JPH09209866A - 内燃式往復ピストン・エンジンにおける燃料噴射の方法及び装置 - Google Patents
内燃式往復ピストン・エンジンにおける燃料噴射の方法及び装置Info
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- JPH09209866A JPH09209866A JP9004019A JP401997A JPH09209866A JP H09209866 A JPH09209866 A JP H09209866A JP 9004019 A JP9004019 A JP 9004019A JP 401997 A JP401997 A JP 401997A JP H09209866 A JPH09209866 A JP H09209866A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】燃料噴射率を通じて内燃式往復ピストン・エン
ジンの燃焼室内における熱発生率を広範、かつ適切に制
御可能にした噴射方法と、同噴射方法を使用する噴射装
置とを提供すること。 【解決手段】燃料噴射の完全な中断と、次いで行われる
燃料噴射の再開とを各噴射サイクル中に複数回繰り返
し、これにより１つの噴射サイクルに対して提供された
燃料が全て噴射されるまで燃料の一部を連続的に複数回
噴射する。
ジンの燃焼室内における熱発生率を広範、かつ適切に制
御可能にした噴射方法と、同噴射方法を使用する噴射装
置とを提供すること。 【解決手段】燃料噴射の完全な中断と、次いで行われる
燃料噴射の再開とを各噴射サイクル中に複数回繰り返
し、これにより１つの噴射サイクルに対して提供された
燃料が全て噴射されるまで燃料の一部を連続的に複数回
噴射する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃式往復ピストン
・エンジンの燃焼室内へ燃料を噴射する方法及び装置に
関する。
・エンジンの燃焼室内へ燃料を噴射する方法及び装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】内燃式
往復ピストン・エンジンの燃焼室内へ燃料を噴射する方
法は、国際特許出願公開第９４／１８４４９号に開示さ
れている。この方法において、噴射ノズルのニードルの
位置はアクチュエータによって制御されている。ニード
ルは噴射サイクル中に連続的に開放された状態に維持さ
れる。ニードルの位置は燃料噴射率を制御すべく変更可
能である。予備噴射及び続く主噴射を実施可能とすべく
ニードルの位置と、同位置に基づく燃料噴射率とはアク
チュエータに接続された制御装置を通じて変更し得る。
この従来の方法の問題点としては、燃料噴射率を時間の
関数として非常に狭い範囲内でのみ変更し得る点が挙げ
られる。
往復ピストン・エンジンの燃焼室内へ燃料を噴射する方
法は、国際特許出願公開第９４／１８４４９号に開示さ
れている。この方法において、噴射ノズルのニードルの
位置はアクチュエータによって制御されている。ニード
ルは噴射サイクル中に連続的に開放された状態に維持さ
れる。ニードルの位置は燃料噴射率を制御すべく変更可
能である。予備噴射及び続く主噴射を実施可能とすべく
ニードルの位置と、同位置に基づく燃料噴射率とはアク
チュエータに接続された制御装置を通じて変更し得る。
この従来の方法の問題点としては、燃料噴射率を時間の
関数として非常に狭い範囲内でのみ変更し得る点が挙げ
られる。
【０００３】本発明の目的は燃料噴射率を通じて内燃式
往復ピストン・エンジンの燃焼室内における熱発生率を
広範、かつ適切に制御可能にした噴射方法と、同噴射方
法を使用する噴射装置とを提供することにある。
往復ピストン・エンジンの燃焼室内における熱発生率を
広範、かつ適切に制御可能にした噴射方法と、同噴射方
法を使用する噴射装置とを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は内燃式往
復ピストン・エンジンの燃焼室内へ燃料を噴射する本発
明の方法により達成される。同方法では、燃料噴射の完
全な中断と、次いで行われる燃料噴射の再開とを各噴射
サイクル中に複数回繰り返し、これにより１つの噴射サ
イクルに対して提供された燃料が全て噴射されるまで燃
料の一部を連続的に複数回噴射する。この方法は内燃式
往復ピストン・ディーゼル・エンジン、特に低速ディー
ゼル・エンジンに適する。
復ピストン・エンジンの燃焼室内へ燃料を噴射する本発
明の方法により達成される。同方法では、燃料噴射の完
全な中断と、次いで行われる燃料噴射の再開とを各噴射
サイクル中に複数回繰り返し、これにより１つの噴射サ
イクルに対して提供された燃料が全て噴射されるまで燃
料の一部を連続的に複数回噴射する。この方法は内燃式
往復ピストン・ディーゼル・エンジン、特に低速ディー
ゼル・エンジンに適する。
【０００５】以下において、噴射サイクルという用語
は、１つの燃焼サイクルに要する全ての燃料をシリンダ
のシリンダ空間内へ噴射する工程を意味する。本発明の
方法は自己着火する低速内燃式往復ピストン・ディーゼ
ル・エンジンに特に適する。各燃焼プロセスの終了後、
噴射サイクルが新たに開始される。燃料供給を複数回中
断し、かつ燃料の一部を噴射するようにして、燃料は各
噴射及び燃焼のサイクル中に本発明の方法に基づいて噴
射される。この方法は２ストローク内燃式往復ピストン
・エンジンまたは４ストローク内燃式往復ピストン・エ
ンジンの各噴射及び燃焼のサイクルにおいて実施され
る。本発明の方法により、シリンダ空間内における燃焼
によって生じる時間の関数またはクランクシャフト角度
の関数としての熱発生率を噴射する燃料の各量を通じて
制御し得る。燃料噴射はパルス幅変調等により変更す
る。同パルス幅変調では、燃料噴射の継続時間と、２つ
の燃料噴射の間のインターバルとを制御装置を用いて変
更する。燃料噴射と、続いて行われる燃料噴射の中断と
を噴射サイクル中に３〜５回繰り返すことは効果的であ
る。効果的な運転において、燃焼室内における熱発生率
がクランクシャフト角度の関数としてほぼ直線的に増大
するように燃料供給を変更する。このような熱発生率に
より、高い効率と、これに対応する低い燃料消費とを実
現し得る。
は、１つの燃焼サイクルに要する全ての燃料をシリンダ
のシリンダ空間内へ噴射する工程を意味する。本発明の
方法は自己着火する低速内燃式往復ピストン・ディーゼ
ル・エンジンに特に適する。各燃焼プロセスの終了後、
噴射サイクルが新たに開始される。燃料供給を複数回中
断し、かつ燃料の一部を噴射するようにして、燃料は各
噴射及び燃焼のサイクル中に本発明の方法に基づいて噴
射される。この方法は２ストローク内燃式往復ピストン
・エンジンまたは４ストローク内燃式往復ピストン・エ
ンジンの各噴射及び燃焼のサイクルにおいて実施され
る。本発明の方法により、シリンダ空間内における燃焼
によって生じる時間の関数またはクランクシャフト角度
の関数としての熱発生率を噴射する燃料の各量を通じて
制御し得る。燃料噴射はパルス幅変調等により変更す
る。同パルス幅変調では、燃料噴射の継続時間と、２つ
の燃料噴射の間のインターバルとを制御装置を用いて変
更する。燃料噴射と、続いて行われる燃料噴射の中断と
を噴射サイクル中に３〜５回繰り返すことは効果的であ
る。効果的な運転において、燃焼室内における熱発生率
がクランクシャフト角度の関数としてほぼ直線的に増大
するように燃料供給を変更する。このような熱発生率に
より、高い効率と、これに対応する低い燃料消費とを実
現し得る。
【０００６】また、本発明のディーゼル・エンジンは本
発明の噴射方法に基づいて運転されるか、または本発明
の噴射装置を有する。
発明の噴射方法に基づいて運転されるか、または本発明
の噴射装置を有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は多気筒低速２ストローク内
燃式往復ピストン・ディーゼル・エンジンの１つのシリ
ンダ４４を示す。ピストン４５はシリンダ４４内におい
て上下動可能に収容されている。ピストン４５はシリン
ダ４４上に取付けられたシリンダ・ヘッド４６とともに
燃焼室４３に面している。第１の噴射ノズル１ａ及び第
２の噴射ノズル１ｂは液体燃料を燃焼室４３内へ噴射す
る。排気弁（図示略）はシリンダ・ヘッド４６の中心に
配置されている。この結果、ピストン４５の上昇開始時
にシリンダ４４内で長さ方向に掃気が行われる。従来の
構造を有する第１の噴射ノズル１ａ及び第２の噴射ノズ
ル１ｂはジェット・ニードル７を有する。ジェット・ニ
ードル７は閉鎖バネ８により座面１’へ付勢されてい
る。止り穴はノズル・ハウジング内において座面１’の
真下に形成されている。止まり穴から噴射口２が延設さ
れており、同噴射口２は燃焼室４３に対して開口してい
る。圧力室１０はノズル・ハウジング内において座面
１’より上に形成さている。圧力室１０は圧力管路９
ａ，９ｂを介して噴射装置４０ａ，４０ｂにそれぞれ連
通されている。噴射ノズル１ａ，１ｂの噴射中に管路９
ａ，９ｂを介して圧力室１０へ供給される燃料の圧力は
バネ８の付勢力より更に大きい。この結果、ジェット・
ニードル７は座面１’から離間して上昇される。これに
より、燃料は噴射口２を介して燃焼室４３内へ噴射され
る。管路４２は噴射ノズル１ａ，１ｂのハウジング内に
連通するとともに、漏れ燃料の輸送を行う。噴射装置４
０ａ，４０ｂは電気制御信号線４１ａ，４１ｂを介して
燃料噴射の開始及び終了を制御すべく構成されている。
更に、噴射装置４０ａ，４０ｂは電気制御信号線４６
ａ，４６ｂを介して燃料噴射量を制御するように構成す
ることができる。２つの噴射装置４０ａ，４０ｂは燃料
供給管路４７ａ，４７ｂにそれぞれ連通している。制御
装置５０は各弁１ａ，１ｂを開閉すべく制御信号線４１
ａ，４１ｂ及び別の制御信号線４６ａ，４６ｂを介して
噴射装置４０ａ，４０ｂを制御する。制御装置５０は電
気信号線５０ｂを介してセンサ５２に接続されている。
センサ５２は内燃式往復ピストン・エンジンのクランク
シャフト５３の回動角度ωを監視する。更に、制御装置
５０は電気信号線５０ａを介して入出力装置（Ein- und
Ausgabevorrichtung）５１に接続されている。入出力
装置５１は制御値（Steuerwerte）を設定し、かつ状態
値（Zustandswerte）を表示し得る。制御装置５０は状
態パラメータを決定するセンサ（図示略）に接続可能で
ある。制御装置５０から送信される制御信号に基づい
て、噴射装置４０ａ，４０ｂを使用した燃料噴射の中断
と、続いて行われる燃料噴射の再開とを噴射サイクル中
に複数回繰り返し得る。このため、噴射装置４０ａ，４
０ｂは高い動特性を有する。制御装置５０を使用して、
時間の変化またはクランクシャフト角度の変化に基づい
て２つの噴射ノズル１ａ，１ｂを時間的に同期して駆動
できる。
燃式往復ピストン・ディーゼル・エンジンの１つのシリ
ンダ４４を示す。ピストン４５はシリンダ４４内におい
て上下動可能に収容されている。ピストン４５はシリン
ダ４４上に取付けられたシリンダ・ヘッド４６とともに
燃焼室４３に面している。第１の噴射ノズル１ａ及び第
２の噴射ノズル１ｂは液体燃料を燃焼室４３内へ噴射す
る。排気弁（図示略）はシリンダ・ヘッド４６の中心に
配置されている。この結果、ピストン４５の上昇開始時
にシリンダ４４内で長さ方向に掃気が行われる。従来の
構造を有する第１の噴射ノズル１ａ及び第２の噴射ノズ
ル１ｂはジェット・ニードル７を有する。ジェット・ニ
ードル７は閉鎖バネ８により座面１’へ付勢されてい
る。止り穴はノズル・ハウジング内において座面１’の
真下に形成されている。止まり穴から噴射口２が延設さ
れており、同噴射口２は燃焼室４３に対して開口してい
る。圧力室１０はノズル・ハウジング内において座面
１’より上に形成さている。圧力室１０は圧力管路９
ａ，９ｂを介して噴射装置４０ａ，４０ｂにそれぞれ連
通されている。噴射ノズル１ａ，１ｂの噴射中に管路９
ａ，９ｂを介して圧力室１０へ供給される燃料の圧力は
バネ８の付勢力より更に大きい。この結果、ジェット・
ニードル７は座面１’から離間して上昇される。これに
より、燃料は噴射口２を介して燃焼室４３内へ噴射され
る。管路４２は噴射ノズル１ａ，１ｂのハウジング内に
連通するとともに、漏れ燃料の輸送を行う。噴射装置４
０ａ，４０ｂは電気制御信号線４１ａ，４１ｂを介して
燃料噴射の開始及び終了を制御すべく構成されている。
更に、噴射装置４０ａ，４０ｂは電気制御信号線４６
ａ，４６ｂを介して燃料噴射量を制御するように構成す
ることができる。２つの噴射装置４０ａ，４０ｂは燃料
供給管路４７ａ，４７ｂにそれぞれ連通している。制御
装置５０は各弁１ａ，１ｂを開閉すべく制御信号線４１
ａ，４１ｂ及び別の制御信号線４６ａ，４６ｂを介して
噴射装置４０ａ，４０ｂを制御する。制御装置５０は電
気信号線５０ｂを介してセンサ５２に接続されている。
センサ５２は内燃式往復ピストン・エンジンのクランク
シャフト５３の回動角度ωを監視する。更に、制御装置
５０は電気信号線５０ａを介して入出力装置（Ein- und
Ausgabevorrichtung）５１に接続されている。入出力
装置５１は制御値（Steuerwerte）を設定し、かつ状態
値（Zustandswerte）を表示し得る。制御装置５０は状
態パラメータを決定するセンサ（図示略）に接続可能で
ある。制御装置５０から送信される制御信号に基づい
て、噴射装置４０ａ，４０ｂを使用した燃料噴射の中断
と、続いて行われる燃料噴射の再開とを噴射サイクル中
に複数回繰り返し得る。このため、噴射装置４０ａ，４
０ｂは高い動特性を有する。制御装置５０を使用して、
時間の変化またはクランクシャフト角度の変化に基づい
て２つの噴射ノズル１ａ，１ｂを時間的に同期して駆動
できる。
【０００８】図２は本発明の実施の形態に基づく噴射装
置４０ａの一部を示す概略図である。高圧ポンプ８０及
びアキュムレータ８１は燃料を噴射装置４０ａに対して
供給する。燃料の入口通路６７は通路６８及び主通路６
９へ分岐している。通路６８は差動ピストンとして形成
されたメータリング・ピストン７０の裏面７２まで延び
ている。主通路６９は制御ピストン１００の溝１４１を
通じて燃料を入口通路部分１２３へ供給する。加圧され
た制御用オイルを用いてインプット（Zulauf）及びリタ
ーン（Ruecklauf）を有する制御油圧装置（Steuerhydra
ulik）９０の制御弁９１を動作させた際、制御ピストン
１００の端面１４３は下方へ移動する。電子制御装置５
０はパイロット制御弁９１に対して制御コマンドを送信
する。電子制御装置５０は正確な時点における正確な量
の燃料噴射を保証する。この結果、例えばクランクシャ
フト３に取付けられたセンサ５２からの角度信号は電気
接続５０ｂを通じて制御装置５０へ送信される。例え
ば、信号発生器７３は誘導的に機能可能（induktiv arb
eitet）であり、同信号発生器７３はシャフト７４の位
置を監視し、かつメータリング・ピストン７０の位置を
示す信号を電子制御装置５０へ送信する。従って、各噴
射工程における燃料噴射量の特定及び変更が可能であ
る。
置４０ａの一部を示す概略図である。高圧ポンプ８０及
びアキュムレータ８１は燃料を噴射装置４０ａに対して
供給する。燃料の入口通路６７は通路６８及び主通路６
９へ分岐している。通路６８は差動ピストンとして形成
されたメータリング・ピストン７０の裏面７２まで延び
ている。主通路６９は制御ピストン１００の溝１４１を
通じて燃料を入口通路部分１２３へ供給する。加圧され
た制御用オイルを用いてインプット（Zulauf）及びリタ
ーン（Ruecklauf）を有する制御油圧装置（Steuerhydra
ulik）９０の制御弁９１を動作させた際、制御ピストン
１００の端面１４３は下方へ移動する。電子制御装置５
０はパイロット制御弁９１に対して制御コマンドを送信
する。電子制御装置５０は正確な時点における正確な量
の燃料噴射を保証する。この結果、例えばクランクシャ
フト３に取付けられたセンサ５２からの角度信号は電気
接続５０ｂを通じて制御装置５０へ送信される。例え
ば、信号発生器７３は誘導的に機能可能（induktiv arb
eitet）であり、同信号発生器７３はシャフト７４の位
置を監視し、かつメータリング・ピストン７０の位置を
示す信号を電子制御装置５０へ送信する。従って、各噴
射工程における燃料噴射量の特定及び変更が可能であ
る。
【０００９】制御ピストン１００が下方へ向かって移動
する間、主通路６９及び入口通路部分１２３の間の連通
が最初に遮断される。次いで、出口通路１２４は制御ピ
ストン１００内の溝１４２を通じて噴射通路９ａに連通
される。噴射通路９ａはディーゼル・エンジンのシリン
ダ４４の噴射ノズル１ａに連通している。メータリング
・ピストン７０はチャネル６８を通じてメータリング・
ピストン７０の裏面７２に加えられた燃料の圧力により
移動する。燃料はシリンダ空間４３内へ噴射される。パ
イロット制御弁９１を閉鎖し、かつ制御用オイルの戻り
通路を開放した場合、制御ピストン１００は制御ピスト
ン１００の端面１４４上に作用する燃料の圧力及びバネ
の力により押し上げられる。通路９ａに対する燃料供給
は中断され、これにより噴射が終了する。このプロセス
は噴射サイクル中、繰り返し実施できる。図２では、燃
焼室４３に対して開放されている第２の噴射ノズル１ｂ
を簡単に示す。噴射装置４０ａと同一の構造をなす別の
噴射装置４０ｂ（図示略）は燃料を第２の噴射ノズル１
ｂへ供給する。
する間、主通路６９及び入口通路部分１２３の間の連通
が最初に遮断される。次いで、出口通路１２４は制御ピ
ストン１００内の溝１４２を通じて噴射通路９ａに連通
される。噴射通路９ａはディーゼル・エンジンのシリン
ダ４４の噴射ノズル１ａに連通している。メータリング
・ピストン７０はチャネル６８を通じてメータリング・
ピストン７０の裏面７２に加えられた燃料の圧力により
移動する。燃料はシリンダ空間４３内へ噴射される。パ
イロット制御弁９１を閉鎖し、かつ制御用オイルの戻り
通路を開放した場合、制御ピストン１００は制御ピスト
ン１００の端面１４４上に作用する燃料の圧力及びバネ
の力により押し上げられる。通路９ａに対する燃料供給
は中断され、これにより噴射が終了する。このプロセス
は噴射サイクル中、繰り返し実施できる。図２では、燃
焼室４３に対して開放されている第２の噴射ノズル１ｂ
を簡単に示す。噴射装置４０ａと同一の構造をなす別の
噴射装置４０ｂ（図示略）は燃料を第２の噴射ノズル１
ｂへ供給する。
【００１０】制御ピストン１００において、高圧燃料に
対するシーリングは５つのシールにより連続的に行われ
る。最も重要な噴射ノズル１ａに対する接続部のシーリ
ングは弁座１４５によって行われる。この結果、管路９
ａは各噴射工程間において加圧下に曝されることがな
い。弁座１４５は閉鎖状態において完全にシールされ
る。これにより、無制御な噴射を防止し得る。別のシー
ル１４６では、制御ピストン１００の密着を利用してお
り、かつ僅かな量の燃料の漏れが許容されている。漏れ
た燃料は戻りチャネル１２７を通じて燃料タンクへ戻さ
れる。
対するシーリングは５つのシールにより連続的に行われ
る。最も重要な噴射ノズル１ａに対する接続部のシーリ
ングは弁座１４５によって行われる。この結果、管路９
ａは各噴射工程間において加圧下に曝されることがな
い。弁座１４５は閉鎖状態において完全にシールされ
る。これにより、無制御な噴射を防止し得る。別のシー
ル１４６では、制御ピストン１００の密着を利用してお
り、かつ僅かな量の燃料の漏れが許容されている。漏れ
た燃料は戻りチャネル１２７を通じて燃料タンクへ戻さ
れる。
【００１１】図３は噴射サイクル中における燃料噴射を
示す。内燃式往復ピストン・エンジンのクランクシャフ
ト角度ωを横軸に示す。曲線２０１はクランクシャフト
角度ωの関数としての燃料噴射率を示す。曲線２０１の
プロフィールは比較を容易にすべく理想化されている。
実際には、燃料噴射装置の慣性と、流動する燃料の慣性
とに起因して、曲線２０１は矩形プロフィールを有さな
い。寧ろ、曲線２０１は一時的なオシレーションを前方
変曲点及び後方変曲点においてそれぞれ示す。矩形波
形、特にパルス幅変調により変調された信号は変曲点に
おいてオシレーションを示す。第１の噴射段階２０１ａ
中、燃料は同第１の段階２０１ａの幅に一致するクラン
クシャフト角度にわたってシリンダ空間４３内へ噴射さ
れる。次いで、第２の燃料噴射段階２０１ｂの始めに新
たな燃料噴射を開始するまで燃料噴射は完全に中断され
る。そして、第２の燃料噴射段階２０１ｂにおける燃料
噴射も同様に中断される。第３の燃料噴射段階２０１ｃ
後、噴射工程が終了する。この例において、単位クラン
クシャフト角度当たりの燃料噴射率は一定に維持され、
燃料は２０度の全クランクシャフト角度を通じて３つの
噴射段階２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃでそれぞれ噴射
される。更に、噴射段階２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ
の幅を変化させる一方、２つの噴射段階の間における燃
料噴射中断の長さをクランクシャフト角度に対して一定
に維持している。
示す。内燃式往復ピストン・エンジンのクランクシャフ
ト角度ωを横軸に示す。曲線２０１はクランクシャフト
角度ωの関数としての燃料噴射率を示す。曲線２０１の
プロフィールは比較を容易にすべく理想化されている。
実際には、燃料噴射装置の慣性と、流動する燃料の慣性
とに起因して、曲線２０１は矩形プロフィールを有さな
い。寧ろ、曲線２０１は一時的なオシレーションを前方
変曲点及び後方変曲点においてそれぞれ示す。矩形波
形、特にパルス幅変調により変調された信号は変曲点に
おいてオシレーションを示す。第１の噴射段階２０１ａ
中、燃料は同第１の段階２０１ａの幅に一致するクラン
クシャフト角度にわたってシリンダ空間４３内へ噴射さ
れる。次いで、第２の燃料噴射段階２０１ｂの始めに新
たな燃料噴射を開始するまで燃料噴射は完全に中断され
る。そして、第２の燃料噴射段階２０１ｂにおける燃料
噴射も同様に中断される。第３の燃料噴射段階２０１ｃ
後、噴射工程が終了する。この例において、単位クラン
クシャフト角度当たりの燃料噴射率は一定に維持され、
燃料は２０度の全クランクシャフト角度を通じて３つの
噴射段階２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃでそれぞれ噴射
される。更に、噴射段階２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ
の幅を変化させる一方、２つの噴射段階の間における燃
料噴射中断の長さをクランクシャフト角度に対して一定
に維持している。
【００１２】更に、図３はシリンダ空間内に形成される
熱発生率２０２をクランクシャフト角度ωの関数として
示す。燃料は第１の噴射段階２０１ａ中にシリンダ空間
内で既に点火されており、これにより曲線２０２ａに一
致する熱発生率が生じる。そして、燃料噴射の中断後、
曲線２０２ｂに一致する熱発生率が生じる。次の噴射段
階２０１ｂは２つの曲線領域２０２ｃ，２０２ｄに一致
する熱発生率を形成する。最終噴射段階２０１ｃは２つ
の曲線領域２０２ｅ，２０２ｆに一致する熱発生率を形
成する。燃料噴射率２０１のプロフィール及び熱発生率
２０２のプロフィールを比較した場合、熱発生率２０２
のプロフィールは同熱発生率２０２に対応する燃料噴射
２０１を変更することにより、広範にわたって変化させ
得ることがわかる。
熱発生率２０２をクランクシャフト角度ωの関数として
示す。燃料は第１の噴射段階２０１ａ中にシリンダ空間
内で既に点火されており、これにより曲線２０２ａに一
致する熱発生率が生じる。そして、燃料噴射の中断後、
曲線２０２ｂに一致する熱発生率が生じる。次の噴射段
階２０１ｂは２つの曲線領域２０２ｃ，２０２ｄに一致
する熱発生率を形成する。最終噴射段階２０１ｃは２つ
の曲線領域２０２ｅ，２０２ｆに一致する熱発生率を形
成する。燃料噴射率２０１のプロフィール及び熱発生率
２０２のプロフィールを比較した場合、熱発生率２０２
のプロフィールは同熱発生率２０２に対応する燃料噴射
２０１を変更することにより、広範にわたって変化させ
得ることがわかる。
【００１３】理想的な効率は定圧燃焼により内燃式往復
ピストン・ディーゼル・エンジン内で実現される。図５
は定圧熱発生率（isobare Waermeentwicklungrate）２
０３をクランクシャフト角度ωの関数として示す。熱発
生率の理想的なプロフィールは実際の内燃式往復ピスト
ン・エンジン内で実現されることはない。しかし、本発
明に基づく噴射方法は理想的なプロフィールに近いプロ
フィールを実現し得る。これは図３に示す熱発生率２０
２から明らかである。熱発生率２０２のプロフィールは
互いに部分的に重複する複数の鋸歯成分を有するほぼ三
角形のプロフィールに一致する。図４に示すように、互
いに部分的に重複する複数の鋸歯成分をほぼ均一にすべ
く、噴射段階２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１
ｄ，２０１ｅの総数を増加可能であり、例えば５つの噴
射を２０度の全クランクシャフト角度を通じて実施し得
る。これは熱発生率の脈動を低下させ得る。図４に示す
燃料噴射率２０１では、各噴射段階２０１ａ，２０１
ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ，２０１ｅの幅を一定に維持す
る一方、各噴射段階間のインターバルの幅を変化させて
いる。
ピストン・ディーゼル・エンジン内で実現される。図５
は定圧熱発生率（isobare Waermeentwicklungrate）２
０３をクランクシャフト角度ωの関数として示す。熱発
生率の理想的なプロフィールは実際の内燃式往復ピスト
ン・エンジン内で実現されることはない。しかし、本発
明に基づく噴射方法は理想的なプロフィールに近いプロ
フィールを実現し得る。これは図３に示す熱発生率２０
２から明らかである。熱発生率２０２のプロフィールは
互いに部分的に重複する複数の鋸歯成分を有するほぼ三
角形のプロフィールに一致する。図４に示すように、互
いに部分的に重複する複数の鋸歯成分をほぼ均一にすべ
く、噴射段階２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１
ｄ，２０１ｅの総数を増加可能であり、例えば５つの噴
射を２０度の全クランクシャフト角度を通じて実施し得
る。これは熱発生率の脈動を低下させ得る。図４に示す
燃料噴射率２０１では、各噴射段階２０１ａ，２０１
ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ，２０１ｅの幅を一定に維持す
る一方、各噴射段階間のインターバルの幅を変化させて
いる。
【００１４】効果的な噴射方法では、燃料噴射量の５０
％を総噴射継続時間（gesamten Einspritzdauer）の最
初の６６％以内に噴射する。各噴射段階２０１ａ，２０
１ｂ，２０１ｃの幅と、２つの噴射段階の間の噴射中断
の幅とを変化させるべく燃料噴射率を変更し得る。この
ような変更はパルス幅変調（ＰＷＭ）と称される。更
に、パルス振幅変調（ＰＡＭ）により燃料噴射率を変更
し得る。この場合、燃料噴射率２０１の振幅は図３また
は図４に示すように一定に維持されない。燃料噴射率２
０１の振幅は噴射装置４０ａ，４０ｂを通じて変更され
る。更に、パルスの幅及び高さの両方を変化させるべく
燃料噴射率２０１を変更し得る。即ち、パルス幅変調
（ＰＷＭ）及びパルス振幅変調（ＰＡＭ）の組み合わせ
を使用する。
％を総噴射継続時間（gesamten Einspritzdauer）の最
初の６６％以内に噴射する。各噴射段階２０１ａ，２０
１ｂ，２０１ｃの幅と、２つの噴射段階の間の噴射中断
の幅とを変化させるべく燃料噴射率を変更し得る。この
ような変更はパルス幅変調（ＰＷＭ）と称される。更
に、パルス振幅変調（ＰＡＭ）により燃料噴射率を変更
し得る。この場合、燃料噴射率２０１の振幅は図３また
は図４に示すように一定に維持されない。燃料噴射率２
０１の振幅は噴射装置４０ａ，４０ｂを通じて変更され
る。更に、パルスの幅及び高さの両方を変化させるべく
燃料噴射率２０１を変更し得る。即ち、パルス幅変調
（ＰＷＭ）及びパルス振幅変調（ＰＡＭ）の組み合わせ
を使用する。
【００１５】また、本発明のディーゼル・エンジンは本
発明の噴射方法に基づいて運転されるか、または本発明
の噴射装置を有する。以上詳述したように、本発明によ
れば、シリンダ空間内における燃焼により生じる時間の
関数またはクランクシャフト角度の関数としての熱発生
率を噴射する燃料の各量を通じて制御し得る。また、効
果的な運転において、燃焼室内における熱発生率がクラ
ンクシャフト角度の関数としてほぼ直線的に増大するよ
うに燃料供給を変更する。このような熱発生率により、
高い効率と、これに対応して低い燃料消費とを実現し得
る。
発明の噴射方法に基づいて運転されるか、または本発明
の噴射装置を有する。以上詳述したように、本発明によ
れば、シリンダ空間内における燃焼により生じる時間の
関数またはクランクシャフト角度の関数としての熱発生
率を噴射する燃料の各量を通じて制御し得る。また、効
果的な運転において、燃焼室内における熱発生率がクラ
ンクシャフト角度の関数としてほぼ直線的に増大するよ
うに燃料供給を変更する。このような熱発生率により、
高い効率と、これに対応して低い燃料消費とを実現し得
る。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、燃料噴射率を通じて内
燃式往復ピストン・エンジンの燃焼室内における熱発生
率を広範、かつ適切に制御し得るという優れた効果を発
揮する。
燃式往復ピストン・エンジンの燃焼室内における熱発生
率を広範、かつ適切に制御し得るという優れた効果を発
揮する。
【図１】噴射ノズル及びシリンダを有する噴射装置の概
略図。
略図。
【図２】噴射装置の概略図。
【図３】クランクシャフト角度の関数としての燃料噴射
の例を示すグラフ。
の例を示すグラフ。
【図４】クランクシャフト角度の関数としての燃料噴射
の別例を示すグラフ。
の別例を示すグラフ。
【図５】クランクシャフト角度の関数としての燃焼室内
での理想的な熱発生率の例を示すグラフ。
での理想的な熱発生率の例を示すグラフ。
１ａ，１ｂ…噴射ノズル、９…管路、４０ａ，４０ｂ…
噴射装置、４１ａ，４１ｂ，４６ａ，４６ｂ…制御信号
線、４３…燃焼室、４７ａ，４７ｂ…燃料供給管路、５
０…制御装置、５０ｂ，５０ｃ…信号線、５３…クラン
クシャフト、６０…温度センサ、ω…クランクシャフト
の回動角度。
噴射装置、４１ａ，４１ｂ，４６ａ，４６ｂ…制御信号
線、４３…燃焼室、４７ａ，４７ｂ…燃料供給管路、５
０…制御装置、５０ｂ，５０ｃ…信号線、５３…クラン
クシャフト、６０…温度センサ、ω…クランクシャフト
の回動角度。
Claims (10)
- 【請求項１】 内燃式往復ピストン・エンジンの燃焼室
内へ燃料を噴射する方法において、燃料噴射の完全な中
断と、次いで行われる燃料噴射の再開とを各噴射サイク
ル中に複数回繰り返し、これにより１つの噴射サイクル
に対して提供された燃料が全て噴射されるまで燃料の一
部を連続的に複数回噴射する方法。 - 【請求項２】 パルス幅変調及びパルス振幅変調の少な
くともいずれか一方に基づいて燃料の噴射を噴射サイク
ル中に制御する請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 内燃式往復ピストン・エンジンのクラン
クシャフト（５３）の回動角度（ω）を制御装置（５
０）を用いて検出し、同制御装置（５０）は各噴射サイ
クル中における燃料噴射量をクランクシャフト角度
（ω）の関数として予め指定可能にして噴射装置（４０
ａ，４０ｂ）を制御する請求項１または２に記載の方
法。 - 【請求項４】 クランクシャフト角度（ω）の関数とし
てほぼ直線的に増大する熱発生を燃焼室内において燃焼
サイクル中に形成すべく燃料噴射量がクランクシャフト
角度（ω）に基づいて変化する請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 １つの噴射サイクル中に燃料を連続的に
少なくとも３回噴射する請求項１乃至４のいずれか一項
に記載の方法。 - 【請求項６】 燃料噴射量の５０％を総噴射継続時間の
最初の６６％以内に噴射する請求項１乃至５のいずれか
一項に記載の方法。 - 【請求項７】 制御装置（５０）と、同制御装置（５
０）に対して制御信号線（４１ａ，４１ｂ，４６ａ，４
６ｂ）を通じて接続された少なくとも１つの噴射装置
（４０ａ，４０ｂ）と、同噴射装置（４０ａ，４０ｂ）
に連通する燃料供給管路（４７ａ，４７ｂ）と、燃料噴
射装置（４０ａ，４０ｂ）から噴射ノズル（１ａ，１
ｂ）まで延びる管路（９）とを有する請求項１乃至６の
いずれか一項に記載の方法を実施する装置。 - 【請求項８】 クランクシャフト（５３）の回動角度
（ω）を検出するとともに、信号線（５０ｂ）を通じて
制御装置（５０）に接続されているセンサ（５２）を有
する請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 燃焼室（４３）内の温度を検出するとと
もに、信号線（５０ｃ）を通じて制御装置（５０）に接
続されている温度センサ（６０）を有する請求項８に記
載の装置。 - 【請求項１０】 請求項１乃至６のいずれか一項に記載
の方法に基づいて運転されるか、または請求項７乃至９
のいずれか一項に記載の装置を有するディーゼル・エン
ジン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP96810054A EP0786592B1 (de) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | Verfahren und Vorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff bei einer Hubkolbenbrennkraftmaschine |
| DE96810054-5 | 1996-01-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09209866A true JPH09209866A (ja) | 1997-08-12 |
| JP3977471B2 JP3977471B2 (ja) | 2007-09-19 |
Family
ID=8225539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00401997A Expired - Fee Related JP3977471B2 (ja) | 1996-01-29 | 1997-01-13 | 内燃式往復ピストン・エンジンにおける燃料噴射の方法及び装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0786592B1 (ja) |
| JP (1) | JP3977471B2 (ja) |
| KR (1) | KR100477012B1 (ja) |
| CN (1) | CN1085300C (ja) |
| DE (1) | DE59609153D1 (ja) |
| DK (1) | DK0786592T3 (ja) |
| FI (1) | FI111981B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1176300A2 (en) | 2000-07-26 | 2002-01-30 | Mazda Motor Corporation | System, method and computer program for controlling fuel injection in a diesel engine |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3890654B2 (ja) * | 1997-03-18 | 2007-03-07 | 株式会社デンソー | 燃料噴射制御方法及び燃料噴射制御装置 |
| DE19857785C2 (de) * | 1998-12-15 | 2000-12-07 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Gemischbildung in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors |
| FR2793281B1 (fr) * | 1999-05-06 | 2001-07-27 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Systeme de controle du fonctionnement d'un moteur diesel de vehicule automobile |
| JP2001055951A (ja) * | 1999-08-18 | 2001-02-27 | Mazda Motor Corp | ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 |
| DE10039786A1 (de) | 2000-08-16 | 2002-02-28 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
| DE10105755A1 (de) | 2001-02-08 | 2002-08-29 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren, Computerprogramm und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine |
| DE10149745C1 (de) * | 2001-10-09 | 2003-05-08 | Siemens Ag | Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators im Abgassystem einer Brennkraftmaschine |
| DE10213011B4 (de) | 2002-03-22 | 2014-02-27 | Daimler Ag | Selbstzündende Brennkraftmaschine |
| DE10213025B4 (de) * | 2002-03-22 | 2014-02-27 | Daimler Ag | Selbstzündende Brennkraftmaschine |
| US7150263B2 (en) * | 2003-12-26 | 2006-12-19 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Engine speed control apparatus; engine system, vehicle and engine generator each having the engine speed control apparatus; and engine speed control method |
| US7464689B2 (en) * | 2005-10-12 | 2008-12-16 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method and apparatus for controlling fuel injection into an engine |
| JP2007315186A (ja) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Aisan Ind Co Ltd | 燃料噴射装置 |
| DE102006030213A1 (de) * | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Fev Motorentechnik Gmbh | Homogenisiertes Einspritzverfahren |
| WO2018211630A1 (ja) * | 2017-05-17 | 2018-11-22 | マツダ株式会社 | ディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法及び燃料噴射制御装置 |
| JP6838654B2 (ja) * | 2017-05-17 | 2021-03-03 | マツダ株式会社 | ディーゼルエンジンの燃料噴射制御方法及び燃料噴射制御装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60162034A (ja) * | 1984-02-02 | 1985-08-23 | Toyota Motor Corp | 電子制御デイ−ゼルエンジンの燃料噴射量制御方法 |
| DE3802161A1 (de) * | 1988-01-26 | 1989-07-27 | Ziesche Geb Keiser Elisabeth | Dieseleinspritzung durch elektrohydraulisch betriebene zylinderfoermige schieber |
| DE3804345A1 (de) * | 1988-02-12 | 1989-08-24 | Bosch Gmbh Robert | Regeleinrichtung fuer brennkraftmaschine |
| DE3936619A1 (de) * | 1989-11-03 | 1991-05-08 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Verfahren zum einspritzen eines brennstoffes in einen brennraum einer luftverdichtenden, selbstzuendenden brennkraftmaschine, sowie vorrichtungen zur durchfuehrung dieses verfahrens |
| US5165373A (en) * | 1991-05-24 | 1992-11-24 | Cheng Dah Y | Electro-thermal pulsed fuel injector and system |
-
1996
- 1996-01-29 DE DE59609153T patent/DE59609153D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-01-29 EP EP96810054A patent/EP0786592B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-01-29 DK DK96810054T patent/DK0786592T3/da active
-
1997
- 1997-01-04 KR KR1019970000071A patent/KR100477012B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-01-13 JP JP00401997A patent/JP3977471B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-28 CN CN97102505A patent/CN1085300C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-28 FI FI970354A patent/FI111981B/fi active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1176300A2 (en) | 2000-07-26 | 2002-01-30 | Mazda Motor Corporation | System, method and computer program for controlling fuel injection in a diesel engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI970354A0 (fi) | 1997-01-28 |
| DK0786592T3 (da) | 2002-06-17 |
| EP0786592B1 (de) | 2002-05-02 |
| KR100477012B1 (ko) | 2005-07-12 |
| CN1162064A (zh) | 1997-10-15 |
| JP3977471B2 (ja) | 2007-09-19 |
| DE59609153D1 (de) | 2002-06-06 |
| FI970354A (fi) | 1997-07-30 |
| EP0786592A1 (de) | 1997-07-30 |
| CN1085300C (zh) | 2002-05-22 |
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| KR970059487A (ko) | 1997-08-12 |
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