(57)【要約】本発明は、複数のシリンダを具備する内燃機関、特に直接噴射内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する方法に関する。前記方法によれば、主噴射および主噴射に連動した可変回数の二次噴射が、シリンダ内で往復運動をするピストンの作業サイクル中に行われる。関連の主噴射当たりに実行される二次噴射回数が変更される場合、変更された回数の二次噴射がシリンダの一部分でのみ実行されるが、元の回数の二次噴射は、シリンダの他の部分で実行される。修正された回数の二次噴射は最初にシリンダの小部分に対し、次にシリンダの大部分に対し実行される。
2005530090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主噴射プロセスと前記主噴射プロセスに割り当てられる可変回数の二次噴射プロセスとがシリンダ内で往復運動するピストンの１作業サイクル中に実行される、複数の前記シリンダを有する内燃機関の、特に直接噴射内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射方法であって、
連動した主噴射プロセス当たりに実行される二次噴射プロセスの回数が変更される場合、前記変更された回数の二次噴射プロセスは、前記シリンダ（７ａ〜７ｄ）の一部に対してだけ実行されるが、元の回数の二次噴射プロセスは前記シリンダ（７ａ〜７ｄ）の他の部分に対して実行され、前記変更された回数の二次噴射プロセスは、最初に前記シリンダ（７ａ〜７ｄ）の比較的小部分に対して、続いて前記シリンダ（７ａ〜７ｄ）の比較的大部分に対して実行されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ピストン（６）の作業サイクル当たりの二次噴射プロセス回数は、連動した主噴射プロセス当たり２回またはそれ以上から連動した主噴射プロセス当たりゼロ回まで段階的に低減されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ピストン（６）の作業サイクル当たりの二次噴射プロセス回数は、連動した主噴射プロセス当たりゼロ回から連動した主噴射プロセス当たり２回またはそれ以上まで段階的に増加されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
二次噴射プロセスとして、予備噴射プロセスが実行されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
二次噴射プロセスとして、後噴射プロセスが実行されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
循環的または反循環的変更は、前記ピストン（６）の作業サイクル当たりの二次噴射プロセスが異なる回数の場合に実行されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文で詳しく定められたタイプの、複数のシリンダを有する内燃機関の燃焼室内に燃料噴射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピストンの１作業サイクル中に実主噴射プロセス前に１回またはそれ以上の予備噴射プロセスを実行することは、例えば、特許文献１にすでに記載されている。特許文献２、特許文献３または特許文献４は、燃料を噴射する別の同様の方法を記載している。
【０００３】
少なくとも１回の予備噴射プロセスおよび主噴射プロセスへの噴射プロセスのこの分割により、燃焼室圧力勾配の低減、ゆえに燃焼室内のより緩やかな圧力上昇が達成される。このことは、内燃機関のノイズ発生動向改善および内燃機関のより厳密な稼働につながる。
【０００４】
この状況において、特に低回転速度域では、ピストンの作業サイクル当たり２回の予備噴射プロセスもよく採用されるが、性能収率の改善のため高回転速度域では予備噴射なしのプロセスや、たった１回だけの主噴射プロセスが採用される場合が多い。この点で、主噴射プロセス当たり可変回数の予備噴射について述べることができる。主噴射プロセス後に少量の別の噴射プロセス、つまり「後噴射プロセス」を実行することも可能であるので、予備噴射および後噴射プロセスは、用語「二次噴射」に要約される。
【０００５】
作業サイクル当たりまたは主噴射プロセス当たり元回数の二次噴射プロセスから変更された回数の二次噴射プロセスへの変更が行われる移行域において、噴射プロセス、ならびに内燃機関のトルクおよび性能出力、排気ガス動向、回転速度安定性およびノイズ発生動向を調整する能力に関する問題がよく生じる。ここでは、二次噴射プロセスの回数がその方法の実行中に増えるか減るかは問題ではない。
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１  １３２  ６０７  Ａ２号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１  １３８  ９２１  Ａ２号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第１  ０８１  ３６５  Ａ２号明細書
【特許文献４】独国特許発明第１９６  ３２  ６５０  Ｃ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、内燃機関の燃焼室内に燃料噴射する方法を提供することが本発明の目的であり、その方法では、連動した主噴射プロセス当たり異なる回数の二次噴射プロセス間での移行が、内燃機関の動作の障害につながらないかまたは前記移行が円滑に進む。
【０００８】
本発明によれば、この目的は、請求項１に記載の特徴によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
変更された回数の二次噴射プロセスをシリンダの一部分にだけ本発明により適用し、他の残りのシリンダに対しては元の回数の二次噴射プロセスを維持する結果として、ピストンの作業サイクル当たりまたは連動した主噴射プロセス当たり異なる回数の二次噴射間の移行は、好適なことに突然に実行されず、結果的には、二次噴射プロセスの元の回数から変更された回数への、主噴射プロセス当たりの二次噴射プロセス回数の連続的な移行がおこなわれる。
【００１０】
このように、内燃機関の全本数のシリンダにわたり見られるように、つまり平均して、非整数回数の二次噴射プロセスが連動した主噴射プロセスにつき実行される複数の状況が起こり、その結果、二次噴射プロセスの一体的な移行が生じるような欠点は、ノイズ発生動向、トルクおよび性能出力、回転速度変動および内燃機関の動作を調整する能力に関して有利に回避される。
【００１１】
本発明によれば、ピストンの作業サイクル当たり異なる回数の二次噴射プロセスを連続的に実行することも可能であるので、全体的な結果は、ピストンの作業サイクル当たりまたは連動した主噴射プロセス当たりの異なる回数の二次噴射プロセス間の移行段階時でも内燃機関の滑らかな動作となる。
【００１２】
本発明の有利の改良や展開は、従属項、および基本的に図面を使用して以下の文書で説明される典型的な実施形態からもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
それ自体が周知のように、内燃機関１は、クランクケース２と、クランクケース２に取り付けられるシリンダヘッド３とを有する。ここでは、合計４本の連接ロッド５ａ〜５ｄとそれらと連動したピストン６ａ〜６ｄとが配置されるクランクシャフト４は、クランクケース２内に配備される。ピストン６ａ〜６ｄは、それぞれのシリンダ７ａ〜７ｄ内で往復運動をする。以下の文書で明らかとなるように、内燃機関１は、任意本数のシリンダ７を有しても良い。
【００１４】
シリンダヘッド３は、個々のシリンダ７ａ〜７ｄのそれぞれに割り当てられ、シリンダ７ａ〜７ｄの燃焼室９ａ〜９ｄ内に燃料を噴射する目的で提供されるインジェクションノズル８ａ〜８ｄを備えている。ここでの場合は、内燃機関１は、ディーゼル原理に従って動作する直接噴射４ストロークエンジン１である。このタイプの内燃機関１において、以下の文書では主噴射プロセスと称される主要量のそれぞれの噴射プロセスに加えて、ピストン６ａ〜６ｄのうち１本の作業サイクル中、つまりこの場合では、それぞれの場合でそれぞれのピストン６ａ〜６ｄの２回の往復運動中、またはクランクシャフト４の２回転中に１回またはそれ以上の予備噴射プロセスが実行されることが内燃機関１のノイズ発生動向や厳密な稼働に関し有利であることが分かっている。さらに、主噴射プロセス後の噴射プロセス、「後噴射プロセス」と称されるプロセスを実行することも可能である。以下の文書において、予備噴射プロセスおよび後噴射プロセスは、用語「二次噴射プロセス」に要約される。
【００１５】
ここでは、時にはパイロット噴射とも称される予備噴射プロセスの、または後噴射プロセスの瞬間は、従来技術ですでに広範に説明された方法で選択でき、インジェクションノズル８ａ〜８ｄに接続されるコントローラ１０によって制御される。
【００１６】
それぞれのピストン６ａ〜６ｄの作業サイクル当たりの二次噴射プロセスの回数は、これも同様に基本的に従来技術からすでに知られている、内燃機関１の負荷状況により、変更可能である。図２は、線図を使用してこれを説明し、１回の噴射手順（つまり主噴射プロセスおよび選択的に１回またはそれ以上の二次噴射プロセス）中に燃焼室９ａ〜９ｄの１つに全体的に噴射される燃料Ｅの量が、内燃機関１のクランクシャフト４の回転速度ｎに対しプロットされる。
【００１７】
異なる回数の二次噴射プロセス間の移行中の連動した主噴射プロセスにおいてより小さいノイズ発生動向、改善されたトルクおよび性能出力、低回転速度変動、および改善された排気ガス動向を達成するために、二次噴射プロセス回数の整数回ジャンプが、以下の文書で説明される方法を使用して防止される。この目的のため、ピストン６ａ〜６ｄのうち１本の作業サイクル当たり、または連動した主噴射プロセス当たりに実行される二次噴射プロセス回数を変更する必要がある場合には、変更された回数の二次噴射プロセスはシリンダ７ａ〜７ｄの数本だけに対して実行されるが、元の回数の二次噴射プロセスは他のシリンダ７ａ〜７ｄ内で実行される。これは、内燃機関１のシリンダ７ａ〜７ｄ全体としてみると非整数回数の二次噴射プロセスにつながり、変更された回数の二次噴射プロセスは、全体的に連続的である移行を達成するために、最初シリンダ７ａ〜７ｄの比較的小部分に対し、続いてシリンダ７ａ〜７ｄの比較的大部分に対して実行される。
【００１８】
例えば、連動した主噴射プロセス当たりの二次噴射プロセス回数が２回の二次噴射プロセスから１回の二次噴射プロセスまで変更されることになる場合、ゆえに最初に、例えば、たった１回の二次噴射プロセスがシリンダ７ｄ内だけで実行され、続く２回の二次噴射プロセスがシリンダ７ａ〜７ｃ内で実行されることが可能である。
【００１９】
式ＮＥ＝２−１／ｚ（ここでＮＥは、内燃機関１のシリンダ７の全体として見た主噴射プロセス当たりの二次噴射プロセス回数、つまり二次噴射プロセスの平均回数であり、ｚは、内燃機関１のシリンダ７の本数である）によれば、クランクシャフト４の２回転当たりの、つまりピストン６ａ〜６ｄのうち１本の作業サイクル当たりまたは連動した主噴射プロセス当たりの二次噴射プロセスの平均回数は、１．７５回の二次噴射プロセス数までこのようにして低減される。二次噴射プロセスのこの回数は、ＮＥ＝２−２／ｚ、ＮＥ＝２−３／ｚ、さらにＮＥ＝２−ｚ／ｚまで、つまり連動した主噴射プロセス当たり１回の二次噴射プロセスまでさらに低減される。
【００２０】
移行が主噴射プロセス当たり１回の二次噴射プロセスから主噴射プロセス当たりゼロ回の二次噴射プロセスまで低減されることになる場合、これは、ＮＥ＝１−１／ｚ、ＮＥ＝１−２／ｚ、さらに最後にＮＥ＝１−ｚ／ｚまで等式に従って実行される。
【００２１】
このように、異なる平均二次噴射プロセス回数は、内燃機関１のアイドリング回転速度ｎＬと最大回転速度ｎｍａｘとの間の異なる負荷範囲に対する結果となる。連動した主噴射プロセス当たりの平均二次噴射プロセス回数ＮＥは、図２による線図のフィールド１１から１９までとなる；この線図は単に例として見られるべきものであることは言うまでもない。
【００２２】
以下の表は、４本のシリンダ７ａ〜７ｄを有する内燃機関１内の二次噴射プロセスを低減するための予想されるシーケンスの例を示す。表内に明記されるプロフィールは、図２による線図のフィールド１１から１９まで、つまり低回転速度から高回転速度まで、および小噴射量から高噴射量まで、延びるライン２０を辿る：
【００２３】
【表１】
2005530090.tif 000003
【００２４】
【表２】
2005530090.tif 000004
【００２５】
【表３】
2005530090.tif 000005
【００２６】
記載の方法は、広範囲の異なる本数のシリンダ７を有する内燃機関１に適しており、それぞれの場合でシリンダ７の全本数ｚに関して可能である平均二次噴射プロセス回数ＮＥは、小数点以下二位までの端数を切り上げて以下の表に示されている：
【００２７】
【表４】
2005530090.tif 000006
【００２８】
この結果は、内燃機関１のシリンダ７が多数本である場合、連動した主噴射プロセス当たりの二次噴射プロセス回数について元のステップ毎の移行からほぼ連続的な移行への変更がある。記載の方法は、二次噴射プロセス回数を低減するためだけではなく、増加するためにも使用できることは言うまでもない。これを明確にするために、図２のライン２０は、両方向矢印で示されている。さらに、内燃機関１のシリンダ７のより上の本数ｚの場合、第１の表は、それに適切な数の列を右端に加えればよいだけのことであることは明白である。
【００２９】
記載の方法は、２回を超える予備噴射プロセス及び／又は後噴射プロセスが実行されるときにも使用されることは言うまでもない。さらに、ピストン６の作業サイクル当たり異なる回数の二次噴射プロセスである場合、循環的または反循環的変更を実行することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による方法を実行することが可能な内燃機関を示す概念図。
【図２】ピストンの作業サイクル中の異なる回数の二次噴射プロセス間の移行を段階的に示す線図。
【図１】
2005530090.tif 000007
【図２】
2005530090.tif 000008
【国際調査報告】
2005530090.tif 000009
2005530090.tif 000010
2005530090.tif 000011
2005530090.tif 000012
2005530090.tif 000013
2005530090.tif 000014