JPH11509605A - 高圧貯え器内の燃料圧を調整する装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高圧貯え器内の燃料圧を調整する装置および方法において、容積流調整と圧力調整とを組み合わせることにより、容積流調整の利点と圧力調整の利点とが互いに結び付き、ひいてはダイナミクスと効率とが高められる。

Description

【発明の詳細な説明】 高圧貯え器内の燃料圧を調整する装置および方法 本発明は、請求項１の上位概念に記載された形式の高圧貯え器内の燃料圧を調 整する装置、および請求項６の上位概念に記載された、高圧貯え器内の燃料圧を 調整する方法に関する。 燃料のための高圧貯え器(Hochdruckspeicher)はコモンレール噴射装置におい て使用される。この場合高圧ポンプによって燃料が高圧貯え器に圧送され、高圧 貯え器を起点にして燃料が個々の噴射ノズルに供給される。こうして、特にディ ーゼル噴射時に粒子エミッションを低減するような高い噴射圧が可能になる。 欧州特許出願公開第２９９３３７号明細書に基づき、高圧貯え器内の燃料圧を 調整する装置、および高圧貯え器内の燃料圧を調整する方法が既に公知である。 この場合、燃料は前フィードポンプによって、調整可能な絞りを介して高圧ポン プに供給される。この高圧ポンプは燃料を高圧貯え器に高圧で圧送する。高圧貯 え器は燃料を噴射ノズルに更に導き、セーフティ圧力弁を有している。このセー フティ圧力弁は最大圧力を超えると圧力貯え器と燃料タンクとを接続する。調整 可能な絞りは制御装置によって内燃機関の運転パラメータに応じて制御されて、 容積流調整が低圧側で行な われるようになっている。 前記装置および前記方法の欠点は、調整可能な絞りが圧力低減のためには使用 することができないので、高圧貯え器内の圧力低減が比較的ゆっくりしか行なわ れないことである。 本発明の課題は、迅速な圧力低減を可能にし、しかも良好な効率を有するよう な、圧力貯え器内の燃料圧を調整する装置、および高圧貯え器内の燃料圧を調整 する方法を提供することである。 本発明の課題は、請求項１に記載の装置および請求項６に記載の方法によって 解決される。請求項１に記載の装置および請求項６に記載の方法の利点は、燃料 圧の準定常の(quasistationaer)変化が低圧側の容積流調整によってもたらされ 、燃料圧の動的な変化が高圧側の圧力調整を介してもたらされることである。こ のようにすると、低圧側の容積流調整によって高い効率が得られるという利点は 高圧側の圧力調整によって高いダイナミクスが得られるという利点に結び付けら れ、これにより、高圧側の圧力調整に比べて高められた効率を有する、改善され たダイナミクスが得られる。 本発明の有利な構成は請求項１および６以外の請求項に記載されている。 以下に本発明を図面につき詳しく説明する。 第１図は、容積流調整弁が前置された高圧貯え器を 示す図である。 第２図は、調整可能なフィードポンプが前置された高圧貯え器を示す図である 。 第３図は、調整の方法を図式的に示す図である。 第１図に示したタンク１は、燃料供給導管２を介して、フィードポンプ４に接 続されている。調整可能ではないフィードポンプ４は、吐出導管５と調整弁３と を介して、高圧ポンプ６に接続されている。高圧ポンプ６の吐出側は、高圧貯え 器（コモンレール）つまり高圧アキュムレータに接続されている。この高圧貯え 器７は噴射導管８を有している。この噴射導管は、内燃機関２２の噴射器９に通 じている。この高圧貯え器７は圧力調整弁１０と燃料戻し導管１１とを介してタ ンク１に接続されている。 さらに、高圧貯え器７には圧力センサ１２が配置されている。この圧力センサ は第１の測定線路１３を介して第１の調整器１４に接続されている。この第１の 調整器１４は第１の制御線路１５を介して調整弁３に接続されている。さらにこ の圧力センサ１２は第２の測定線路１６を介して第２の調整器１７に接続されて いる。この第２の調整器は第２の制御線路１８を介して圧力調整弁１０に接続さ れている。 第１の調整器１４は第１のデータ線路２４を介して、第２の調整器１７は第２ のデータ線路２５を介して、計算ユニット２３に接続されている。さらにこの計 算ユニットは第３の測定線路２６を介して内燃機関２２に接続されている。さら に、計算ユニット２３は複数の入力線路２７を有している。これらの入力線路に よって、例えば自動車のアクセルペダル位置のような異なる入力値が受け取られ る。圧力センサ１２の代わりに、本発明の１実施例においては、第１の調整器１ ４のために役立つ第２の圧力センサ２１が使用されてよい。この第２の圧力セン サは、高圧ポンプ６の手前の低圧側で吐出導管５に配置されていて、第１の調整 器１４に接続されている。これにより、調整弁３は吐出導管５内の圧力に応じて 調整することもできる。 第２図は、第１図に相応する配置関係を示している。しかしながら調整可能で ないフィードポンプ４の代わりに、調整可能なフィードポンプ２０が配置されて いる。このフィードポンプは第１の制御線路１５を介して第１の調整器１４によ って制御される。さらに第１図に示した実施例と異なる点は、調整弁３が省かれ 、調整弁３の代わりに一定絞り１９が調整可能なフィードポンプ２０と高圧ポン プ６との間に接続されていることである。他の詳細については、第２図に示した 配置関係は第１図に示した配置関係に相当する。同じ構成部分は同じ符号を有し ている。 本発明の別の実施例においては、圧力センサ１２の代わりに、第１の調整器１ ４のために役立つ第２の圧力センサ２１が使用される。この第２の圧力センサ２ １は、高圧ポンプ６の手前の低圧側で吐出導管５に配置されていて、第１の調整 器１４に接続されている。 従って、調整可能なフィードポンプ２０は吐出導管５内の圧力に応じて調整す ることもできる。 第３図は、本発明による調整方法を概略的に示している。高圧貯え器に対して は、内燃機関２２の運転状態に応じて、目標圧力Ｐ_SOLLが予め規定されている。 次の例では、計算ユニット２３が例えば回転数、負荷、および排ガス値を含む内 燃機関の運転状態に基づき、入力線路２７から供給された、例えばアクセルペダ ル位置のような入力データを使用しつつ、高圧貯え器７のための目標圧力Ｐ_SOLL を検出し、この目標圧力を第１の比較器３１と第２の比較器３２とに予め与える ことを仮定している。 圧力センサ１２は高圧貯え器７の目下の実際圧力をやはり第１の比較器３１と 第２の比較器３２とに実際圧力Ｐ_ISTとして与える。第１の比較器３１と第２の 比較器３２とは、目標圧力から実際圧力を減じ、そこから差圧Ｐ_DIF：Ｐ_SOLL− Ｐ_IST＝Ｐ_DIFを検出する。 この差圧Ｐ_DIFは第１の比較器３１から、第１図に示した実施例においては調 整弁３を、また第２図に示した実施例においては調整可能なフィードポンプ２０ を制御する第１の調整器１４に送られ、第２の比較器３２から、圧力調整弁１０ を制御する第２の調整器 １７に送られる。第１の調整器１４はＰＩＤ調整器として構成されていると有利 である。このＰＩＤ調整器は、次の式では目下の制御偏差ｅ（ｋ）とみなされる 差圧Ｐ_DIFから、目下の第１の調整器干渉量(Reglereingriff)ｕｌ（ｋ）を、次 の規定にしたがって算出する。 この場合、 ｕ１（ｋ）は目下の調整器干渉量を、 ｕ１（ｋ−１）は直前の調整器干渉量を、 ｅ（ｋ）は目下の制御偏差を、 ｅ（ｋ−１）は前の前の制御偏差を、 Ｋは増幅係数を、 Ｔ₀は検出時間を、 Ｔ_Dは微分時間(Differenzierzeit)を、 Ｔ_Iは積分時間(Integrierzeit)を示す。 増幅係数Ｋは０．２％／Ｍパスカルであり、検出時間Ｔ₀は２０ｍｓｅｋであ り、微分時間Ｔ_Dは１０ｍｓｅｋであり、積分時間Ｔ_Iは７０ｓｅｋであると有利 である。 第２の調整器１７は２点調整器として構成されていると有利である。この２点 調整器は目下の第２の調整 器干渉量ｕ２（ｋ）を次の規定にしたがって算出する。 この場合、 ｙは上位の切換点における、調整器の目標量の定常最終値(stationaere Endwert )を、 Ｋは増幅係数を、 Ｔ_zは周期を、 Ｔ_eは作動接続時間(Einschaltdauer)を示す。 本発明の有利な実施例においては、固定最終値は６０Ｍであり、増幅係数Ｋは ０．０４５％／Ｍパスカルであり、周期Ｔ_zは２ｍｓｅｃであり、作動接続時間 は１ｍｓｅｃである。 上述の実施例においては、２点調整器１７は、Ｐ_DIFが予め規定された値、有 利には１００ｂａｒを超えると、そのゼロ値から目下の調整器干渉量ｕ２（ｋ） に切り換わる。 ２点調整器１７の目下の調整器干渉量ｕ２（ｋ）は、有利な実施例においては 、第１の調整器１４に伝達される。この第１の調整器は、第２の調整器１７の調 整器干渉量ｕ２（ｋ）に関連して、第１の調整器１４の目下の調整器干渉量を補 正するか、または調整をストップする。 第１および第２の調整器１４，１７の目下の調整器干渉量は調整区間３０に供 給される。圧力センサ１２および／または第２の圧力センサ２１は高圧貯え器内 のまたは高圧貯え器の手前の圧力を検出し、実際圧力Ｐ_ISTとして第１および第 ２の比較器３１，３２にさらに与える。第１図から明らかなように、第１の調整 器１４は目下の第１の調整干渉量を調整弁３に与え、第２の調整器１７は目下の 第２の調整干渉量を圧力弁１０に与える。本発明の別の実施例においては、第１ の調整器１４は目下の第１の調整干渉量で、第２図に示したような調整可能なフ ィードポンプ２０を調整する。 第１および第２の調整器１４，１７は選択的にアナログ調整器またはデジタル 調整器として構成されている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．高圧貯え器（７）内の燃料圧を調整する装置であって、 (イ) 高圧貯え器（７）に接続された高圧ポンプ（６）への流れにおける容積流 のための第１の調整器（１４）が設けられており、 (ロ) 高圧貯え器（７）に配属された第１の圧力センサ（１２）が設けられてお り、該圧力センサが、高圧貯え器（７）内の燃料圧を第１の調整器（１４）に報 告するようになっている形式のものにおいて、 (ハ) 高圧貯え器（７）内の燃料圧のための第２の調整器（１７）が設けられて おり、第１の圧力センサ（１２）が高圧貯え器（７）内の燃料圧を第２の調整器 （１７）に報告するようになっており、 (ニ) 第１の調整器（１４）が連続的な制御経過を有しており、 (ホ) 第２の調整器（１７）が段階的な制御経過を有している ことを特徴とする、高圧貯え器内の燃料圧を調整する装置。 ２．第２の調整器（１７）の出力側が第１の調整器（１４）の入力側に案内され ている、請求項２記載の装置。 ３．容積流の調整のために、調整可能なフィードポンプ（２０）が設けられてい る、請求項１記載の装置。 ４．調整可能なフィードポンプ（２０）の後方に一定絞り（１９）が配置されて いる、請求項２記載の装置。 ５．高圧ポンプ（６）の手前に、第２の圧力センサ（２１）が配置されており、 該第２の圧力センサが、測定線路を介して、有利には第１の圧力センサ（１２） の代わりに第１の調整器（１４）に接続されている、請求項１記載の装置。 ６．燃料のための高圧貯え器内の圧力を調整する方法であって、高圧ポンプ（６ ）を介して高圧貯え器（７）に燃料を供給し、噴射装置（９）を介して燃料を導 出し、高圧ポンプ（６）の手前の低圧領域において燃料の容積流を高圧貯え器（ ７）の圧力に応じて調整する方法において、 高圧領域において高圧貯え器（７）内の圧力を高圧貯え器（７）の圧力に応 じて調整し、高圧貯え器（７）内の圧力がトリガ圧力よりも小さいときには、低 圧領域内の燃料の容積流を調整し、高圧貯え器（７）内の圧力がトリガ圧力より も大きいときには、高圧貯え器（７）内の圧力を調整することを特徴とする、高 圧貯え器内の圧力を調整する方法。 ７．高圧貯え器（７）内の圧力がトリガ圧力を超える と容積流を調整する、請求項６記載の方法。 ８．容積流調整を圧力調整に関連して行なう、請求項６記載の方法。 ９．トリガ圧力を、目標値と閾値とからの和から検出する、請求項６記載の方法 。