(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を吸入側で燃料タンク（１２）に接続された燃料ポンプ（１４）により圧送し、
当該の燃料を少なくとも１つの燃料噴射装置（１６）を介して内燃機関の少なくとも１つの燃焼室（２２）へ供給する、
内燃機関（１０）の駆動方法において、
燃焼室（２２）へ達する燃料量（ｍ）を流量測定装置（１８）の信号から求め、
流量測定装置（１８）より多くの数の燃焼室（２２ａ〜２２ｃ）を備えた内燃機関（１０）では、流量測定装置（１８）の信号から求められた燃料量（ｍ）を、少なくとも１つの燃料噴射装置（１６）の開放時点によって所定の燃焼室に対応させ、
内燃機関（１０）の燃焼室（２２ａ〜２２ｃ）へ達する燃料量（ｍ）の算出値から少なくともクランクシャフトの一回転の期間にわたってスライド平均により平均値を形成し、個々の燃焼室（２２ａ〜２２ｃ）へ達する燃料量（ｍ）の各算出値と平均値とのあいだの標準偏差を形成し、個々の燃料噴射装置（１６ａ〜１６ｃ）の開放時間を当該の標準偏差が最小化されるように変更する
ことを特徴とする内燃機関の駆動方法。
【請求項２】
流量測定装置（１８）により燃料が所定の断面積（Ａ）を通って流れる速度（Ｖ）を検出し、ここから燃料量（ｍ）を求める、請求項１記載の方法。
【請求項３】
複数の燃焼室（２２ａ〜２２ｃ）を備えた内燃機関（１０）では、内燃機関（１０）の各燃焼室（２２ａ〜２２ｃ）に対する燃料量（ｍ）を各燃焼室（２２ａ〜２２ｃ）に属する流量測定装置（１８ａ〜１８ｃ）の信号から求める、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
流量測定装置（１８）の信号から求められた所定の燃焼室（２２ａ〜２２ｃ）へ達する燃料量（ｍ）の実際値を目標値へ向かって制御する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
平均値を目標値へ向かって制御する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
燃焼室（２２）へ達する燃料量（ｍ）を求める際に燃料が流量測定装置（１８）から燃焼室（２２）へ達するまでにかかる必要時間を考慮する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
ラムダセンサ（３０）の信号を用いて燃焼室（２２）へ噴射される燃料量と燃焼室（２２）内で燃焼した燃料量との比を求める、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
コンピュータ上で動作する際に請求項１から７までのいずれか１項記載の内燃機関の駆動方法を実行するのに適している
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項９】
メモリ、例えばフラッシュメモリまたは強磁性ＲＡＭ上に記憶されている、請求項８記載のコンピュータプログラム。
【請求項１０】
内燃機関を駆動するための開制御および／または閉ループ制御装置（３２）において、
請求項８または９記載のコンピュータプログラムを記憶したメモリを有する
ことを特徴とする開制御および／または閉ループ制御装置。
【請求項１１】
燃料タンク（１２）と、吸入側で当該の燃料タンクに接続された燃料ポンプ（１４）と、燃料を内燃機関（１０）の少なくとも１つの燃焼室（２２）へ供給する少なくとも１つの燃料噴射装置（１６）とが設けられている内燃機関（１０）において、
燃料管路内に少なくとも１つの流量測定装置（１８）が設けられており、
該流量測定装置の送出する信号から燃焼室（２２）へ達する燃料量（ｍ）が求められ、
流量測定装置（１８）より多くの数の燃焼室（２２ａ〜２２ｃ）を備えた内燃機関（１０）では、流量測定装置（１８）の信号から求められた燃料量（ｍ）が少なくとも１つの燃料噴射装置（１６）の開放時点によって所定の燃焼室に対応づけられ、
内燃機関（１０）の燃焼室（２２ａ〜２２ｃ）へ達する燃料量（ｍ）の算出値から少なくともクランクシャフトの一回転の期間にわたってスライド平均により平均値が形成され、個々の燃焼室（２２ａ〜２２ｃ）へ達する燃料量（ｍ）の各算出値と平均値とのあいだの標準偏差が形成され、個々の燃料噴射装置（１６ａ〜１６ｃ）の開放時間を当該の標準偏差が最小化されるように変更される
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項１２】
流量測定装置（１８）は熱線式流速計（６８）、撓み部材（８０）を備えたセンサ（７９）、測定ピストン（９２）およびベンチュリ形狭隘部（９６）または歯車式流速計（８６）を有しており、前記センサは燃料流（８２）により偏向されてその偏向の度合がストレインゲージ（８４）により検出され、前記測定ピストンには燃料流（８２）が供給されてそのオフセットの度合が誘導的に検出される、請求項１１記載の内燃機関。
【請求項１３】
各燃料噴射装置（１６ａ〜１６ｃ）には固有の流量測定装置（１８ａ〜１８ｃ）が配属されており、例えば各燃料噴射装置（１６）内に流量測定装置（１８）が組み込まれている、請求項１１または１２記載の内燃機関。
【請求項１４】
流量測定装置（１８）は燃料噴射装置（１６）の共通の吸入管（４６）内に配置されている、請求項１１から１２までのいずれか１項記載の内燃機関。
【請求項１５】
請求項１０記載の開制御および／または閉ループ制御装置（３２）を有する、請求項１１から１４までのいずれか１項記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料を吸気側で燃料タンクに接続された燃料ポンプにより圧送し、当該の燃料を少なくとも１つの燃料噴射装置を介して少なくとも１つの燃焼室へ供給する、内燃機関の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の方法は既に市場から周知である。これは車両内に組み込まれた内燃機関で使用される。電気式の燃料ポンプは燃料をタンクから噴射弁へ圧送する。この燃料ポンプは燃料を内燃機関の吸気管内へ噴射する。ここから内燃機関の個々のシリンダまたは相応の燃焼室への供給口が分岐している。吸気弁を介して燃焼室にこれらの供給口が接続している。どの吸気弁がその時点で開放されているかに応じて燃料は所定の燃焼室へ供給される。
【０００３】
冒頭に言及した形式の方法は、燃料を直接に燃焼室へ噴射するタイプの内燃機関にも使用できることが知られている。これはガソリン直接噴射型内燃機関またはディーゼル直接噴射型内燃機関である。この場合それぞれの燃焼室には固有の燃料噴射装置が配属されている。
【０００４】
公知の手法では燃料噴射装置の噴射時間は特性曲線により設定される。この特性曲線として噴射すべき燃料量が与えられる。この量は内燃機関の駆動状態および内燃機関に所望される出力に依存している。
【０００５】
基本的には燃料噴射装置の開放時間が適正であるにもかかわらず所望の燃料量が送出されないことがある。このことの理由として、例えば、燃料噴射装置の噴射孔の詰まりなどが挙げられる。製造トレランスもこの理由に含まれ、同じ開放時間でも燃料噴射装置の差によって送出される燃料量が異なってしまう。公知の手法では、ラムダ制御に基づく燃費の変化分または負荷および／または出力の変化分に関するほぼ定常的な変化分を特徴としている。ただし多くのケースでは実際に噴射された燃料量と所望の燃料量とのあいだの差をより高い分解能で求めることが望まれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の課題は、冒頭に言及した形式の方法を改善して、燃料噴射装置から燃焼室へ送出される燃料量の偏差をできるだけ正確に求められるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題は、燃焼室へ達する燃料量を流量測定装置の信号から求め、流量測定装置より多くの数の燃焼室を備えた内燃機関では、流量測定装置の信号から求められた燃料量を、少なくとも１つの燃料噴射装置の開放時点によって所定の燃焼室に対応させ、内燃機関の燃焼室へ達する燃料量の算出値から少なくともクランクシャフトの一回転の期間にわたってスライド平均により平均値を形成し、個々の燃焼室へ達する燃料量の各算出値と平均値とのあいだの標準偏差を形成し、個々の燃料噴射装置の開放時間を当該の標準偏差が最小化されるように変更することにより解決される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の方法は、燃料噴射装置から燃焼室内へ供給される噴射量が他の量から逆算されるのではなく直接に得られるという利点を有する。この量は例えば噴射圧および噴射時間である。ただし噴射時間は測定量ではなく設定量である。実際の噴射時間がどの程度所望の値に相応しているか否かは必ずしも既知にはならない。
【０００９】
オットー機関ではこれまで実際の噴射量はラムダ比と吸入された空気流量とから逆算して求めていた。これら２つの量は確かにセンサで検出されるものの、内燃機関の燃焼室からは遠い位置で得られた量である。吸入空気流量は例えば吸気管の流入口で測定され、ラムダ比は排気管内の触媒の領域で測定される。空気量流がセンサから燃焼室まで流れていく時間と排気ガス流が燃焼室からラムダセンサまで流れていく時間とに依存する異なる時定数のために、従来の手法では動作サイクルごとに分解された流量を求めることはできなかったのである。
【００１０】
これに対して、本発明の方法で使用される流量測定素子の信号からは実際に送出された燃料量を直接に求めることができる。逆算および不正確な定数を考慮することによる精度の低下は本発明の方法で排除される。有利には、流量測定素子は内燃機関の燃焼室または燃料噴射装置のできる限り近傍に配置される。
【００１１】
本発明の有利な実施形態は従属請求項から得られる。
【００１２】
第１の実施形態によれば、流量測定装置により燃料が所定の断面積を通って流れる速度が検出され、ここから燃料量が求められる。このような流量測定装置はきわめて正確に動作する。これにより流速の小さな変化分も検出することができる。
【００１３】
流量測定装置のタイプに応じて、流れ断面積に対する平均流速または局所流速が求められる。燃料管路の断面積にわたる流れのプロフィルが既知となるので、局所流速から平均流速を求めることもでき、ここから流れ断面積と圧力に依存する燃料の密度とを考慮して燃料の質量流量が求められる。
【００１４】
複数の燃焼室を備えた内燃機関では、各燃焼室に対する燃料量が各燃焼室に対応する流量測定装置の信号から求められる。この方法を行うためには、内燃機関のシリンダ数と同数の流量測定装置が必要となる。この場合、直接かつきわめて正確に個々のシリンダの燃焼室内へ供給される燃料量を求めることができる。
【００１５】
流量測定装置より多い数の燃焼室を備えた内燃機関では、少なくとも１つの燃料噴射装置の開放時点と場合により内燃機関のクランクシャフトの角度位置とによって求められた燃料量が所定の燃焼室へ割り当てられる。このような内燃機関は、極端なケースでは唯一の流量測定装置を有していれば良いので、コスト上有利である。
【００１６】
特に有利には、流量測定装置の信号から求められた所定の燃焼室へ達する燃料量の実際値が目標値へ向かって閉ループ制御される。したがって燃焼室内で正確に内燃機関のそれぞれの駆動状態に対して最適な燃料量が供給される。
【００１７】
その際に、内燃機関の燃焼室へ供給される燃料量の算出値から少なくともクランクシャフトの一回転の期間にわたってスライド平均により平均値を形成し、個々の燃焼室へ達する燃料量の各算出値と平均値とのあいだの標準偏差を形成し、個々の燃料噴射装置の開放時間を当該の標準偏差が最小化されるように変更することができる。
【００１８】
本発明の方法の当該の実施形態では、燃料噴射装置の種々の製造トレランスがこのようにして補償される。内燃機関の静粛性はこれに基づいており、またこれにより内燃機関の排気ガス放出特性も改善される。
【００１９】
個々の燃焼室内へ供給される燃料量を求める全ての実施形態における基本的な利点は、燃焼が最適化されるように燃料が噴霧されるがシステムの製造トレランスに起因して噴射燃料量の比較的高いばらつきが生じてしまう燃料噴射装置を使用できることである。この例として外側へ開放する円錐状噴射弁が挙げられる。こうした噴射弁では固有の絞り作用が直接にバルブニードルの座の位置で生じる。したがって全システム圧が直接にバルブの座の位置にかかり、燃料の噴霧が最適化される。
【００２０】
これにより噴射された燃料がきわめて良好に燃焼室内へ侵入し、有利な排気ガス特性および燃費特性が達成される。このような円錐状噴射弁はバルブニードルの比較的小さなストロークできわめて大きな燃料量を燃焼室内へ供給する。したがってこの種の円錐状噴射弁では製造トレランスは噴射燃料量に相対的に大きな影響を与えるものと見なされていた。ただし本発明の方法ではこの種のばらつきが検出され、監視および／または制御される。
【００２１】
またここで特に有利には、平均値が目標値へ向かって閉ループ制御される。このようにすれば出力および排気ガス放出量の正確な調整が可能となる。
【００２２】
さらに有利には、本発明の方法の別の実施形態にしたがって、燃焼室へ達する燃料量を求める際に燃料が流量測定装置から燃焼室へ達するまでにかかる必要時間が考慮される。これにより内燃機関の燃焼室へ供給される燃料量を求める際の精度が一層改善される。
【００２３】
また本発明によれば、ラムダセンサの信号を用いて燃焼室へ噴射される燃料量と燃焼室内で燃焼した燃料量との比も求められる。こうした燃料の変換量の比により燃焼室内の沈殿量を考慮すべきか否かの評価を行うことができる。直接噴射型の内燃機関では燃料噴射装置の開放による汚れまたは黒化により噴射の形成が最適なものとならず、噴射された燃料の燃焼率が劣化することがある。本発明の方法によればこうした場合にも適切な時点でメンテナンス措置を導入することができる。
【００２４】
本発明はさらにコンピュータ上で動作する際に上述の内燃機関の駆動方法を実行するのに適したコンピュータプログラムに関する。ここで特に有利には、このコンピュータプログラムはメモリ、例えばフラッシュメモリまたは強磁性ＲＡＭ上に記憶されている。
【００２５】
本発明はさらに内燃機関を駆動するための開制御および／または閉ループ制御装置に関する。ここでは上述のコンピュータプログラムを記憶したメモリを有する装置を提案する。
【００２６】
さらに本発明は、燃料タンクと、当該の燃料タンクに入力側で接続された燃料ポンプと、燃料を内燃機関の少なくとも１つの燃焼室へ供給する燃料噴射装置とが設けられている内燃機関に関する。
【００２７】
このような内燃機関を燃費および排気ガス放出の点で最適に駆動し、またメンテナンス措置を適切な時点で行えるようにするために、本発明では、燃料管路内に少なくとも１つの流量測定装置が設けられており、この流量測定装置の送出する信号から燃焼室へ達する燃料量が求められる内燃機関を提案する。
【００２８】
このための有利な実施形態では、流量測定装置が熱線式流速計、撓み部材を備えたセンサ、測定ピストンおよびベンチュリ形狭隘部または歯車式流速計を有している。センサは燃料流により偏向されてその偏向の度合がストレインゲージにより検出され、測定ピストンには燃料流が供給されてそのオフセットの度合が誘導的に検出される。これらの流量測定装置は全てきわめて正確に動作し、構造が小さく、簡単に内燃機関内に組み込むことができる。
【００２９】
また別の実施形態では、各燃料噴射装置に固有の流量測定装置が配属されており、例えば燃料噴射装置内に流量測定装置が組み込まれている。この種の内燃機関では、燃焼室内へ供給される燃料量が内燃機関のシリンダごとにきわめて正確に求められる。流量測定装置の燃料噴射装置内への組み込みも容易である。
【００３０】
また流量測定装置を燃料噴射装置の共通の吸入管内に配置することもできる。この構成は流量測定装置が比較的容易にアクセス可能な位置へ取り付けられるという利点を有しており、これにより取り付けも簡単化される。ガソリン直接噴射型内燃機関では、流量測定装置は例えば高圧ポンプと燃料蓄積管路（レール）とのあいだに配置される。
【００３１】
ただしこのときには燃料噴射装置および燃料蓄積管路から漏れ流管路および／または過流管路が分岐していないことが前提となる。この種の戻し管路が存在する場合には、流量測定装置を高圧ポンプの前方、すなわち漏れ流管路および／または過流管路の流入口の前方に配置することができる。吸気管噴射を行う内燃機関では、流量測定装置は燃料ポンプと燃料噴射装置とのあいだに配置することができる。
【００３２】
特に有利には、内燃機関は上述の開制御および／または閉ループ制御装置を有する。
【００３３】
【実施例】
以下に本発明の有利な実施例を添付図を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
図１には内燃機関全体が参照番号１０で示されている。内燃機関は燃料タンク１２を有しており、この燃料タンクから電気式燃料ポンプ１４を介して燃料が燃料噴射装置１６へ圧送される。燃料ポンプ１４と燃料噴射装置１６とのあいだの流路に流量測定装置１８が配置されている。
【００３５】
燃料噴射装置１６は吸気管２０内または吸気管に接して配置されている。ここから燃焼室２２ａ〜２２ｃへの吸気管セクション２０ａ〜２０ｃが分岐している（内燃機関１０は別の燃焼室も有しているがここでは図示していない）。燃焼室２２と吸気管セクション２０とは、図１には示されていない吸入弁を介して接続されている。燃焼排気ガスは燃焼室２２から同様に図示されていない排気弁を介して排気管２４へ流入する。排気管の内部に触媒２６が配置されている。
【００３６】
内燃機関１０の（図示されていない）クランクシャフトの角度位置が角度センサ２８によって取り出される。このセンサは所定の位置で所定数の歯が欠落している歯車である。この歯車を用いて内燃機関のクランクシャフトの回転数が求められる。燃料および空気の混合気は燃焼室２２内で燃焼し、触媒２６内でラムダセンサ３０により測定される。角度センサ２８およびラムダセンサ３０は流量測定装置１８と同様に開制御および閉ループ制御装置３２に接続されている。
【００３７】
アクセルペダル３６の位置を検出するペダル位置センサ３４も信号を開制御および閉ループ制御装置３２に送出する。出力側でこの制御装置はさらに燃料噴射装置１６へ接続されている。吸気管２０の流路で見て燃料噴射装置１６の上流側にスロットルバルブ３８およびホットフィルムセンサ４０（ＨＦＭセンサ）が配置されている。このセンサは吸気管を通って流れる空気量を検出する。スロットルバルブ３８およびＨＦＭセンサ４０は同様に開制御および閉ループ制御装置３２に接続されている。
【００３８】
内燃機関１０は次のように動作する。アクセルペダル３６の位置と内燃機関１０のクランクシャフトの回転数とに依存して開制御および閉ループ制御装置３２によりスロットルバルブ３８が所定の位置へ制御される。ペダル位置はペダル位置センサ３４によって検出されてここから開制御および閉ループ制御装置３２へ供給され、クランクシャフト回転数は角度センサ２８によって求められる。同時に開制御および閉ループ制御装置３２はその時点での動作点に相応に燃料噴射装置１６から噴射すべき燃料量の目標値を求める。この目標値はＨＦＭセンサによって求められる空気量に追従するように設定される。
【００３９】
実際に電気式燃料ポンプ１４から燃料噴射装置１６へ達した燃料量は流量測定装置１８の信号から求められ、閉じた制御回路内で目標値へ向かって制御される。こうした閉じた制御回路により、噴射された燃料量はきわめて正確に調整される。場合によりラムダセンサ３０を目標値の適応化により追従制御することができる。燃料量が燃料噴射装置１６から送出される時点は、相応の燃焼室２２での１回の動作サイクルの後に生じる。この動作サイクルはセンサ２８を介してクランクシャフトの角度位置から求められる。
【００４０】
ラムダセンサ３０およびＨＦＭセンサ４０の信号により、どれだけの量の燃料が内燃機関１０の燃焼室２２で実際に燃焼したかが逆算される。ここから流量測定装置１８によって求められた噴射燃料量に対して差が生じると、噴射燃料量のうち所定の成分が燃焼しなかったことになる。この差が比較的長い時間範囲にわたって検出される場合、燃焼しなかった燃料が燃焼室２２内に蓄積されていくことがわかる。このようにして検出された差は、偏差の生じた原因を究明するために内燃機関１０のメンテナンスを行うべきであることを表す指標となる。
【００４１】
角度センサ２８によって求められた内燃機関１０のクランクシャフトの角度位置から個々の燃焼室２２のその時点での動作点が検出される。一方ではラムダセンサ３０により信号が求められ、他方では流量測定装置１８により信号が求められ、これらが個々の燃焼室２２ａ〜２２ｃへ割り当てられる。ラムダセンサ３０を介して求められた燃焼燃料量と流量測定装置１８を介して求められた噴射燃料量との比較はシリンダごとに行われ、これにより内燃機関１０内で問題が生じた位置の特定がさらに容易になり、正確化する。
【００４２】
図２には内燃機関１０の第２の実施例が示されている。図２、図３の実施例では第１の実施例と同様の機能を有するエレメントには対応する参照番号を付してある。こうしたエレメントについては基本的にはここで詳細には立ち入らない。
【００４３】
図２に示されている内燃機関１０は吸気管噴射型の内燃機関ではなく、ガソリン直接噴射型内燃機関１０（ＢＤＥ）である。ここでは複数の燃料噴射装置１６ａ〜１６ｃが直接に相応の燃焼室２２ａ〜２２ｃに配置されている。燃料噴射装置１６は燃料蓄積管路４２に接続されており、この管路へ燃料が（図示されていない）組み込まれたプレフィードポンプおよび高圧ポンプ１４を介して圧される。燃料は燃料蓄積管路４２内に高圧をかけられた状態で蓄積される。流量測定装置１８は高圧ポンプ１４と燃料蓄積管路４２とのあいだに配置されている。
【００４４】
図２に示されている内燃機関１０は種々の駆動モードで動作する。層状給気モードでは燃料が燃料噴射装置１６から燃焼室２２内で燃料が層状となるように噴射される。これは燃焼室の点火プラグの領域（点火プラグは図示されていない）のみに点火可能な混合気が存在し、これに対して燃焼室２２の他の領域にはきわめて希薄な混合気しか存在しないか、または燃料が全く存在しないことを意味する。内燃機関１０の層状給気モードでは絞りが緩められる。すなわちこのときスロットルバルブは完全に開放されている。均一給気モードでは燃料は燃焼室２２内に均一に分布するように噴射される。この駆動モードではスロットルバルブ３８はその時点での負荷に相応に調整される。
【００４５】
図２に示されている内燃機関１０では、高圧ポンプ１４により、燃料噴射装置１６を介して燃焼室２２へ供給すべき正確な量の燃料が燃料蓄積管路４２に後から圧送される。したがって流量測定装置１８を介して求められた燃料量は、燃料噴射装置１６から燃焼室２２内へ噴射された燃料量に正確に相応する。この実施例では所定の燃焼室２２に属する燃料噴射装置１６の噴射時点がクランクシャフトの角度位置に依存しているので、流量測定装置１８を介して求められた燃料量は角度センサ２８を介して伝達された信号を用いてそれぞれの燃焼室２２へ割り当てられる。唯一の流量測定装置１８しか内燃機関１０内に存在しなくとも、このようにすれば個々の燃焼室２２内へ達する個々の燃料量が求められる。
【００４６】
図２に示されている内燃機関１０では、燃焼室２２内へ達する全燃料量から平均値が形成される。これはいわゆる“スライド平均”の平均値形成により行われる。この場合には求められた全燃料量のうち所定数の新しい値を使用して平均する。個々の燃焼室２２に対応する個々の燃料量に対して形成された平均値との標準偏差が計算される。
【００４７】
個々の燃料噴射装置１６の開放時間は開制御および閉ループ制御装置３２により求められた標準偏差または計算された標準偏差が最小となるように変更される。平均値はこの場合目標値へ向かって制御される。この目標値はとりわけユーザが内燃機関に所望するトルクから形成される。この目標値にはペダル位置センサ３４で取り出されたアクセルペダルの位置３６も相応する。他の係数、例えば内燃機関１０の温度などを目標値に作用させてもよい。
【００４８】
前述の方法により、システムに起因する燃料噴射装置１６の製造トレランスがあっても内燃機関の全ての燃焼室２２への同じ燃料量の供給が達成される。これは主として２つの利点をもたらす。すなわち１つは内燃機関１０の静粛性が改善されることであり、もう１つは比較的大きな製造トレランスを有する燃料噴射装置を使用できることである。
【００４９】
図３に示されている内燃機関１０もガソリン直接噴射型内燃機関である。ただしここで使用されている燃料噴射装置１６は戻し管路４４を介して高圧ポンプ１４の上流側に配置された低圧燃料管路４６へ接続されている。図示をわかりやすくするために、開制御および閉ループ制御装置３２からの燃料噴射装置１６ｂ、１６ｃの駆動線路は図３には図示していない。
【００５０】
燃料蓄積管路も圧力制限弁４８および戻し管路５０を介して低圧燃料管路４６へ接続されている。流量測定装置１８を介して求められた燃料量が戻し管路４４、５０を通る燃料によっても誤差を生じないようにするために、この場合、流量測定装置１８は流路で見て戻し管路４４、５０の流入口上流側の低圧燃料管路４６内に配置される。
【００５１】
図４には内燃機関１０のさらに別の実施例が示されている。この内燃機関も直接噴射型内燃機関である。前述の実施例とは異なり、ここでは各燃料噴射装置１６ａ〜１６ｃに固有の流量測定装置１８ａ〜１８ｃが設けられている。さらにプレフィードポンプは高圧ポンプ１４内に組み込まれてはおらず、個別の電気式燃料ポンプ５２として構成されている。高圧ポンプ１４の圧送量は図４に示されている内燃機関１０では燃料制御弁５４を介して調整される。燃料制御弁５４は開制御および閉ループ制御装置３２により、特に圧力センサ５６の信号に依存して駆動される。圧力センサ５６は燃料蓄積管路４２内の圧力を検出する。
【００５２】
図５には図４に示されている内燃機関１０の燃料噴射装置１６が詳細に示されている。燃料噴射装置１６はバルブケーシング５８および電磁アクチュエータ６０を備えたインジェクタである。この電磁アクチュエータは接続ケーブル６２を介して開制御および閉ループ制御装置３２により駆動される。電磁アクチュエータ６０はバルブニードル６４に作用し、これを外側へ開放し、図５では下方端部に示されているインジェクタ１６に設けられた排出口を開く（ただし基本的には内側へ開放されるバルブニードルを使用することもできる）。
【００５３】
図５の上方端部のインジェクタ１６には高圧用端子６６が設けられており、この端子に熱線流速計６８が組み込まれている。アイソレーション部材７０を介してこの流速計はインジェクタ１６のプラスティックから製造されたアダプタ部材７２内に支承されている。熱線流速計６８に対する接続線路７４は開制御および閉ループ制御装置３２に接続されている。
【００５４】
図６からわかるように、図５に示されているインジェクタは外側へ開放される円錐状噴流弁である。このバルブエレメントは円錐７６として構成されており、相応の円錐状のバルブ座７８を有している。バルブ座７８からバルブ円錐７６が持ち上げられると、ただちにバルブ座７８での流れが絞られる。したがって全システム圧が直接にバルブ座７８にかかり、これが燃料の最適な噴霧を生じさせる。ただしバルブニードル６４のストロークが比較的小さくても比較的大きな燃料量が発生する。したがって大量生産のために生じる不可避の製造精度のばらつきにより、バルブニードル６４のストロークが等しいとインジェクタ１６ごとの燃料量のばらつきはかなり大きなものとなってしまうが、これも上述の方法により補償される。
【００５５】
図５に示されている熱線流速計に代えて、流量測定装置１８として別の測定装置を使用することもできる。図７にはマイクロメカニカルセンサ７９が示されており、このセンサは燃料流（矢印８２）によって偏向する撓み部材８０を有している（この偏向は破線で示されている）。偏向はストレインゲージ８４により検出される。流速Ｖに応じて撓み部材８０の偏向の度合が大きくなったり小さくなったりする。
【００５６】
流れ断面積Ａと燃料の密度（この密度は場合により圧力センサおよび温度センサの信号から求められる）とが既知であるので、測定流ｄｍ／ｄｔは撓み部材８０の偏向の度合により求められた速度Ｖが計算される。インジェクタ１６の開放時間が既知となれば、測定流ｄｍ／ｄｔからさらに噴射された燃料量ｍが計算される。
【００５７】
図８にはさらに別の流量測定装置１８が示されている。この装置は歯車型流速計８６を有しており、この流速計は回転速度を誘導センサ８８によって検出する相互にかみ合った２つの歯車８６ａ、８６ｂを有している。図９のこの装置のバリエーションでは唯一の歯車８６ａのみが設けられており、この歯車の外周に鎌状部材９０が設けられている。図１０の別のバリエーションでは２つの歯車、すなわち外側の歯車８６ａが内向きの歯を有しており、内側の歯車８６ｂが外向きの歯を有している。そのあいだに鎌状部材が大きな流れ損失を回避するために設けられている。流入および流出は画面に対して垂直な方向で行われる。
【００５８】
図１１のさらに別の実施例の流量測定装置１８は燃料流の印加される測定ピストン９２を有している。この測定ピストンにはプリテンション装置９４によりテンションがかけられており、その位置が前述の場合と同様に誘導センサ８８によ検出される。図１２によれば流れ８２の速度Ｖの検出はベンチュリ形狭隘部１２により行われる。圧力差はここでは圧力センサ８８により検出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸気管噴射型内燃機関での第１の実施例を示す概略図である。
【図２】図１の実施例に類似したガソリン直接噴射型内燃機関での第２の実施例を示す概略図である。
【図３】図１の実施例に類似したガソリン直接噴射型内燃機関での第３の実施例を示す概略図である。
【図４】図１の実施例に類似したガソリン直接噴射型内燃機関での第４の実施例を示す概略図である。
【図５】流量測定装置の組み込まれた燃料噴射装置の第１の実施例を示す部分断面図である。
【図６】図５の燃料噴射装置の一部の領域を詳細に示す部分断面図である。
【図７】流量測定装置の第２の実施例を示す基本図である。
【図８】図７の実施例に類似した流量測定装置の第３の実施例を示す図である。
【図９】図７の実施例に類似した流量測定装置の第４の実施例を示す図である。
【図１０】図７の実施例に類似した流量測定装置の第５の実施例を示す図である。
【図１１】図７の実施例に類似した流量測定装置の第６の実施例を示す図である。
【図１２】図７の実施例に類似した流量測定装置の第７の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１０  内燃機関
１２  燃料タンク
１４  燃料ポンプ
１６  燃料噴射装置
１８  流量測定装置
２０、２０ａ〜２０ｃ  吸気管
２２ａ〜２２ｃ  燃焼室
２４  排気管
２６  触媒
２８  角度センサ
３０  ラムダセンサ
３２  開制御および閉ループ制御装置
３４  ペダル位置センサ
３６  アクセルペダル
３８  スロットルバルブ
４０  ＨＦＭセンサ
【図１】
0004248218.tif 000002
【図２】
0004248218.tif 000003
【図３】
0004248218.tif 000004
【図４】
0004248218.tif 000005
【図５】
0004248218.tif 000006
【図６】
0004248218.tif 000007
【図７】
0004248218.tif 000008
【図８】
0004248218.tif 000009
【図９】
0004248218.tif 000010
【図１０】
0004248218.tif 000011
【図１１】
0004248218.tif 000012
【図１２】
0004248218.tif 000013