JP2003532833A - 直接噴射式の内燃機関の燃料調量システムを運転するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、燃料リザーブタンク（１２）と、少なくとも１つのプレフィードポンプ（１３）と、低圧領域（ＮＤ）から少なくとも１つの高圧アキュムレータ（１６；１６′，１６′′）へ燃料を圧送するための少なくとも２つの高圧ポンプ（１４，１５）を備えた高圧ポンプ装置と、高圧アキュムレータ（１６；１６′，１６′′）内に形成される噴射圧（ｐ＿ｒ）を制御するための制御装置（２２）と、高圧アキュムレータ（１６；１６′，１６′′）から内燃機関（１）の複数の燃焼室（４）内へ燃料を噴射するための複数の燃料噴射弁（９）とを有している、直接噴射式の内燃機関（１）の燃料調量システム（１１）を運転するための方法に関する。特に大きな行程室を有する内燃機関（１）および４つよりも多いシリンダを有する内燃機関において燃焼室（４）への信頼性の良い燃料供給を確保するために、燃料調量システム（１１）が、内燃機関（１）の全ての燃焼室（４）内へ燃料を調量するための１つの燃料回路を有していて、該１つの燃料回路内に全ての高圧ポンプ（１４，１５）を配置し、全ての高圧ポンプ（１４，１５）を、１つの共通の圧力制御回路を介して互いに別個に独立して制御することが提案される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 背景技術 本発明は、燃料リザーブタンクと、該燃料リザーブタンクから燃料調量システ
ムの低圧領域へ燃料を圧送するための少なくとも１つのプレフィードポンプと、
低圧領域から少なくとも１つの高圧アキュムレータへ燃料を圧送するための少な
くとも２つの高圧ポンプを備えた高圧ポンプ装置と、高圧アキュムレータ内に形
成される噴射圧を制御するための制御装置と、高圧アキュムレータから内燃機関
の複数の燃焼室内へ燃料を噴射するための複数の燃料噴射弁とを有している、直
接噴射式の内燃機関の燃料調量システムを運転するための方法に関する。

【０００２】 本発明はさらに、燃料リザーブタンクと、該燃料リザーブタンクから燃料調量
システムの低圧領域へ燃料を圧送するための少なくとも１つのプレフィードポン
プと、低圧領域から少なくとも１つの高圧アキュムレータへ燃料を圧送するため
の少なくとも２つの高圧ポンプを備えた高圧ポンプ装置と、高圧アキュムレータ
内に形成される噴射圧を制御するための制御装置と、高圧アキュムレータから内
燃機関の複数の燃焼室内へ燃料を噴射するための複数の燃料噴射弁とを有してい
る、直接噴射式の内燃機関の燃料調量システムに関する。

【０００３】 さらに本発明は、燃料リザーブタンクと、該燃料リザーブタンクから燃料調量
システムの低圧領域へ燃料を圧送するための少なくとも１つのプレフィードポン
プと、低圧領域から少なくとも１つの高圧アキュムレータへ燃料を圧送するため
の少なくとも２つの高圧ポンプを備えた高圧ポンプ装置と、高圧アキュムレータ
内に形成される噴射圧を制御するための制御装置と、高圧アキュムレータから内
燃機関の複数の燃焼室内へ燃料を噴射するための複数の燃料噴射弁とを有してい
る燃料調量システムを備えた、直接噴射式の内燃機関に関する。

【０００４】 本発明はさらに、このような直接噴射式の内燃機関のための制御装置にも関す
る。

【０００５】 冒頭で述べた燃料調量システムを備えた、冒頭で述べた形式の直接噴射式の内
燃機関は、公知先行技術に基づき、たとえばガソリン直接噴射（ＧＤＩ）式の内
燃機関の形で知られている。燃料調量システムは、通常では電動燃料ポンプとし
て形成されたプレフィードポンプを有しており、このプレフィードポンプは燃料
リザーブタンクから燃料調量システムの低圧領域へ燃料を圧送する。この燃料は
燃料調量システムの高圧ポンプ装置によって、低圧領域から高圧で高圧アキュム
レータ内へ圧送される。この高圧アキュムレータは、たとえばコモンレール（Ｃ
Ｒ）式の燃料調量システムの分配レールとして形成されている。高圧アキュムレ
ータからは複数の噴射弁が分岐しており、これらの噴射弁を介して燃料を高圧ア
キュムレータから内燃機関の燃焼室内へ噴射することができる。これらの噴射弁
は内燃機関の制御装置によって制御される。この制御装置はさらに、圧力制御回
路を介して、高圧アキュムレータ内に形成される噴射圧を閉ループ制御するとい
う役目を持っている。噴射圧の増大は、高圧ポンプ装置の適当な制御、つまり高
圧アキュムレータ内への燃料供給量の増大により実現することができる。噴射圧
の減少は、高圧アキュムレータから分岐した制御弁の適当な制御、つまり高圧ア
キュムレータからの燃料流出量の増大によるか、または高圧ポンプの圧送出力の
減少により実現することができる。前記制御弁は、たとえば量制御弁（１シリン
ダ式のピストン高圧ポンプの場合）または圧力制御弁（３シリンダ式のラジアル
ピストン高圧ポンプの場合）として形成されている。

【０００６】 ４つまたは４つよりも少ないシリンダを有する内燃機関または比較的小さな行
程室を有する内燃機関の場合には、高圧ポンプ装置は一般に１つの高圧ポンプし
か有していない。この高圧ポンプは、たとえば１シリンダ式のピストンポンプま
たは３シリンダ式のラジアルピストンポンプとして形成されていてよい。この唯
一つの高圧ポンプを用いて、４つまたは４つよりも少ないシリンダを有する内燃
機関もしくは比較的小さな行程室を有する内燃機関では、内燃機関の全ての運転
状態において燃焼室に対する所要燃料量の信頼性の良い供給を確保することがで
きる。

【０００７】 しかし、比較的大きな行程室を有する内燃機関もしくは６つまたは６つよりも
多いシリンダを有する内燃機関の場合には、唯一つの高圧ポンプを用いて信頼性
の良い燃料供給を確保することはもはや不可能となることが判っている。それゆ
えに、公知先行技術では、燃料調量システムを互いに独立した２つの別個の燃料
回路に分割することが知られている。両燃料回路を互いに独立した別個のものに
するためには、２つの高圧アキュムレータと２つの圧力制御回路とが設けられて
いることが必要となり、しかもこれらの高圧アキュムレータと圧力制御回路とは
、前記制御装置によって制御され、かつとりわけコーディネートされなければな
らない。両燃料回路はそれぞれ専用の高圧ポンプを有しており、この高圧ポンプ
はそれぞれ専用の圧力制御回路を介して制御される。このように燃料調量システ
ムを２つの燃料回路に分割することは、公知先行技術に基づき、６シリンダ式の
内燃機関（この場合、各燃料回路はそれぞれ３つのシリンダの燃焼室への燃料供
給を担う）および８シリンダ式の内燃機関（この場合、各燃料回路はそれぞれ４
つのシリンダの燃焼室への燃料供給を担う）について知られている。公知先行技
術に基づき知られている、比較的大きな行程室を有する内燃機関もしくは６つま
たは６つよりも多いシリンダを有する内燃機関において信頼性の良い燃料供給を
確保するための解決手段は、比較的手間とコストのかかるシステム手段である。

【０００８】 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８２３６３９号明細書に基づき、プレフ
ィードポンプと高圧ポンプとを備えた、冒頭で述べた形式のコモンレール（ＣＲ
）式の燃料調量システムが公知である。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５
２３２８３号明細書からは、燃料調量システムのための高圧ポンプが公知である
。この高圧ポンプは、星形に配置された３つのポンプピストンを備えたラジアル
ピストンポンプとして形成されているか、または互いに平行に配置された２つの
ポンプピストンを備えたアキシャルピストンポンプとして形成されていてよい。
公知の高圧ポンプでは、個々のピストンが１つの共通のカム駆動装置もしくは偏
心体駆動装置を介して操作される。すなわち、個々のポンプピストンの間には、
強固な機械的カップリングが形成されており、このようなカップリングは個々の
ポンプピストンをそれぞれ意図的に操作することを不可能にしている。公知の高
圧ポンプは複数のポンプピストンを有しているけれども、この公知の高圧ポンプ
は単独の高圧ポンプであるとみなさざるを得ない。

【０００９】 さらに、自動車技術の別の領域、特にブレーキシステムおよびアクティブなシ
ャーシシステムの領域から、複数のポンプピストンを備えたポンプ装置が知られ
ている。すなわち、たとえばドイツ連邦共和国特許第４０４１８００号明細書か
らは、アンチロックブレーキ機能付きのブレーキシステムに用いられる、アキシ
ャルピストンポンプとして形成された２ピストンポンプが公知であり、この２ピ
ストンポンプは互いに平行に配置された２つのポンプピストンを備えている。欧
州特許出願公開第０４４８８３６号明細書からは、車両ブレーキ装置に用いられ
る、液体を圧送するための往復動ピストンポンプが公知である。この往復動ピス
トンポンプは、直径方向で互いに向かい合って位置する２つのポンプピストンを
備えたラジアルピストンポンプとして形成されている。さらに、ドイツ連邦共和
国特許出願公開第４０２７７９４号明細書からは、車両ハイドロリックシステム
（アンチロックブレーキシステムＡＢＳ、トラクションコントロールシステムＡ
ＳＲ、アクティブシャーシコントロールシステム）におけるエネルギ供給のため
に用いられるラジアルピストンポンプが公知である。これらの公知のポンプ装置
の全てに共通して云えることは、個々のポンプピストンの間に強固な機械的カッ
プリングが形成されていて、個々のポンプピストンの意図的な操作が不可能であ
ることである。したがって、これらのポンプ装置も全て、単独のポンプであると
みなさざるを得ない。

【００１０】 本発明の課題は、特に４つまたは４つよりも多いシリンダを有する内燃機関も
しくは大きな行程室を備えた内燃機関において、構造的に単純でかつできるだけ
廉価に信頼性の良い燃料供給を確保することである。

【００１１】 この課題を解決するために本発明の方法では、冒頭で述べた形式の方法におい
て、燃料調量システムに、内燃機関の全ての燃焼室内へ燃料を調量するための１
つの燃料回路を配置し、該１つの燃料回路内に全ての高圧ポンプを配置し、全て
の高圧ポンプを、１つの共通の圧力制御回路を介して互いに別個に独立して制御
するようにした。

【００１２】 発明の利点 すなわち、本発明によれば、燃料調量システムが複数の燃料回路に分配される
のではなく、内燃機関の全ての燃焼室内へ燃料を調量するための唯一つの燃料回
路しか設けられていない。高圧ポンプ装置の全ての高圧ポンプがこの１つの燃料
回路に配置されている。本発明による燃料調量システムは、有利には２つの高圧
ポンプを有している。使用される高圧ポンプは公知先行技術から自体公知である
ような標準タイプのポンプ、たとえば１シリンダ式ピストンポンプまたは３シリ
ンダ式ラジアルピストンポンプとして形成されていてよい。燃料調量システムの
制御装置は１つの共通の圧力制御回路を介して全ての高圧ポンプを互いに別個に
独立して制御する。燃料回路内には、１つの高圧アキュムレータしか配置されて
いない。この高圧アキュムレータの噴射圧は唯一つの圧力制御回路によって制御
することができる。これにより、本発明による方法を特に簡単にかつ廉価に実現
することができる。

【００１３】 さらに、本発明による方法を用いると、特に比較的大きな行程室を有する内燃
機関もしくは４つまたは４つよりも多いシリンダを有する内燃機関において燃焼
室への信頼性の良い燃料供給を確保することができる。

【００１４】 高圧ポンプが１つの共通の高圧アキュムレータ内へ燃料を圧送することにより
、高圧アキュムレータ内に形成される噴射圧を単に１つの圧力制御回路を用いて
簡単に制御することが可能となる。高圧ポンプを制御するための最終段だけを２
回形成するだけで済む。それと同時に、本発明による方法を用いると、対称的で
ない点火順序において燃料調量システムの複雑な構造が回避される。

【００１５】 本発明による方法の有利な改良形では、高圧ポンプを互いに平行に、つまり互
いに同相に制御することが提案される。すなわち、高圧ポンプは同期的に制御さ
れて、吸込行程および吐出行程を互いに同時に実施する。

【００１６】 択一的に、本発明による方法の別の有利な改良形では、１つまたは複数の第１
の高圧ポンプを、１つまたは複数の第２の高圧ポンプに対して逆向きに、つまり
互いに逆相に制御することが提案される。第１の高圧ポンプと第２の高圧ポンプ
とは吸込行程および吐出行程を互いにずらされた位相で実施する。つまり、第１
の高圧ポンプが吸込行程にあるときには第２の高圧ポンプは吐出行程にあり、逆
に第１の高圧ポンプが吐出行程にあるときには第２の高圧ポンプは吸込行程にあ
る。この改良形の利点は、連続する噴射の互いに異なる圧力レベルを著しく低減
することができることにある。なぜならば、後圧送が均一に分配されるからであ
る。別の利点は、高圧アキュムレータ内に形成される噴射圧の経過を監視するこ
とにより、高圧ポンプの簡単な診断が可能になる点にある。

【００１７】 本発明による方法のさらに別の有利な改良形では、制御装置による、リソース
を無駄にしない制御を実施するために、これらの高圧ポンプを同一の制御時間で
制御することが提案される。すなわち、制御時間は制御装置において燃料調量シ
ステムの全ての高圧ポンプのために１回しか計算されない。次いで、個々の高圧
ポンプの制御が切換装置を介して行われる。この切換装置は適当な時点で、もし
くは内燃機関のクランクシャフトの適当な角度位置で、第１の高圧ポンプと第２
の高圧ポンプとの間で切換を行う。こうして、同じ制御時間を用いて第１の高圧
ポンプと第２の高圧ポンプとを交互に制御することができる。

【００１８】 さらに上記課題を解決するために本発明の燃料調量システムの構成では、冒頭
で述べた形式の燃料調量システムにおいて、当該燃料調量システムが、内燃機関
の全ての燃焼室内へ燃料を調量するための１つの燃料回路を有しており、該１つ
の燃料回路内に全ての高圧ポンプが配置されており、制御装置が全ての高圧ポン
プのために１つの圧力制御回路を有しており、該圧力制御回路を介して高圧ポン
プが互いに別個に独立して制御可能であるようにした。

【００１９】 本発明による燃料調量システムの有利な構成では、高圧ポンプ装置が２つの高
圧ポンプを有していることが提案される。

【００２０】 本発明による燃料調量システムの別の有利な構成では、制御装置が高圧ポンプ
を互いに平行に、つまり互いに同相に制御することが提案される。択一的には、
制御装置が１つまたは複数の第１の高圧ポンプを、１つまたは複数の第２の高圧
ポンプに対して逆向きに、つまり逆相に制御することが提案される。

【００２１】 制御装置がこれらの高圧ポンプを同じ制御時間で制御することが有利である。

【００２２】 さらに、上記課題を解決するために本発明の直接噴射式の内燃機関の構成では
、冒頭で述べた形式の内燃機関において、燃料調量システムが請求項５から９ま
でのいずれか１項記載の燃料調量システムとして形成されているようにした。

【００２３】 本発明による直接噴射式の内燃機関の有利な構成では、当該内燃機関が少なく
とも６つのシリンダを有していることが提案される。

【００２４】 本発明による直接噴射式の内燃機関の別の有利な構成では、燃料調量システム
が２つの高圧アキュムレータ領域を有しており、両高圧アキュムレータ領域が、
圧力補償管路を介して互いに接続されている。この圧力補償管路により、両高圧
アキュムレータ領域は１つの共通の高圧アキュムレータ領域にまとめられる。

【００２５】 さらに、上記課題を解決するために本発明の制御装置の構成では、冒頭で述べ
た形式の制御装置において、燃料調量システムが、内燃機関の全ての燃焼室内へ
燃料を調量するための１つの燃料回路を有しており、該１つの燃料回路内に全て
の高圧ポンプが配置されており、当該制御装置が１つの共通の圧力制御回路を介
して全ての高圧ポンプを互いに別個に独立して制御するようにした。

【００２６】 本発明による制御装置の有利な構成では、当該制御装置が高圧ポンプを互いに
平行に、つまり互いに同相に制御することが提案される。択一的には、当該制御
装置が１つまたは複数の第１の高圧ポンプを１つまたは複数の第２の高圧ポンプ
に対して逆向きに、つまり逆相に制御することが提案される。当該制御装置がこ
れらの高圧ポンプを同じ制御時間で制御すると有利である。

【００２７】 特に重要となるのは、本発明による方法が、直接噴射式の内燃機関の制御装置
のために設けられた制御素子の形で実現されることである。この場合、この制御
素子には、計算装置、特にマイクロプロセッサで実行可能であってかつ本発明に
よる方法を実施するために適しているプログラムが記憶されている。すなわち、
この場合には、本発明が、この制御素子に記憶されたプログラムにより実現され
るので、このプログラムを備えたこのような制御素子も、本発明による方法（こ
の方法を実施するために前記プログラムが適している）と同様に本発明を成すも
のである。制御素子としては、特に電気的な記憶媒体、たとえばリードオンリメ
モリまたはフラッシュメモリを使用することができる。

【００２８】 本発明のさらに別の特徴、使用可能性および利点は、以下に図面につき説明す
る本発明の実施例から明らかである。説明した特徴または図示した特徴は全て、
特許請求の範囲における総括および引用ならびに明細書もしくは図面における定
義もしくは描写とは無関係に、それ自体または任意の組み合わせで本発明の対象
を成すものである。

【００２９】 図１には、自動車の直接噴射式の内燃機関１が図示されている。この内燃機関
１では、ピストン２がシリンダ３内で往復運動可能である。シリンダ３は燃焼室
４を備えており、この燃焼室４は、特にピストン２と吸気弁５と排気弁６とによ
って仕切られている。吸気弁５には吸気管７が、排気弁６には排気管８が、それ
ぞれ連結されている。

【００３０】 吸気弁５および排気弁６の範囲では、噴射弁９と点火プラグ１０とが燃焼室４
内に突入している。噴射弁９を介して燃料を燃焼室４内へ噴射することができる
。点火プラグ１０を用いて、燃焼室４内の燃料を点火することができる。

【００３１】 ピストン２には燃焼室４内での燃料の燃焼によって往復運動が付与される。こ
の往復運動はクランクシャフト（図示しない）へ伝達されて、クランクシャフト
にトルクを加える。

【００３２】 内燃機関１は燃料調量システム１１を有している。この燃料調量システム１１
によって、噴射弁９を介して燃焼室４内へ噴射されるべき燃料が調量される。燃
料調量システム１１は燃料リザーブタンク１２を有している。この燃料リザーブ
タンク１２からは、電動燃料ポンプとして形成されたプレフィードポンプ１３に
よって燃料が燃料調量システム１１の低圧領域ＮＤへ圧送される。低圧領域ＮＤ
からは、２つの高圧ポンプ１４，１５から成る高圧ポンプ装置によって燃料は高
圧アキュムレータ１６へ圧送される。高圧ポンプ１４，１５は、それぞれ２つの
逆止弁１７と１つの量制御弁１８とを備えた１シリンダ型高圧ポンプとして形成
されている。量制御弁１８によって量制御管路１９を開閉することができる。量
制御管路１９が開放された状態では、吸い込まれた燃料が、高圧回路内へ圧送さ
れずに、再び低圧回路内へ押し戻される。量制御弁１８は制御信号Ｔによって制
御される。択一的に、高圧ポンプ１４，１５は３シリンダ型ラジアルピストンポ
ンプとして形成されていてもよい。重要となるのは、高圧ポンプ１４，１５とし
て手間のかかる高価な特別仕様の高圧ポンプではなく、標準型の高圧ポンプが使
用されることである。

【００３３】 高圧アキュムレータ１６はコモンレール（ＣＲ）式の燃料調量システムの蓄圧
レールとして形成されている。高圧アキュムレータ１６には圧力センサ２４が配
置されている。この圧力センサ２４は高圧アキュムレータ１６内に生ぜしめられ
た噴射圧を検出して、相応する出力信号ｐ＿ｒを形成する。高圧アキュムレータ
１６からは、複数の、本実施例では４つの噴射弁９が導出されており、これらの
噴射弁９を介して燃料は内燃機関１のシリンダ３の燃焼室４内へ噴射される。燃
料を噴射するためには、噴射弁９が、相応する制御信号ＥＳによって制御される
。点火プラグ１０は制御信号ＺＷによって制御される。

【００３４】 燃料調量システム１１の低圧領域ＮＤ内の圧力を、予め設定可能な所定の値に
保持するためには、低圧領域ＮＤに低圧レギュレータもしくは低圧調整器２０が
配置されている。低圧領域ＮＤ内の圧力が所定の圧力値を上回った場合、この低
圧調整器２０を介して、燃料は低圧領域ＮＤから再び燃料リザーブタンク１２へ
戻ることができる。プレフィードポンプ１３と高圧ポンプ１４，１５との間には
、フィルタ２１が配置されている。

【００３５】 制御装置２２は複数の入力信号２３によって負荷されている。これらの入力信
号２３は、それぞれセンサによって測定された内燃機関１の運転量を表している
。たとえば、制御装置２２は空気質量センサ、酸素センサ（ラムダセンサ）、回
転数センサまたは高圧領域ＨＤ内で有利には高圧アキュムレータ１６に配置され
た圧力センサ２４等に接続されている。制御装置２２は複数の出力信号２５を形
成する。これらの出力信号２５を用いて、アクチュエータもしくは作動装置を介
して、内燃機関１の特性に影響を与えることができる。たとえば、制御装置２２
は噴射弁９（制御信号ＥＳ）、点火プラグ１０（制御信号ＺＷ）、量制御弁１８
（制御信号Ｔ）、吸気管７内に配置されたスロットルバルブ等に接続されていて
、これらの構成部分を制御するためにそれぞれ必要となる信号を形成する。

【００３６】 とりわけ制御装置２２は、内燃機関１の各運転量を開ループ制御し（ｓｔｅｕ
ｅｒｎ）かつ／または閉ループ制御する（ｒｅｇｅｌｎ）ために働くように設定
されている。たとえば、噴射弁９から燃焼室４内へ噴射される燃料質量は、制御
装置２２によって特に小さな燃料消費量および／または僅かな有害物質エミッシ
ョンが達成されるように開ループ制御され、かつ／または閉ループ制御される。
この目的のために、制御装置２２はマイクロプロセッサを備えている。このマイ
クロプロセッサは制御素子、特にリードオンリメモリまたはフラッシュメモリ内
に、上に挙げた開ループ制御および／または閉ループ制御を実施するために適し
たプログラムを記憶している。さらに、制御素子内には、本発明による方法を実
施するために適したプログラムも記憶されている。

【００３７】 図１に示した内燃機関１は多数の運転モードで運転され得る。すなわち、内燃
機関１を均質燃焼運転、成層燃焼運転、均質リーン燃焼運転等のモードで運転す
ることが可能である。内燃機関１の上記各運転モードの間では、それぞれ切換を
行うことができる。このような切換は制御装置２２によって実施される。

【００３８】 図１に示した燃料調量システム１１は、特に次の点ですぐれている。すなわち
、この燃料調量システム１１は燃料を内燃機関１の全ての燃焼室４内へ調量する
ために１つの燃料回路しか有していない。この唯一つの燃料回路内に２つの高圧
ポンプ１４，１５が配置されている。両高圧ポンプ１４，１５は、１つの共通の
圧力制御回路を介して互いに別個に独立して制御装置２２によって制御される。
燃料調量システム１１の、リソースを無駄にしない運転（ｒｅｓｏｕｒｃｅｎｓ
ｃｈｏｎｅｎｄ．Ｂｅｔｒｉｅｂ）を行うためには、両高圧ポンプ１４，１５が
同じ制御時間Ｔで制御される。すなわち、制御時間Ｔは両高圧ポンプ１４，１５
のために制御装置２２において一回しか計算されない。

【００３９】 図１には、４つのシリンダ３を有する内燃機関１のための本発明による燃料調
量システム１１が示されている。本発明による燃料調量システム１１により、４
つよりも多いシリンダ３を有する内燃機関１および／または大きな行程室を有す
る内燃機関１についても、燃焼室４への信頼性の良い燃料供給が確保される。

【００４０】 図２には、８シリンダ式の内燃機関１を例にとって本発明による燃料調量シス
テム１１が図示されている。８シリンダ式の内燃機関１では、高圧アキュムレー
タ１６がレフトバンク１６′とライトバンク１６′′とを有している。両バンク
１６′，１６′′は圧力補償管路２６を介して互いに接続されているので、両バ
ンク１６′，１６′′には同じ噴射圧が形成される。すなわち、両バンク１６′
，１６′′は１つの共通の高圧アキュムレータ１６であるとみなすことができる
。各バンク１６′，１６′′からは、それぞれ４つの噴射弁９が分岐しており、
これらの噴射弁９を介して燃料を内燃機関１の燃焼室４内へ噴射することができ
る。各バンク１６′，１６′′には、それぞれ専用の高圧ポンプ１４；１５によ
って低圧領域ＮＤから燃料が供給される。各高圧ポンプ１４；１５には、それぞ
れ専用の最終段２７；２８が対応配置されている。

【００４１】 制御装置２２は制御時間Ｔを両高圧ポンプ１４，１５のために１回しか求めな
い。両高圧ポンプ１４，１５の最終段２７，２８への制御時間Ｔの分配は、スイ
ッチ２９を介して行われる。スイッチ２９は８シリンダ式の内燃機関１のための
シンクロパターン（Ｓｙｎｃｈｒｏ−Ｒａｓｔｅｒ）に従い、クランクシャフト
ＫＷの１８０゜毎にその都度切り換えられる。高圧ポンプ１４，１５のための駆
動装置として、調節可能なカムシャフトが使用される場合には、調節可能なカム
シャフトに基づいたシンクロパターンが相応して引き出されなければならない。

【００４２】 高圧ポンプ１４，１５を駆動するためのカムの急峻な傾斜が制限されているこ
とに基づき、１シリンダ式の高圧ポンプでは、８つのシリンダを有する内燃機関
１の場合に、１回転当たり４つのカムを有するカムシャフトを使用することがで
きない。それと同時に、８シリンダ式の内燃機関１では、機械的な配置形式（ラ
イトバンク１６′、レフトバンク１６′′）に相応して複数の燃料回路を配置す
ることもできない。なぜならば、点火順序もしくは噴射順序が対称的ではないか
らである。すなわち、点火順序もしくは噴射順序がレフトバンク１６′からライ
トバンク１６′′へ交互にジャンプするわけではない。このような問題を解決す
るために、本発明による燃料調量システム１１が使用される。

【００４３】 図３には、図２に示した燃料調量システム１１の高圧ポンプ１４，１５の、有
利な実施例による制御が描かれている。図３の上半部には、高圧ポンプ１４の行
程ｈ＿１が描かれており、下半部には高圧ポンプ１５の行程ｈ＿２が描かれてい
る。図面から明確に判るように、両高圧ポンプ１４，１５は互いに逆向きに、つ
まり互いに逆相に制御される。さらに図３からは、高圧ポンプ１４，１５のポン
プピストンがいつ吸込行程を実施するのか、もしくは高圧ポンプ１４，１５のポ
ンプピストンがいつ吐出行程で燃料を高圧アキュムレータ１６へ圧送するのかを
知ることができる。

【００４４】 図４には、６つのシリンダ３を有する内燃機関１に用いられる本発明による燃
料調量システム１１の一部が示されている。この実施例では、高圧アキュムレー
タ１６から６つの噴射弁９が導出されており、これらの噴射弁９を介して燃料を
個々のシリンダ３の燃焼室４内へ噴射することができる。図１に示した燃料調量
システム１１の場合と同様に、この実施例においても２つの高圧ポンプ１４，１
５によって燃料が燃料調量システム１１の低圧領域ＮＤから高圧アキュムレータ
１６へ圧送される。また、図４に示した燃料調量システム１１も、燃料を内燃機
関１の全ての燃焼室４内へ調量するために１つの燃料回路しか有していない。両
高圧ポンプ１４，１５はこの１つの燃料回路内に配置されている。両高圧ポンプ
１４，１５は１つの共通の圧力制御回路を介して互いに別個に独立して制御され
る（図２参照）。

【００４５】 図５および図６には、図４に示した燃料調量システム１１の高圧ポンプ１４，
１５を制御するための２つの可能性が示されている。図５に示した実施例では、
両高圧ポンプ１４，１５が互いに平行に、つまり互いに同相に制御される。それ
に対して、図６に示した実施例では、図３に示した実施例の場合と同様に互いに
逆向きに、つまり互いに逆相に制御される。図３に示した実施例の場合と同様の
斜線により、図５および図６には吸込行程と吐出行程とが書き込まれている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による内燃機関の１実施例を示すブロック回路図である。

【図２】 本発明による燃料調量システムの第１実施例を示すブロック回路図である。

【図３】 図２に示した燃料調量システムを運転するための本発明による方法の第１実施
例を明示するための線図である。

【図４】 本発明による燃料調量システムの第２実施例を示すブロック回路図である。

【図５】 図４に示した燃料調量システムを運転するための本発明による方法の第２実施
例を明示するための線図である。

【図６】 図４に示した燃料調量システムを運転するための本発明による方法の第３実施
例を明示するための線図である。

【符号の説明】

１ 内燃機関、 ２ ピストン、 ３ シリンダ、 ４ 燃焼室、 ５ 吸気
弁、 ６ 排気弁、 ７ 吸気管、 ８ 排気管、 ９ 噴射弁、 １０ 点火
プラグ、 １１ 燃料調量システム、 １２ 燃料リザーブタンク、 １３ プ
レフィードポンプ、 １４，１５ 高圧ポンプ、 １６ 高圧アキュムレータ、 １６′，１６′′ バンク、 １７ 逆止弁、 １８ 量制御弁、 １９ 量
制御管路、 ２０ 低圧調整器、 ２１ フィルタ、 ２２ 制御装置、 ２３ 入力信号、 ２４ 圧力センサ、 ２５ 出力信号、 ２６ 圧力補償管路、 ２７，２８ 最終段、 ２９ スイッチ、 ＨＤ 高圧領域、 ＮＤ 低圧領
域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス フレンツ ドイツ連邦共和国 ネルトリンゲン ボイ テナー シュトラーセ ５ Ｆターム(参考） 3G066 AA02 AB02 BA01 BA61 CA01S CB12 DA01 3G301 HA01 HA04 JA03 LB04 LB13 LB16 MA11 MA18 ND01 PB08Z PD13Z PE01Z 【要約の続き】 共通の圧力制御回路を介して互いに別個に独立して制御 することが提案される。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料リザーブタンク（１２）と、該燃料リザーブタンク（１
   ２）から燃料調量システム（１１）の低圧領域（ＮＤ）へ燃料を圧送するための
   少なくとも１つのプレフィードポンプ（１３）と、低圧領域（ＮＤ）から少なく
   とも１つの高圧アキュムレータ（１６；１６′，１６′′）へ燃料を圧送するた
   めの少なくとも２つの高圧ポンプ（１４，１５）を備えた高圧ポンプ装置と、高
   圧アキュムレータ（１６；１６′，１６′′）内に形成される噴射圧（ｐ＿ｒ）
   を制御するための制御装置（２２）と、高圧アキュムレータ（１６；１６′，１
   ６′′）から内燃機関（１）の複数の燃焼室（４）内へ燃料を噴射するための複
   数の燃料噴射弁（９）とを有している、直接噴射式の内燃機関（１）の燃料調量
   システム（１１）を運転するための方法において、燃料調量システム（１１）に
   、内燃機関（１）の全ての燃焼室（４）内へ燃料を調量するための１つの燃料回
   路を配置し、該１つの燃料回路内に全ての高圧ポンプ（１４，１５）を配置し、
   全ての高圧ポンプ（１４，１５）を、１つの共通の圧力制御回路を介して互いに
   別個に独立して制御することを特徴とする、直接噴射式の内燃機関の燃料調量シ
   ステムを運転するための方法。
2. 【請求項２】 高圧ポンプ（１４，１５）を互いに同相に制御する、請求項
   １記載の方法。
3. 【請求項３】 １つまたは複数の第１の高圧ポンプ（１４）を、１つまたは
   複数の第２の高圧ポンプ（１５）に対して逆相に制御する、請求項１記載の方法
   。
4. 【請求項４】 高圧ポンプ（１４，１５）を、同一の制御時間（Ｔ）で制御
   する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 【請求項５】 燃料リザーブタンク（１２）と、該燃料リザーブタンク（１
   ２）から燃料調量システム（１１）の低圧領域（ＮＤ）へ燃料を圧送するための
   少なくとも１つのプレフィードポンプ（１３）と、低圧領域（ＮＤ）から少なく
   とも１つの高圧アキュムレータ（１６；１６′，１６′′）へ燃料を圧送するた
   めの少なくとも２つの高圧ポンプ（１４，１５）を備えた高圧ポンプ装置と、高
   圧アキュムレータ（１６；１６′，１６′′）内に形成される噴射圧（ｐ＿ｒ）
   を制御するための制御装置（２２）と、高圧アキュムレータ（１６；１６′，１
   ６′′）から内燃機関（１）の複数の燃焼室（４）内へ燃料を噴射するための複
   数の燃料噴射弁（９）とを有している、直接噴射式の内燃機関（１）の燃料調量
   システム（１１）において、当該燃料調量システム（１１）が、内燃機関（１）
   の全ての燃焼室（４）内へ燃料を調量するための１つの燃料回路を有しており、
   該１つの燃料回路内に全ての高圧ポンプ（１４，１５）が配置されており、前記
   制御装置（２２）が、全ての高圧ポンプ（１４，１５）のための１つの圧力制御
   回路を有していて、該圧力制御回路を介して高圧ポンプ（１４，１５）が互いに
   別個に独立して制御可能であることを特徴とする、直接噴射式の内燃機関の燃料
   調量システム。
6. 【請求項６】 高圧ポンプ装置が２つの高圧ポンプ（１４，１５）を有して
   いる、請求項５記載の燃料調量システム。
7. 【請求項７】 制御装置（２２）が、高圧ポンプ（１４，１５）を互いに同
   相に制御する、請求項５または６記載の燃料調量システム。
8. 【請求項８】 制御装置（２２）が、１つまたは複数の第１の高圧ポンプ（
   １４）を、１つまたは複数の第２の高圧ポンプ（１５）に対して逆相に制御する
   、請求項５または６記載の燃料調量システム。
9. 【請求項９】 制御装置（２２）が、高圧ポンプ（１４，１５）を同一の制
   御時間（Ｔ）で制御する、請求項５から８までのいずれか１項記載の燃料調量シ
   ステム。
10. 【請求項１０】 燃料リザーブタンク（１２）と、該燃料リザーブタンク（
    １２）から燃料調量システム（１１）の低圧領域（ＮＤ）へ燃料を圧送するため
    の少なくとも１つのプレフィードポンプ（１３）と、低圧領域（ＮＤ）から少な
    くとも１つの高圧アキュムレータ（１６；１６′，１６′′）へ燃料を圧送する
    ための少なくとも２つの高圧ポンプ（１４，１５）を備えた高圧ポンプ装置と、
    高圧アキュムレータ（１６；１６′，１６′′）内に形成される噴射圧（ｐ＿ｒ
    ）を制御するための制御装置（２２）と、高圧アキュムレータ（１６；１６′，
    １６′′）から内燃機関（１）の複数の燃焼室（４）内へ燃料を噴射するための
    複数の燃料噴射弁（９）とを有している燃料調量システム（１１）を備えた、直
    接噴射式の内燃機関（１）において、請求項５から９までのいずれか１項記載の
    燃料調量システム（１１）が形成されていることを特徴とする、直接噴射式の内
    燃機関。
11. 【請求項１１】 当該内燃機関（１）が少なくとも６つのシリンダ（３）を
    有している、請求項１０記載の内燃機関。
12. 【請求項１２】 燃料調量システム（１１）が２つの高圧アキュムレータ領
    域（１６′，１６′′）を有しており、両高圧アキュムレータ領域（１６′，１
    ６′′）が、圧力補償管路（２６）を介して互いに接続されている、請求項１０
    または１１記載の内燃機関。
13. 【請求項１３】 燃料リザーブタンク（１２）と、該燃料リザーブタンク（
    １２）から燃料調量システム（１１）の低圧領域（ＮＤ）へ燃料を圧送するため
    の少なくとも１つのプレフィードポンプ（１３）と、低圧領域（ＮＤ）から少な
    くとも１つの高圧アキュムレータ（１６；１６′，１６′′）へ燃料を圧送する
    ための少なくとも２つの高圧ポンプ（１４，１５）を備えた高圧ポンプ装置と、
    高圧アキュムレータ（１６；１６′，１６′′）内に形成される噴射圧（ｐ＿ｒ
    ）を制御するための制御装置（２２）と、高圧アキュムレータ（１６；１６′，
    １６′′）から内燃機関（１）の複数の燃焼室（４）内へ燃料を噴射するための
    複数の燃料噴射弁（９）とを有している燃料調量システム（１１）を備えた、直
    接噴射式の内燃機関（１）に用いられる制御装置（２２）において、燃料調量シ
    ステム（１１）が、内燃機関（１）の全ての燃焼室（４）内へ燃料を調量するた
    めの１つの燃料回路を有しており、該１つの燃料回路内に全ての高圧ポンプ（１
    ４，１５）が配置されており、当該制御装置（２２）が、全ての高圧ポンプ（１
    ４，１５）を、１つの共通の圧力制御回路を介して互いに別個に独立して制御す
    るようになっていることを特徴とする、直接噴射式の内燃機関に用いられる制御
    装置。
14. 【請求項１４】 当該制御装置（２２）が高圧ポンプ（１４，１５）を互い
    に同相に制御する、請求項１３記載の制御装置。
15. 【請求項１５】 当該制御装置（２２）が、１つまたは複数の第１の高圧ポ
    ンプ（１４）を、１つまたは複数の第２の高圧ポンプ（１５）に対して逆相に制
    御する、請求項１３記載の制御装置。
16. 【請求項１６】 当該制御装置（２２）が、高圧ポンプ（１４，１５）を同
    一の制御時間（Ｔ）で制御する、請求項１３から１５までのいずれか１項記載の
    制御装置。
17. 【請求項１７】 直接噴射式の内燃機関（１）の制御装置（２２）のための
    制御素子、特にリードオンリメモリ（ＲＯＭ）またはフラッシュメモリにおいて
    、当該制御素子に、計算装置、特にマイクロプロセッサで実行可能であって、か
    つ請求項１から４までのいずれか１項記載の方法を実施するために適しているプ
    ログラムが記憶されていることを特徴とする、直接噴射式の内燃機関の制御装置
    のための制御素子。