JPH06213029A - 噴射量適合装置 - Google Patents

噴射量適合装置

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JPH06213029A
JPH06213029A JP5302428A JP30242893A JPH06213029A JP H06213029 A JPH06213029 A JP H06213029A JP 5302428 A JP5302428 A JP 5302428A JP 30242893 A JP30242893 A JP 30242893A JP H06213029 A JPH06213029 A JP H06213029A
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injection
pressure
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combustion engine
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Ruediger Jautelat
ヤウテラート リュディガー
Rainer Sommer
ゾマー ライナー
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 広い範囲にわたって噴射量の適合が可能で、
かつ現在よく使用されている間欠噴射と連続噴射のいず
れの場合にも使用することができる噴射量適合装置を提
供する。 【構成】 異なる組成を有する混合燃料で駆動可能な内
燃機関において噴射量が適合される。通常燃料は燃料ポ
ンプ１１で給送され、発生される圧力は圧力調節器１４
を用いて調節される。噴射量は噴射期間と圧力レベルを
介して調節される。その場合に噴射期間も発生される圧
力も例えばセンサ２２によって測定された燃料組成に従
って変化させることができる。噴射時間ないしは必要な
燃料圧力の決定は、重要な運転条件を考慮して制御装置
２１において行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、噴射量適合装置、更に
詳細には、異なる組成を有する混合燃料で駆動すること
のできる内燃機関の噴射量を適合する装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】この種の内燃機関においては燃料は燃料
ポンプから給送され、噴射弁へ供給される。燃料圧力が
圧力調節器によって調節され、噴射パルスの長さが制御
装置によって要求に従って定められる。燃料の組成を検
出するために、例えば燃料のメタノール含有量を検出す
るセンサなど対応した手段が設けられている。
【０００３】異なる組成を有する混合燃料を用いて駆動
することのできる内燃機関の噴射量を適合させる同様な
方法がＤＥ−ＯＳ４０１９０８３から知られている。し
かしこの公知の方法においては、まず最初に燃料の組成
に応じて燃料給送量を調節するようにしなければならな
い。その場合に燃料のメタノール含有量に従って燃料ポ
ンプの給送量が求められる。この公知の方法においては
燃料ポンプによって形成される圧力はほぼ所定の設定圧
力に対応するので、燃料噴射量は単に噴射弁の開放期間
を介して定められるだけである。
【０００４】組成がかなり異なる燃料を使用できるよう
にする場合には、噴射弁の開放期間もかなり種々なもの
になり、広範な範囲になってしまう。しかしこの範囲は
任意の大きさに選択することはできないので、噴射弁の
開放期間のみを介しての噴射量調節は、限られた程度で
しか行うことができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、異なる組成の混合燃料で駆動することのできる内燃
機関の噴射量適合装置において、広い範囲にわたって噴
射量を適合させることが可能な噴射量適合装置を提供す
ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明によれば、燃料を噴射弁に供給する燃料ポン
プと、燃料圧力を調節する圧力調節器と、必要な制御信
号を出力するコンピュータと、燃料の組成を検出する手
段とを備え、異なる組成を有する混合燃料で駆動可能な
内燃機関の噴射量を適合させる噴射量適合装置におい
て、前記適合が噴射期間と燃料圧力を変化させることに
よって行われる構成を採用した。
【０００７】
【作用】このような構成において、混合燃料はスーパー
ガソリンとメタノールからなり、成分、好ましくはメタ
ノールがセンサを用いて測定され、その場合にセンサ
は、燃料と接触する選択可能な箇所に配置される。
【０００８】噴射期間および／または燃料圧力の変化が
連続的に、あるいは複数段階に渡って行われる。燃料圧
力の変化は、コンピュータによって駆動される少なくと
も１つの圧力調節器によって行われる。一つの圧力調節
器だけでなく、複数の圧力調節器を設けることもでき
る。その場合、各圧力調節器は異なる圧力値に調節を行
い、メタノールの割合に従ってそれぞれこれら圧力調節
器のうちの一つがコンピュータにより駆動される。
【０００９】好ましい実施例では、噴射量の適合が内燃
機関の運転状態の関数として、あるいは排ガス組成に従
って行われ、燃料組成が変化することによる噴射量の適
合はシステム圧力の調節によって、また内燃機関の燃料
要求の急速な変化に基づく適合は噴射時間の変化によっ
て行われる。
【００１０】このように、噴射量を適合（調整）させる
本発明装置によれば、非常に広範な範囲にわたって噴射
量を適合させることが可能であり、またこの適合は現在
広く使用されている２つの噴射方式、すなわち一定の燃
料圧力で噴射時間を変化させることによって燃料量の適
合を行う間欠噴射と、一定の噴射時間で燃料圧力を変化
させることによって燃料量を変化させる連続噴射におい
て使用することができるという利点が得られる。
【００１１】このことは、本発明装置において噴射量の
適合は、噴射期間を変化させることによってもまた燃料
圧力を変化させることによっても行われることにより達
成される。
【００１２】噴射量の適合は、好ましくは、例えば温
度、回転数、空気流量、アイドリング運転、全負荷（フ
ルスロットル）運転、減速運転（エンジンブレーキ）な
どの内燃機関の他の運転状態も考慮することができる制
御装置ないしマイクロコントローラを用いて行われる。
【００１３】混合燃料の識別は好ましくは、例えば燃料
タンク内に配置されたセンサで、内燃機関の各運転の開
始時に、場合によっては継続的に燃料成分の割合、例え
ば燃料のアルコール成分の割合を測定する適当なセンサ
によって行われる。燃料の組成を検出するセンサの代わ
りに、燃料組成を検出するために排ガス組成を調べるこ
とも可能である。その場合には必要な適応を行なうこと
も可能であって、また２つの代替的な方法を互いに組み
合せることも可能である。
【００１４】どのような混合燃料が使用されるかに従っ
て噴射量の適合は、無段階に、あるいは段階的に行うこ
とができる。特に、急速な燃料要求の変化には噴射時間
を変化させて、また緩慢な変化には燃料圧力を適合させ
て応答することができることが利点として挙げられる。
【００１５】
【実施例】以下、図１と２を用いて本発明を詳細に説明
する。
【００１６】図１には、燃料容器１０にある燃料が電動
燃料ポンプ１１によって燃料フィルタ１２を通して燃料
アキュムレータ１３へ汲み出される燃料供給システムが
概略図示されている。圧力調節器１４は噴射弁１５へ供
給される燃料圧力を制御する。振動ダンパ１６と戻しパ
イプ１７を介して余分な燃料は燃料容器１０へ戻され
る。
【００１７】噴射弁１５により燃料が要求時シリンダ１
８の近傍の内燃機関の吸気管１９に噴射され、発生する
混合気が点火プラグによって点火される。システム全体
は、制御パルスを個々の要素に出力する概略図示する制
御装置２１によって制御される。
【００１８】圧力調節器１４は可変圧力調節器であっ
て、制御装置２１から制御器に駆動信号が供給され、所
望の圧力になるように調節が行なわれる。１つの可変圧
力調節器の代わりに、種々の圧力レベルに調節を行なう
複数の圧力調節器を使用することも可能である。
【００１９】メタノール・スーパーガソリン混合燃料の
メタノール含有量を検出するセンサ２２は、例えばタン
ク１０内、あるいは燃料アキュムレータ１３あるいはこ
れらのパイプの一つに配置されている。
【００２０】制御装置２１には他の変量、例えば回転数
センサ２３から供給される回転数ｎが供給される。制御
装置２１は制御信号を圧力調節器１４、噴射弁１５およ
び点火プラグ２０へ出力する。本発明に重要ではない他
の制御信号は具体的には記載されておらず、それが出力
線２４で概略図示されている。
【００２１】図１に示す内燃機関の燃料供給装置を用い
て、間欠的な噴射も連続的な噴射も実現することができ
る。図１に示す装置を用いて噴射量の適合（調整）を本
発明に従って拡張することができる。というのは、最適
な噴射量が得られるように燃料圧力だけでなく噴射期間
も適合させることができるからである。この適合は段階
的に、あるいは無段階に行うことができ、かつ個別にあ
るいは一緒に変化させることができ、これは燃料圧力に
ついても噴射期間についても当てはまることである。
【００２２】図２に示す関連から明らかなように、最適
な燃料量は燃料の組成と種々の運転条件に関係する。そ
の場合に、種々の理由によって噴射時間を変化させるこ
とに制限が設けられることを考慮しなければならない。
噴射弁が継続的に開放されるときに、最大燃料量を噴射
させることができる。この量は圧力が一定である場合に
は増加させることができない。弁開放時間が非常に短い
場合には、噴射弁の許容誤差の問題が発生する。
【００２３】図２（ａ）には、内燃機関の運転状態と燃
料組成に関係する最適な燃料量の例が示されている。そ
の場合、横軸には燃料組成ＫＺＵが記載され、点Ｓはス
ーパーガソリン（スーパーベンジン）が１００％である
燃料組成を示し、点Ｍはメタノールないしアルコールの
割合が１００％である場合の燃料組成を示している。
【００２４】縦軸には燃料量ＭＫが記載されており、点
ＬＬはアイドリング運転を意味し、ＶＬは全負荷運転を
意味している。その場合に、純粋なスーパーガソリンの
場合には点ＬＬ（Ｓ）におけるアイドリングの場合にも
全負荷運転ＶＬ（Ｓ）においても、最適な運転のために
は、対応する条件でアルコールないしメタノール１００
％の場合よりも少ない燃料しか必要としないことが理解
できる。この条件がＬＬ（Ｍ）ないしＶＬ（Ｍ）で記載
されている。
【００２５】実際に必要な燃料量は、スーパー燃料を用
いたアイドリング運転における最小値（点ＬＬ（Ｓ））
と純粋なアルコールの場合の全負荷運転において最大必
要とされる量（点ＶＬ（Ｍ））の間にある。
【００２６】図２（ａ）に示す関係は、純粋なスーパー
ガソリンかあるいは純粋なメタノールが使用される従来
の噴射システムで求められたものである。このような純
粋な燃料の場合には必要な燃料量は、スーパーガソリン
についてはＭＳの量だけ、またメタノールについてはＭ
Ｍだけ変動し、この量はスーパーガソリンによるアイド
リング運転ＬＬ（Ｓ）と純粋なメタノールによる全負荷
運転ＶＬ（Ｍ）の間の変量幅Ｘよりかなり小さいものに
なっている。
【００２７】従って、ガソリンあるいはメタノールによ
る従来の運転のために設計された噴射システムにおい
て、エンジンを純粋な燃料でも混合燃料でも駆動しよう
とする場合には、最小値と最大値に関する限界値をもっ
と値が大きくなる方向へずらさなければならない。この
傾向は特に個々の燃料成分が異なる燃焼特性であること
によって生じる。
【００２８】間欠噴射システムの場合には、システム圧
力が変わらない場合噴射時間、従って噴射弁の開放時間
は必要な燃料量に比例して選択しなければならない。そ
の場合にアイドリング運転でスーパーガソリンを使用す
る場合には、噴射時間は比較的短時間であり、同一の内
燃機関を全負荷でかつ燃料としてメタノールを使用した
場合には噴射時間は比較的長くなる。
【００２９】このことが図２（ｂ）に示されており、そ
の場合図２（ｂ）においては噴射期間ｔＥが燃料組成に
関して記載されており、位置Ｓは純粋なスーパーガソリ
ンを示し、位置Ｍは純粋なメタノールを示している。Ｌ
ＬとＶＬはここでもアイドリング運転ないしは全負荷運
転を示している。図２（ａ）と同様な関係が得られる。
ＬＬ（Ｓ）とＶＬ（Ｍ）間の距離はここでもＬＬ（Ｓ）
とＶＬ（Ｓ）間あるいはＬＬ（Ｍ）とＶＬ（Ｍ）間より
かなり大きい。すでに説明したように、種々の理由によ
って所定の限界を越えて噴射時間を変化させることはで
きないので、本発明によれば、噴射システムにおいてセ
ンサにより検出された燃料組成に従って噴射時間も噴射
圧力も変化させるようにしている。
【００３０】例えば燃料圧力を燃料のメタノール含有量
に従って上昇させ、運転状態の関数として噴射時間を変
化させることができ、同様に噴射時間を排ガス組成に従
って変化させることができる。その場合の利点は、噴射
時間を従来一般的であった動作領域まで減少させること
ができ、しかも種々の燃料特性ないし組成に合わせて適
合を行なうことが可能になることである。
【００３１】図２（ｃ）には燃料圧力が可変である場合
の噴射時間の変化する範囲が示されており、その場合、
ここでも噴射時間が燃料組成に対して図示されている。
ＬＬ（Ｓ）とＶＬ（Ｓ）の間のＸにわたる動作範囲は図
２（ｂ）に示すものに比べてかなり減少していることが
わかる。この減少は、燃料要求が大きい場合可変圧力調
節器を用いるか、あるいは場合によっては一方の圧力調
節器から他方の圧力調節器へ切り替えることによって燃
料圧力を増大させることによって達成される。
【００３２】圧力と噴射期間の変化は種々の方法で行う
ことができ、以下でその幾つかの例を示す。
【００３３】内燃機関の各運転の開始時に適当なセンサ
を用いて燃料組成が測定される。アルコールの割合に従
って、所望のシステム圧力が得られるように、システム
において無段階にあるいは段階的に調節可能な圧力調節
器が駆動される。１つの調節可能な圧力調節器の代わり
に、それぞれが異なるシステム圧力を発生する調節不可
の複数の圧力調節器をシステムに設けるようにすること
もできる。その場合には燃料のアルコールの割合に従っ
てこれらの圧力調節器のうちそれぞれ最適な１つが制御
装置によって駆動される。
【００３４】燃料組成の測定は内燃機関の運転中でも行
うことができ、従って給油過程を識別することができ
る。その場合にもシステム圧力を無段階に、あるいは段
階的に適合させることができる。
【００３５】測定の代わりに、あるいはそれに加えて、
例えば排ガス組成がわかっている場合には、燃料組成、
従って必要なシステム圧力を適応ないしは学習させるこ
とができる。その場合に測定と適応方法を組み合せて適
当なシステム圧力を得るようにすることもできる。
【００３６】どの方法の場合にも燃料組成が変化するこ
とによるシステム圧力の適合は、比較的緩慢なプロセス
であり、それに対して、急速な内燃機関の燃料要求の変
化に応答しなければならない場合には、第２のパラメー
タとしての噴射期間がシステムにおいて変化される。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、異なる組成の混合燃料で駆動することのでき
る内燃機関の噴射量適合装置において、広い範囲にわた
って噴射量の適合が可能で、かつ現在よく使用されてい
る間欠噴射と連続噴射のいずれの場合にも使用すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の噴射システムの本発明の重要な構成
部分の概略を示す構成図である。
【図２】（ａ）から（ｃ）はそれぞれ内燃機関の異なる
運転状態に対して必要な燃料量と燃料組成との関連を示
し、燃料圧力が一定である場合と可変な場合燃料組成に
従って噴射時間が変化する幅を示す線図である。
【符号の説明】
１０ 燃料容器 １１ ポンプ １２ フィルタ １３ 燃料アキュムレータ １４ 圧力調節器 １５ 噴射弁 １６ 振動ダンパ １７ 戻しパイプ １８ シリンダ １９ 吸気管 ２０ 点火プラグ ２１ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ライナー ゾマー ドイツ連邦共和国 70499 シュトゥット ガルト グロイターシュトラーセ 20

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料を噴射弁に供給する燃料ポンプと、 燃料圧力を調節する圧力調節器と、 必要な制御信号を出力するコンピュータと、 燃料の組成を検出する手段とを備え、 異なる組成を有する混合燃料で駆動可能な内燃機関の噴
    射量を適合させる噴射量適合装置において、 前記適合が噴射期間と燃料圧力を変化させることによっ
    て行われることを特徴とする噴射量適合装置。
  2. 【請求項２】 混合燃料がスーパーガソリンとメタノー
    ルからなり、成分、好ましくはメタノールがセンサを用
    いて測定され、その場合にセンサは、燃料と接触する選
    択可能な箇所に配置されることを特徴とする請求項１に
    記載の装置。
  3. 【請求項３】 噴射期間および／または燃料圧力の変化
    が連続的に行われることを特徴とする請求項１あるいは
    ２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 噴射期間および／または燃料圧力の変化
    が複数段階に渡って行われることを特徴とする請求項３
    に記載の装置。
  5. 【請求項５】 燃料圧力の変化が、コンピュータによっ
    て駆動される少なくとも１つの圧力調節器によって行わ
    れることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１
    項に記載の装置。
  6. 【請求項６】 複数の圧力調節器が設けられており、各
    圧力調節器は異なる圧力値に調節を行い、メタノールの
    割合に従ってそれぞれこれら圧力調節器のうちの一つが
    コンピュータにより駆動されることを特徴とする請求項
    １から５までのいずれか１項に記載の装置。
  7. 【請求項７】 コンピュータが制御装置の構成部分であ
    ることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項
    に記載の装置。
  8. 【請求項８】 噴射量の適合が内燃機関の運転状態の関
    数として、あるいは排ガス組成に従って行われることを
    特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の
    装置。
  9. 【請求項９】 燃料組成が変化することによる噴射量の
    適合はシステム圧力の調節によって、また内燃機関の燃
    料要求の急速な変化に基づく適合は噴射時間の変化によ
    って行われることを特徴とする請求項１から８までのい
    ずれか１項に記載の装置。
JP5302428A 1992-12-11 1993-12-02 噴射量適合装置 Pending JPH06213029A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4241821.6 1992-12-11
DE4241821 1992-12-11

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