内燃機関の燃料供給装置における圧力振動の励振方法および装置
【課題】燃料の音速の簡単且つ確実な決定方法を可能にする、内燃機関の燃料供給装置内の圧力振動の励振方法および装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の燃料供給装置（１）における圧力振動の励振方法では、燃料タンク（２０）内または燃料配管（５、１０、１５、２５、３０、３５、４０）内の圧力を表わす変数が評価され、内燃機関の少なくとも１つの運転状態において、燃料タンク（２０）内または燃料配管（５、１０、１５、２５、３０、３５、４０）内の燃料の固有振動が励振される。
【解決手段】内燃機関の燃料供給装置（１）における圧力振動の励振方法では、燃料タンク（２０）内または燃料配管（５、１０、１５、２５、３０、３５、４０）内の圧力を表わす変数が評価され、内燃機関の少なくとも１つの運転状態において、燃料タンク（２０）内または燃料配管（５、１０、１５、２５、３０、３５、４０）内の燃料の固有振動が励振される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料供給装置における圧力振動の励振方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ここで、燃料供給装置が少なくとも１つの燃料タンクおよび少なくとも１つの燃料配管を含み、この場合、少なくとも１つの燃料タンク内の圧力が圧力センサにより測定され、且つ測定圧力の関数として圧力振動が決定されることが既知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、燃料の音速の簡単且つ確実な決定方法を可能にする、内燃機関の燃料供給装置における圧力振動の励振方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、内燃機関の燃料供給装置における圧力振動の励振方法は、内燃機関の少なくとも１つの運転状態において、燃料タンク内または燃料配管内の燃料の固有振動が励振される。
【０００５】
また、本発明によれば、内燃機関の燃料供給装置における圧力振動の励振装置は、励振手段を備え、励振手段が、内燃機関の少なくとも１つの運転状態において、燃料タンク内または燃料配管内の燃料の固有振動を励振する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による内燃機関の燃料供給装置における圧力振動の決定方法および装置は、従来技術に比較して、内燃機関の少なくとも１つの運転状態において、燃料タンク内または燃料配管内の燃料の固有振動が励振されるという利点を有している。このようにして、例えば燃料タンク内または燃料配管内の燃料の音速の確実な決定を可能にする、燃料タンク内または燃料配管内における評価可能な圧力振動が達成可能である。一般に、例えば燃料の固有周波数または音速のような、燃料タンク内または燃料配管内の燃料の性質は簡単且つ確実に決定可能である。
【０００７】
本発明はさらに、有利な改良および改善が可能である。
固有振動が励振されたときに得られる、燃料タンク内または燃料配管内の圧力を表わす変数の評価において、燃料タンク内または燃料配管内の燃料の音速が決定されることは特に有利である。
【０００８】
このようにして、燃料タンク内または燃料配管内の燃料の圧力振動が確実に測定可能であり、これによりその影響の十分な補償を可能にする。燃料の音速の決定は、このようにして、特性曲線群を使用することなく、したがって少ない費用で決定可能である。
【０００９】
固有振動の時間経過から、固有振動の周波数が、特にフーリエ変換により決定されることが特に有利である。このようにして、圧力振動が、特に簡単且つ確実に決定可能である。したがって、この周波数情報もまた前記圧力振動の補償のために使用可能である。
【００１０】
固有振動の周波数、振動長さおよび固有振動の振動次数から燃料の音速が決定されるとき、他の利点が得られる。このようにして、燃料の音速は、特に簡単且つ正確に数学的関係から求められる。
【００１１】
固有振動が内燃機関の作業運転または走行運転中に励振されるとき、他の利点が得られる。このようにして、固有振動の励振のために、場合により燃料の音速を決定するために、内燃機関の作業運転または走行運転が中断される必要はない。
【００１２】
しかしながら、固有振動が内燃機関の惰性運転中に励振されるときもまたそれは有利である。惰性運転中においては、それが内燃機関の運転を本質的に妨害することなく、燃料タンク内または燃料配管内への燃料供給が遮断可能である。燃料供給の遮断により、評価されるべき固有振動への外乱変数の影響が十分に回避可能なので、音速の決定がさらにより確実に実行可能である。特に、燃料供給を遮断した場合、燃料ポンプにより発生される圧力衝撃が燃料タンク内または燃料配管内の圧力を表わす測定変数においてもはや検出されないので、この変数の経過はきわめて平滑である。測定変数の測定信号内の外乱が小さいことにより、求められるべき固有周波数がフーリエ・スペクトル内においてより簡単且つより正確に検出可能である。
【００１３】
したがって、固有振動が、惰性運転中において、燃料供給が中断されているとき、および／または燃料排出が中断されているときに励振されるとき、それは特に有利である。即ち、燃料排出が中断されているときにおいても、燃料タンク内または燃料配管内の燃料排出に基づく外乱圧力振動が測定変数の時間経過に重なることが回避されるので、測定変数の測定信号内の外乱が小さいことにより、求められる固有振動の固有周波数がフーリエ・スペクトル内に同様により簡単且つより正確に検出可能である。
【００１４】
燃料の音速が、燃料タンク内または燃料配管内の燃料の温度の関数としても決定されるとき、他の利点が得られる。このようにして、燃料の音速がさらにより正確に決定可能である。特に燃料の音速は燃料の温度に著しく従属するので、このことは特に燃料温度が低下する惰性運転に対して適用される。
【００１５】
固有振動が圧力弁の短時間の開放により励振されるとき、他の利点が得られる。このようにして、燃料タンク内または燃料配管内において、固有振動は、例えば圧力センサによっても解像可能な十分に大きな振幅が達成可能である。
【００１６】
この関係において、圧力弁の開放時間が予想固有振動の周期より短いかまたは等しく選択されるとき、それは特に有利である。このようにして、希望の固有振動もまた励振可能であることが保証される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１において、符号１は、一般的には、例えば車両を駆動する内燃機関の燃料供給装置を示す。この場合、燃料は、貯蔵容器６５から、図１には示されていない低圧ポンプにより、第１の燃料供給配管５、燃料配量ユニット７０、第２の燃料供給配管１０、高圧ポンプ７５、および第３の燃料供給配管１５を介して、燃料タンク２０内にポンプ移送される。燃料配量ユニット７０は、制御装置１０５により操作され且つ高圧ポンプ７５の燃料吸込量を制御する。燃料配量ユニット７０が制御装置１０５により閉じられた場合、高圧ポンプ７５はもはや燃料を燃料タンク２０内に供給せず、燃料タンク２０は、以下において燃料圧力タンクまたはレールとも呼ばれる。燃料配量ユニット７０が開かれた状態においてのみ高圧ポンプ７５は燃料をレール２０内にポンプ移送可能である。この場合、制御装置１０５は、高圧ポンプ７５からレール２０内にポンプ移送可能な吸込量を燃料配量ユニット７０の開度の対応の設定により制御する。この場合、燃料配量ユニット７０は、例えば弁の形に形成されていてもよい。レール２０内に存在する燃料は、第１の高圧配管２５を介して第１の噴射弁８５に、第２の高圧配管３０を介して第２の噴射弁９０に、第３の高圧配管３５を介して第３の噴射弁９５に、および第４の高圧配管４０を介して第４の噴射弁１００に、内燃機関の燃焼室内にそれぞれ噴射するために供給可能である。この場合、噴射は、内燃機関の１つまたは複数のシリンダ内に直接行われても、または代替態様として内燃機関の吸気管内に行われてもよい。この場合、１つのシリンダ内に、噴射弁の少なくとも１つを介して燃料が直接噴射されてもよい。図１においては、例として４つの噴射弁が示されているが、噴射弁の数はそれより多くてもまたは少なくてもよい。例えば、加速ペダルを介して設定されたドライバの希望トルクを変換するために、または内燃機関の燃焼室内に所定の空気／燃料混合物組成を達成するために、噴射弁８５、９０、９５、１００は、制御装置１０５により所定の開放時期および開放時間を設定するように操作される。さらに、以下において圧力制御弁４５がレール２０の範囲内に配置されている。レール２０内に燃料の希望圧力を設定するために、圧力制御弁４５は、制御装置１０５により操作される。さらに、レール２０の範囲内に圧力センサ５５が配置され、圧力センサ５５は、レール２０内の燃料圧力を測定し且つ対応の測定信号ｐを制御装置１０５に伝送する。さらに図１に示されているように、オプションとして、レール２０の範囲内、好ましくはレール２０の内壁内に、温度センサ８０が設けられていてもよく、温度センサ８０は、レール２０内の燃料の温度を測定し且つ対応の測定信号Ｔを制御装置１０５に伝送する。制御装置１０５に供給される、その他の入力変数が、図１において符号１２０により示されている。その他の入力変数１２０は、例えばエンジン回転速度および内燃機関負荷であっても、特に内燃機関が惰性運転にあるかまたは牽引運転にあるかに関する情報であってもよい。これらのその他の入力変数１２０から、制御装置１０５は内燃機関の運転状態を決定可能である。
【００１８】
ここで、本発明により、内燃機関の少なくとも１つの運転状態において、レール２０内の燃料の固有振動を励振し且つ励振された固有振動において得られたレール２０内の圧力を圧力センサ５５により測定するように設計されている。このとき、この測定圧力は、測定信号の形で圧力センサ５５から制御装置１０５に伝送される。圧力センサ５５はレール２０内の燃料圧力を連続的に測定するので、制御装置１０５に、このように測定信号によりレール２０内の燃料圧力の時間経過が供給される。図２には、本発明による励振装置５０を表わす機能図が示され、この機能図によってもまた本発明による方法が理解される。この場合、励振装置５０は、制御装置１０５内においてソフトウェアによりまたはハードウェアにより実行されていてもよい。図２に示すように、励振装置５０は、走査ユニット１１０を含み、走査ユニット１１０に圧力センサ５５の測定信号ｐが供給されている。走査ユニット１１０は、フーリエ変換のためにその出力端に走査値ｐｉを提供するために、当業者に既知のように測定信号ｐを走査し、フーリエ変換は後置されているフーリエ変換ユニット１１５により実行される。次に、フーリエ変換ユニット１１５は固有周波数ｆｅを決定ユニット６０に供給し、決定ユニット６０にはさらに、振動長さとしてのレール２０の長さｌ、および周波数ｆｅを有する形成された固有振動の振動次数ｎが供給されている。フーリエ変換において提供された振動周波数から、それぞれ付属の振動次数ｎが当業者に既知のように決定可能である。
【００１９】
追加態様およびオプションとして、決定ユニット６０に、さらに温度センサ８０により決定された燃料温度Ｔが供給されてもよい。以下においては、はじめに、燃料温度Ｔは考慮されないものと仮定されるべきである。次に、決定ユニット６０は、供給された固有周波数ｆｅ、振動次数ｎおよび振動長さｌから、次式によりレール２０内の燃料の音速ｖｓを決定する。
【００２０】
【数１】
【００２１】
ｖｓ＝ｆｅ・ｌ・ｎ／２ （１）
圧力が当該運転点においてではなく隣接点においてのみ測定可能であるときは、場合により発生する燃料温度Ｔの変化が考慮されなければならない。音速と温度との関数関係が、例えば特性曲線群内に記憶されている場合、測定点から当該運転点への外挿が可能である。音速は、当該運転点および測定点が相互に異なるときにのみ補正されなければならない。その他の場合には、音速と温度との関数関係が圧力測定において直接且つ自動的に考慮される。即ち、式（１）から出発して、燃料温度Ｔの燃料の音速ｖｓへの影響が考慮可能である。この場合、式（１）により決定された音速ｖｓは、燃料温度Ｔの関数として燃料の補正音速ｖｓｋｏｒｒに補正され、次に補正音速ｖｓｋｏｒｒが、音速ｖｓの代わりに決定ユニット６０から出力される。特性曲線群は、例えば試験台上において決定されてもよい。燃料温度Ｔが測定されない場合においても、例えば内燃機関の特定の運転状態における燃料の温度特性がわかっているときには、燃料温度Ｔが考慮可能である。例えば惰性運転においては、制御により圧力制御弁４５を通過する燃料が少ないことから僅かな絞り損失が得られるにすぎず、また高圧ポンプ７５により僅かな燃料が圧縮されるにすぎないので、一般に燃料温度Ｔは低下する。燃料の音速は、上記のように燃料温度Ｔに著しく従属するので、惰性過程の間においてはレール２０内の燃料の冷却が考慮されなければならない。この考慮は、上記のように燃料温度Ｔの測定により行われても、または冷却特性が記憶されている適切な特性曲線群のデータにより行われてもよい。したがって、例えば同様に試験台上において決定されたこれらの特性曲線群は、惰性過程のどの時点において、燃料がいずれの温度を有しているかを与える。このように決定された燃料温度Ｔは、次に、例えば特性曲線または特性曲線群により、上記のように式（１）により決定された音速ｖｓに対する値を補正するために上記のように使用可能である。
【００２２】
このように決定された、場合により温度の関数として補正された音速は、次に、制御装置１０５内の後処理に供給されてもよい。レール２０内の燃料の音速は、特に、例えば図１の燃料供給装置１により形成されているコモン・レール・システムにおいて、幾つかの制御機能に対して重要な変数である。即ち、音速は、例えばレール２０内および高圧配管２５、３０、３５、４０内の圧力波の補償のために必要とされ、これはレール２０内および高圧配管２５、３０、３５、４０内の圧力振動の影響の正確な補償のために重要である。この場合、燃料の音速は燃料の密度および圧縮率の関数であり、したがって音速は燃料の種類および燃料温度の関数である。燃料温度は原理的に上記のように測定またはモデル化可能であるが、給油燃料の品質の検出はその時点においては可能ではない。
【００２３】
さらに、固有周波数ｆｅを確実に決定するために、したがってレール２０内の燃料の音速を決定するためにも、レール２０内の燃料の固有振動がいかに励振可能であるかという問題のみが重要となる。このために、圧力センサ５５により解像可能なレール２０内の圧力振動が誘導されるべきである。外部励振されたレール２０内の燃料のこのような固有振動は、例えば圧力制御弁４５の短時間の開放により行われてもよい。この場合、圧力制御弁４５の時定数、即ち圧力制御弁４５が短時間開かれている時間は、検出されるべき予想固有振動の周期より大きくてはならない。レール２０内の燃料の固有振動は約７００−１０００Ｈｚの範囲内にあるので、圧力制御弁４５は２ミリ秒より小さいかまたは等しい時定数を有していなければならない。固有振動が、短時間ではあるが特に必ずしも全開である必要はない圧力制御弁４５の上記の開放により発生された場合、発生された固有振動の振幅は十分大きな値が得られ、この振幅は圧力センサ５５により解像可能であり、したがって測定可能である。通常の圧力センサは、今日、約２．５バールを解像する。この場合、例えば高圧ポンプ７５により供給される、例えば約４００バールの燃料の基本レール圧力から出発して、振動の振幅は約５０バールの値を有し、したがってこの振幅は圧力センサ５５により問題なく解像可能である。今日の燃料供給装置に対して提案されている、例えば約４００バールの燃料の基本レール圧力は、燃料供給装置の確実な運転に対する約３００バールの基本値から出発して、固有振動を発生するためにおよび振動それ自身のためにそれぞれ約５０バールを加えて得られる。この場合、固有振動の周波数、即ち固有周波数は一次近似であり、即ち等エントロピー比においては固有振動の振幅とは無関係である。これは線形系の典型的な性質であり、必ずしも非線形系に対しては適用されない。ここでは一次近似において線形系が取り扱われるので、圧力制御弁４５の短時間の開放によりいかなる圧力降下ないしいかなる固有振動の振幅が発生されるかは問題ではない。測定固有周波数ｆｅはそれとは無関係にほぼ同じ値となるであろう。即ち、圧力制御弁４５により励振された振動振幅に関する要求は小さいものである。圧力制御弁４５に最大許容流量が与えられた場合、それに応じて、流量の精度、流動時間または圧力制御弁４５の開口断面積に対する高い要求は設定されない。振動を励振するために圧力制御弁４５の動特性が十分であること、即ち圧力制御弁４５の開放時間が上記のように十分に短く保持可能なことが重要である。即ち、圧力制御弁４５が短時間の開放の間にいかなる開度で開かれるかは重要ではない。
【００２４】
固有振動の励振は、例えば燃料供給装置１により燃料が供給される内燃機関の特定の運転状態の存在の関数として行われてもよい。励振装置５０は励振ユニット１２５を含み、励振ユニット１２５にはその他の入力変数１２０が供給され、また励振ユニット１２５はその他の入力変数１２０から当業者に既知のように内燃機関の運転状態を導く。特に、励振ユニット１２５は、内燃機関が牽引運転にあるかまたは惰性運転にあるかを決定する。励振ユニット１２５は、供給されたその他の入力変数１２０から導かれた内燃機関の実際の運転状態を、レール２０内における固有振動の励振のために設定された内燃機関の運転状態と比較する。これらが一致した場合、固有振動を励振するために、励振ユニット１２５は、圧力制御弁４５に上記のような短時間の開放を命令する。さらに、励振ユニット１２５は、フーリエ変換ユニット１１５を、走査値ｐｉの時間列から固有周波数ｆｅを決定するように作動させる。これらが一致しなかった場合、励振ユニット１２５による圧力制御弁４５のこのような操作は行われず、また励振ユニット１２５によるフーリエ変換ユニット１１５の作動もまた行われない。したがって、固有周波数ｆｅを決定するための走査値ｐｉの時間列の評価は行われない。
【００２５】
図２の例に示すように、励振装置５０は、走査ユニット１１０、フーリエ変換ユニット１１５、決定ユニット６０および励振ユニット１２５を含む。この場合、走査ユニット１１０、フーリエ変換ユニット１１５、および決定ユニット６０は、圧力センサ５５により測定された、圧力信号ｐの時間経過を評価するように機能し、また励振ユニット１２５はレール２０内の燃料の固有振動を励振するように機能する。代替態様として、励振装置５０は、圧力センサ５５および／または圧力制御弁４５を含んでもよい。他の代替実施態様においては、走査ユニット１１０および／またはフーリエ変換ユニット１１５が、励振装置５０の外に、例えば圧力センサ５５と共に共通構造グループ内に配置されていてもよい。この例においては、励振ユニット１２５が、内燃機関の所定の運転状態が存在した場合にフーリエ変換ユニット１１５を作動し、存在しなかった場合に非作動とすると説明されてきた。代替態様として、励振ユニット１２５が、それに対応して、走査ユニット１１０または決定ユニット６０を作動ないし非作動としてもよい。
【００２６】
評価されるべき固有振動を励振するために、作業運転を表わす、または車両を駆動する場合には、内燃機関の走行運転を表わす内燃機関の牽引運転が所定の運転状態として設定されていてもよい。この場合、この運転状態は、この運転状態において短時間の間レール２０内の燃料の圧力変動ないし圧力振動が許容されているときにのみ、固有振動の励振のために許容される。その他の場合、評価されるべき固有振動の励振のための所定の運転状態として、内燃機関の惰性運転が選択されてもよい。上記のように、惰性運転においては、一般に燃料温度は低下するので、この音速に対するできるだけ確実な値を得るために、この場合には、レール２０内の燃料の音速の決定において燃料温度Ｔが上記のように考慮されるべきである。燃料温度Ｔが考慮されない場合、音速に対して決定された値は対応の誤差を有している。
【００２７】
特に内燃機関の惰性運転においては、固有振動の励振のために、燃料配量ユニット７０を閉じることが行われる。このために、固有振動の励振のために設定された内燃機関の惰性運転が実際に存在することを励振ユニット１２５が検出したとき、燃料配量ユニット７０は、それに対応して、制御装置１０５により、特に励振装置５０の励振ユニット１２５により操作される。それに対応して、噴射弁８５、９０、９５、１００を介しての噴射が中断されてもよく、この場合、固有振動の励振のために設定された内燃機関の惰性運転が存在し且つそれがその他の入力変数１２０によって励振ユニット１２５により検出されたとき、噴射弁８５、９０、９５、１００は、制御装置１０５によりないし励振ユニット１２５により、それに対応して操作される。ここで、燃料配量ユニット７０は閉じられているので、高圧ポンプ７５はもはやレール２０内に燃料を供給しない。このとき、燃料は第３の燃料供給配管１５を介して流入せず、さらに燃料は高圧配管２５、３０、３５、４０を介して流出しないので、レール２０は閉じた系を示す。ここで、圧力制御弁４５の短時間の開放により、励振ユニット１２５によって固有振動が励振可能である。このとき、この励振固有振動に対して圧力センサ５５により測定された圧力信号ｐ内においては、高圧ポンプ７５によりないし噴射弁８５、９０、９５、１００の噴射過程により誘導された圧力衝撃は消失しているので、レール２０内の燃料の圧力は、時間的にきわめて平滑に経過している。圧力信号ｐ内の少ない外乱により、求められる固有周波数ｆｅはフーリエ・スペクトル内においてより簡単且つより正確に検出可能である。
【００２８】
惰性運転において固有振動を励振するために、燃料供給を中断するために燃料配量ユニット７０のみを励振するか、または燃料排出を中断するために噴射弁８５、９０、９５、１００のみを励振するように設計されていてもよく、この場合、このとき圧力信号ｐの上記外乱の一部のみがそれぞれ回避される。燃料供給のみが中断された場合、燃料噴射におけるレール２０内の圧力降下に基づく外乱は抑制されない。噴射弁８５、９０、９５、１００による燃料の噴射即ち燃料排出のみが中断された場合、高圧ポンプ７５により誘導された圧力衝撃に基づいて測定圧力信号ｐ内に得られた外乱は抑制されない。高圧ポンプ７５が供給している間に噴射が遮断されたとき、レール２０内の圧力を制限するために圧力制御弁４５はしばらくしてから開かれる。圧力信号ｐ内の外乱の完全な抑制は、例えば燃料配量ユニット７０を閉じることにより燃料供給が中断されるのみならず、例えば噴射弁８５、９０、９５、１００を閉じることにより燃料排出もまた中断されたときにのみ達成可能である。
【００２９】
圧力信号ｐは、圧力センサ５５により測定された、レール２０内の燃料の圧力の時間経過を示す。圧力のこの時間経過は、走査ユニット１１０により走査値ｐｉの時間順序に変換される。走査値ｐｉのこの時間列からフーリエ変換ユニット１１５は、周波数スペクトルを決定し且つそれから例えば最高振幅を有する振動として固有周波数ｆｅを抽出する。
【００３０】
上記においては、レール２０内の固有振動がいかに励振および評価可能であるかが記載されてきた。それに対応して、燃料供給配管５、１０、１５の１つ内の、または高圧配管２５、３０、３５、４０の１つ内の燃料の固有振動が励振および評価されてもよい。このために、対応の燃料供給配管または高圧配管が対応の弁および対応の圧力センサを備え、オプションとして対応の温度センサを備えていてもよい。第１の燃料供給配管５を除き、残りの燃料供給配管１０、１５内および高圧配管２５、３０、３５、４０内において、燃料配量ユニット７０の遮断により燃料供給が、また噴射弁８５、９０、９５、１００の遮断により燃料排出が中断可能であるので、上記のように、特に内燃機関の惰性運転において、対応の燃料供給配管１０、１５内ないし対応の高圧配管２５、３０、３５、４０内に誘導された固有振動の外乱が上記のように回避可能である。したがって、上記のように、燃料供給配管５、１０、１５内ないし高圧配管２５、３０、３５、４０内の燃料の音速もまた決定可能である。
【００３１】
圧力それ自身の代わりに、一般に、圧力を表わす変数が測定且つ評価されてもよい。この場合、この変数の時間経過が上記のように走査およびフーリエ変換によって固有周波数に評価可能であり、この場合、音速の決定は、上記のように圧力を表わす変数から決定可能である。この場合、上記の例においては、固有周波数ｆｅおよび音速ｖｓないし補正音速ｖｓｋｏｒｒを決定するために、圧力を表わす変数として圧力それ自身が使用されてきた。圧力を表わす変数は、例えば圧力センサ５５内において形成される変数、例えばレール２０内の燃料の圧力に比例する、たわみが与えられる圧力膜の振幅であってもよい。
【００３２】
固有振動を励振且つ評価するために、内燃機関の複数の運転状態、例えば内燃機関の牽引運転のみならず惰性運転をも設定することもまた可能である。
使用される燃料は、例えばディーゼル燃料であってもガソリンであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】燃料供給装置の概略系統図である。
【図２】本発明による方法および本発明による装置を説明するための機能図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ 燃料供給装置
５、１０、１５ 燃料供給配管
２０ 燃料タンク（レール）
２５、３０、３５、４０ 高圧配管（燃料配管）
４５ 圧力制御弁（励振手段）
５０ 励振装置
５５ 圧力センサ
６０ 決定ユニット
６５ 貯蔵容器
７０ 燃料配量ユニット
７５ 高圧ポンプ
８０ 温度センサ
８５、９０、９５、１００ 噴射弁
１０５ 制御装置
１１０ 走査ユニット
１１５ フーリエ変換ユニット
１２０ その他の入力変数
１２５ 励振ユニット
ｆｅ 固有周波数
ｌ レール長さ（振動長さ）
ｎ 振動次数
ｐ 圧力信号
ｐｉ 走査値
Ｔ 燃料温度
ｖｓ 音速
ｖｓｋｏｒｒ 補正音速
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料供給装置における圧力振動の励振方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ここで、燃料供給装置が少なくとも１つの燃料タンクおよび少なくとも１つの燃料配管を含み、この場合、少なくとも１つの燃料タンク内の圧力が圧力センサにより測定され、且つ測定圧力の関数として圧力振動が決定されることが既知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、燃料の音速の簡単且つ確実な決定方法を可能にする、内燃機関の燃料供給装置における圧力振動の励振方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、内燃機関の燃料供給装置における圧力振動の励振方法は、内燃機関の少なくとも１つの運転状態において、燃料タンク内または燃料配管内の燃料の固有振動が励振される。
【０００５】
また、本発明によれば、内燃機関の燃料供給装置における圧力振動の励振装置は、励振手段を備え、励振手段が、内燃機関の少なくとも１つの運転状態において、燃料タンク内または燃料配管内の燃料の固有振動を励振する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による内燃機関の燃料供給装置における圧力振動の決定方法および装置は、従来技術に比較して、内燃機関の少なくとも１つの運転状態において、燃料タンク内または燃料配管内の燃料の固有振動が励振されるという利点を有している。このようにして、例えば燃料タンク内または燃料配管内の燃料の音速の確実な決定を可能にする、燃料タンク内または燃料配管内における評価可能な圧力振動が達成可能である。一般に、例えば燃料の固有周波数または音速のような、燃料タンク内または燃料配管内の燃料の性質は簡単且つ確実に決定可能である。
【０００７】
本発明はさらに、有利な改良および改善が可能である。
固有振動が励振されたときに得られる、燃料タンク内または燃料配管内の圧力を表わす変数の評価において、燃料タンク内または燃料配管内の燃料の音速が決定されることは特に有利である。
【０００８】
このようにして、燃料タンク内または燃料配管内の燃料の圧力振動が確実に測定可能であり、これによりその影響の十分な補償を可能にする。燃料の音速の決定は、このようにして、特性曲線群を使用することなく、したがって少ない費用で決定可能である。
【０００９】
固有振動の時間経過から、固有振動の周波数が、特にフーリエ変換により決定されることが特に有利である。このようにして、圧力振動が、特に簡単且つ確実に決定可能である。したがって、この周波数情報もまた前記圧力振動の補償のために使用可能である。
【００１０】
固有振動の周波数、振動長さおよび固有振動の振動次数から燃料の音速が決定されるとき、他の利点が得られる。このようにして、燃料の音速は、特に簡単且つ正確に数学的関係から求められる。
【００１１】
固有振動が内燃機関の作業運転または走行運転中に励振されるとき、他の利点が得られる。このようにして、固有振動の励振のために、場合により燃料の音速を決定するために、内燃機関の作業運転または走行運転が中断される必要はない。
【００１２】
しかしながら、固有振動が内燃機関の惰性運転中に励振されるときもまたそれは有利である。惰性運転中においては、それが内燃機関の運転を本質的に妨害することなく、燃料タンク内または燃料配管内への燃料供給が遮断可能である。燃料供給の遮断により、評価されるべき固有振動への外乱変数の影響が十分に回避可能なので、音速の決定がさらにより確実に実行可能である。特に、燃料供給を遮断した場合、燃料ポンプにより発生される圧力衝撃が燃料タンク内または燃料配管内の圧力を表わす測定変数においてもはや検出されないので、この変数の経過はきわめて平滑である。測定変数の測定信号内の外乱が小さいことにより、求められるべき固有周波数がフーリエ・スペクトル内においてより簡単且つより正確に検出可能である。
【００１３】
したがって、固有振動が、惰性運転中において、燃料供給が中断されているとき、および／または燃料排出が中断されているときに励振されるとき、それは特に有利である。即ち、燃料排出が中断されているときにおいても、燃料タンク内または燃料配管内の燃料排出に基づく外乱圧力振動が測定変数の時間経過に重なることが回避されるので、測定変数の測定信号内の外乱が小さいことにより、求められる固有振動の固有周波数がフーリエ・スペクトル内に同様により簡単且つより正確に検出可能である。
【００１４】
燃料の音速が、燃料タンク内または燃料配管内の燃料の温度の関数としても決定されるとき、他の利点が得られる。このようにして、燃料の音速がさらにより正確に決定可能である。特に燃料の音速は燃料の温度に著しく従属するので、このことは特に燃料温度が低下する惰性運転に対して適用される。
【００１５】
固有振動が圧力弁の短時間の開放により励振されるとき、他の利点が得られる。このようにして、燃料タンク内または燃料配管内において、固有振動は、例えば圧力センサによっても解像可能な十分に大きな振幅が達成可能である。
【００１６】
この関係において、圧力弁の開放時間が予想固有振動の周期より短いかまたは等しく選択されるとき、それは特に有利である。このようにして、希望の固有振動もまた励振可能であることが保証される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１において、符号１は、一般的には、例えば車両を駆動する内燃機関の燃料供給装置を示す。この場合、燃料は、貯蔵容器６５から、図１には示されていない低圧ポンプにより、第１の燃料供給配管５、燃料配量ユニット７０、第２の燃料供給配管１０、高圧ポンプ７５、および第３の燃料供給配管１５を介して、燃料タンク２０内にポンプ移送される。燃料配量ユニット７０は、制御装置１０５により操作され且つ高圧ポンプ７５の燃料吸込量を制御する。燃料配量ユニット７０が制御装置１０５により閉じられた場合、高圧ポンプ７５はもはや燃料を燃料タンク２０内に供給せず、燃料タンク２０は、以下において燃料圧力タンクまたはレールとも呼ばれる。燃料配量ユニット７０が開かれた状態においてのみ高圧ポンプ７５は燃料をレール２０内にポンプ移送可能である。この場合、制御装置１０５は、高圧ポンプ７５からレール２０内にポンプ移送可能な吸込量を燃料配量ユニット７０の開度の対応の設定により制御する。この場合、燃料配量ユニット７０は、例えば弁の形に形成されていてもよい。レール２０内に存在する燃料は、第１の高圧配管２５を介して第１の噴射弁８５に、第２の高圧配管３０を介して第２の噴射弁９０に、第３の高圧配管３５を介して第３の噴射弁９５に、および第４の高圧配管４０を介して第４の噴射弁１００に、内燃機関の燃焼室内にそれぞれ噴射するために供給可能である。この場合、噴射は、内燃機関の１つまたは複数のシリンダ内に直接行われても、または代替態様として内燃機関の吸気管内に行われてもよい。この場合、１つのシリンダ内に、噴射弁の少なくとも１つを介して燃料が直接噴射されてもよい。図１においては、例として４つの噴射弁が示されているが、噴射弁の数はそれより多くてもまたは少なくてもよい。例えば、加速ペダルを介して設定されたドライバの希望トルクを変換するために、または内燃機関の燃焼室内に所定の空気／燃料混合物組成を達成するために、噴射弁８５、９０、９５、１００は、制御装置１０５により所定の開放時期および開放時間を設定するように操作される。さらに、以下において圧力制御弁４５がレール２０の範囲内に配置されている。レール２０内に燃料の希望圧力を設定するために、圧力制御弁４５は、制御装置１０５により操作される。さらに、レール２０の範囲内に圧力センサ５５が配置され、圧力センサ５５は、レール２０内の燃料圧力を測定し且つ対応の測定信号ｐを制御装置１０５に伝送する。さらに図１に示されているように、オプションとして、レール２０の範囲内、好ましくはレール２０の内壁内に、温度センサ８０が設けられていてもよく、温度センサ８０は、レール２０内の燃料の温度を測定し且つ対応の測定信号Ｔを制御装置１０５に伝送する。制御装置１０５に供給される、その他の入力変数が、図１において符号１２０により示されている。その他の入力変数１２０は、例えばエンジン回転速度および内燃機関負荷であっても、特に内燃機関が惰性運転にあるかまたは牽引運転にあるかに関する情報であってもよい。これらのその他の入力変数１２０から、制御装置１０５は内燃機関の運転状態を決定可能である。
【００１８】
ここで、本発明により、内燃機関の少なくとも１つの運転状態において、レール２０内の燃料の固有振動を励振し且つ励振された固有振動において得られたレール２０内の圧力を圧力センサ５５により測定するように設計されている。このとき、この測定圧力は、測定信号の形で圧力センサ５５から制御装置１０５に伝送される。圧力センサ５５はレール２０内の燃料圧力を連続的に測定するので、制御装置１０５に、このように測定信号によりレール２０内の燃料圧力の時間経過が供給される。図２には、本発明による励振装置５０を表わす機能図が示され、この機能図によってもまた本発明による方法が理解される。この場合、励振装置５０は、制御装置１０５内においてソフトウェアによりまたはハードウェアにより実行されていてもよい。図２に示すように、励振装置５０は、走査ユニット１１０を含み、走査ユニット１１０に圧力センサ５５の測定信号ｐが供給されている。走査ユニット１１０は、フーリエ変換のためにその出力端に走査値ｐｉを提供するために、当業者に既知のように測定信号ｐを走査し、フーリエ変換は後置されているフーリエ変換ユニット１１５により実行される。次に、フーリエ変換ユニット１１５は固有周波数ｆｅを決定ユニット６０に供給し、決定ユニット６０にはさらに、振動長さとしてのレール２０の長さｌ、および周波数ｆｅを有する形成された固有振動の振動次数ｎが供給されている。フーリエ変換において提供された振動周波数から、それぞれ付属の振動次数ｎが当業者に既知のように決定可能である。
【００１９】
追加態様およびオプションとして、決定ユニット６０に、さらに温度センサ８０により決定された燃料温度Ｔが供給されてもよい。以下においては、はじめに、燃料温度Ｔは考慮されないものと仮定されるべきである。次に、決定ユニット６０は、供給された固有周波数ｆｅ、振動次数ｎおよび振動長さｌから、次式によりレール２０内の燃料の音速ｖｓを決定する。
【００２０】
【数１】
【００２１】
ｖｓ＝ｆｅ・ｌ・ｎ／２ （１）
圧力が当該運転点においてではなく隣接点においてのみ測定可能であるときは、場合により発生する燃料温度Ｔの変化が考慮されなければならない。音速と温度との関数関係が、例えば特性曲線群内に記憶されている場合、測定点から当該運転点への外挿が可能である。音速は、当該運転点および測定点が相互に異なるときにのみ補正されなければならない。その他の場合には、音速と温度との関数関係が圧力測定において直接且つ自動的に考慮される。即ち、式（１）から出発して、燃料温度Ｔの燃料の音速ｖｓへの影響が考慮可能である。この場合、式（１）により決定された音速ｖｓは、燃料温度Ｔの関数として燃料の補正音速ｖｓｋｏｒｒに補正され、次に補正音速ｖｓｋｏｒｒが、音速ｖｓの代わりに決定ユニット６０から出力される。特性曲線群は、例えば試験台上において決定されてもよい。燃料温度Ｔが測定されない場合においても、例えば内燃機関の特定の運転状態における燃料の温度特性がわかっているときには、燃料温度Ｔが考慮可能である。例えば惰性運転においては、制御により圧力制御弁４５を通過する燃料が少ないことから僅かな絞り損失が得られるにすぎず、また高圧ポンプ７５により僅かな燃料が圧縮されるにすぎないので、一般に燃料温度Ｔは低下する。燃料の音速は、上記のように燃料温度Ｔに著しく従属するので、惰性過程の間においてはレール２０内の燃料の冷却が考慮されなければならない。この考慮は、上記のように燃料温度Ｔの測定により行われても、または冷却特性が記憶されている適切な特性曲線群のデータにより行われてもよい。したがって、例えば同様に試験台上において決定されたこれらの特性曲線群は、惰性過程のどの時点において、燃料がいずれの温度を有しているかを与える。このように決定された燃料温度Ｔは、次に、例えば特性曲線または特性曲線群により、上記のように式（１）により決定された音速ｖｓに対する値を補正するために上記のように使用可能である。
【００２２】
このように決定された、場合により温度の関数として補正された音速は、次に、制御装置１０５内の後処理に供給されてもよい。レール２０内の燃料の音速は、特に、例えば図１の燃料供給装置１により形成されているコモン・レール・システムにおいて、幾つかの制御機能に対して重要な変数である。即ち、音速は、例えばレール２０内および高圧配管２５、３０、３５、４０内の圧力波の補償のために必要とされ、これはレール２０内および高圧配管２５、３０、３５、４０内の圧力振動の影響の正確な補償のために重要である。この場合、燃料の音速は燃料の密度および圧縮率の関数であり、したがって音速は燃料の種類および燃料温度の関数である。燃料温度は原理的に上記のように測定またはモデル化可能であるが、給油燃料の品質の検出はその時点においては可能ではない。
【００２３】
さらに、固有周波数ｆｅを確実に決定するために、したがってレール２０内の燃料の音速を決定するためにも、レール２０内の燃料の固有振動がいかに励振可能であるかという問題のみが重要となる。このために、圧力センサ５５により解像可能なレール２０内の圧力振動が誘導されるべきである。外部励振されたレール２０内の燃料のこのような固有振動は、例えば圧力制御弁４５の短時間の開放により行われてもよい。この場合、圧力制御弁４５の時定数、即ち圧力制御弁４５が短時間開かれている時間は、検出されるべき予想固有振動の周期より大きくてはならない。レール２０内の燃料の固有振動は約７００−１０００Ｈｚの範囲内にあるので、圧力制御弁４５は２ミリ秒より小さいかまたは等しい時定数を有していなければならない。固有振動が、短時間ではあるが特に必ずしも全開である必要はない圧力制御弁４５の上記の開放により発生された場合、発生された固有振動の振幅は十分大きな値が得られ、この振幅は圧力センサ５５により解像可能であり、したがって測定可能である。通常の圧力センサは、今日、約２．５バールを解像する。この場合、例えば高圧ポンプ７５により供給される、例えば約４００バールの燃料の基本レール圧力から出発して、振動の振幅は約５０バールの値を有し、したがってこの振幅は圧力センサ５５により問題なく解像可能である。今日の燃料供給装置に対して提案されている、例えば約４００バールの燃料の基本レール圧力は、燃料供給装置の確実な運転に対する約３００バールの基本値から出発して、固有振動を発生するためにおよび振動それ自身のためにそれぞれ約５０バールを加えて得られる。この場合、固有振動の周波数、即ち固有周波数は一次近似であり、即ち等エントロピー比においては固有振動の振幅とは無関係である。これは線形系の典型的な性質であり、必ずしも非線形系に対しては適用されない。ここでは一次近似において線形系が取り扱われるので、圧力制御弁４５の短時間の開放によりいかなる圧力降下ないしいかなる固有振動の振幅が発生されるかは問題ではない。測定固有周波数ｆｅはそれとは無関係にほぼ同じ値となるであろう。即ち、圧力制御弁４５により励振された振動振幅に関する要求は小さいものである。圧力制御弁４５に最大許容流量が与えられた場合、それに応じて、流量の精度、流動時間または圧力制御弁４５の開口断面積に対する高い要求は設定されない。振動を励振するために圧力制御弁４５の動特性が十分であること、即ち圧力制御弁４５の開放時間が上記のように十分に短く保持可能なことが重要である。即ち、圧力制御弁４５が短時間の開放の間にいかなる開度で開かれるかは重要ではない。
【００２４】
固有振動の励振は、例えば燃料供給装置１により燃料が供給される内燃機関の特定の運転状態の存在の関数として行われてもよい。励振装置５０は励振ユニット１２５を含み、励振ユニット１２５にはその他の入力変数１２０が供給され、また励振ユニット１２５はその他の入力変数１２０から当業者に既知のように内燃機関の運転状態を導く。特に、励振ユニット１２５は、内燃機関が牽引運転にあるかまたは惰性運転にあるかを決定する。励振ユニット１２５は、供給されたその他の入力変数１２０から導かれた内燃機関の実際の運転状態を、レール２０内における固有振動の励振のために設定された内燃機関の運転状態と比較する。これらが一致した場合、固有振動を励振するために、励振ユニット１２５は、圧力制御弁４５に上記のような短時間の開放を命令する。さらに、励振ユニット１２５は、フーリエ変換ユニット１１５を、走査値ｐｉの時間列から固有周波数ｆｅを決定するように作動させる。これらが一致しなかった場合、励振ユニット１２５による圧力制御弁４５のこのような操作は行われず、また励振ユニット１２５によるフーリエ変換ユニット１１５の作動もまた行われない。したがって、固有周波数ｆｅを決定するための走査値ｐｉの時間列の評価は行われない。
【００２５】
図２の例に示すように、励振装置５０は、走査ユニット１１０、フーリエ変換ユニット１１５、決定ユニット６０および励振ユニット１２５を含む。この場合、走査ユニット１１０、フーリエ変換ユニット１１５、および決定ユニット６０は、圧力センサ５５により測定された、圧力信号ｐの時間経過を評価するように機能し、また励振ユニット１２５はレール２０内の燃料の固有振動を励振するように機能する。代替態様として、励振装置５０は、圧力センサ５５および／または圧力制御弁４５を含んでもよい。他の代替実施態様においては、走査ユニット１１０および／またはフーリエ変換ユニット１１５が、励振装置５０の外に、例えば圧力センサ５５と共に共通構造グループ内に配置されていてもよい。この例においては、励振ユニット１２５が、内燃機関の所定の運転状態が存在した場合にフーリエ変換ユニット１１５を作動し、存在しなかった場合に非作動とすると説明されてきた。代替態様として、励振ユニット１２５が、それに対応して、走査ユニット１１０または決定ユニット６０を作動ないし非作動としてもよい。
【００２６】
評価されるべき固有振動を励振するために、作業運転を表わす、または車両を駆動する場合には、内燃機関の走行運転を表わす内燃機関の牽引運転が所定の運転状態として設定されていてもよい。この場合、この運転状態は、この運転状態において短時間の間レール２０内の燃料の圧力変動ないし圧力振動が許容されているときにのみ、固有振動の励振のために許容される。その他の場合、評価されるべき固有振動の励振のための所定の運転状態として、内燃機関の惰性運転が選択されてもよい。上記のように、惰性運転においては、一般に燃料温度は低下するので、この音速に対するできるだけ確実な値を得るために、この場合には、レール２０内の燃料の音速の決定において燃料温度Ｔが上記のように考慮されるべきである。燃料温度Ｔが考慮されない場合、音速に対して決定された値は対応の誤差を有している。
【００２７】
特に内燃機関の惰性運転においては、固有振動の励振のために、燃料配量ユニット７０を閉じることが行われる。このために、固有振動の励振のために設定された内燃機関の惰性運転が実際に存在することを励振ユニット１２５が検出したとき、燃料配量ユニット７０は、それに対応して、制御装置１０５により、特に励振装置５０の励振ユニット１２５により操作される。それに対応して、噴射弁８５、９０、９５、１００を介しての噴射が中断されてもよく、この場合、固有振動の励振のために設定された内燃機関の惰性運転が存在し且つそれがその他の入力変数１２０によって励振ユニット１２５により検出されたとき、噴射弁８５、９０、９５、１００は、制御装置１０５によりないし励振ユニット１２５により、それに対応して操作される。ここで、燃料配量ユニット７０は閉じられているので、高圧ポンプ７５はもはやレール２０内に燃料を供給しない。このとき、燃料は第３の燃料供給配管１５を介して流入せず、さらに燃料は高圧配管２５、３０、３５、４０を介して流出しないので、レール２０は閉じた系を示す。ここで、圧力制御弁４５の短時間の開放により、励振ユニット１２５によって固有振動が励振可能である。このとき、この励振固有振動に対して圧力センサ５５により測定された圧力信号ｐ内においては、高圧ポンプ７５によりないし噴射弁８５、９０、９５、１００の噴射過程により誘導された圧力衝撃は消失しているので、レール２０内の燃料の圧力は、時間的にきわめて平滑に経過している。圧力信号ｐ内の少ない外乱により、求められる固有周波数ｆｅはフーリエ・スペクトル内においてより簡単且つより正確に検出可能である。
【００２８】
惰性運転において固有振動を励振するために、燃料供給を中断するために燃料配量ユニット７０のみを励振するか、または燃料排出を中断するために噴射弁８５、９０、９５、１００のみを励振するように設計されていてもよく、この場合、このとき圧力信号ｐの上記外乱の一部のみがそれぞれ回避される。燃料供給のみが中断された場合、燃料噴射におけるレール２０内の圧力降下に基づく外乱は抑制されない。噴射弁８５、９０、９５、１００による燃料の噴射即ち燃料排出のみが中断された場合、高圧ポンプ７５により誘導された圧力衝撃に基づいて測定圧力信号ｐ内に得られた外乱は抑制されない。高圧ポンプ７５が供給している間に噴射が遮断されたとき、レール２０内の圧力を制限するために圧力制御弁４５はしばらくしてから開かれる。圧力信号ｐ内の外乱の完全な抑制は、例えば燃料配量ユニット７０を閉じることにより燃料供給が中断されるのみならず、例えば噴射弁８５、９０、９５、１００を閉じることにより燃料排出もまた中断されたときにのみ達成可能である。
【００２９】
圧力信号ｐは、圧力センサ５５により測定された、レール２０内の燃料の圧力の時間経過を示す。圧力のこの時間経過は、走査ユニット１１０により走査値ｐｉの時間順序に変換される。走査値ｐｉのこの時間列からフーリエ変換ユニット１１５は、周波数スペクトルを決定し且つそれから例えば最高振幅を有する振動として固有周波数ｆｅを抽出する。
【００３０】
上記においては、レール２０内の固有振動がいかに励振および評価可能であるかが記載されてきた。それに対応して、燃料供給配管５、１０、１５の１つ内の、または高圧配管２５、３０、３５、４０の１つ内の燃料の固有振動が励振および評価されてもよい。このために、対応の燃料供給配管または高圧配管が対応の弁および対応の圧力センサを備え、オプションとして対応の温度センサを備えていてもよい。第１の燃料供給配管５を除き、残りの燃料供給配管１０、１５内および高圧配管２５、３０、３５、４０内において、燃料配量ユニット７０の遮断により燃料供給が、また噴射弁８５、９０、９５、１００の遮断により燃料排出が中断可能であるので、上記のように、特に内燃機関の惰性運転において、対応の燃料供給配管１０、１５内ないし対応の高圧配管２５、３０、３５、４０内に誘導された固有振動の外乱が上記のように回避可能である。したがって、上記のように、燃料供給配管５、１０、１５内ないし高圧配管２５、３０、３５、４０内の燃料の音速もまた決定可能である。
【００３１】
圧力それ自身の代わりに、一般に、圧力を表わす変数が測定且つ評価されてもよい。この場合、この変数の時間経過が上記のように走査およびフーリエ変換によって固有周波数に評価可能であり、この場合、音速の決定は、上記のように圧力を表わす変数から決定可能である。この場合、上記の例においては、固有周波数ｆｅおよび音速ｖｓないし補正音速ｖｓｋｏｒｒを決定するために、圧力を表わす変数として圧力それ自身が使用されてきた。圧力を表わす変数は、例えば圧力センサ５５内において形成される変数、例えばレール２０内の燃料の圧力に比例する、たわみが与えられる圧力膜の振幅であってもよい。
【００３２】
固有振動を励振且つ評価するために、内燃機関の複数の運転状態、例えば内燃機関の牽引運転のみならず惰性運転をも設定することもまた可能である。
使用される燃料は、例えばディーゼル燃料であってもガソリンであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】燃料供給装置の概略系統図である。
【図２】本発明による方法および本発明による装置を説明するための機能図である。
【符号の説明】
【００３４】
１ 燃料供給装置
５、１０、１５ 燃料供給配管
２０ 燃料タンク（レール）
２５、３０、３５、４０ 高圧配管（燃料配管）
４５ 圧力制御弁（励振手段）
５０ 励振装置
５５ 圧力センサ
６０ 決定ユニット
６５ 貯蔵容器
７０ 燃料配量ユニット
７５ 高圧ポンプ
８０ 温度センサ
８５、９０、９５、１００ 噴射弁
１０５ 制御装置
１１０ 走査ユニット
１１５ フーリエ変換ユニット
１２０ その他の入力変数
１２５ 励振ユニット
ｆｅ 固有周波数
ｌ レール長さ（振動長さ）
ｎ 振動次数
ｐ 圧力信号
ｐｉ 走査値
Ｔ 燃料温度
ｖｓ 音速
ｖｓｋｏｒｒ 補正音速
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の少なくとも１つの運転状態において、燃料タンク（２０）内または燃料配管（５、１０、１５、２５、３０、３５、４０）内の燃料の固有振動が励振されることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置（１）における圧力振動の励振方法。
【請求項２】
前記固有振動が励振されたときに得られる、燃料タンク（２０）内または燃料配管（５、１０、１５、２５、３０、３５、４０）内の圧力を表わす変数が評価されることを特徴とする請求項１に記載の励振方法。
【請求項３】
前記評価において、燃料タンク（２０）内または燃料配管（５、１０、１５、２５、３０、３５、４０）内の燃料の音速が決定されることを特徴とする請求項２に記載の励振方法。
【請求項４】
前記固有振動の時間経過から、固有振動周波数がフーリエ変換により決定されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の励振方法。
【請求項５】
前記固有振動周波数、振動長さおよび固有振動の振動次数から、燃料の音速が決定されることを特徴とする請求項４に記載の励振方法。
【請求項６】
前記固有振動が、内燃機関の作業運転または走行運転中に励振されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の励振方法。
【請求項７】
前記固有振動が、内燃機関の惰性運転中に励振されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の励振方法。
【請求項８】
前記燃料の音速が、燃料タンク（２０）内または燃料配管（５、１０、１５、２５、３０、３５、４０）内の燃料の温度の関数としても決定されることを特徴とする請求項３ないし７のいずれかに記載の励振方法。
【請求項９】
前記固有振動が、燃料供給が中断されているときおよび燃料排出が中断されているときの少なくともいずれかのときに、励振されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の励振方法。
【請求項１０】
前記固有振動が、圧力弁（４５）の短時間の開放により励振されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の励振方法。
【請求項１１】
前記圧力弁（４５）の開放時間が、予想固有振動の周期より短いかまたは等しく選択されることを特徴とする請求項１０に記載の励振方法。
【請求項１２】
励振手段（４５）を備え、励振手段（４５）が、内燃機関の少なくとも１つの運転状態において、燃料タンク（２０）内または燃料配管（５、１０、１５、２５、３０、３５、４０）内の燃料の固有振動を励振することを特徴とする内燃機関の燃料供給装置（１）における圧力振動の励振装置（５０）。
【請求項１】
内燃機関の少なくとも１つの運転状態において、燃料タンク（２０）内または燃料配管（５、１０、１５、２５、３０、３５、４０）内の燃料の固有振動が励振されることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置（１）における圧力振動の励振方法。
【請求項２】
前記固有振動が励振されたときに得られる、燃料タンク（２０）内または燃料配管（５、１０、１５、２５、３０、３５、４０）内の圧力を表わす変数が評価されることを特徴とする請求項１に記載の励振方法。
【請求項３】
前記評価において、燃料タンク（２０）内または燃料配管（５、１０、１５、２５、３０、３５、４０）内の燃料の音速が決定されることを特徴とする請求項２に記載の励振方法。
【請求項４】
前記固有振動の時間経過から、固有振動周波数がフーリエ変換により決定されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の励振方法。
【請求項５】
前記固有振動周波数、振動長さおよび固有振動の振動次数から、燃料の音速が決定されることを特徴とする請求項４に記載の励振方法。
【請求項６】
前記固有振動が、内燃機関の作業運転または走行運転中に励振されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の励振方法。
【請求項７】
前記固有振動が、内燃機関の惰性運転中に励振されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の励振方法。
【請求項８】
前記燃料の音速が、燃料タンク（２０）内または燃料配管（５、１０、１５、２５、３０、３５、４０）内の燃料の温度の関数としても決定されることを特徴とする請求項３ないし７のいずれかに記載の励振方法。
【請求項９】
前記固有振動が、燃料供給が中断されているときおよび燃料排出が中断されているときの少なくともいずれかのときに、励振されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の励振方法。
【請求項１０】
前記固有振動が、圧力弁（４５）の短時間の開放により励振されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の励振方法。
【請求項１１】
前記圧力弁（４５）の開放時間が、予想固有振動の周期より短いかまたは等しく選択されることを特徴とする請求項１０に記載の励振方法。
【請求項１２】
励振手段（４５）を備え、励振手段（４５）が、内燃機関の少なくとも１つの運転状態において、燃料タンク（２０）内または燃料配管（５、１０、１５、２５、３０、３５、４０）内の燃料の固有振動を励振することを特徴とする内燃機関の燃料供給装置（１）における圧力振動の励振装置（５０）。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−１５３０１６（Ｐ２００６−１５３０１６Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４３２１６（Ｐ２００５−３４３２１６）
【出願日】平成１７年１１月２９日（２００５．１１．２９）
【出願人】（５９１２４５４７３）ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング (591)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２９日（２００５．１１．２９）
【出願人】（５９１２４５４７３）ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング (591)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【Ｆターム（参考）】
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