(57)【要約】本発明は、自己着火式の内燃機関の燃焼室内へ燃料を噴射するための装置であって、制御ユニット（６，８０）を備えており、制御ユニットがばね制御式の噴射装置（５６）を負荷するようになっている。噴射装置がノズルニードル（５８）を備えており、ノズルニードルが１つ若しくは複数の噴射開口（５７）を開閉するようになっている。制御ユニット（６，８０）が第１の弁（１０）及び第２の弁（１１）を含んでおり、該弁がそれぞれ圧力室（２８，３６）を有している。圧力室（２８，３６）が圧力通路（３２，８１）を介して互いに接続されている。第１の弁（１０）と第２の弁（１１）とが互いに直列接続されており、この場合に、第１の弁（１０）が第２の弁（１１）の圧力室（３６）の圧力負荷を制御するようになっており、噴射段階（８６，９０）中に噴射圧力の高さ（９１，９２）が第２の弁（１１）によって制御されるようになっている。
2005519222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己着火式の内燃機関の燃焼室内へ燃料を噴射するための装置であって、制御ユニット（６，８０）を備えており、該制御ユニットがばね制御式の噴射装置（５６）を負荷するようになっており、該噴射装置がノズルニードル（５８）を備えており、前記制御ユニット（６，８０）が第１の弁（１０）及び第２の弁（１１）を含んでおり、該弁がそれぞれ圧力室（２８，３６）を有しており、該圧力室が圧力通路（３２，８１）を介して互いに接続されている形式のものにおいて、第１の弁（１０）と第２の弁（１１）とが互いに直列接続されており、この場合に、第１の弁（１０）が第２の弁（１１）の圧力室（３６）の圧力負荷を制御するようになっており、噴射段階（８６，８７，８８；９０）中の噴射圧力の高さ（９１，９２）が第２の弁（１１）によって制御されるようになっていることを特徴とする、燃料を噴射するための装置。
【請求項２】
第１の弁（１０）が３／２方向制御弁であり、該弁の圧力室（２８）が高圧流出部（１）を介して負荷されるようになっており、該圧力室（２８）の下流側に無圧の閉鎖可能な流出部（３）並びに圧力通路（８１）を接続してある請求項１記載の、燃料を噴射するための装置。
【請求項３】
第１の弁（１０）を介して負荷可能な第２の弁（１１）が、２／２方向制御弁として形成されており、該弁の圧力室（３６）から高圧流出部（３）が噴射装置（５６）のノズル室（５９）へ延びている請求項１記載の、燃料を噴射するための装置。
【請求項４】
制御ユニット（６，８０）が第１の弁（１０）及び第２の弁（１１）のための操作装置（４，５）を含んでおり、該操作装置がそれぞれダイヤフラム部材（１７）によって燃料から遮断されている請求項１記載の、燃料を噴射するための装置。
【請求項５】
ダイヤフラム部材（１７）が、制御ユニット（６）の上側部分（７，７．１，７．２）と中央部分（８，８．１，８．２）との間の分離継ぎ目の上側で制御ユニット（６）の上側部分（７，７．１，７．２）内に受容されている請求項４記載の、燃料を噴射するための装置。
【請求項６】
第１の弁（１０）が弁本体（２７）を含んでおり、該弁本体の円錐座（２９）が圧力通路（３２）及び無圧の流出部（３）を閉鎖するようになっている請求項２記載の、燃料を噴射するための装置。
【請求項７】
弁本体（２７）が流入絞り（３０）を含んでおり、該流入絞りが１つの通路を介して、操作装置（４）によって放圧可能な制御室（２４）に接続されている請求項６記載の、燃料を噴射するための装置。
【請求項８】
弁本体（２７）が延長部（３１）を有しており、延長部が弁本体（２７）の行程距離に応じて無圧の流出部（３）を閉鎖若しくは開放するようになっている請求項６記載の、燃料を噴射するための装置。
【請求項９】
弁本体（２７）の行程距離がストッパ面（１８）によって規定されており、ストッパ面が制御ユニット（６，８０）の中央部分（８）によって形成されている請求項６記載の、燃料を噴射するための装置。
【請求項１０】
制御室（２４）の放圧に際して流出絞り（２３）を介して流出制御された制御量が、オーバーフロー孔（２５）及び流過通路（３４）を介して無圧の流出部（３）へ導かれるようになっている請求項７記載の、燃料を噴射するための装置。
【請求項１１】
第２の弁（１１）が弁本体（３５）を有しており、弁本体が円錐座（３９）を含んでおり、円錐座の上側に絞り箇所（３７）を配置してあり、絞り箇所が高圧流出部（２）に開口する縦孔（３８）と接続している請求項３記載の、燃料を噴射するための装置。
【請求項１２】
制御ユニット（６，８０）が蓄圧器（５０）に受容されている請求項１記載の装置。
【請求項１３】
制御ユニット（６）が直接に噴射装置（５６）の上側に配置されている請求項１記載の装置。
【請求項１４】
制御ユニット（８０）が分割して形成されており、この場合に第１の弁（１０）を受容する部分（７．１，８．１，９．１）が、蓄圧器（５０）に配置されており、第２の弁（１１）を受容する部分（７．２，８．２，９．２）が、噴射装置（５６）に対応して配置されている請求項１記載の装置。
【請求項１５】
第１の弁（１０）及び第２の弁（１１）の圧力室（２８，３６）が接続管路（８１）を介して互いに接続されている請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
自己着火式の内燃機関の各シリンダーに対応してそれぞれ、１つの制御ユニット（６，８０）及び１つの噴射装置（５６）が配置されている請求項１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噴射特性を圧力調整に基づき形成するための装置に関する。
【０００２】
噴射特性なる用語は、燃焼室内に噴射された燃料量の、クランク軸角若しくはカム軸角に依存した特性若しくは推移を意味している。重要な値は噴射時間と噴射量である。噴射時間と噴射量とは、噴射弁が開かれてかつ燃料が燃焼室の内部に達する際に噴射の特性を、割合及びクランク軸角若しくはカム軸角で或いはｍｓで表している。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８３７３３２Ａ１号明細書は、ポンプユニット内の圧力形成の制御のための制御ユニットを開示している。該制御ユニットは制御弁及び該制御弁と結合された弁操作ユニットを有している。制御弁は、流れ方向で内側へ開くＩ形の弁として形成されており、該弁が制御ユニットのケーシング内に軸線方向移動可能に支承された弁本体を有しており、弁本体が制御弁の閉鎖に際して内側から制御弁の弁座に座着するようになっている。絞り装置が設けられており、該絞り装置によって流れは絞られて、制御弁が小さな行程距離ｈだけ開かれている場合に該制御弁を通って流過する。前記行程距離で開かれた制御弁において弁座は開かれたままであり、別の弁座が閉じられており、従って圧送された媒体は絞り装置を介して制御弁を通って流れねばならない。このように制御弁を通る絞られた流れに基づき、該系の高圧領域に低い圧力が形成される。これに対して一方の弁座も他方の弁座も閉じて制御弁を完全に閉じた場合には、バイパス接続部は遮断される。これによって、系の高圧領域にポンプユニットの高い圧力を形成するようになる。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２３８７２７Ａ１号明細書にはマグネット弁を開示してある。該マグネット弁は、少なくとも一時的に液体高圧にもたらされる高圧室、特に燃料噴射ポンプのポンプ作業室と低圧室との間の接続部の通路を制御するために用いられている。弁ケーシング内に挿入された弁本体を設けてあり、弁本体内に孔を形成してあり、該孔内でピストンの形状の弁閉鎖部材が電磁石によって戻しばねの力に抗して移動させられるようになっている。弁閉鎖部材としてのピストンは、円筒形の周壁面から直径の減少された円錐面によって細くなっており、この場合にピストンの円錐面は、円筒形の周壁面を取り囲む円錐形の高圧室で弁本体の、ピストンの直径の減少された領域に形成された弁座と協働するようになっている。弁座の円錐角はピストンの円錐面の円錐角よりも小さくなっており、従って、ピストンはピストン自体の円筒形の周壁面と円錐面との間の移行部のシール縁で以て弁座と協働している。高圧室から低圧室への流れ方向で見て前記シール縁の下流側に、開放行程の開始に伴って有効になる絞り箇所を設けてある。該絞り箇所はピストンの円錐面と弁座面との間のオーバーラップ領域によって形成されており、ピストンの円錐面の角度は弁座面の角度よりもわずかに、有利には０．５乃至１°だけしか大きくなく、従って開放行程の開始時にピストンの円錐面と弁座面との間に全周にわたって生じる流過断面は低圧室への流れ方向で連続的に減少している。このような手段によって噴射段階（前噴射段階、主噴射段階若しくは後噴射段階）中の燃料の高い流過速度に基づきキャビテーション損傷を避けるようになっている。
【０００５】
本発明に基づく構成によって、噴射開始、噴射量、噴射圧力及び噴射の回数などの制御パラメータ（コモンレール式噴射機構における一般的なパラメータ）のほかに、噴射過程の第１の段階（いわゆる、ブーツ段階）を長さ及び圧力レベルに関して制御することができる。自己着火式の内燃機関の回転数及び負荷に依存して、ブーツ段階の調節によってNOx-排出物を著しく減少させることができる。主噴射段階の前に設けられるブーツ段階は、主噴射段階中に変換すべき混合気を、最適な、即ちできるだけ完全な燃焼、ひいては良好な排ガス組成に関連して調整することに役立っている。
【０００６】
ブーツ段階の長さを前記制御パラメータに無関係に調整できることは、ブーツ段階中の噴射特性を、使用する燃料に適合できることにつながる。定置形のディーゼルエンジン若しくは船舶の駆動のためのディーゼルエンジンにおいては、一般的に燃料として重油を使用しており、該重油の霧化特性は、乗用車・ディーゼルエンジンの燃焼室内に噴射されるディーゼル油に比べて著しく劣っている。燃料の制御可能な噴射による混合気の形成は、圧縮混合気の、燃料品質に左右されない最適な形成を可能にし、これによって燃焼室内の燃焼段階で排出物に関して良好は状態が生ぜしめられる。このようなコンセプトは、混合気予熱のための複数回の噴射（前噴射段階）と煤煙値減少のための後噴射段階との組合せを可能にする。これによって特に有利な形式では、燃料消費量当たりのNOx-排出物を良好なものにすることができる。
【０００７】
ディーゼルエンジンの燃料として重油を使用する場合に、本発明に基づく構成においては操作機構、例えば電磁石の電磁コイル若しくは液圧式の伝達機構を含む圧電アクチュエータがダイヤフラムによって燃料から分離されるようになっている。ダイヤフラムは例えば接極子プレート及びマグネットを燃料に対して遮蔽しており、燃料は流動性の改善のために予め１４０°及びそれ以上の温度に予め加熱される。
【０００８】
次に本発明を図面に基づき詳細に説明する。図面において、
図１は、３／２方向制御弁と２／２方向制御弁とを直列接続されて成る制御装置の断面図であり、
図２は、図１に基づく制御装置を蓄圧器（コモンレール）に取り付けた実施例を示す図であり、
図３は、図１に基づく制御装置をインジェクター（DHK）に直接に対応して配置した実施例を示す図であり、
図４は、図１に基づく制御装置を分割構成した実施例を示す図であり、この場合、制御装置の一方の部分を蓄圧器に対応して配置し、かつ制御装置の他方の部分をインジェクター（DHK）に対応して配置してあり、
図５．１及び図５．２は、ノズルニードル行程及び噴射圧力の、時間軸にわたってプロットされた特性線図であり、
図５．３は、３／２方向制御弁の種々の制御時間の特性線図であり、
図５．４は、完全な圧力形成を可能にする２／２方向制御弁の制御時間の特性線図であり、
図６は、圧力及びニードル行程、並びに３／２方向制御弁及び２／２方向制御弁の制御時間の特性線図であり、かつ
図７は、多段階の噴射とブーツ形増量特性制御とを組み合わせた場合の圧力及びニードル行程、並びに３／２方向制御弁及び２／２方向制御弁の制御時間の特性線図である。
【０００９】
図１には、互いに直列接続された３／２方向制御弁及び２／２方向制御弁を備えた制御装置が示してある。
【００１０】
図１に示す制御ユニット６は、高圧流入部１を介してここには図示してない蓄圧器（コモンレール）若しくは別の高圧源から高圧の燃料を供給されている。制御ユニット６は無圧状態の流出部３並びに高圧側の流出部２を有している。制御ユニット６はモジュール構造で形成されていて、上側部分７を有しており、上側部分には第１の操作装置４及び第２の操作装置５を並べて受容してある。制御ユニット６の上側部分７の下側に中央部分８を配置してあり、中央部分に下側部分９を接続してある。
【００１１】
制御ユニット６は第１の弁１０及び第２の弁１１を有している。第１の弁１０は３／２方向制御弁として形成されており、該方向制御弁の圧力室２８は高圧流入部１を介して高圧の燃料を供給されるようになっている。これに対して、第２の弁１１は２／２方向制御弁として形成されている。第１の弁１０は第１の操作装置４によって制御されるようになっており、該操作装置は図示の実施例では電磁石として形成されている。該電磁石の磁気コイル１３は制御ユニット６の上側部分７内に収容されている。第１の弁１０の制御室２４の方圧のための操作装置２１，２２は、閉鎖部材２０を負荷するようになっており、閉鎖部材は第１の弁１０の制御室２４の方圧のための流出絞り２３を開閉するようになっている。制御ユニット６の図１に示す実施例では、第１の操作装置４は電磁石として形成されているものの、別の実施態様では第１の操作装置４を圧電アクチュエータとして形成してよく、この場合には圧電アクチュエータの後に作動距離の増大のために液力式の伝達手段を接続してある。操作装置２１，２２は、図示の実施例では接極子プレート２１及び該接極子プレートに結合されたピン２２から成っていて、戻しばね１２によって負荷されており、戻しばねは操作装置２１，２２の接極子プレート２１を第１の操作装置４の磁気コイル１３の端面から所定の距離に保持している。操作装置２１，２２のピン２２は接触面１９を有しており、接触面は、ここでは球状に形成された閉鎖部材２０を部分的に取り囲んで、かつ中央部分８内の弁座へ圧着しており、該弁座は制御室２４の流出部に接続している。符号１８で第１の操作装置４及び第１の弁１０の対称線を表している。
【００１２】
第１の操作装置４の下側で制御ユニット６の上側部分７内に第１の中空室１５を形成してあり、該中空室は操作装置２１，２２の接極子プレート２１を収容するために役立っている。制御ユニット６の上側部分７と中央部分８との間の分離継ぎ目の上側の領域内で、第１の中空室１５はフレキシブルなダイヤフラム部材１７を用いて燃料の流入に対して密閉されている。定置式のディーゼルエンジンである大型ディーゼルエンジン若しくは船舶の駆動のための大型ディーゼルエンジンにおける制御ユニット６の使用に際して、燃料として重油を用いるようになっており、重油は流動特性の改善のために１４０°及びそれ以上の温度に予め加熱される。第１の操作装置４を、かつ同様に第２の弁１１の操作のための第２の操作装置５を、粘性のある燃料並びに損傷に対して保護するために、第１の中空室１５及び、同様に第２の操作装置５の第２の中空室１６は、制御ユニット６の中央部分８に対する分離継ぎ目の領域でフレキシブルなダイヤフラム部材１７を用いて熱い燃料の流入に対して保護されている。
【００１３】
有利には３／２方向制御弁として形成された第１の弁１０の制御室２４の方圧に際して放出された制御量は、操作装置２１，２２のピン２２の周囲のリング室（環状室）内に流入して、そこから中央部分８内を水平に延びるオーバーフロー孔（溢流孔）２５内に入るようになっている。制御ユニット６の中央部分８内の水平に延びるオーバーフロー孔２５から、中央部分８内を垂直に延びる１つのオーバーフロー孔２６並びに流出管路３４を分岐させてある。制御室２４から放出されて流過する燃料量は、流出管路３４を介して無圧の流出部３へ導かれて、そこから燃料タンクへ戻される。
【００１４】
第１の弁１０の弁本体２７は上側の端面で制御室２４を画成している。制御室２４はさらに、制御ユニット６の下側部分９並びに制御ユニット６の中央部分８の下側の平面の、流出絞り２３の設けられた部分によって画成されており、該流出絞りは閉鎖部材２０によって開閉可能である。第１の弁１０の弁本体２７はさらに、リング状に形成された圧力室２８に取り囲まれた領域に、流入絞り３０を有しており、該流入絞りは、図１に破線で示す縦孔に通じており、該縦孔は弁本体２７の上側の端面に開口している。高圧流入部１、流入絞り３０並びに前記縦孔を介して、第１の弁１０の制御室２４は常に制御量で供給されている。第１の弁１０の弁本体２７はさらに円錐座２９を有しており、該円錐座は下側部分９の対応する弁座面と協働するようになっている。図１では、弁本体２７の円錐座は制御ユニット６の下側部分９の対応する弁座面内に入り込んで、無圧の流出部３並びに、リング状の圧力室２８の下側から分岐して第２の弁１１の圧力室３６へ延びる横孔３２を閉鎖するようになっている。第２の弁１１は有利には２／２方向制御弁として形成されている。第１の弁１０の弁本体２７はさらに延長部３１を有しており、該延長部は円錐座の下側に配置されていて、制御ユニット６の下側部分９内での弁本体２７の行程距離に応じて無圧の流出部３を開閉するようになっている。第１の操作装置４に給電することによって制御室２４の方圧は行われ、その結果、弁本体２７は垂直方向で上方へ移動して上側の端面を中央部分８の接触面に接触させる。該垂直方向の行程運動に応じて、円錐座２９は下側部分９の弁座面から離れるのに対して、延長部３１は圧力室２８の下側に続く孔内に入り込み、その結果、圧力室２８内の高圧は横孔３２、ひいては第２の弁１１の圧力室３６内に作用する。
【００１５】
制御ユニット６の上側部分７内に収容された第２の操作装置５は、図１に示す実施例では同じく電磁石から成るマグネット弁として形成されていて、第２の弁１１の弁本体３５を操作するようになっている。第２の弁は、第２の操作装置５の磁気コイル１３の下側で上側部分７内に形成された第２の中空室１６を含んでおり、該中空室１６はダイヤフラム部材１７によって、予め加熱された燃料の流入に対して密閉されている。定置式の大型ディーゼルエンジン若しくは船舶の駆動のための大型ディーゼルエンジンにおいて一般的であるように燃料として重油を予め加熱して用いる場合に、燃料が流入して冷めてしまうと、運転は、第１の弁１０若しくは第２の弁１１の操作のための電磁石によって生ぜしめられる作動距離、即ち行程距離の小さいことに基づき、要求される精度で実施できないことになる。
【００１６】
第２の弁１１の圧力室３６は高圧流出部２に開口しており、該高圧流出部は噴射装置、例えばノズルホルダーユニットのノズル室（図示省略）に接続され、若しくはインジェクターに接続されている。第２の弁１１の弁本体３５の、高圧流出部２に向いた端部に円錐座３９を形成してあり、該円錐座は制御ユニット６の下側部分９の対応する弁座面と協働するようになっている。弁本体３５の下側の領域に絞り孔３７を設けてあり、該絞り孔は一方では圧力室３６に接続し、かつ他方では弁本体３５内の縦孔３８に接続している。
【００１７】
第１の操作装置４並びに第２の操作装置５は制御部４０を用いて制御されるようになっており、該制御部は制御ライン１４を介して第１の操作装置４並びに第２の操作装置５の磁気コイル１３に接続されている。
【００１８】
図１に示す実施例の作用は次に述べる通りである：
液力式の３／２方向制御弁１０の弁本体２７は、電磁石として形成された第１の操作装置４を用いて制御される。弁本体２７の開閉は、第１の操作装置４を介して制御室２４を方圧することによって制御される。圧力降下若しくは圧力上昇は、弁本体２７の下側の部分の流入絞り３０の直径に依存して、若しくは制御室２４の上側の流出絞り２３の直径に依存している。第１の操作装置４の磁気コイル１３が無電流状態である場合には、弁本体２７はその円錐座２９を制御ユニット６の下側部分９の対応する弁座面内に進入させて高圧流入部１を横孔３２、ひいては第２の弁１１の圧力室３６に対して閉鎖している。この状態では第２の弁１１の高圧流出部２は、第１の弁１０の下側の無圧の流出部３に接続されている。制御室２４から該制御室の方圧に際して流出制御された制御容積量は、水平の延びるオーバーフロー孔２５並びに流過通路３４を経て無圧の流出部を通って制御ユニット６の低圧側に流出する。この状態では、噴射装置のノズルニードルは閉じたままである（図２及び図３、参照）。制御部４０を介して第１の操作装置４を作動させる、即ち磁気コイル１３を励磁すると、弁本体２７はストッパ１８に当接するまで運動させられる。該行程運動に対応して延長部（付加部）３１を圧力室２８に接続している孔内へ走入させることに基づき、無圧の流出部３は閉鎖されて、高圧流入部１は圧力室２８を介して第２の弁１１の圧力室３６に接続される。これによって噴射過程は開始される。噴射圧力は、第２の操作装置５によって操作される第２の弁１１の弁本体３５を介して制御され、該操作装置の磁気コイルは制御ライン１４を介して制御部４０によって作動される。第２の弁１１の閉じた状態では、即ち第２の操作装置５の磁気コイル１３の非作動状態では、噴射ノズルへの供給流は、弁本体３５内に形成された絞り孔３７によって絞られている。前述の制御過程では、即ち第１の操作装置４の磁気コイル１３への給電並びにこれによって行われる制御室２４の方圧に際しては、高圧流入部１は圧力室２８及び横孔３２を介して第２の弁１１の圧力室３６に接続されるものの、噴射のこの段階では噴射ノズル（図２）への高圧供給部２は絞られた状態で負荷され、即ち燃料を供給されている。制御室２４を介して第２の操作装置５を操作することに基づき、ノズルユニット５６（図２）のノズル室５９は、絞られることなく制御に応じて、即ち制御ユニット６の下側部分９内の第２の弁１１の弁本体３５の行程距離に応じて負荷される。第２の弁１１の開放によって、ノズルユニットの噴射ノズル（図２及び図３）は絞られない状態で、第２の弁１１の圧力室３６、横孔３２及び第１の弁１０の圧力室２８を介して高圧流入部１に接続される。噴射の終了のために、ノズルユニット若しくはインジェクター５０（図２）へ通じる高圧流出部２は、有利には３／２方向制御弁として形成された第１の弁１０の弁本体２７の操作によって、即ち円錐座２９を下側部分９の弁座面内へ走入させることによって開かれ、この場合に、高圧流出部２は無圧の流出部３で方圧されて、ひいては燃料噴射のための装置５６の方圧を行う。その結果第２の弁１１は、制御ユニット６の上側部分７内にそれも磁気コイル１３の内側で受容された戻しばね１２によって閉じられる。
【００１９】
図２には、図１に基づく制御ユニット６を概略的に蓄圧器（コモンレール）５０に取り付けた状態で示してある。制御ユニット６は上側部分７、中央部分８及び下側部分９によってのみ表してある。蓄圧器５０はほぼ管状に形成されている。蓄圧器５０と制御ユニット６とは互いに接合継ぎ目５１に沿って接続されている。制御ユニット６の上側に、上側部分７内の第１の操作装置４並びに第２の操作装置５の制御ライン１４を示してあり、該制御ライン１４を介して制御部４０によって第１の弁１０若しくは第２の弁１１の操作のための磁気コイルは制御される。
【００２０】
蓄圧器（コモンレール）５０は高圧燃料ポンプ５２並びに燃料流入通路５３を介してタンク５５に接続されており、高圧燃料ポンプはタンク５５から燃料を任意の圧力レベル、例えば６００乃至１８００バールの間の圧力レベルにもたらす。
【００２１】
制御ユニット６の無圧の流出部３は戻り通路５４を介してタンク５５に接続されており、第１の弁１０制御室２４から流出制御された燃料量は再び燃料タンク内へ戻される。制御ユニット６の高圧流出部２は、第２の弁１１の圧力室３６の圧力負荷に基づき、即ち圧力室３６への高圧燃料の供給に基づき高圧を受け、該高圧は高圧流出部２を経てノズルユニット５６のノズル室（制御室）５９に作用する。ノズルユニット５６はノズルニードル５８を含んでおり、ノズルニードルはノズルユニット５６内の圧縮ばねによって負荷されている。ノズルユニット５６の燃焼室側の端部に設けられた噴射開口５７は、ノズル室５９の圧力負荷に依存して燃料を供給され若しくは閉じられる。ノズルユニット５６のばね室は、別の無圧の流出部６０を介して、タンク５５へ通じる戻り通路５４に接続されており、これによって余剰の燃料量はタンク５５に戻される。図２に示す実施例では制御ユニット６は直接に蓄圧器（コモンレール）５０に対応して配置されており、これによって蓄圧器５０から制御ユニット６への高圧流入部１の構成長さを短くできる。
【００２２】
図３に示す実施例では、図１に示す制御ユニットは直接にインジェクター（DHK）の上側に配置されている。
【００２３】
ノズルユニット５６の上側の領域若しくは自己着火式の内燃機関の燃焼室内へ燃料を噴射するための別の構造の装置の上側の領域に組み込まれた符号７０で示すバージョンの制御ユニット６は、図２の実施例に類似して制御ライン１４を介して制御部４０によって制御されるようになっている。蓄圧器５０は図２の実施例に類似して高圧燃料ポンプ５２を介して高圧の燃料量で負荷されるようになっており、該燃料量は高圧燃料ポンプ５２によって燃料流入通路５３を介してタンク５５から送られるものである。タンク５５内には、燃料の噴射のための装置５６（ここではノズルユニットとして形成されている）からの無圧の流出部６０を開口させてある。制御ユニット６の、図３の実施例ではノズルユニット５６のばね室内に開口する無圧の流出部３から、逃がし量は無圧の流出部６０及び戻し通路５４を介してタンク５５内へ戻される。燃料の噴射のための装置５６の上側に制御ユニット６を組み込むことによって、極めて短い高圧流出部２を得ることができて有利であり、該高圧流出部を介して、ノズルニードル５８の周囲のノズル室５９は高圧で負荷されるようになっている。組み込みバージョン７０の制御ユニット６も、上側部分７、中央部分８並びに、図３には示してない第１の弁１０及び第２の弁１１の収容のための下側部分９を有している。
【００２４】
図４には、分割して構成された制御ユニットを示してあり、この場合には制御ユニットの一方の部分は直接に蓄圧器（コモンレール）に対応して配置され、かつ制御ユニットの他方の、即ち第２の部分は直接にインジェクターに対応して配置されている。
【００２５】
分割式の実施例の制御ユニットは符号８０を付けられている。該実施例では制御ユニット８０は２つの構成要素を含んでおり、この場合に第１の弁１０及び該弁の操作のための第１の操作装置４は上側部分７．１、中央部分８．１並びに上側部分９．１内に受容されている。蓄圧器（コモンレール）５０は直接に制御ユニット８０の上側部分９．１に接続されている。分割式の制御ユニット６の上側部分９．１、即ち第１の弁１０の圧力室２８は接続管路８１に接続されており、該接続管路は、分割形成された制御ユニット８０の第２の部分内に含まれる第２の弁１１の圧力室３６を、高圧の燃料量で負荷するようになっている。
【００２６】
有利には２／２方向制御弁として形成された第２の弁１１は、分割形成された制御ユニット８０の上側部分７．２、中央部分８．２並びに上側部分９．２内に収容されている。第２の弁１１の圧力室３６は高圧流出部２に接続してあり、該高圧流出部はノズルユニット５６のノズル室５９を高圧で負荷するようになっている。ばね締め付け力に抗したノズルニードル５８の行程運動に相応して、ノズルユニット５６の燃焼室側の端部の噴射開口５７は燃料量で負荷され、若しくは閉鎖される。符号６０で表す無圧の流出部を介して、余剰の燃料量はここには図示してないタンクへ戻される。
【００２７】
図５．１及び図５．２には、ノズルニードル行程及び噴射圧力の特性線を時間軸に関して示してある。
【００２８】
図５．１には、ニードル行程距離８３を時間軸８４に関連してプロットしてある。図５．２から明らかなように、本発明に基づく手段では主噴射９０の前に短いブーツ段階８７も長いブーツ段階８８も設けられ、即ち接続されるようになっている。図５．２の特性線から理解されるように、主噴射９０の前に設けられ（接続され）たブーツ段階８６、これは短いブーツ段階８７であれ長いブーツ段階８８であれ、該ブーツ段階の間に測定された圧力レベル９２を達成している。ブーツ段階８６中の圧力レベル９２は、図１に示す絞り３７を用いてシステム圧９１、即ち最大圧力に関連して生ぜしめられかつ貫通距離及び絞り大きさに依存している。
【００２９】
主噴射段階９０で生じる圧力レベル８９、即ち最大圧力に比べて、ブーツ段階８６中の噴射圧力は低い圧力レベル９２にある。ブーツ段階中には小さい燃料量を燃焼室内に噴射し、該燃料量は燃焼室内の圧縮空気の渦流の改善に役立ち、続く主噴射段階９０での最適な燃焼につながる空気混合気の条件をもたらす。主噴射段階９０の経過は圧力最大値８９によって、さらに圧力立ち下がり（特性線区分）９３及び主噴射段階９０の開始時の急勾配の圧力立ち上がり（特性線区分）９４によって特徴づけられている。主噴射段階９０で生じる最大圧力レベル９１はほぼ圧力最大値８９に相応しており、該圧力最大値は蓄圧器（コモンレール）５０内に生じているものである。
【００３０】
図５．３は３／２方向制御弁の種々の制御時間を示しており、該制御時間は噴射時間及び噴射量を規定している。
【００３１】
符号９５は、３／２方向制御弁として形成された第１の弁１０の第１の噴射開始を表しており、第１の噴射時間９８の終了は符号１０３と一致している。第１の噴射開始９５は、第１の弁１０の制御時点を制御する電磁石１３によってレリーズされる。制御時点に応じて、第２の噴射開始９６若しくは第３の噴射開始９７を規定することもでき、これによって、噴射終了１０３を維持した状態で、内燃機関の燃焼室へ供給される燃料量を規定する長さの異なる噴射時間９８，９９，１００が実施される。
【００３２】
電磁石１３による第１の弁１０の制御に際して達成される圧力レベルは符号１０１で表してある。
【００３３】
図５．４は、２／２方向制御弁として形成された第２の弁１１の制御時間を示している。該弁は電磁石１３によって時点１０２で開かれ、時点１０３で閉じられる。符号１００で表す期間では両方の弁を開いており、その結果、該段階では図５．２に示す圧力最大値８９を生じており、該圧力最大値は、３／２方向制御弁及び２／２方向制御弁、即ち第１の弁１０及び第２の弁１１の両方の圧力レベル１０１，１０５を互いに重畳させてなるものである。制御時点に応じて、主噴射段階９０の前に設けられるブーツ段階８６、例えば短いブーツ段階８７若しくは長いブーツ段階８８を形成することができ、該ブーツ段階では３／２方向制御弁、即ち第１の弁１０の開放による第１の圧力レベル１０１が作用する。
【００３４】
図５．４に示してあるように、第１の弁１０及び第２の弁１１を特性線１０４に沿って同時に開閉すると、図５．２に示すようなブーツ段階８６なしの主噴射を行うことができる。
【００３５】
図６は、ブーツ形増量特性線に沿った噴射の際の圧力及びニードル行程の経過、並びに３／２方向制御弁及び２／２方向制御弁の制御時間を示している。
【００３６】
図６では前記パラメータは、内燃機関のシリンダー内の１つのピストンの上側の死点（O.T.）１０６に関連して示してある。図７の上側の特性線から明らかなように、主噴射段階９０並びに前接続されたブーツ段階８６に対応して、前噴射１０８並びに後噴射１０９を配置してある。前噴射１０８では、例えばインジェクターの噴射弁部材であるノズルニードルは部分的に開かれる（符号１１０、参照）のに対して、符号１１１で表す期間ではノズルニードルは、図７のニードル行程距離経過特性線８３で示すように完全に開いている。第１の弁１０に対して同期的に２／２方向制御弁１１を用いて、噴射開始の変更によってブーツ段階８６の長さを制御することができる。
【００３７】
前噴射１０８では、３／２方向制御弁として形成された第１の弁１０は短い時間１１２にわたって開かれ、次いで再び閉じられ、これによってわずかな量の燃料を噴射させて、内燃機関の燃焼室内の初期条件を形成するようになっている。符号９５で表す時点で、３／２方向制御弁は主噴射段階１１３のために開き、次いで時点１０３で閉じる。後噴射段階１０９で３／２方向制御弁、即ち第１の弁１０は所定の時間１１４にわたって開かれる。第１の弁１０の開放時点９５若しくは閉鎖時点１０３に対してずらして、２／２方向制御弁、即ち第２の弁１１は時点１１６で開かれ、次いでようやく時点１１７で閉じられ、該時点は２／２方向制御弁の図７に示すずらされた開放時間１１５に基づいていて後噴射段階１１４の終端部と合致している。
【００３８】
２／２方向制御弁、即ち第２の弁１１の開放時点１１６若しくは閉鎖時点１１７のずらし（移動）によって、ブーツ形増量特性線を形成でき、即ち、所定の条件及び基準に従った噴射圧力ひいては噴射量を達成することができる。さらに、図７に示す特性線から理解され得るように、主噴射段階９０はブーツ段階８６を備えていてもまたブーツ段階８６を備えていなくてもよく、若しくは主噴射段階９０の前又は後に前噴射（パイロット噴射）１０８並びに後噴射１０９を設けてもまた設けなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】３／２方向制御弁と２／２方向制御弁とを直列接続されて成る制御装置の断面図
【図２】図１に基づく制御装置を蓄圧器に取り付けた実施例を示す図
【図３】図１に基づく制御装置をインジェクターに対応して配置した実施例を示す図
【図４】図１に基づく制御装置を分割構成した実施例を示す図
【図５．１】ノズルニードル行程及び噴射圧力の、時間軸にわたってプロットされた特性線図
【図５．２】主噴射段階及び該主噴射段階の前に接続されたブーツ段階から成る特性線図
【図５．３】３／２方向制御弁の種々の制御時間の特性線図
【図５．４】完全な圧力形成を可能にする２／２方向制御弁の制御時間の特性線図
【図６】１つの実施例の圧力及びニードル行程、並びに３／２方向制御弁及び２／２方向制御弁の制御時間の特性線図
【図７】別の実施例の圧力及びニードル行程、並びに３／２方向制御弁及び２／２方向制御弁の制御時間の特性線図
【符号の説明】
【００４０】
１  高圧流入部、  ２  高圧流出部、  ３  無圧の流出部、  ４，５  操作装置、  ６  制御ユニット、  ７  上側部分、  ８  中央部分、  ９  下側部分、  １０，１１  弁、  １２  戻しばね、  １３  磁気コイル、  １４  制御ライン（制御導線）、  １５，１６  中空室、  １７  ダイヤフラム部材、  １８  ストッパ面、  １９  接触面、  ２０  閉鎖部材、  ２１  接極子プレート、  ２２  ピン、  ２３  流出絞り、  ２４  制御室、  ２５  水平のオーバーフロー孔、  ２６  垂直のオーバーフロー孔、  ２７  弁本体、  ２８  圧力室、  ２９  円錐座、  ３０  流入絞り、  ３１  延長部、  ３２  横孔、  ３４  流過通路、  ３５  弁本体、  ３６  圧力室、  ３７  孔、  ３８  縦孔、  ３９  座部、  ４０  制御部、  ５０  蓄圧器（コモンレール）、  ５１  接合継ぎ目、  ５２  高圧燃料ポンプ、  ５３  供給通路、  ５４  戻り通路、  ５５  タンク、  ５６  ノズルユニット（インジェクター）、  ５７  噴射開口、  ５８  ノズルニードル、  ５９  ノズル室、  ６０  無圧の流出部、  ７０  制御ユニット、  ８０  制御ユニット、  ８１  接続管路、  ８３  ニードル行程距離、  ８４  時間軸、  ８５  噴射圧力経過、  ８６  ブーツ段階、  ８７  短いブーツ段階、  ８８  長いブーツ段階、  ８９  圧力最大値、  ９０  主噴射、  ９１  最大値、  ９２  ブーツ圧力、  ９３  圧力立ち下がり、  ９４  圧力立ち上がり、  ９５  第１の噴射開始（３／２方向制御弁）、  ９６  第２の噴射開始（３／２方向制御弁）、  ９７  第３の噴射開始（３／２方向制御弁）、  ９８  第１の噴射時間（３／２方向制御弁）、  ９９  第２の噴射時間（３／２方向制御弁）、  １００  第３の噴射時間（３／２方向制御弁）、  １０１  第１の圧力レベル（３／２方向制御弁）、  １０２  開放時点（２／２方向制御弁）、  １０３  閉鎖時点（２／２方向制御弁）、  １０４  ブーツ段階なしの同時的な開放（３／２方向制御弁、２／２方向制御弁）、  １０５  第２の圧力レベル（２／２方向制御弁）、  １０６  エンジンピストンの上死点、  １０７  上死点の前での噴射開始、  １０８  前噴射、  １０９  後噴射、  １１０  ノズルニードルの部分的な開放、  １１１  ノズルニードルの完全な開放、  １１２  前噴射の開放時間、  １１３  主噴射の開放時間、  １１４  後噴射の開放時間、  １１５  ずらされた開放時間（２／２）、  １１６  開放時点（２／２方向制御弁）、  １１７  閉鎖時点（２／２方向制御弁）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５．１】
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【図５．２】
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【図５．３】
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【図５．４】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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