(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１噴射弁（１０４０）が吸気管（１０５０）に燃料を噴射し、第２噴射弁（１０４５）が燃焼のために燃焼室（１０７５）に燃料を直接噴射する内燃機関（１０００）の制御方法において、
前記内燃機関（１０００）は、第１制御ユニット（１０１１）および第２制御ユニット（１０１６）を有し、
ａ）第１噴射予定燃料量が設定されるステップと、
ｂ）第１の割当て規則（Ｚ１）により前記第１噴射予定燃料量に、前記第１制御ユニット（１０１１）によって求められた第１制御信号（２０５）の第１目標値（Ｓ１）が補間によって割り当てられ、前記第１の割当て規則（Ｚ１）にしたがって前記第１噴射予定燃料量を噴射するために前記第１噴射弁（１０４０）が制御されるステップと、
ｃ）前記ステップｂ）での前記第１噴射弁（１０４０）の制御により噴射された第１実際燃料量（ｑ１）の燃焼から生じた内燃機関（１０００）の駆動特性量の第１実際値（１１）が求められるステップと、
ｄ）第２噴射予定燃料量が設定されるステップと、
ｅ）前記第１噴射予定燃料量を噴射するために前記第１噴射弁（１０４０）が制御され、第２の割当て規則（Ｚ２）により前記第２噴射予定燃料量に、前記第２制御ユニット（１０１６）によって求められた第２制御信号（２２５）の第２目標値（Ｓ２）が補間によって割り当てられ、前記第２の割当て規則（Ｚ２）にしたがって前記第２噴射予定燃料量を噴射するために第２噴射弁（１０４５）が制御されるステップと、
ｆ）第２実際値（１２）が、前記ステップｅ）での前記第１噴射弁（１０４０）の制御により噴射された前記第１実際燃料量（ｑ１）と、前記ステップｅ）での前記第２噴射弁（１０４５）の制御により噴射された第２実際燃料量（ｑ２）との燃焼から生じた内燃機関（１０００）の駆動特性量から求められるステップと、
ｇ）前記第１実際値（１１）と前記第２実際値（１２）との偏差（Ａ）が求められるステップと、
ｈ）前記偏差（Ａ）に基づいて前記第２噴射弁（１０４５）の補正された第２の割当て規則（Ｚ２ｋｏｒｒ）が求められ、当該補正された第２の割当て規則により前記第２制御信号（２２５）の第２目標値（Ｓ２）が前記偏差（Ａ）に割り当てられるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、
前記ステップｄ）からｈ）の少なくとも１つを、少なくとも一度繰り返す方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の方法であって、
前記ステップｄ）からｈ）を繰り返し、前記ステップｄ）からｈ）を最初に実行する際には、第２噴射予定燃料量に対して第１の値を選択し、
前記ステップｄ）からｈ）を少なくとも１回繰り返す際には、前記第２噴射予定燃料量を前記ステップｄ）で所定の大きさだけ変更する方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法であって、
前記ステップｈ）で補正された第２の割当て規則（Ｚ２Ｋｏｒｒ）の値ペアを求め、
前記ステップｄ）からｈ）を、当該ステップｈ）で求められ補正された前記第２の割当て規則（Ｚ２Ｋｏｒｒ）の値ペアの数が第１の所定数を超えるまで繰り返す方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法であって、
前記第１の所定数は、内燃機関（１０００）で前記第２噴射弁（１０４５）によって実現されるべき前記第２噴射予定燃料量の最大値、補正された前記第２の割当て規則（Ｚ２Ｋｏｒｒ）の所望の分解能、および／または内燃機関（１０００）の駆動特性量の検出に使用される測定装置の測定精度に依存している方法。
【請求項６】
請求項３から５までのいずれか一項記載の方法であって、
少なくとも１回の繰り返しの際に前記第２噴射予定燃料量を変更する前記所定の大きさが、補正された前記第２の割当て規則（Ｚ２Ｋｏｐｒｒ）の目標分解能および／または内燃機関（１０００）の駆動特性量を検出するために使用される測定装置の測定精度に依存して変化される方法。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項記載の方法であって、
前記第２の割当て規則（Ｚ２）は弁特性曲線として、制御装置（１００５）のメモリユニット（１０１３）に記憶される方法。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項記載の方法であって、
前記補正された第２の割当て規則（Ｚ２Ｋｏｒｒ）は特性曲線として、制御装置（１００５）のメモリユニット（１０１３）に記憶される方法。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一項記載の方法であって、
前記補正された第２の割当て規則（Ｚ２Ｋｏｒｒ）は、前記第２の割当て規則（Ｚ２）を置換する方法。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項記載の方法であって、
ｉ）内燃機関（１０００）の前記第２噴射弁（１０４５）を前記第２目標値（Ｓ２）にしたがい、前記ステップｈ）で補正された前記第２の割り当て規則（Ｚ２Ｋｏｒｒ）に依存して補間により制御するステップ、
を付加的に有する方法。
【請求項１１】
請求項２から１０までのいずれか一項記載の方法であって、
前記ステップｄ）からｈ）までを最初に実行する際に、前記第２噴射予定燃料量に対する第１の値は所定の第１閾値を上回らない方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法であって、
前記ステップｄ）からｈ）までを最初に実行する際に、前記第２噴射予定燃料量に対する第１の値は所定の第１閾値を上回らず、
前記ステップｄ）からｈ）は、前記偏差（Ａ）が所定の第２閾値を上回るまで繰り返され、
このとき前記第２噴射予定燃料量は、前記ステップｄ）を少なくとも１回繰り返す際に所定の大きさだけ増大される方法。
【請求項１３】
請求項２から１０までのいずれか一項記載の方法であって、
前記ステップｄ）からｈ）までを最初に実行する際に、前記第２噴射予定燃料量に対する第１の値は所定の第１閾値を上回る方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の方法であって、
前記ステップｄ）からｈ）までを最初に実行する際に、前記第２噴射予定燃料量に対する第１の値は所定の第１閾値を上回り、
前記ステップｄ）からｈ）は、前記偏差（Ａ）が所定の第２閾値を下回るまで繰り返され、
このとき前記第２噴射予定燃料量は、前記ステップｄ）を少なくとも１回繰り返す際に所定の大きさだけ減少される方法。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか一項記載の方法において、
内燃機関（１０００）の生じた駆動特性量は、内燃機関（１０００）の排ガスの酸素濃度である方法。
【請求項１６】
請求項１から１５までのいずれか一項記載の方法において、
内燃機関（１０００）の駆動特性量の第１実際値（１１）の検出と、前記駆動特性量の第２実際値（１２）の検出とは、内燃機関の燃焼サイクルを表すパラメータに依存して切り替えられ、
前記燃焼サイクルは少なくとも１回の燃焼工程を含んでいる方法。
【請求項１７】
請求項１から１６までのいずれか一項記載の方法において、
内燃機関（１０００）の駆動特性量の第１実際値（１１）と第２の実際値（１２）は、内燃機関の燃焼サイクル中に第１の時点と第２の時点との間で検出され、
前記第１の時点と第２の時点は、内燃機関（１０００）の燃焼サイクルを表すパラメータに依存して決定される方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法であって、
前記第１の時点と第２の時点は、当該第１の時点と第２の時点との間で、排気ガスが燃焼室（１０７５）から燃焼後に、内燃機関に配置された駆動特性量を検出する測定装置（１０７０）に入り込むような時点に決定される方法。
【請求項１９】
請求項１６から１８までのいずれか一項記載の方法であって、
内燃機関（１０００）の燃焼サイクルを表すパラメータはクランクシャフト角度および／または内燃機関の回転数である方法。
【請求項２０】
請求項１から１９までのいずれか一項記載の方法であって、
前記第１噴射弁（１０４０）の第１制御信号（２０５）は第１電気的制御持続期間（ｔ１）であり、前記第２噴射弁（１０４５）の第２制御信号（２２５）は第２電気的制御持続期間（ｔ２）である方法。
【請求項２１】
請求項１から２０までのいずれか一項記載の方法であって、
前記偏差（Ａ）は、過剰燃料量である方法。
【請求項２２】
内燃機関（１０００）を制御するための制御装置であって、
・第１噴射予定燃料量を設定する第１設定ユニット（１０１０）を有し、
・第１の割当て規則（Ｚ１）により第１噴射予定燃料量に第１制御信号（２０５）の第１閾値（Ｓ１）が割り当てられ、吸気管（１０５０）に燃料を噴射する第１噴射弁（１０４０）を前記第１の割当て規則（Ｚ１）にしたがって制御する第１制御ユニット（１０１１）を有し、
・第２噴射予定燃料量を設定する第２設定ユニット（１０１５）を有し、
・第２の割当て規則（Ｚ２）により第２噴射予定燃料量に第２制御信号（２２５）の第２閾値（Ｓ２）が割り当てられ、燃焼室（１０７５）に燃料を直接噴射する第２噴射弁（１０４５）を前記第２の割当て規則（Ｚ２）にしたがって制御する第２制御ユニット（１０１６）を有し、
・第１実際値（１１）と第２実際値（１２）とを検出する検出ユニット（１０２０）を有し、
前記第１実際値（１１）は、第１噴射弁（１０４０）の制御により噴射された第１実際燃料量（ｑ１）の燃焼から生じた内燃機関（１０００）の駆動特性量によって求められ、
前記第２実際値（１２）は、第１噴射弁（１０４０）の制御により噴射された第１実際燃料量（ｑ１）と、第２噴射弁（１０４５）の制御により噴射された第２実際燃料量（ｑ２）との燃焼から生じた内燃機関（１０００）の駆動特性量によって求められ、
・前記第１実際値（１１）を記憶する第１メモリユニット（１０２５）と、
・前記第２実際値（１２）を記憶する第２メモリユニット（１０２２）と、
・第１実際値（１１）と第２実際値（１２）との偏差（Ａ）を検出する比較ユニット（１０３０）とを有し、
・前記偏差（Ａ）に基づいて第２噴射弁（１０４５）の補正された第２の割当て規則（Ｚ２Ｋｏｒｒ）を検出する第２検出ユニット（１０３５）を有し、
前記補正された第２の割当て規則（Ｚ２Ｋｏｒｒ）によって、第２制御信号（２２５）の第２閾値（Ｓ２）が前記偏差（Ａ）に割り当てられる、
ことを特徴とする制御装置。
【請求項２３】
計算装置または制御装置で実行されるときに、請求項１から２１までのいずれか一項記載の方法のすべてのステップを実施するためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項の上位概念に記載の内燃機関を駆動する制御方法、制御装置、コンピュータプログラム、およびコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術から、内燃機関を駆動するための方法および装置が公知である。ここでは燃料が第１噴射弁により吸気管に噴射され、第２噴射弁により内燃機関の燃焼室に直接噴射される。使用される弁特性曲線は、所定の燃料量と制御信号に対する目標値との特徴的対応関係をそれぞれの弁に対して記述する。しかしこの弁特性曲線は、製造公差に起因する弁個別の偏差、すなわち弁により実際に噴射される燃料量と設定された噴射予定燃料量との偏差を考慮していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、製造公差に起因する弁個別の偏差、すなわち弁により実際に噴射される燃料量と設定された噴射予定燃料量との偏差を考慮する、内燃機関を駆動するための制御装置および制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題は、
ａ）第１噴射予定燃料量が設定されるステップ、
ｂ）第１噴射弁（１０４０）が、前記第１噴射予定燃料量を噴射するために第１の割当て規則（Ｚ１）にしたがって制御されるステップ、
前記第１の割当て規則は第１噴射予定燃料量に、第１制御信号（２０５）の第１目標値（Ｓ１）を補間によって割り当てる、
ｃ）第１実際値（１１）が、前記ステップｂ）での第１噴射弁（１０４０）の制御により噴射された第１実際燃料量（ｑ１）の燃焼から生じた内燃機関（１０００）の駆動特性量から求められるステップ、
ｄ）第２噴射予定燃料量が設定されるステップ、
ｅ）前記第１噴射弁（１０４０）が第１噴射予定燃料量を噴射するために制御され、さらに第２噴射弁（１０４５）が第２噴射予定燃料量を、第２の割当て規則（Ｚ２）にしたがって噴射するために制御されるステップ、
前記第２の割当て規則は第２噴射予定燃料量に、第２制御信号（２２５）の第２目標値（Ｓ２）を補間によって割り当てる、
ｆ）第２実際値（１２）が、ステップｅ）での第１噴射弁（１０４０）の制御により噴射された第１実際燃料量（ｑ１）と、ステップｅ）での第２噴射弁（１０４５）の制御により噴射された第２実際燃料量（ｑ２）の燃焼から生じた内燃機関（１０００）の駆動特性量から求められるステップ、
ｇ）前記第１実際値（１１）と第２実際値（１２）との偏差（Ａ）、すなわち追加燃料量が求められるステップ、
ｈ）第２噴射弁（１０４５）の補正された第２の割当て規則が求められ、この補正された第２の割当て規則によって前記第２制御信号（２２５）の第２目標値（Ｓ２）が前記偏差（Ａ）に割当てられるステップを有する制御方法によって解決される。
【０００５】
さらに上記課題を解決する本発明の制御装置は、
・第１噴射予定燃料量を設定する第１設定ユニット（１０１０）を有し、
・第１噴射弁（１０４０）を第１の割当て規則（Ｚ１）にしたがって制御する第１制御ユニット（１０１１）を有し、
前記第１の割当て規則（Ｚ１）は、第１噴射予定燃料量に第１制御信号（２０５）の第１閾値（Ｓ１）を割り当て、
・第２噴射予定燃料量を設定する第２設定ユニット（１０１５）を有し、
・第２噴射弁（１０４５）を第２の割当て規則（Ｚ２）にしたがって制御する第２制御ユニット（１０１６）を有し、
前記第２の割当て規則（Ｚ２）は、第２噴射予定燃料量に第２制御信号（２２５）の第２閾値（Ｓ２）を割り当て、
・第１実際値（１１）と第２実際値（１２）とを検出する検出ユニット（１０２０）を有し、
前記第１実際値（１１）は、第１噴射弁（１０４０）の制御により噴射された第１実際燃料量（ｑ１）の燃焼から生じた内燃機関（１０００）の駆動特性量によって求められ、
前記第２実際値（１２）は、第１噴射弁（１０４０）の制御により噴射された第１実際燃料量（ｑ１）と、第２噴射弁（１０４５）の制御により噴射された第２実際燃料量（ｑ２）との燃焼から生じた内燃機関（１０００）お駆動特性量によって求められ、
・前記第１実際値（１１）を記憶する第１メモリユニット（１０２５）と、
・前記第２実際値（１２）を記憶する第２メモリユニット（１０２２）と、
・第１実際値（１１）と第２実際値（１２）との偏差（Ａ）を検出する比較ユニット（１０３０）を有し、
・第２噴射弁（１０４５）の補正された第２の割り当て規則（Ｚ２Ｋｏｒｒ）を検出する第２検出ユニット（１０３５）を有し、
前記補正された第２の割り当て規則（Ｚ２Ｋｏｒｒ）によって、第２制御信号（２２５）の第２閾値（Ｓ２）が前記偏差（Ａ）に割り当てられる、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
独立請求項の特徴的構成を備える本発明の方法、本発明の制御装置、本発明のコンピュータプログラムおよび本発明のコンピュータプログラム製品は次の利点を有する。
【０００７】
ａ）第１噴射予定燃料量が設定される。
【０００８】
ｂ）第１噴射弁が、第１噴射予定燃料量を噴射するために第１の割当て規則にしたがって制御される。この第１の割当て規則は第１噴射予定燃料量に、第１制御信号の第１目標値をとりわけ補間によって割り当てる。
【０００９】
ｃ）第１の実際値が、第１噴射弁の制御により噴射された第１実際燃料量の燃焼から生じた内燃機関の駆動特性量から求められる。
【００１０】
ｄ）第２噴射予定燃料量が設定される。
【００１１】
ｅ）第１噴射弁が第１噴射予定燃料量を噴射するために制御され、さらに第２噴射弁が第２噴射予定燃料量を、第２の割当て規則にしたがって噴射するために制御される。この第２の割当て規則は第２噴射予定燃料量に、第２制御信号の第２目標値をとりわけ補間によって割り当てる。
【００１２】
ｆ）第２の実際値が、第１噴射弁の制御により噴射された第１実際燃料量と第２噴射弁の制御により噴射された第２実際燃料量の燃焼から生じた内燃機関の駆動特性量から求められる。
【００１３】
ｇ）第１の実際値と第２の実際値との偏差、とりわけ過剰燃料量が求められる。
【００１４】
ｈ）第２噴射弁の、補正された第２の割当て規則が求められ、この補正された第２の割当て規則によって第２制御信号の第２目標値が前記偏差に割当てられる。
【００１５】
このようにして、第２噴射弁の噴射された第２実際燃料量と、第２噴射弁の第２噴射予定燃料量との弁個別の偏差が補正される。第２噴射弁の偏差は、第２噴射予定燃料量の領域で、第１噴射弁によって付加的に噴射することによって補正することができる。この領域は、内燃機関を第２実際燃料量だけによって駆動するには十分でないほど小さい。
【００１６】
従属請求項に記載された構成によって、独立請求項に記載された方法の有利な発展形態および改善形態を得ることができる。
【００１７】
前記ステップｄ）からｈ）の少なくとも１つを、少なくとも一度繰り返すと有利である。これにより、補正された第２の割当て規則の値ペアが複数求められ、特性曲線として示される。このことは、本発明の方法の精度を改善する。
【００１８】
とくに有利にはステップｄ）からｈ）を繰り返し、ステップｄ）からｈ）を最初に実行する際には、第２噴射予定燃料量に対して第１の値を選択し、この第２噴射予定燃料量を、ステップｄ）からｈ）を少なくとも１回繰り返す際に、ステップｄ）で所定の大きさだけ変更する。ステップｄ）からｈ）を繰り返すことによって、補正された第２の割当て規則がシステマチックに求められる。このことは、本発明の方法の適用を簡単にする。
【００１９】
とくに有利にはステップｈ）で補正された第２の割当て規則の値ペアを求め、ステップｄ）からｈ）を、このステップｈ）で求められた値ペアが第１の所定数を越えるまで繰り返す。これによって、補正された第２の割当て規則の値ペアが十分な数だけ求められると、本発明の方法を簡単に終了することができる。
【００２０】
とくに有利には前記第１の所定数は、内燃機関で第２噴射弁によって実現される第２噴射予定燃料量の最大値、補正された第２の割当て規則の所望の分解能、および／または内燃機関の駆動特性量の検出に使用される測定装置の測定精度に依存している。これによって繰り返しの必要数がとくに簡単に求められる。
【００２１】
とくに有利には、第２噴射予定燃料量を、少なくとも１回の繰り返しの際に変更する所定の大きさは、補正された第２の割当て規則の目標分解能および／または内燃機関の駆動特性量を検出するために使用される測定装置の測定精度に依存して変化される。これにより、補正された第２の割当て規則の分解能が簡単に決定される。
【００２２】
とくに有利には、第２の割当て規則は弁特性曲線として、制御装置の第３メモリユニットに記憶される。これにより本発明の方法はとくに簡単に実施される。
【００２３】
とくに有利には、補正された第２の割当て規則は特性曲線として、制御装置の第３メモリユニットに記憶される。これにより本発明の方法はとくに簡単に実施される。
【００２４】
とくに有利には、補正された第２の割当て規則は第２の割当て規則を置換する。これにより本発明の方法はとくに簡単に実施される。
【００２５】
特に有利には次の付加的ステップを有する。
ｉ）内燃機関の第２噴射弁を第２目標値にしたがい、ステップｈ）からの補正された第２の割当て規則に依存して、とりわけ補間により制御する。これによって第２噴射予定燃料量が第２噴射弁によってより正確に実行される。
【００２６】
とりわけ有利にはステップｄ）からｈ）までを最初に実行する際に、第２噴射予定燃料量に対する第１の値は所定の第１閾値を上回らない。このことによって、補正された第２の割当て規則がとりわけ簡単にシステマチックに、第２噴射予定燃料量に対する小さな値から第２噴射予定燃料量に対する大きな値に向かって求められる。
【００２７】
とくに有利には、ステップｄ）からｈ）までを最初に実行する際に、第２噴射予定燃料量に対する第１の値が所定の第１の閾値を上回らず、ステップｄ）からｈ）は、偏差が所定の第２閾値を上回るまで繰り返される。このとき第２噴射予定燃料量は、ステップｄ）を少なくとも１回繰り返す際に所定の大きさだけ増大される。これによって、補正された第２の割当て規則を表す特性曲線の最下点が簡単に求められる。
【００２８】
とくに有利には、ステップｄ）からｈ）を最初の実行する際に、第２噴射予定燃料量に対する第１の値が所定の第１の閾値を上回る。これによって補正された第２の割当て規則がとりわけ簡単にシステマチックに、第２噴射予定燃料量に対する大きな値から第２噴射予定燃料量に対する小さな値に向かって求められる。
【００２９】
とくに有利には、ステップｄ）からｈ）までを最初に実行する際に、第２噴射予定燃料量に対する第１の値が所定の第１の閾値を上回り、ステップｄ）からｈ）は、偏差（Ａ）が所定の第２の閾値を下回るまで繰り返される。このとき第２噴射予定燃料量は、ステップｄ）を少なくとも１回繰り返す際に所定の大きさだけ縮小される。これによって、補正された第２の割当て規則を表す特性曲線の最下点が簡単に求められる。とくに有利には、内燃機関の駆動特性量は、内燃機関の排ガスの酸素濃度である。これによって駆動特性量が簡単に既存のセンサによって求められる。
【００３０】
とくに有利には、内燃機関の駆動特性量の第１の実際値の検出と、この駆動特性量の第２の実際値の検出とを、内燃機関の燃焼サイクルを表すパラメータに依存して切り替える。この燃焼サイクルは少なくとも１回の燃焼を含んでいる。これによって、第１の実際値が第１実際燃料量に、第２の実際値が第１実際燃料量と第２実際燃料量とに確実に割当てられる。
【００３１】
とくに有利には、内燃機関の駆動特性量の第１の実際値と第２の実際値は、燃焼サイクル中に第１の時点と第２の時点との間で検出される。ここで第１の時点と第２の時点は、燃焼サイクルを表すパラメータに依存して決定される。これによって第１の実際値と第２の実際値がとくに確実に検出される。
【００３２】
とりわけ有利には、第１と第２の時点は、排ガスが燃焼室から、燃焼後に第１の時点と第２の時点との間で、内燃機関に配置された駆動特性量を検出する測定装置に入り込むように決定される。これによって第１の値と第２の値がとくに精確に検出される。
【００３３】
とくに有利には、内燃機関の燃焼サイクルを表すパラメータはクランクシャフト角度および／または内燃機関の回転数である。これにより第１の時点と第２の時点がとくに簡単に求められる。
【００３４】
とくに有利には、第１噴射弁の第１制御信号は第１電気的制御持続期間であり、第２噴射弁の第２制御信号は第２電気的制御持続期間である。これにより第１噴射弁と第２噴射弁の制御がとりわけ簡単に行われる。
【００３５】
図面に本発明の実施例が示されており、これらの実施例について以下で詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、内燃機関の概略図である。
【図２】図２は、噴射弁の制御信号に対する線図である。
【図３】図３は、噴射量と電気的制御持続期間との線図である。
【図４】図４は、本発明の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１には内燃機関、例えばオットー機関またはディーゼル機関が１０００により示されている。内燃機関１０００は１つまたは複数の燃焼室１０７５を有している。燃焼室は分かりやすくするため図１には１つしか図示されていない。内燃機関はさらに吸気管１０５０を有し、この吸気管は入口弁１０５５を介して燃焼室１０７５と連通している。吸気管１０５０を介して燃焼室１０７５には新鮮空気が供給され、第１噴射弁１０４０によって吸気管１０５０に第１実際燃料量ｑ１が噴射される。第２実際燃料量ｑ２は、第２噴射弁１０４５によって燃焼室１０７５に直接噴射される。オットー機関の場合、燃焼室１０７５には点火プラグ１０８５が設けられている。この点火プラグによって、燃焼室１０７５に発生した燃料空気混合気が当業者には周知のように点火される。燃焼により発生した排ガスは出口弁１０６０を通って排気管１０６５に導かれる。噴射された第１実際燃料量と第２実際燃料量の燃焼から生じた内燃機関の駆動特性量として、排気ガスの酸素濃度がラムダセンサ１０７０によって検出される。このラムダセンサは排気管１０６５に配置されている。
【００３８】
内燃機関１０００はさらに、吸気管１０５０に配置されており、図１には図示されていない絞り弁を有する。この絞り弁は、燃焼室１０７５に供給される新鮮空気量を調整する。点火、入口弁および出口弁、および絞り弁の調整は図１には示されていないが、当業者には周知のように運転者の意志を実現するために行われる。
【００３９】
さらに内燃機関は制御装置１００５を有する。
【００４０】
制御装置１００５には第１設定ユニット１０１０が配置されており、この第１設定ユニットは第１制御ユニット１０１１に第１噴射予定燃料量を設定する。第１制御ユニット１０１１は、第１制御信号２０５を第１の割当て規則Ｚ１にしたがって求める。第１の割当て規則Ｚ１は、各第１噴射予定燃料量に第１制御信号２０５の第１目標値Ｓ１を割り当てる。第１噴射弁１０４０は第１制御ユニット１０１１により第１制御信号２０５にしたがって制御される。第１の割当て規則Ｚ１は線形または非線形の弁特性曲線であり、第１噴射弁１０４０の製造業者から提供される。択一的に、第１の割当て規則Ｚ１は例えば検査台または数学的モデルによって当業者には周知のように求められる。
【００４１】
第１噴射弁１０４０を制御するための第１制御信号２０５の時間経過が図２に示されている。これによれば、第１噴射弁１０４０は第１の制御信号２０５の下降エッジで開放し、上昇エッジで閉鎖する。下降エッジと上昇エッジとの間の間隔が、第１噴射弁１０４０の第１電気的制御持続期間ｔ１である。ここで第１電気的制御持続期間ｔ１は、第１噴射予定燃料量から第１制御ユニット１０１１によって第１の割当て規則Ｚ１にしたがって決定される。第１の割当て規則Ｚ１は、第１噴射予定燃料量と第１電気的制御持続期間ｔ１との関係を規定する。
【００４２】
付加的に制御装置１００５は第２設定ユニット１０１５を有しており、この第２設定ユニットは第２制御ユニット１０１６に第２噴射予定燃料量を設定する。第２制御ユニット１０１６は、第２制御信号２２５を第２の割当て規則Ｚ２にしたがって求める。第２の割当て規則Ｚ２は第３メモリユニット１０１３に記憶されており、各第２噴射予定燃料量に第２制御信号２２５の第２目標値Ｓ２を割り当てる。第２噴射弁１０４５は第２制御ユニット１０１６により第２制御信号２２５にしたがって制御される。第２の割当て規則Ｚ２は線形または非線形の弁特性曲線であり、第２噴射弁１０４５の製造業者から提供される。択一的に、第２の割当て規則Ｚ２は例えば検査台または数学的モデルによって当業者には周知のように求められる。
【００４３】
第２制御信号２２５の時間経過が図２に示されている。ここで下降エッジは第２噴射弁１０４５の開放を意味し、上昇エッジは第２噴射弁１０４５の閉鎖を意味する。下降エッジと上昇エッジとの間の間隔が、第２噴射弁１０４５の第２電気的制御持続期間ｔ２である。ここで第２電気的制御持続期間ｔ２は、第２噴射予定燃料量から第２制御ユニット１０１６によって第２の割当て規則Ｚ２にしたがって決定される。第２の割当て規則Ｚ２は、第２噴射予定燃料量と第２電気的制御持続期間ｔ２との関係を規定する。
【００４４】
図２は、第２噴射弁１０４５の第２電気的制御持続期間ｔ２が第２制御ユニット１０１６により設定される様子を示す。この第２電気的制御持続時間ｔ２は、第２噴射弁１０４５の各制御の際に、先行の制御の際の第２電気的制御持続時間ｔ２よりも大きくなるように設定される。図２に示すように、下降エッジにより表される第１噴射弁１０４０と第２噴射弁１０４５の開放時点は、第１噴射弁１０４０が開放している間に第２噴射弁１０４５が開放されるように選択される。本発明の方法は、開放時点の位置と、各反復の際の第２電気的制御持続時間ｔ２の拡大に限定されるものではなく、開放時点および第２電気的制御持続時間ｔ２を他に選択すること、例えば縮小したり、第２電気的制御持続時間ｔ２を相応にランダムに選択したりすることも可能である。
【００４５】
制御装置１００５には第１検出ユニット１０２０が配置されている。この第１検出ユニット１０２０には排ガスの酸素濃度がラムダセンサ１０７０から通知される。付加的にクランクシャフト角が、内燃機関１０００に配置されたクランクシャフト角センサ１０８０から検出ユニット１０２０に通知される。
【００４６】
第１検出ユニット１０２０は、ラムダセンサ１０７０から送信された信号ｕｎｓを受信し、これを当業者には周知のように、図１に図示しない揮発性メモリに記憶する。第１検出ユニット１０２０はここから、排ガス酸素濃度の第１の実際値Ｉ１と第２の実際値Ｉ２を検出する。第１の実際値Ｉ１または第２の実際値Ｉ２の計算は、第１の時点と第２の時点との間で行われる。第１の時点は時間的に燃焼サイクルの終了後にある。第２の時点は時間的に第１の時点の後にある。燃焼サイクルは、吸気、圧縮、膨張、排気の工程からなる。第１の時点と第２の時点は、燃焼室１０７５からの内燃機関１０００の排ガスが燃焼後に第１の時点と第２の時点との間でラムダセンサ１０７０を通流するように決定される。第１の時点と第２の時点は、当業者には周知のように数学的モデルによってまたは検査台で決定される。
【００４７】
ここで第１検出ユニット１０２０は、第１の実際値Ｉ１の計算と第２の実際値Ｉ２の計算とをクランクシャフト角に依存して切り替える。クランクシャフト角は当業者には周知のように内燃機関の回転数に依存して検出することができる。第１の実際値Ｉ１の計算と第２の実際値Ｉ２の計算との切り替えは、１つまたは複数の燃焼サイクルの終了後にそれぞれ行われる。例えば第１の実際値Ｉ１は１つの燃焼サイクルに対して一度だけ検出され、それから切り替えられる。次の燃焼サイクルに対しては第２の実際値Ｉ２が検出される。排気工程の終了に割り当てられたクランクシャフト角は燃焼サイクルの終了をマークする。クランクシャフト角による切り替えのための時点を検出することはここでは例として示した。切り替えの時点を、内燃機関の他の駆動特性量、例えば内燃機関の回転数から検出することもできる。
【００４８】
さらに制御装置１００５には第１メモリユニット１０２５が配置されており、この第１メモリユニット１０２５には第１の実際値Ｉ１が検出ユニット１０２０から通知される。この通知は、第１の実際値Ｉ１が検出ユニット１０２０により検出されると直ちに行われる。
【００４９】
さらに制御装置１００５には第２メモリユニット１０２２が配置されており、この第２メモリユニット１０２２には第２の実際値Ｉ２が検出ユニット１０２０から通知される。この通知は、第２の実際値Ｉ２が検出ユニット１０２０により検出されると直ちに行われる。
【００５０】
比較ユニット１０３０は、第１メモリユニット１０２５からの第１の実際値Ｉ１と、第２メモリユニット１０２２からの第２の実際値Ｉ２とを比較し、そこから排ガス酸素濃度の偏差Ａを２つの値の減算によって求める。
【００５１】
Ａ＝Ｉ１−Ｉ２
偏差Ａは、比較ユニット１０３０から第３検出ユニット１０３５に引き渡される。第３検出ユニット１０３５は、第２噴射弁１０４５の補正された第２の割当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒを検出し、これを第３メモリユニット１０１３に通知する。そこに補正された第２の割当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒが記憶される。補正された第２の割当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒは、図４に示された本発明の方法のフローチャートにより検出される。
【００５２】
本発明の方法は、内燃機関１０００と制御装置１００５が動作すると直ちにスタートする。当業者には周知のように、このことは自動車で点火のスイッチオンにより行われる。
【００５３】
プログラムのスタート後ステップ４００で、補正された第２の割当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒを検出すべきか否かが検査される。検出すべき場合、ステップ４０５に分岐する。それ以外の場合はステップ４４０に分岐する。補正された第２の割当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒの検出は、補正された第２の割当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒの検出された値ペアの数が第１の所定値を上回るまで行われる。
【００５４】
補正された第２の割当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒの検出は、例えば内燃機関１０００の所定の運転時間後に行うべきである。これにより第２噴射弁１０４５のドリフト作用または摩耗発生が考慮される。
【００５５】
補正された第２の割当て規則を検出すべき内燃機関１０００の運転時間は、自動車では内燃機関１０００の保守インターバルから生じる。内燃機関１０００の運転時間の検出および評価は当業者には周知のように行われる。
【００５６】
ステップ４０５で、第１検出ユニット１０２０により、第１の実際値Ｉ１を検出すべきか否かが検査される。イエスの場合はステップ４１２に分岐し、ノーの場合はステップ４１０に分岐する。第１の実際値Ｉ１の計算と第２の実際値Ｉ２の計算との切り替えは、１つまたは複数の燃焼サイクルの終了後にそれぞれ行われる。例えば第１の実際値Ｉ１は１つの燃焼サイクルに対して一度だけ検出され、それから切り替えられる。
【００５７】
ステップ４１２で、第１設定ユニット１０１０により第１噴射予定燃料量が設定され、制御装置１００５の揮発性メモリに、後で使用するために記憶される。第１噴射予定燃料量の大きさは、内燃機関１０００の構造形式に応じて変化し、例えば自動車のオットー機関では運転者意志に応じて各燃焼サイクル毎に５から２５ｍｇである。
【００５８】
ステップ４１２に続くステップ４１３では、第１制御ユニット１０１１により図２の第１制御信号２０５に対する第１目標値Ｓ１が、例えば第１の割当て規則Ｚ１からの補間によって決定され、第１噴射弁１０４０が第１電気的制御持続期間ｔ１により第１目標値Ｓ１にしたがい制御される。
【００５９】
ステップ４１３に続くステップ４１４で、第１検出ユニット１０２０により、排ガスの酸素濃度の第１実際値１１が検出され、第１メモリユニット１０２５に記憶される。次に本発明の方法はステップ４２０に続く。第１実際燃料量ｑ１は典型的には第１噴射予定燃料量から異なっている。なぜなら第１噴射弁１０４０による噴射の際に、例えば製造公差により第１噴射予定燃料量を正確には実現できないからである。ステップ４１２では第１噴射弁１０４０にだけ第１設定ユニット１０１０により、第１噴射予定燃料量が設定されたから、排ガスが燃焼室１０７５から燃焼後にラムダセンサ１０７０を通過する際に酸素濃度が第１の時点と第２の時点との間で検出されるならば、この酸素濃度の第１実際値１１は一義的に第１実際燃料ｑ１に割当てられる。
【００６０】
ステップ４１０では、ステップ４１５ですでに最初のループが実行されたか否かが検査される。イエスの場合はステップ４１１に分岐し、ノーの場合はステップ４１５に分岐する。このためにカウンタが、本発明の方法を実現するためのコンピュータプログラムで変数ｔＤを使用する。この変数ｔＤはプラグラムのスタート時にゼロに初期化される。したがって変数ｔＤは、ステップ４１０を最初に通過する際には値ｔＤ＝０を有する。
【００６１】
ステップ４１５では、第１設定ユニット１０１０によりステップ４１２と同様に、同じ第１噴射予定燃料量が設定される。このために第１噴射予定燃料量は、制御装置１００５の例えば揮発性メモリから読み出される。付加的に第２設定ユニット１０１５により第２噴射予定燃料量が設定され、後で使用するために制御装置１００５の揮発性メモリに記憶される。ここで第２噴射予定燃料量に対しては、所定の第１閾値を上回らない第１の値が選択される。所定の第１閾値は、内燃機関１０００の構造形式に応じて変化し、例えば自動車のオットー機関では各燃焼サイクル当たりで１から２５ｍｇである。例えば第１閾値は、第２噴射弁により実現可能な最小の第２実際噴射量に依存して２ｍｇに選択される。択一的にこの閾値をゼロに選択することもできる。この場合は、実現可能な最小の第２実際噴射量についての知識は必要ない。第１の値を、これが第１閾値を上回らないように選択することも可能である。この場合、第１閾値は例えば２３ｍｇに選択される。ステップ４１５を通過するたびに、カウンタは変数ｔＤをゼロとは異なる値に変化し、例えば１だけカウントアップする。次に本発明の方法はステップ４１６に続く。
【００６２】
ステップ４１１では、第１設定ユニット１０１０によりステップ４１２と同様に、同じ第１噴射予定燃料量が設定される。このために第１噴射予定燃料量は、制御装置１００５の例えば揮発性メモリから読み出される。付加的に第２設定ユニット１０１５により第２噴射予定燃料量が設定され、後で使用するために制御装置１００５の揮発性メモリに記憶される。ここで第２噴射予定燃料量に対しては、ステップ４１５からの第１の値が所定の大きさだけ変更される。このために第２噴射予定燃料量は、制御装置１００５の例えば揮発性メモリから読み出される。第１の値がステップ４１５で、これが第１閾値、例えば５ｍｇを上回らないように選択された場合、第２噴射予定燃料量は所定の大きさだけ高められる。この第１の手段により、小さな第２噴射予定燃料量から大きな第２噴射予定燃料量へシステマチックに到達することが簡単に可能になる。択一的に、第２噴射予定燃料量を所定の大きさだけ低減することも可能である。この手段は、第１の値がステップ４１５で、これが第１閾値、例えば２３ｍｇを上回らないように選択された場合に意味がある。この場合、大きな第２噴射予定燃料量から小さな第２噴射予定燃料量へシステマチックに到達することが簡単に可能になる。次に本発明の方法はステップ４１６に続く。
【００６３】
ステップ４１１からの所定の大きさは、補正された第２の割当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒの所望の分解能を決定し、例えば１ｍｇに選択される。所望の分解能は、内燃機関１０００の駆動特性量を検出するために使用される測定装置、例えばラムダセンサ１０７０の測定精度に依存して選択される。ここで所望の分解能として、ラムダセンサ１０７０によって検出された酸素濃度から第１検出ユニット１０２５が検出することのできる最小の第２実際噴射量が選択される。択一的にまたは付加的に分解能は、内燃機関１０００の駆動のために設けられた、当業者には周知の燃焼方法に依存して決定することもできる。
【００６４】
ステップ４１６では、第１制御ユニット１０１１により図２の第１制御信号２０５に対する第１目標値Ｓ１が、例えば第１の割当て規則Ｚ１からの補間によって決定され、第１噴射弁１０４０が第１電気的制御持続期間ｔ１により第１目標値Ｓ１にしたがい制御される。付加的に第２制御ユニット１０１６により図２の第２制御信号２２５に対する第２目標値Ｓ２が、第２の割当て規則Ｚ２からの補間によって決定され、第２噴射弁１０４５が第２電気的制御持続期間ｔ２により第２目標値Ｓ２にしたがい制御される。これにより第１実際燃料ｑ１が第１噴射弁１０４０から、第２実際燃料量ｑ２が第２噴射弁１０４５から噴射される。
【００６５】
ステップ４１６に続くステップ４１７で、第１検出ユニット１０２０により、排ガスの酸素濃度の第２実際値１２が検出され、第２メモリユニット１０２２に記憶される。次に本発明の方法はステップ４２０に続く。第１実際燃料量ｑ１は典型的には第１噴射予定燃料量から異なっている。なぜなら第１噴射弁１０４０による噴射の際に、例えば製造公差により第１噴射予定燃料量を正確には実現できないからである。第２実際燃料量ｑ２は典型的には第２噴射予定燃料量から異なっている。なぜなら第２噴射弁１０４５による噴射の際に、例えば製造公差により第２噴射予定燃料量を正確には実現できないからである。ステップ４１５では第１噴射弁１０４０に第１設定ユニット１０１０により、第１噴射予定燃料量が設定され、第２噴射弁１０４５に第２設定ユニット１０１５により第２噴射予定燃料量が設定されたから、排ガスが燃焼室１０７５から燃焼後にラムダセンサ１０７０を通過する際に酸素濃度が第１の時点と第２の時点との間で検出されるならば、この酸素濃度の第２実際値１２は一義的に第１実際燃料ｑ１と第２実際燃料量ｑ２に割当てられる。
【００６６】
ステップ４２０では、第１メモリユニット１０２５からの第１実際値１１と、第２メモリユニット１０２２からの第２実際値１２が比較ユニット１０３０に通知される。比較ユニット１０３０は、第１実際値１１と第２実際値１２との間の偏差Ａを検出する。ここで偏差Ａは過剰燃料量を表す。この過剰燃料量は、第２実際燃料量ｑ２の噴射により、第１実際燃料ｑ１の噴射に加えて燃焼に供給される燃料量である。
【００６７】
ステップ４２０に続くステップ４３０で、偏差Ａが第２検出ユニット１０３５に通知される。この第２検出ユニット１０３５は第２噴射弁１０４５の第２の割当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒを、この偏差Ａに依存して検出する。このために当業者には周知のように、排ガス酸素濃度の偏差Ａから第２実際燃料量ｑ２が求められる。補正された第２の割当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒは値ペアを記述する。この値ペアは、第２実際燃料量ｑ２を、第２噴射弁１０４５の第２電気的制御持続期間ｔ２に割り当てる。この割り当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒの値ペアは第３メモリユニット１０１３に記憶される。
【００６８】
最後にステップ４００へリターンジャンプする。
【００６９】
これにより、補正された第２の割当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒの複数の値ペアを検出するプログラムループが得られる。補正された第２の割当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒの値ペアは、例えば図３に示された特性曲線３０５として使用される。この特性曲線は、第２電気的制御量と第２実際燃料量との関係を弁個別に表す図３に示された座標系のｘ軸には、第２電気的制御持続時間ｔ２が［ｍｓ］でプロットされている。ｙ軸には第２実際燃料量ｑ２が［ｍｇ］でプロットされている。図３には電磁弁に対する例が示されている。特性曲線３０５は原点から出発して小さな電気的制御持続期間ｔ２に対してはまずゼロに留まる。次に非線形に最初は緩慢に、次第に強く上昇し、大きな電気的制御持続期間ｔ２に対しては線形経過に近似する。第２電気的制御持続時間ｔ２がプロットされているｘ軸の分解能は、第２噴射予定燃料量に直接比例し、したがって一定の所定の大きさに対しては一定である。特性曲線３０５には、第２の割当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒの値ペアが十字×により例として示されており、この値ペアにより第２電気的制御持続時間ｔ２に第２実際燃料量ｑ２が割り当てられる。当業者には周知のように、特性曲線３０５の２つの値ペアの間の値は、例えば補間により求めることができる。特性曲線３０５は、第２電気的制御信号２２５に対する第２の目標値Ｓ２を、第２噴射予定燃料量にしたがって検出するために使用される。このために第２電気的制御持続時間ｔ２が第２の目標値Ｓ２として特性曲線３０５から求められる。
【００７０】
特性曲線３０５を網羅する第２実際燃料量ｑ２と第２電気的制御持続時間ｔ２の領域は内燃機関１０００の構造形式に応じて変化し、例えば自動車のオットー機関の場合、２から２３ｍｇである。
【００７１】
例えば値１ｍｇである特性曲線３０５の分解能から、所定の第１閾値を例えば２ｍｇに選択することにより、値ペアの第１の所定数が求められる。２ｍｇから２３ｍｇの領域では、繰り返しの第１の所定数は２０である。この第１の所定数は、内燃機関１０００で第２噴射弁１０４５によって実現されるべき第２噴射予定燃料量の最大値、補正された第２の割当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒの所望の分解能、および／または内燃機関の駆動特性量の検出に使用される測定装置の測定精度に依存している。
【００７２】
例えば平均値を２つまたはそれ以上の偏差Ａから形成し、それから補正された第２の割当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒを決定する場合には、本発明の方法で第２燃料量を所定の大きさだけ変化することを、ステップｃ）の各繰り返しの際に行う必要はない。さらに所定の大きさは本発明の方法実行中、一定である必要はない。特性曲線３０５の分解能を、特性曲線が近似的に線形である領域では低くするために、所定の大きさを適合することができる。反対に非線形特性を示す領域をカバーするために分解能を高めることもできる。
【００７３】
ステップ４４０では、補正された第２の割当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒがすでに決定されているか否かが検査される。イエスの場合にはステップ４５０に分岐する。それ以外の場合にはステップ４６０に分岐する。
【００７４】
ステップ４５０では、第３メモリユニット１０１３にある第２の割り当て規則Ｚ２が、補正された第２の割り当て規則Ｚ２Ｋｏｒｒによりメモリユニット１０１３から置換され、この方法はステップ４６０に続く。
【００７５】
ステップ４６０では、第１噴射弁１０４０および／または第２噴射弁１０４５が当業者には周知のように制御され、例えば自動車では運転者意志が実現される。
【００７６】
最後にステップ４００へリターンジャンプする。
【００７７】
本発明の方法は、自動車の内燃機関１０００および／または制御装置１００５が運転者により遮断される場合、ステップ４００から４６０のいずれかのステップで終了する。この条件の監視は当業者には周知のように行われ、図４には示されていない。
【００７８】
変形実施例では、第１閾値が下側領域境界として決定される。これによりステップ４１５から４３０は、偏差Ａが所定の第２閾値を上回らない限り、繰り返される。ここで第２閾値はラムダセンサ１０７０の信号分解能に基づいて選択されるか、または最小可能偏差Ａを検出するためにゼロに選択される。ここで第１閾値は、偏差Ａが第２閾値を上回るときの第２実際燃料量ｑ２に相当する。第２閾値は例えば１ｍｇに選択される。
【００７９】
実施例で説明した第２電気的制御持続時間ｔ２の代わりに、第２噴射弁の他の調整量、例えば電流信号を本発明の方法の実施のために使用することもできる。
【００８０】
本発明の方法は、第１噴射弁１０４０により吸気管１０５０に噴射され、第２噴射弁１０４５により燃焼室に直接噴射される構成に限定されるものではない。本発明の方法は、少なくとも２つの噴射弁が設けられている場合に適用することができる。第１噴射弁１０４０が燃焼室１０７５に直接噴射し、第２噴射弁１０４５が吸気管に噴射する別の構成でも、本発明の方法は同様に適用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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