JPH11511832A - 燃料噴射装置の作動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 燃料が高圧下で高圧蓄積器（１）内に圧送、供給されるようにした燃料噴射装置の作動方法及び装置が提案される。前記高圧蓄積器（１）における圧力は、圧力制御弁（９）により制御される。燃料高圧蓄積器に供給された燃料量及び燃料圧力の圧力制御のため場合により生じる燃料噴射装置に対する制御量を含めて取出、排出される燃料量の検出により、燃料量の収支ないし、流入、出量関係、状態を形成できる。制御装置（７，７ａ，１８，１９）により実施、形成される収支ないし、流入、出量関係、状態は次のことのために使用できる、即ち所望の調整セッティングされた設定噴射量を、実際に噴射された、又は不所望に排出した燃料量と比較し、上記量の相互間に有意の偏差のある場合、燃料噴射装置の動作への介入的操作を行い、又は信号装置をトリガするために使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】 燃料噴射装置の作動方法 本発明は、ＵＳ−ＰＳ５１９７４３８から公知の燃料噴射装置の作動方法を基 礎とし、前記燃料噴射装置では、燃料が高圧下で高圧蓄積器内に供給され、該高 圧蓄積器における圧力は、圧力制御弁により制御され、前記高圧蓄積器からは、 燃料が、噴射のため制御装置により制御されて、電気的に制御される燃料噴射弁 を介して、取り出されるのである。公知のように作動される燃料噴射装置の場合 、燃料高圧蓄積器系が非圧力密状態ないし漏れ状態になることが起こり得、この ことは、殊に自発ないし自己点火形内燃機関の場合燃料の噴射のための高い噴射 圧力に関して特に問題性があり、クリティカルなことである。 更に、機能異常、ないし、誤動作に基づき実際に高圧蓄積器に供給される燃料 量が、燃料噴射のため設定された、圧力制御に必要な量に等しくないということ が起こり得る。 発明の利点 本発明の上位概念に規定した形式の燃料噴射装置の作動方法により、そのよう な公知の高圧系において、例えば、燃料高圧蓄積器及び燃料噴射弁の領域におけ るような公知の高圧系において機能異常、ないし、誤 作動が起こった場合このことを精確に検出することが可能である。それにより、 誤動作の発生の検出された際有利には警報を発生するか、又は直接、それ以上の 誤動作、機能異常、ないし、損害を回避するため、燃料噴射装置への然るべき介 入的操作を行い得る。 特に有利には、請求の範囲２によれば、流量測定装置を用いて、燃料高圧蓄積 器における燃料圧力の制御に必要な流出する燃料の量が検出される。それにより 、燃料量測定装置により測定される、高圧下で燃料高圧蓄積器内へ供給された量 が知られている場合において、又制御装置の制御パラメータから噴射弁を介する 燃料噴射量が知られている場合において、供給された燃料量と取出、排出された 燃料量との精確な収支ないし、流入、出量関係、状態が得られ、該収支ないし流 入、出量関係、状態は、機能異常、誤作動が起こった際のみ偏差、ずれを呈する ものである。 有利には請求の範囲４による装置により、高圧部分にて生じる漏洩量を検出で き、又は、請求の範囲５による装置により、制御された燃料噴射量が、実際に噴 射された燃料量に相応するか否かをチェックできる。 有利には、更に、燃料高圧蓄積器から供給される高圧燃料量の直接的測定の代 わりに、燃料ポンプの駆動回転数及びそれの、駆動シャフトの回転ごとの一定の 供給、吐出量の関係性から、供給された燃料量を制御装置により容易に、間接的 に求め、既に燃料噴射弁の 制御のために必要な信号−これは噴射された燃料量に相応する−と結合し得る。 更なる構成形態は、サブクレームに規定されている。 実施例の説明 図示の燃料燃料高圧蓄積器１は、燃料ポンプ−これは燃料容器４から燃料を吸 入する−供給搬送導管２を介して高圧下におかれた燃料の供給を受ける。ここで 、実質的に１０００barを上回る圧力が生じる。燃料高圧蓄積器における圧力は 、圧力発信器６により検出され、前記圧力発信器の信号は、制御装置７に供給さ れる。前記制御装置により、固定的に調整セッティングされた、又は所望の圧力 −これは所属の内燃機関のその都度の動作状態に依存する−を超過すると相応の 信号を用いて、圧力制御弁９が制御される。圧力制御弁９は、燃料高圧蓄積器か ら燃料容器４への燃料戻り導管１０内に設けられている。燃料高圧蓄積器から更 に圧力導管１１が出ており、該圧力導管は各燃料噴射弁１４と接続されており、 該燃料噴射弁を介しては、適当な時点にて、内燃機関にて夫々所望の燃料量を噴 射できる。時点及び燃料量についての燃料噴射装置の制御は、同様に、制御装置 ７を介して行われ、該制御装置７は、当該の制御のため回転数及び負荷−該負荷 のもとで、所属の内燃機関を作動すべきものである−に相応する制御信号を受け 取る。上記燃料噴射量の制御 は、例えば、公知のように磁石弁により行われ、該磁石弁は、燃料高圧蓄積器と 燃料噴射弁との間の接続を制御する。ここで、場合により生じる燃料制御量−こ れはタンク内に戻り流れ込む−は、同様に戻り導管１０を介してタンク内に還流 され得る。 燃料ポンプは、例えば、燃料噴射装置により作動される内燃機関と同期して作 動され得る、即ち、噴射の制御のためにもう既に検出されている回転数で作動さ れる。燃料ポンプを、又、別個に特別な駆動部により作動することもでき、そし て、それに関する燃料ポンプの駆動回転数を同様に例えば回転数発信器１５で検 出できる。上記の駆動回転数に関係、関連づけて、そして、所定の技術的関係性 、事項に着目して、即ち、燃料ポンプが各回転ごとに一定の供給、吐出量を供給 、吐出するという技術的関係性、事項に着目して、当該の回転数から、燃料高圧 蓄積器内に供給される燃料量を間接的に求め、それにより、供給された燃料量の 直接的測定のための流量測定装置を省き得る。また、燃料供給ポンプが可変の供 給、吐出容積で動作する場合でも、上記燃料供給ポンプより供給された燃料量を 同様に、制御信号から、又は有利には燃料量測定装置２２により求め得る。 高圧系において、殊に燃料高圧蓄積器１にて非圧力密状態ないし漏れ状態が生 じる場合、著しく高い圧力での燃料噴射装置の作動の際、困難性があり、クリテ ィカルであるので、上記の燃料高圧蓄積器の圧力密状態ないし非漏れ状態を監視 すると有利である。上記の噴射装置での高圧燃料の供給が間欠的でなく、常時充 填される燃料高圧蓄積器から行われるので、更に、燃料噴射弁が適正に動作して いるかを検出することも著しく重要である、それというのは、そうしないと、内 燃機関にて著しい損傷を来すからである。供給搬送ポンプ３を介して供給される 燃料量及び燃料噴射弁１４を介して取出、排出される燃料量を次のものと関係、 関連づけることにより、即ち、燃料高圧蓄積器における燃料圧力の圧力制御のた め排出される燃料量及び場合により生じる、噴射装置に対する制御量と関係、関 連づけることにより、供給された燃料と取出、排出された燃料の収支の関係を定 立、確立できる。このために、圧力制御弁を介して取出、排出される燃料量を燃 料戻り管１０中の流量測定装置１７を用いて測定できる。上記の燃料量に相応す る信号に、単位時間における燃料噴射量全体に相応する、制御装置から送出可能 な信号を加えたものが、比較装置１８を用いて、回転数信号から相応に処理され た、供給ポンプ３の供給搬送量に対する信号と比較される。供給された燃料量と 、再び送出、排出された燃料量とが相異なる場合、比較装置１８によりトリガさ れる制御装置７により、指示体２０に対して、又は燃料噴射装置の作動への介入 的操作に対する信号が、送出される。ここで、上記信号に より、例えば、燃料ポンプ３の駆動を遮断でき、又は内燃機関における燃料噴射 装置を停止させるか、又は非常動作モードに帰結させ得る。 燃料高圧蓄積器に供給される燃料量の間接的測定に代えて上述のように直接的 測定を行う場合、圧力密状態であることが前提にされている燃料高圧蓄積器にお いて、高圧導管のほかに燃料噴射弁の機能をも監視するとよい。このために、供 給導管２内に、図中破線で示す流量測定装置２２が挿入され、該流量測定装置２ ２は、燃料流戻り導管１０内の第２の流量測定装置１７と異なって第１流量測定 装置と称される。ここで噴射された燃料量の実際値が得られる。該実際値は、制 御装置により設定される設定−噴射量と比較される。比較結果からは、燃料噴射 弁が誤りなく動作しているか、否かを検出でき、必要な場合、制御装置に対する 補正値を形成できる。 流量測定装置１７として、戻り導管それ自体公知の形式で、燃料戻り導管１０ 内に挿入された絞りを設け、絞りの前後の圧力を相互に比較して、それにより、 燃料量信号を形成できる。そのような流量測定装置は、例えばＤＥ−Ａ−３７２ ２２４６にて噴射装置に関連して記載されている。また。他の適当なセンサを使 用することもできる。例えば、有利には、既に他の目的のため使用されたセンサ を経済的に使用できる、例えば空気量センサにも使用できるセンサ、そして、Ｄ Ｅ−Ａ−２９１９４３３により物理的構成の知られているセンサを使用できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．燃料噴射装置の作動方法であって、前記燃料噴射装置では、燃料が高圧下で 高圧蓄積器（１）内に供給され、該高圧蓄積器（１）における圧力は、圧力制御 弁（９）により制御され、前記高圧蓄積器からは、燃料が、噴射のため制御装置 により制御されて少なくとも１つの燃料噴射弁（１４）を介して、取り出される ようにした当該の作動方法において、 噴射装置の監視のため及び噴射装置の機能異常の検出のため、高圧蓄積器（ １）に供給される燃料量を高圧蓄積器から取出、排出される燃料量と比較し、当 該の燃料量の相互間の偏差のある場合、燃料噴射装置の動作制御又は指示のため の信号を生成することを特徴とする燃料噴射装置の作動方法。 ２．燃料高圧蓄積器（１）に供給される燃料量を第１の燃料量測定装置（２２） で測定し、燃料高圧蓄積器（１）における圧力の維持のため上記高圧蓄積器（１ ）から取出、排出される燃料量を第２燃料量測定装置（１７）により測定し、当 該の測定値を、燃料噴射弁の制御のため燃料量制御装置により設定された燃料噴 射量と比較することを特徴とする請求の範囲１記載の方法。 ３．高圧蓄積器（１）に供給される燃料量の測定のための測定装置として、それ の駆動シャフトの回転ご とに、燃料を一定の幾何学的関係、形状に従っての供給、吐出量を以て高圧で圧 送、供給する高圧供給ポンプ（３）を使用し、単位時間における燃料噴射量の制 御値を、噴射量の制御のための信号から求めるようにし、高圧蓄積器（１）にて 圧力の維持のため当該高圧蓄積器（１）から取出、排出された燃料量の測定を、 取出、排出された燃料量を測定する燃料量測定装置（１７）により行なうように したことを特徴とする請求の範囲２記載の方法。 ４．請求の範囲３の方法を実施するための装置であって、高圧供給ポンプ（３） を有し、該高圧供給ポンプは、それの駆動回転数に関して、当該の駆動回転数に 対応付けられた一定の供給吐出レートで高圧蓄積器（１）内に燃料を供給するよ うに構成されており、前記高圧蓄積器（１）は、複数の圧力導管（１１）を介し て各１つの燃料噴射弁（１４）と接続されており、ここで、個々の燃料噴射弁（ １４）への燃料流供給が電気的に制御される弁を介して行われるように構成され ており、そして、更に高圧蓄積器（１）は高圧蓄積器における圧力に依存して制 御される圧力制御弁（９）を有する燃料戻り導管（１０）を介して負荷除去軽減 されるように構成されている当該の燃料噴射装置において、 燃料戻り導管（１０）中に流量測定装置（１７）が設けられており、該流量 測定装置は、制御装置（ ７，７ａ，１８ａ，１９）と接続されており、該制御装置は、単位時間内で高圧 供給ポンプ（３）により供給される容積の検出のための装置（１９）及び、高圧 供給ポンプ（３）から単位時間当たり噴射される燃料量の検出のための装置（７ ）並びに比較装置（１８）を有し、該比較装置は高圧蓄積器内に供給される燃料 量と、２つの燃料量の和との差を求めるものであり、該２つの燃料量は、前記流 量測定装置により検出される燃料量及び時間単位で噴射される燃料量であり、そ して差の発生の際燃料噴射装置の作動制御のため、又は指示のための信号形成を するように構成されていることを特徴とする燃料噴射装置。 ５．請求の範囲２の方法を実施するための装置であって、高圧供給ポンプ（３） を有し、該高圧供給ポンプは、高圧蓄積器（１）内に燃料を供給するように構成 されており、前記高圧蓄積器（１）は、複数の圧力導管（１１）を介して各１つ の燃料噴射弁（１４）と接続されており、ここで、個々の燃料噴射弁（１４）へ の燃料流供給が電気的に制御される弁を介して行われるように構成されており、 そして、更に高圧蓄積器（１）は高圧蓄積器における圧力に依存して制御される 圧力制御弁（９）を有する燃料戻り導管（１０）を介して負荷除去、軽減される ように構成されている当該の燃料噴射装置において、 高圧蓄積器への燃料供給導管中に、第１の流量測定装置（２２）が設けられ ており、高圧蓄積器の燃料戻り導管（１０）内に第２流量測定装置（１７）が設 けられており、該両流量測定装置は、制御装置（７，７ａ，１８ａ，１９）と接 続されており、該制御装置は、燃料噴射弁の制御により、時間単位で噴射さるべ き燃料量を設定状態に従って制御するものであり、また、高圧蓄積器内に供給さ れた燃料量と、第２流量測定装置により検出された帰還燃料量との差の形成のた めの装置（１８）を有し、そして、実際に燃料噴射弁を介して噴射された燃料量 が制御装置により、燃料噴射量の制御さるべき設定値と比較され、偏差のある場 合、燃料噴射装置の作動制御のため、又は指示のための信号形成をするように構 成されていることを特徴とする燃料噴射装置。 ６．制御装置（７，７ａ）は、燃料量制御装置を有し、該燃料量制御装置は、所 要の負荷（Ｑｋ）に対する信号と、回転数信号源からの内燃機関の回転数（ｎ） に対する信号の供給を受け、そして電気的に制御される噴射弁（１４）の制御の ための制御信号を生成するものであり、上記信号は、噴射のため高圧蓄積器から 取出、排出される燃料量の検出のため比較装置（１８）に供給され、該比較装置 （１８）に更に、信号を供給する装置（１９）が設けられており、該装置（１９ ）は、供給ポンプから供給された容 積の検出のため回転数信号源に、又は少なくとも間接的に高圧供給ポンプの駆動 回転数を検出する回転数発信器（１５）に接続されていることを特徴とする請求 の範囲４記載の装置。 ７．流量測定装置は、流量絞りを有し、該流量絞りは、燃料供給導管又は戻り導 管中に設けられており、そこに生じる圧力勾配を流量に対する尺度量として用い る測定装置が設けられていることを特徴とする請求の範囲４から６までのうちい ずれか１項記載の装置。 ８．流量測定装置として、ホットフィルム−質量、流量センサが使用されている ことを特徴とする請求の範囲４から６までのうちいずれか１項記載の装置。