(57)【要約】本発明は、プリフィードポンプ（１）と、後段に配置された高圧ポンプ（７）とを備える内燃機関の燃料噴射システムであって、高圧ポンプ（７）は高圧アキュムレータ（９）と接続され、高圧アキュムレータ（９）は少なくとも１つの燃料噴射装置（１０）と作動的に連結される、上記燃料噴射システムに関する。本発明によれば、高圧アキュムレータ（９）内での圧力形成が遅いという欠点を回避し、むしろ内燃機関の迅速な始動を可能とする燃料噴射システムが提供され、この種の燃料システムの駆動方法が示される。このことは、プリフィードポンプ（１）が、少なくとも内燃機関の定められた駆動状態において燃料噴射装置（１０）を用いて燃料噴射をそれで行う吐出圧を形成するために構成されることによって達成される。プリフィードポンプ（１）により吐出圧が形成された際には、制御装置によって燃料噴射装置の開放が促される。燃料噴射シスムを駆動するための対応する方法は、プリフィードポンプ（１）が、内燃機関の始動が行われるまでは始動駆動モードで駆動され、内燃機関の始動が行われた後にはプリフィード駆動モードで駆動されることを構想する。【選択図】図１
2013522514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリフィードポンプ（１）と、後段に配置された高圧ポンプ（７）と、を備える内燃機関の燃料噴射システムであって、前記高圧ポンプ（７）は高圧アキュムレータ（９）と接続され、前記高圧アキュムレータ（９）は少なくとも１つの燃料噴射装置（１０）と作動的に連結される、前記燃料噴射システムにおいて、
前記プリフィードポンプ（１）は、少なくとも前記内燃機関の定められた駆動状態において前記燃料噴射装置（１０）を用いて燃料噴射を行う吐出圧を形成するために構成されることを特徴とする、燃料噴射システム。
【請求項２】
前記定められた駆動状態は、前記内燃機関の始動工程であることを特徴とする、請求項１に記載の燃料噴射システム。
【請求項３】
前記プリフィードポンプ（１）は、１２０バールまでの吐出圧を形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載の燃料噴射システム。
【請求項４】
前記プリフィードポンプ（１）は歯車ポンプであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料噴射システム。
【請求項５】
前記プリフィードポンプ（１）は電気的に駆動されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料噴射システム。
【請求項６】
前記高圧ポンプ（７）の高圧ポンプ加圧室（６）は、吸入弁（５）及び逆止め弁（８）と接続されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料噴射システム。
【請求項７】
前記プリフィードポンプ（１）は、始動駆動モード及びプリフィード駆動モードにおいて駆動可能であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料噴射システム。
【請求項８】
前記プリフィードポンプ（１）は、内燃機関の始動が行われた後に前記プリフィード駆動モードで駆動可能であることを特徴とする、請求項７に記載の燃料噴射システム。
【請求項９】
プリフィードポンプ（１）と、後段に配置された高圧ポンプ（７）と、を備える内燃機関の燃料噴射システムの駆動方法であって、前記高圧ポンプ（７）は高圧アキュムレータ（９）と接続され、前記高圧アキュムレータ（９）は少なくとも１つの燃料噴射装置（１０）と作動的に連結される、前記駆動方法において、
前記プリフィードポンプ（１）は、内燃機関の始動が行われるまでは始動駆動モードで駆動され、前記始動駆動モードの間に、前記燃料噴射装置（１０）によって、前記プリフィードポンプ（１）により形成された吐出圧を用いて燃料噴射が行われ、前記プリフィードポンプ（１）は、前記内燃機関の始動が行われた後にはプリフィード駆動モードで駆動されることを特徴とする、駆動方法。
【請求項１０】
前記プリフィードポンプ（１）は前記始動駆動モードにおいて、前記プリフィードポンプ（１）の前記吐出圧が前記燃料噴射装置（１０）の最小噴射圧力に相当するように、駆動可能であることを特徴とする、請求項９に記載の燃料噴射システム。
【請求項１１】
前記プリフィードポンプ（１）は、前記始動駆動モードにおいては１２０バールまでの吐出圧に調整され、前記プリフィード駆動モードにおいては８バールまでの吐出圧に調整されることを特徴とする、請求項９に記載の燃料噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリフィードポンプと、後段に配置された高圧ポンプと、を備える内燃機関の燃料噴射システムであって、高圧ポンプは高圧アキュムレータと接続され、高圧アキュムレータは少なくとも１つの燃料噴射装置と作動的に連結される、上記燃料噴射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の燃料噴射システムは、独国特許出願公開第１０２００４０１８８４３号明細書において公知である。この燃料噴射システムは、コモンレール（Ｃｏｍｍｏｎ−Ｒａｉｌ）噴射システムとして設計されている。コモンレール噴射システムの場合は内燃機関の停止後に、引き続いて内燃機関を始動するために十分に高い燃料圧力であって、燃料噴射装置による内燃機関の対応する燃焼室内への燃料噴射に必要な上記燃料圧力が提供されないほどに、高圧アキュムレータ（レール）内の圧力が低下することがある。これにも拘わらず、内燃機関の始動を可能としうるために、燃料噴射システムは、予備充填アルゴリズム（Ｖｏｒｆｕｅｌｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｕｓ）を有する電子制御モジュールを備える。高圧アキュムレータが予備充填されていない状態にある場合に、電気駆動式ポンプが作動されるという趣旨で、この予備充填アルゴリズムは効果的である。電子制御モジュールは、燃料噴射システムの状態を把握することが可能な少なくとも１つのセンサと接続している。このシステムの欠点は、いかなる場合でも内燃機関の始動までに、必要な燃料圧力を形成するために必要な僅かではない時間が経過するということである。さらに、システムを構築するためのコストが高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の根底には、公知の欠点を回避し内燃機関の迅速な始動を可能とする燃料噴射システムを提供し、かつ、この種の燃料システムの駆動方法を提示するという課題がある。このことは、低コストで行われるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本課題は、プリフィードポンプが、少なくとも内燃機関の定められた駆動状態において燃料噴射装置を用いて燃料噴射を行う吐出力を形成するために構成されることによって解決される。その際に、定められた駆動状態は特に、内燃機関の始動工程である。燃料噴射システムを駆動するための対応する方法は、プリフィードポンプが、内燃機関の始動が行われるまでは始動駆動モードで駆動され、内燃機関の始動が行われた後にはプリフィード駆動モードで駆動されることを構想する。本発明の基本的な思想は、内燃機関の始動のためにのみ利用される追加的なポンプ又は制御モジュールを利用することではなく、内燃機関の通常駆動のために必要な構成要素を、当該構成要素によって内燃機関の迅速な始動が可能となるように設計するということである。ここでは本発明は、燃料噴射装置の最小噴射圧力に相当する燃料圧力が始動段階において提供される場合には内燃機関の始動の成功のために十分であるという認識から出発する。ここでは、今日では通常の燃料噴射装置は、対応する燃料噴射システムについて、固定の噴射圧力を有さず、燃料噴射装置の開放及び閉鎖はむしろ、通常システム全体を制御する制御装置により促されるということが考慮される。その限りにおいて、最小噴射圧力は、一方では、プリフィードポンプにより形成可能な吐出圧を表すが、他方では、この吐出圧は、内燃機関の作業室内への燃料噴射が、そこで圧縮される燃焼用空気の圧力に抗して行われるほど、高くなければならない。要約すれば、このような燃料圧力の実現によって、燃料噴射装置によって、内燃機関の対応する作業室内へと燃料が確実に噴射され、内燃機関の始動が引き起こされる。
【０００５】
本発明の発展形態において、プリフィードポンプは、約８０〜１２０バールのフィード圧力（Ｖｏｒｄｅｒｄｒｕｃｋ）を形成するように設計される。この圧力は短時間しか形成する必要がないため、このような吐出圧を連続的に継続的に形成しうるように、プリフィードポンプを設計する必要がない。むしろ、短時間の間だけ提供される過負荷駆動モードとしての始動駆動モードを設計することで全く十分である。
【０００６】
本発明の更なる別の構成において、プリフィードポンプは歯車ポンプである。特に、更なる別の構成で構想されるように、この歯車ポンプが電気的に駆動される場合には、このような始動駆動モードは、より大きな電力によりプリフィードポンプが駆動されることで容易に実現可能である。本発明の更なる別の構成において、内燃機関の始動が行われた後に、プリフィードポンプがプリフィード駆動モードで駆動され、その際、吐出圧は８バールまでの値である。このような約１５倍の過負荷は、示される電気駆動式の歯車ポンプによって短時間の間、このように駆動される歯車ポンプの耐久性に関する短所も無しに実現可能である。当然のことながら、本発明の枠組みにおいて、他の適切なプリフィードポンプも利用されうる。
【０００７】
本発明の発展形態において、高圧ポンプの高圧ポンプ加圧室は、吸入弁及び逆止め弁と接続される。その際に、吸入弁は計量ユニットを介してプリフィードポンプと接続され、一方、逆止め弁は高圧アキュムレータと直接的に接続される。このような構成によって、ある意味で（ｑｕａｓｉ）高圧ポンプを避けて、プリフィードポンプによって高圧アキュムレータに充填するということが可能である。この場合、高圧ポンプが構造的にどのように設計されるかは重要ではない。しかしながら、高圧ポンプは常に機械的に、例えば内燃機関のクランク軸又はカム軸によって駆動されるため、高圧ポンプは、内燃機関の始動の間、低い始動回転速度によってのみ駆動される。しかしながら、このような低い始動回転速度の場合、例えば高圧ポンプの駆動軸の軸受けを介して生じる圧力低下も僅かである。ここでは、高圧ポンプの通常駆動時に、軸受けの潤滑及び／又は高圧ポンプからの排出を保障するために、軸受けを通して意図的に僅かな燃料量が排出される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の更なる別の有利な構成は、図に示された実施例が詳細に解説される図の記載から明らかとなろう。
【図１】本発明にかかる燃料噴射システムの回路的な構成を示す。
【図２】燃料噴射システムの圧力制御のためのグラフを示す。
【０００９】
図１の燃料噴射システムは、歯車ポンプとして構成されたプリフィードポンプ１を有する。プリフィードポンプ１は電動機２により駆動され、プリフィードポンプ１は、場合によってはフィルタ装置が接続されるが、タンク３から、燃料、特にディーゼル燃料を吸引する。プリフィードポンプ１により圧送される燃料は、通常電気的に駆動される計量ユニット４と吸入弁５とを介して、高圧ポンプ７の高圧加圧室６に供給される。高圧加圧室６は更に逆止め弁８を介して高圧アキュムレータ９と接続される。高圧アキュムレータ９は、高圧管を介して、内燃機関のシリンダユニットの数に対応する燃料噴射装置１０と接続される。
【００１０】
計量ユニット４は、通常駆動時に、高圧アキュムレータ９内で支配する燃料圧力に従って、高圧ポンプ７に供給される燃料量を制御する。始動駆動モードの間には、計量ユニット４は、自身の制御オリフィスが開放されるように、即ち、プリフィードポンプ１により圧送される全燃料量が高圧ポンプ７に供給されるように、切り替えられる。吸入弁５は、高圧加圧室６内にある燃料が、高圧ポンプのポンプ駆動の間に計量ユニット４への管路内に逆流して到達しえないように構成される。高圧ポンプは、１つ又は複数のポンププランジャ１１を有し、この１つ又は複数のポンププランジャ１１は、駆動軸によって１つ又は複数のポンプシリンダ１２内を上下運動させられ、吸入行程の間に高圧加圧室６内に運ばれる燃料を、逆止め弁８を介して高圧アキュムレータ９内へと圧送する。
【００１１】
始動駆動モードにおいては、本発明によれば、歯車ポンプとして構成されたプリフィードポンプ１は、通常のプリフィード駆動モードよりも大きい電力で駆動され、短時間の間、１２０バールまでの圧力によって燃料を高圧アキュムレータ９内に圧送する。この圧力は、燃料噴射装置１０を介する内燃機関の作業室内への確かな燃料噴射を可能とするためには十分である。
【００１２】
図２の２つの部分から構成されるグラフでは、上の部分に、燃料噴射システムにより形成される燃料圧力が時間軸に沿って示され、下の部分に、燃料噴射装置により行われる燃料噴射が、同様に時間軸に沿って示されている。放物線状の曲線１３は、始動駆動モード時にプリフィードポンプ１により形成可能な吐出圧を示し、その際に、放物線のピークの範囲において、８０〜１２０バールの圧力が実現される。吐出圧は、放物線状の曲線１３から外れて、制御範囲１４においては、対応する（適切な）時間に渡って１２０バールのレベルに維持されるように制御され、その後、点線の曲線１３ａに従って、１〜８バールの領域のフィード圧力に戻されるように、制御されうる。同時に、グラフには、内燃機関の始動の後に形成された、高圧ポンプ７により形成された圧力上昇１５が示されている。この下に示されるグラフ領域には、燃料噴射装置１０による同時に進行する噴射が示されている。ここでは、放物線状の曲線１３に対応してプリフィードポンプ１によって１２０バールの吐出圧が実現される時点に、システム全体を制御する制御装置により促された第１の噴射１６が行われる。
【図１】
2013522514.tif 000003
【図２】
2013522514.tif 000004
【国際調査報告】
2013522514.tif 000005
2013522514.tif 000006
2013522514.tif 000007
2013522514.tif 000008
2013522514.tif 000009
2013522514.tif 000010