分岐して圧力低減モードが続けられる。選択された修理サイクルまたは保守サイクルが完全に実行されたならば、ファンクションブロック９において本発明による方法が終了する。それに続いてファンクションブロック１に分岐し、内燃機関は通常モードで動かされる。
【００２６】
図２には本発明による方法の択一的な実施例が描かれている。まずはじめにファンクションブロック１０において、高圧燃料蓄圧器内に生じている燃料圧力を調整するための目標圧力が計算される。続く問い合わせブロック１１において、燃料圧力低減要求があるか否かが調べられる。燃料圧力低減要求がなければ、ファンクションブロック１０において計算された目標圧力が、ファンクションブロック１２における燃料高圧蓄圧器における燃料圧力調整部へ転送される。
【００２７】
これに対してコモンレール蓄圧形噴射システムにおける燃料圧力を低減するための要求が生じているならば次の問い合わせブロック１３において、内燃機関が圧力低減モードたとえばアイドリング状態で動かされるか否かが調べられる。内燃機関がアイドリング状態で稼働されなければ、そのことは選択された修理サイクルまたは保守サイクルを実行できないことを意味する。その場合にも、ファンクションブロック１０において計算された目標圧力が、ファンクションブロック１２における燃料高圧蓄圧器における燃料圧力調整部へ転送される。
【００２８】
これに対して内燃機関がアイドリング状態で稼働されるならば、要求された修理サイクルまたは保守サイクルを実行することができる。ファンクションブロック１４において目標圧力が所望の圧力値と等しくなるようセットされ、要求された修理サイクルまたは保守サイクルの枠内でこの圧力値まで燃料圧力が低減されることになる。次にファンクションブロック１２における燃料高圧蓄圧器の燃料圧力調整部へ、ファンクションブロック１４から所望の圧力値が目標圧力として供給される。ついで調整部は燃料供給システム内で所望の圧力値が得られるよう、プリフィードポンプおよび燃料供給システムの高圧フィードポンプを相応に制御する。
【００２９】
その後、燃料高圧蓄圧器内の燃料圧力はファンクションブロック１２において、ファンクションブロック１０からの目標圧力（内燃機関の通常モード）またはファンクションブロック１４からの目標圧力（圧力低減モード）に合わせて調整される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の有利な実施形態によるリターンレス燃料供給システムにおける燃料低減方法のフローチャートである。
【図２】 本発明の第２の実施形態による方法のフローチャートである。

Claims (10)

1. 内燃機関のリターンレス燃料供給システム内の燃料圧力を所望の圧力値まで低減する方法であって、通常モード中は内燃機関に対し燃料供給システムの少なくとも１つの燃料ポンプにより燃料を供給し、燃料圧力を低減するためには圧力低減モードで内燃機関が動かされ、制御命令またはまえもって定められた制御命令シーケンスを内燃機関の制御装置へ加えることにより該圧力低減モードを開始および／または終了させ、該圧力低減モード中、前記少なくとも１つの燃料ポンプを制御または調整して、燃料供給システム内で所望の圧力値を生じさせる形式の、燃料圧力を所定の圧力値まで低減する方法において、
   前記の制御命令またはまえもって定められた制御命令シーケンスを内燃機関の外部から独立して制御装置に加えることを特徴とする方法。
2. 前記制御命令またはまえもって定められた制御命令シーケンスを保守作業または修理を実施する要員によって加える、請求項１記載の方法。
3. 前記圧力低減モード中は内燃機関を、該圧力低減モード中に実行される保守サイクルまたは修理サイクルに依存した動作状態で動かす、請求項２記載の方法。
4. プリフィードポンプと高圧フィードポンプが設けられた高圧燃料供給システムであれば、該高圧フィードポンプを圧力低減モード中に制御して所望の圧力値を燃料供給システム内に生じさせる、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
5. 前記圧力低減モード中、前記高圧フィードポンプの量制御弁を制御する、請求項４記載の方法。
6. 前記圧力低減モード中にプリフィードポンプを制御する、請求項４または５記載の方法。
7. 前記圧力低減モードを内燃機関の制御装置により制御する、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
8. リターンレス燃料供給システムを備えた内燃機関の制御装置であって、前記燃料供給システム内に少なくとも１つの燃料ポンプが配置されており、
   該少なくとも１つの燃料ポンプが内燃機関へ燃料を供給する通常モードで内燃機関を作動する手段と、
   制御命令またはまえもって定められた制御命令シーケンスを受け取る手段と、
   前記制御命令またはまえもって定められた制御命令シーケンスが圧力低減モードの要求を表しているか否かを調べる手段と、
   内燃機関を圧力低減モードに切り替える手段とが設けられており、該圧力低減モード中は制御装置が前記少なくとも１つの燃料ポンプを制御または調整して前記燃料供給システム内に通常モードよりも低減された所望の圧力値を生じさせる、
   リターンレス燃料供給システムを備えた内燃機関の制御装置において、
   制御命令またはまえもって定められた制御命令シーケンスを受け取る前記手段は、内燃機関の外部から独立して制御装置へ加えられる制御命令またはまえもって定められた制御命令シーケンスを受け取ることを特徴とする制御装置。
9. 前記制御装置により圧力低減モードが制御される、請求項８記載の制御装置。
10. 前記制御装置は圧力低減モード中、該モード中に内燃機関が実行する保守サイクルまたは修理サイクルに依存した動作状態で内燃機関を作動する、請求項８または９記載の制御装置。

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