(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に内燃機関（１）の始動において、噴射されるべき目標燃料量が、内燃機関（１）の運転を表わす温度に基づいて、内燃機関（１）の吸気管（５）内に噴射されるべき第１の燃料量と、内燃機関（１）の燃焼室（１０）内に直接噴射されるべき第２の燃料量とに分配される内燃機関（１）の運転方法において、
前記第１の燃料量と前記第２の燃料量との比が温度に依存して連続的に変化すること、
第１の温度においては、前記第１の燃料量が前記第２の燃料量よりも小さいこと、
前記第１の温度より大きい第２の温度においては、前記第１の燃料量が前記第２の燃料量よりも大きいこと、
前記第２の温度より大きい第３の温度においては、前記第１の燃料量が前記第２の燃料量よりも小さいこと、
前記第２の燃料量が、温度に基づいて、吸気行程の間に噴射されるべき第１の部分量と、圧縮行程の間に噴射されるべき第２の部分量とに分配されること、
前記第１の部分量が温度の上昇と共に増加するように選択されること、および
前記第２の部分量が温度の上昇と共に減少するように選択されること、を特徴とする内燃機関の運転方法。
【請求項２】
前記第２の燃料量の第１の部分量および第２の部分量への分配が、温度に依存して連続的に変化されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の燃料量が第１の燃料タイプから形成され、および前記第２の燃料量が前記第１の燃料タイプとは異なる第２の燃料タイプから形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
特に内燃機関（１）の始動において、噴射されるべき目標燃料量を、内燃機関（１）の運転を表わす温度に基づいて、内燃機関（１）の吸気管（５）内に噴射されるべき第１の燃料量と、内燃機関（１）の燃焼室（１０）内に直接噴射されるべき第２の燃料量とに分配する分配手段（２０）を備えた内燃機関（１）の運転装置（１５）において、
前記分配手段（２０）が、前記第１の燃料量と前記第２の燃料量と比を温度に依存して連続的に変化させること、
第１の温度においては、前記第１の燃料量が前記第２の燃料量よりも小さいこと、
前記第１の温度より大きい第２の温度においては、前記第１の燃料量が前記第２の燃料量よりも大きいこと、
前記第２の温度より大きい第３の温度においては、前記第１の燃料量が前記第２の燃料量よりも小さいこと、
前記第２の燃料量が、温度に基づいて、吸気行程の間に噴射されるべき第１の部分量と、圧縮行程の間に噴射されるべき第２の部分量とに分配されること、
前記第１の部分量が温度の上昇と共に増加するように選択されること、および
前記第２の部分量が温度の上昇と共に減少するように選択されること、を特徴とする内燃機関の運転装置。
【請求項５】
前記第２の燃料量の第１の部分量および第２の部分量への分配が、温度に依存して連続的に変化されることを特徴とする請求項４に記載の運転装置。
【請求項６】
前記第１の燃料量が第１の燃料タイプから形成され、および前記第２の燃料量が前記第１の燃料タイプとは異なる第２の燃料タイプから形成されることを特徴とする請求項４又は５に記載の運転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は独立請求項に記載の内燃機関の運転方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
市場から、内燃機関の始動において、噴射されるべき目標燃料量が、内燃機関の運転を表わす温度の関数として、内燃機関の吸気管内に噴射されるべき第１の燃料量と、内燃機関の燃焼室内に直接噴射されるべき第２の燃料量とに分配される内燃機関の運転方法および装置が既知である。例えば内燃機関の運転を表わすエンジン温度の関数として、内燃機関の低温始動と高温始動との間で区別がなされている。市場から、低温始動においては、噴射されるべき目標燃料量を内燃機関の吸気管内に噴射されるべき燃料量のみにより噴射することが既知である。一方、高温始動に対しては、噴射されるべき目標燃料量を内燃機関の燃焼室内に直接噴射されるべき第２の燃料量のみにより噴射することが既知である。この根拠は、低温始動における吸気管噴射によるより良好な混合物の形成および高温始動における内燃機関内への直接噴射の場合における自己点火およびノッキング傾向の低下である。
【０００３】
低温エンジンにおける内燃機関の始動の間に吸気管内に注入された燃料は、吸気管の壁上に堆積して完全には蒸発しないので、始動燃焼には関与しない。したがって、安定したエンジン始動を保証するためには、始動過程において燃料質量の増加が必要である。
【０００４】
約２０℃の低温始動温度においては、吸気管噴射の空気／燃料混合物は内燃機関の燃焼室の手前で既に良好に均質化されているので、内燃機関の吸気行程の間における直接噴射に比較して特に炭化水素のエミッションが少なくなる。この理由から、低温始動においては吸気管噴射が有利である。より高い温度においては、内燃機関の吸気行程の間における直接噴射は燃焼室内における燃料の蒸発によりシリンダ内の温度を低下させるので、ノッキングおよび自己点火傾向がより小さくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内燃機関の低温始動においてエンジンおよび周囲温度が低くなるほど吸気管内噴射における壁膜形成が増大するので、燃料供給はさらに増加されなければならない。この結果、内燃機関の始動において例えば炭化水素の好ましくないエミッションが増大する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
独立請求項の特徴を有する内燃機関の本発明による運転方法および本発明による運転装置は、従来技術に比較して、前記第１の燃料量と前記第２の燃料量との間の比が温度に依存して連続的に変化されるという利点を有している。このようにして、内燃機関の運転を表わす種々の温度に対して、温度に依存して、噴射されるべき目標燃料量における第１の燃料量の割合と第２の燃料量の割合との間で流動的な移行が実行可能であるので、内燃機関の運転は、始動時において、例えば炭化水素の好ましくないエミッションの低減に関して、並びにノッキングおよび自己点火の阻止に関して最適化可能である。
【０００７】
従属請求項に記載の手段により、主請求項に記載の方法の有利な改良および改善が可能である。
【０００８】
第１の温度値においては前記第１の燃料量が前記第２の燃料量よりも小さく選択されるとき、および第２の温度値においては前記第１の燃料量が前記第２の燃料量よりも大きく選択されるとき、それは有利である。このようにして、低温始動におけるエンジン温度ないしは周囲温度の低下と共に直接噴射が吸気管噴射よりも優位であることが可能とされる。このようにして、低温始動の低い温度範囲に対しては壁膜形成が減少するので、燃料噴射量の増加は必要ではなく且つ好ましくないエミッションを低減可能である。一方、低温始動の高い温度範囲に対しては吸気管噴射が直接噴射よりも優位であるので、優位である吸気管噴射に基づく空気／燃料混合物の良好な均質化により好ましくないエミッションが低減される。
【０００９】
さらに、前記第２の温度値より大きい第３の温度値においては前記第１の燃料量が前記第２の燃料量よりも小さく選択されるとき、それは有利である。このようにして、内燃機関の高温始動に対しては再び直接噴射が吸気管噴射よりも優位であるので、ノッキングおよび自己点火傾向は低下されることが保証可能である。
【００１０】
前記第２の燃料量が、温度に依存して、吸気行程の間に噴射されるべき第１の部分量と、圧縮行程の間に噴射されるべき第２の部分量とに分配されるとき、他の利点が得られる。このようにして、直接噴射の割合を、好ましくないエミッションの低減並びにノッキングおよび自己点火傾向の低下に関して、内燃機関の運転を表わす温度に最適に適合可能である。
【００１１】
この場合、前記第２の燃料量の第１の部分量および第２の部分量への分配が温度に基づいて連続的に変化されるとき、それは有利である。これは、温度に依存して、噴射されるべき第１の部分量と噴射されるべき第２の部分量との間の流動的な移行を可能にし、これにより、特に内燃機関の始動において、好ましくないエミッションの低減およびノッキングおよび自己点火の低下に関して、内燃機関運転の、エンジン温度ないしは周囲温度への適合を改善させる。
【００１２】
この場合、さらに、前記第１の部分量が温度の上昇と共に増加するように選択されるとき、および前記第２の部分量が温度の上昇と共に減少するように選択されるとき、それは有利である。このようにして、低温始動の低い温度範囲内においては直接噴射は主として圧縮行程内において行われることが保証可能である。このようにして、予め圧縮され且つこれにより加熱された燃焼室の空気内に燃料が噴射される。この結果、直接噴射された燃料は良好に蒸発する。したがって、低温始動の低い温度範囲内においては噴射されるべき燃料量は明らかに低減可能であり、これにより、好ましくないエミッションは同様に低減される。一方、高温始動の温度範囲に対しては、吸気行程の間における直接噴射の割合が優位であるので、このようにして低温の燃料により燃焼室内の温度が低下され、これによりノッキングおよび自己点火傾向が低下される。
【００１３】
さらに、前記第１の燃料量が第１の燃料タイプから形成され、および前記第２の燃料量が前記第１の燃料タイプとは異なる第２の燃料タイプから形成されるとき、それは有利である。このようにして、上記利点を有する本発明は、同時に異なる燃料タイプが使用される内燃機関の運転に対してもまた利用可能である。
【００１４】
本発明の実施例が図面に示され且つ以下に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】内燃機関の略図である。
【図２】第１の実施形態および第２の実施形態に基づく本発明による装置とおよび本発明による方法の例示フローとを説明するための機能図である。
【図３】第１の実施形態による噴射されるべき目標燃料量を分配するための特性曲線群である。
【図４】本発明の上記実施形態において使用するための種々の噴射時期および噴射方式に関する一覧表である。
【図５】噴射されるべき目標燃料量を分配するための第２の実施形態に対する特性曲線である。
【図６】本発明の第２の実施形態に基づく本発明による方法の例示フローに対する流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１において、１は例えばオットー・サイクル・エンジンまたはディーゼル・エンジンとして形成されていてもよい内燃機関を表わす。内燃機関１は１つまたは複数のシリンダ６５を含み、そのうちの１つが例として図１に示されている。シリンダ６５の燃焼室１０に吸気管５を介してフレッシュ・エアが供給可能である。さらに、第１の噴射弁２５を介して吸気管５に燃料が供給可能である。このようにして吸気管５内に形成された空気／燃料混合物は吸気弁３５を介してシリンダ６５の吸気行程内において燃焼室１０に供給される。第２の噴射弁３０を介して燃焼室１０に燃料が直接供給可能でもある。燃焼室１０内における空気／燃料混合物の燃焼において形成された排気は、排気行程の間に排気弁４０を介して排気系４５内に排出される。燃焼室１０内における空気／燃料混合物の燃焼によりシリンダ６５のピストン５５が運動させられる。オットー・サイクル・エンジンの場合、さらに点火プラグが設けられ、点火プラグは圧縮行程の終端において燃焼室１０内に存在する空気／燃料混合物に点火する。温度センサ５０は内燃機関の運転を表わす温度例えば冷却水温度またはエンジン温度あるいはシリンダ・ヘッド温度を測定する。測定された温度Ｔはエンジン制御装置１５に供給される。エンジン制御装置１５は燃料を噴射させるために第１の噴射弁２５および第２の噴射弁３０を操作する。この操作は、当業者に既知のように、所望のエンジン負荷およびエンジン回転速度の基づいて行われる。さらに、噴射弁２５、３０を温度Ｔに基づいて操作することもまた既知である。
【００１７】
第１の噴射弁２５および第２の噴射弁３０の使用によりいわゆる二重噴射装置（Ｄｕａｌ−Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ−Ｓｙｓｔｅｍ）が形成される。これは、燃焼のために必要な燃料量を第１の噴射弁２５により吸気管５内に注入可能であるのみならず第２の噴射弁３０により燃焼室１０内にも直接注入可能である燃料噴射装置と理解される。このような装置においては、第１の噴射弁２５は一般に低圧噴射弁として形成され、且つ図１に示されているように吸気弁３５手前の吸気管５内に配置されている。第２の噴射弁３０は例えば高圧噴射弁として形成されている。噴射されるべき目標燃料量は第１の噴射弁２５および第２の噴射弁３０に分配して噴射されても、または噴射弁２５、３０のいずれかのみにより全てが噴射されてもよい。
【００１８】
このような装置はオットー・サイクル・エンジンにおいて既に量産され且つ幾つかの利点を提供している。特に、いわゆる吸気管噴射方法および直接噴射方法の異なる２つの噴射方法の利点を内燃機関１の運転条件に応じてそれぞれ相互に組み合わせることが可能である。本発明は、噴射されるべき目標燃料量の、第１の噴射弁２５を介して吸気管５内に噴射されるべき第１の燃料量と、第２の噴射弁３０を介して内燃機関１の燃焼室１０内に直接噴射されるべき第２の燃料量とへの分配を、温度Ｔに基づいて最適化することに関するものである。
【００１９】
図２は、例えばソフトウェアによりおよび／またはハードウェアによりエンジン制御装置１５において実行される機能図であって、本発明による方法のフロー並びに本発明による装置の構成を説明するためにも使用される機能図を示す。この場合、本発明による装置は例えばエンジン制御装置１５により表わされる。
【００２０】
この場合、エンジン制御装置１５は分配ユニット２０を含み、分配ユニット２０に、温度センサ５０により測定された実温度値Ｔが温度信号として供給される。分配ユニット２０は、実施形態に応じてそれぞれ、温度信号ないしは温度値Ｔに基づいて１つまたは複数の出力信号を決定し且つこれらを変換ユニット６０に供給する。図２の例においては、第１の実施形態により分配ユニット２０の３つの出力信号Ａ１、Ａ２、Ａ３が示され、３つの出力信号Ａ１、Ａ２、Ａ３は変換ユニット６０に供給される。変換ユニット６０は、次に、当業者に既知のように決定された噴射されるべき目標燃料量を、分配ユニット２０から受信した１つまたは複数の出力信号に基づいて、第１の噴射弁２５を介して吸気管５内に噴射されるべき第１の燃料量と、第２の噴射弁３０を介して燃焼室１０内に直接噴射されるべき第２の燃料量とに分配し、且つこの分配を変換するためにそれに対応して噴射弁２５、３０を操作する。
【００２１】
分配ユニット２０の詳細を以下に説明する。本発明の第１の実施形態により、分配ユニット２０は、分配ユニット２０の出力信号に対する３つの特性曲線Ａ１、Ａ２、Ａ３からなる特性曲線群の形で形成されている。この場合、第１の出力信号Ａ１は、第２の噴射弁３０を介してシリンダ６５の圧縮行程の間に燃焼室１０内に直接噴射される、噴射されるべき燃料量の割合の温度Ｔに対する連続線図を示す。この線図では、第１の信号Ａ１は、例えば０℃の第１の温度Ｔ０において１００％の割合でスタートし、次に第２の温度Ｔ１＞Ｔ０においてきわめて急速に低下し、第２の温度Ｔ１以降においては勾配値が次第に小さくなって０まで低下し、第４の温度Ｔ３＞Ｔ１よりも大きいかまたは等しい温度で値０が達成される。温度Ｔ＜Ｔ０では第１の出力信号Ａ１は値１００％に維持されている。
【００２２】
第２の出力信号Ａ２は第１の温度Ｔ０において値０からスタートし、次に第２の温度Ｔ１まではきわめて急速に上昇し、第２の温度Ｔ１以降においては次第に小さくなる勾配を有して第３の温度Ｔ２において絶対最大値に到達するが、ここでＴ１＜Ｔ２＜Ｔ３である。次に、温度Ｔ＞Ｔ２に対しては第２の出力信号Ａ２は第４の温度Ｔ３まできわめて急速に低下し、温度Ｔ＞Ｔ３では勾配値が次第に小さくなって値０まで低下し、第５の温度Ｔ４＞Ｔ３で値０が達成される。ここで、第２の出力信号Ａ２は、温度Ｔに依存して、第１の噴射弁２５を介して吸気管５内に噴射されるべき目標燃料量の割合を示す。
【００２３】
第３の出力信号Ａ３は第１の温度Ｔ０において値０からスタートし、第２の温度Ｔ１以降では勾配が次第に大きくなって第４の温度Ｔ３まで上昇し、温度Ｔ＞Ｔ３では勾配が次第に小さくなって値１００％まで上昇し、第５の温度Ｔ４で１００％となる。温度Ｔ＞Ｔ４では第３の出力信号Ａ３は値１００％のままであり且つ第２の出力信号Ａ２は値０のままである。温度Ｔ＜Ｔ０に対しては第２の出力信号Ａ２および第３の出力信号Ａ３はそれぞれ０に等しい。温度Ｔ＞Ｔ３に対しては第１の出力信号Ａ１は０に等しい。
【００２４】
第３の出力信号Ａ３は、第２の噴射弁３０を介してシリンダ６５の吸気行程の間に燃焼室１０内に直接噴射される、噴射されるべき目標燃料量の割合を示す。３つの全ての出力信号Ａ１、Ａ２、Ａ３は、温度Ｔに対して連続線図を有している。さらに、全ての温度Ｔにわたり次の関係が成立する。
Ａ１＋Ａ２＋Ａ３＝１００％                                              （１）
第２の温度Ｔ１において第１の出力信号Ａ１は第２の出力信号Ａ２と交差し、一方、第３の出力信号はＡ３＝０である。これは、第２の温度Ｔ１においてＡ１＝Ａ２＝５０％であることを意味する。第４の温度Ｔ３において第２の出力信号Ａ２は第３の出力信号Ａ３と交差し且つ第１の出力信号Ａ１は０に等しい。したがって、第４の温度Ｔ３においてはＡ２＝Ａ３＝５０％である。第３の温度Ｔ２において第１の出力信号Ａ１は第３の出力信号Ａ３と交差し且つ第２の出力信号Ａ２は約９０％において絶対最大値を有している。第２の温度Ｔ１におけるＡ３＝０に対するＡ１およびＡ２の間の交点は５０％とは異なる任意の値であってもよい。この場合、Ａ１＋Ａ２＝１００％が成立する。極端な場合、このとき例えばＡ２＝１００％およびＡ１＝０であってもよい。第４の温度Ｔ３におけるＡ１＝０に対するＡ２およびＡ３の間の交点に対しても同様のことが成立する。ここでもまた一般的にＡ２＋Ａ３＝１００％が成立するが、極端な場合、このとき例えばＡ２＝１００％およびＡ３＝０であってもよい。
【００２５】
即ち、図３に示すように、燃焼室１０内に直接噴射されるべき第２の燃料量は、第３の出力信号Ａ３により示される吸気行程の間に噴射されるべき第１の部分量と、第１の出力信号Ａ１により示される圧縮行程の間に噴射されるべき第２の部分量とに分配される。この場合、第１の部分量は温度の上昇と共に増加するように選択され、即ち図３に示すようにいわゆる単調増加となるように選択され、および第２の部分量は温度Ｔの増加と共に減少するように、即ち図３に示すように単調減少となるように選択されている。
【００２６】
このようにして、図３に示すように、温度Ｔ＜Ｔ１に対しては第２の部分量が第１の燃料量よりも優位である。したがって、第２の部分量による直接噴射は既に圧縮され且つそれによって加熱された燃焼室１０の空気内に行われる。これにより、直接噴射された燃料はより良好に蒸発する。したがって、Ｔ＜Ｔ１に対しては内燃機関１の吸気管５内に噴射されるべき目標燃料量は明らかに低減可能であり、これにより、同様に例えば炭化水素の好ましくないエミッションが低減される。
【００２７】
温度Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ３に対しては吸気管５内に噴射される第１の燃料量が第２の燃料量よりも優位である。したがって、この温度範囲内においては、優位である吸気管噴射に基づいて燃焼室１０内に空気／燃料混合物の良好な均質化が得られる。この結果、この温度範囲内における直接噴射に比較して、例えば炭化水素の好ましくないエミッションはより低減される。この場合、第３の温度Ｔ２は例えば約２０℃の値である。
【００２８】
温度Ｔ＞Ｔ３に対しては第２の燃料量の第１の部分量が吸気管５内に噴射されるべき第１の燃料量よりも優位である。このようにして、ノッキング傾向および自己点火傾向が低下される。この理由は、より高い温度Ｔ＞Ｔ３においては優位である吸気行程間の直接噴射が低い燃料温度によりシリンダ６５の燃焼室１０内の温度を低下させ、これにより、同様にノッキングおよび自己点火傾向が低下されるからである。
【００２９】
温度Ｔ＜Ｔ１に対しては第２の燃料量は全て圧縮行程の間に噴射され、一方、温度Ｔ＞Ｔ３に対しては第２の燃料量は全て吸気行程の間に噴射される。
【００３０】
即ち、第２の温度Ｔ１は第１の所定の温度しきい値とみなすことができる。第４の温度Ｔ３は第２の所定の温度しきい値とみなすことができる。第１の所定の温度しきい値より小さい温度Ｔに対しては圧縮行程の間における直接噴射が吸気管噴射よりも優位である。温度Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ３に対しては、即ち第１および第２の所定の温度しきい値間の温度に対しては吸気管噴射が直接噴射よりも優位である。第２の所定の温度しきい値より大きい温度Ｔに対しては吸気行程の間における直接噴射が吸気管噴射よりも優位である。
【００３１】
温度Ｔに依存する出力信号Ａ１、Ａ２、Ａ３の線図並びに温度値Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４の選択は、内燃機関が車両を駆動する場合に対しては、例えば試験台上においておよび／または走行試験において、一方で好ましくないエミッションが、他方でノッキングおよび自己点火傾向が最適に低下されるように行われてもよい。
【００３２】
即ち、温度値Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に対しては例えば一般性を制限することなく次の値が選択されてもよい。
Ｔ０＝−１０℃
Ｔ１＝０℃
Ｔ２＝２０℃
Ｔ３＝６０℃
Ｔ４＝８０℃
上記の方法ないしは上記の装置が内燃機関の始動の間に使用可能であることが特に有利である。この理由は、上記の温度Ｔ０＜Ｔ＜Ｔ３は特に内燃機関の始動において発生し且つ内燃機関の始動後の運転においてはほとんど発生しないからである。Ｔ＜Ｔ３に対しては、この場合、いわゆる低温始動状況が存在し、一方、温度Ｔ＞Ｔ３に対しては高温始動が想定される。したがって、低温始動に対する温度範囲は、本発明により、さらに、圧縮行程の間における直接噴射が吸気管噴射よりも優位である、温度Ｔ＜Ｔ１に対する第１の低い温度範囲に細分される。このような始動は以下において直接噴射成層始動（ＤＩ−Ｓｃｈｉｃｈｔ−Ｓｔａｒｔ）とも呼ばれる。Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ３の低温始動の第２の温度範囲は吸気管噴射が直接噴射よりも優位であることを特徴とする。この始動は以下において吸気管噴射始動（ＰＦＩ−Ｓｔａｒｔ）とも呼ばれる。温度Ｔ＞Ｔ３に対しては、上記のように内燃機関の高温始動が得られ、この高温始動は以下において通常の直接噴射始動（ＤＩ−Ｓｔａｒｔ）とも呼ばれる。
【００３３】
ここで、ＤＩは直接噴射を表わし、およびＰＦＩは吸気管噴射を表わす。したがって、図３に示す特性曲線Ａ１、Ａ２、Ａ３により、温度に依存して、それぞれできるだけ少ない好ましからざるエミッションおよびできるだけ少ないノッキングおよび自己点火傾向となるように、内燃機関の始動に対する最適噴射方式が設定可能である。この場合には例えばエンジンの始動温度である温度Ｔに依存して、このとき、図３に示すように、分配ユニット２０内において、好ましくないエミッションの低減およびノッキングおよび自己点火傾向の低下に関して内燃機関の始動に最も有利な噴射方式が、ＤＩ−Ｓｃｈｉｃｈｔ−Ｓｔａｒｔ、通常のＤＩ−ＳｔａｒｔおよびＰＦＩ−Ｓｔａｒｔの中から選択される。ここで、吸気管噴射が直接噴射よりも優位であるＰＦＩ−Ｓｔａｒｔは、先行噴射および／または吸気同期噴射により実行可能である。この場合、先行吸気管噴射はシリンダ６５の排気行程の間に第１の噴射弁２５により行われ、一方、吸気同期吸気管噴射はシリンダ６５の吸気行程の間に第１の噴射弁２５により行われる。
【００３４】
図４に、選択された噴射方式に従って種々の噴射時期に対する表が示されている。吸気同期吸気管噴射を有するＰＦＩ−Ｓｔａｒｔにおいては、吸気管噴射がシリンダ６５の吸気行程の間に行われる。先行吸気管噴射を有するＰＦＩ−Ｓｔａｒｔにおいては、吸気管噴射がシリンダ６５の排気行程の間に行われる。この場合、ＰＦＩ−Ｓｔａｒｔにおける第１の燃料量は２つの部分量に分配されてもよく、そのうちの第１の吸気同期部分量はシリンダ６５の吸気行程の間において吸気管内に噴射され、そのうちの第２の先行部分量はシリンダ６５の排気行程の間において吸気管内に噴射される。代替態様として、第１の燃料量が、シリンダ６５の吸気行程の間における吸気同期噴射のみによって噴射されても、またはシリンダ６５の排気行程の間における先行噴射のみによって噴射されてもよい。通常のＤＩ−Ｓｔａｒｔにおいては、燃焼室１０内への直接噴射がシリンダ６５の吸気行程の間においてのみ行われる。ＤＩ−Ｓｃｈｉｃｈｔ−Ｓｔａｒｔにおいては、燃焼室１０内への直接噴射がシリンダ６５の圧縮行程の間においてのみ行われる。この場合、通常のＤＩ−ＳｔａｒｔおよびＤＩ−Ｓｃｈｉｃｈｔ−Ｓｔａｒｔは図３に示すように温度範囲Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ３内においては相互に重ね合わされてもよいが、高い温度範囲内における低温始動においては、シリンダ６５の吸気行程の間においてのみならずシリンダ６５の圧縮行程の間においてもまた、同時に行われる吸気管噴射に比較しても僅かな直接噴射となる。
【００３５】
図３に示すように、温度Ｔ＜Ｔ１に対しては、ＤＩ−Ｓｃｈｉｃｈｔ−Ｓｔａｒｔが優位である。温度Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ３に対しては吸気同期吸気管噴射を有するＰＦＩ−Ｓｔａｒｔおよび／または先行吸気管噴射を有するＰＦＩ−Ｓｔａｒｔが優位である。温度Ｔ＞Ｔ３に対しては通常のＤＩ−Ｓｔａｒｔが優位である。
【００３６】
第２の実施形態により、分配ユニット２０からただ１つの信号Ａのみが変換ユニット６０に出力される。温度Ｔに依存してのこのようなただ１つの出力信号Ａに対する特性曲線の例が図５に示されている。この場合、図５に示すように、図２において破線で示され且つ図３に示す３つの出力信号Ａ１、Ａ２、Ａ３の代わりに分配ユニット２０から出力されるただ１つの出力信号Ａは、３つの異なる値をとることができる。Ｔ＜Ｔ１に対して、この例においてはＡは３に等しい。Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ３に対して、この例においてはＡは２に等しい。Ｔ＞Ｔ３に対して、この例においてはＡは１に等しい。ここで、図５に目盛られている温度値Ｔ０、Ｔ１、Ｔ３は図３に目盛られている温度値Ｔ０、Ｔ１、Ｔ３に対応する。この場合、図３に示す実施例とは異なり、Ｔ＜Ｔ１の全ての温度範囲に対して、噴射されるべき目標燃料量は、第２の燃料量の第２の部分量のみにより、即ち、シリンダ６５の圧縮行程内の直接噴射のみにより噴射される。したがって、始動の場合、Ｔ＜Ｔ１の全温度範囲内においては、ＤＩ−Ｓｃｈｉｃｈｔ−Ｓｔａｒｔのみが実行されるであろう。同様に、Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ３の全温度範囲内においては、噴射されるべき目標燃料量は、第１の燃料量のみにより、即ち、吸気管噴射のみにより実行され、したがって、始動の場合、吸気同期吸気管噴射および／または先行吸気管噴射を有するＰＦＩ−Ｓｔａｒｔのみが実行される。図５に示す実施例においては、Ｔ＞Ｔ３の全温度範囲に対しては、噴射されるべき目標燃料量は、第２の燃料量の第１の部分量のみにより、即ち、シリンダ６５の吸気行程の間における直接噴射のみにより実行され、即ち、始動の場合、通常のＤＩ−Ｓｔａｒｔのみが実行される。したがって、Ａ＝３は、シリンダ６５の圧縮行程内における直接噴射のみを、即ち、始動の場合、ＤＩ−Ｓｃｈｉｃｈｔ−Ｓｔａｒｔのみを表わしている。Ａ＝２は、吸気同期吸気管噴射および／または先行吸気管噴射を有する吸気管噴射のみを、即ち、始動の場合、ＰＦＩ−Ｓｔａｒｔのみを表わしている。Ａ＝１は、シリンダ６５の吸気行程の間における直接噴射のみを、即ち、始動の場合、通常のＤＩ−Ｓｔａｒｔのみを表わしている。したがって、図５に示す実施例においては、図３に示す実施例のような、温度に依存する、第１の燃料量と第２の燃料量との間の比ないしは第２の燃料量の第１の部分量と第２の部分量との間の比の連続変化は実行されず、むしろ第２の温度Ｔ１においておよび第４の温度Ｔ３においてそれぞれ第１の燃料量と第２の燃料量との間の比のジャンプが行われる。
【００３７】
図６に、第２の実施形態による本発明の方法の例示フローが流れ図により示されている。プログラムがスタートしたのち、例えば内燃機関１の点火の投入に基づく始動要求を受け取ったことによりプログラムが開始されたのち、プログラム点１００において、温度Ｔが温度センサ５０により測定される。それに続いて、プログラムはプログラム点１０５に移行される。
【００３８】
プログラム点１０５において、分配ユニット２０は、温度Ｔが所定の温度しきい値Ｔ１より小さいかどうかを検査する。これが肯定の場合、プログラムはプログラム点１１０に分岐され、否定の場合、プログラムはプログラム点１１５に分岐される。
【００３９】
プログラム点１１０において、出力信号Ａ＝３がセットされ、および変換ユニット６０は、噴射されるべき目標燃料量を全て第２の噴射弁３０によりシリンダ６５の１つまたは複数の圧縮行程の間においてのみ燃焼室１０内に直接噴射するように操作される。それに続いて、プログラムは終了される。
【００４０】
プログラム点１１５において、分配ユニット２０は、温度Ｔが第２の所定のしきい値Ｔ３より小さいかどうかを検査する。これが肯定の場合、プログラムはプログラム点１２０に分岐され、否定の場合、プログラムはプログラム点１２５に分岐される。
【００４１】
プログラム点１２０において、分配ユニット２０は出力信号Ａ＝２をセットする。それに続いて、値Ａ＝２を受け取った変換ユニット６０は、噴射されるべき目標燃料量の噴射を第１の噴射弁のみを介して吸気同期吸気管噴射および／または先行吸気管噴射により実行する。それに続いて、プログラムは終了される。
【００４２】
プログラム点１２５において、分配ユニット２０は出力信号Ａを値１にセットする。変換ユニット６０が値Ａ＝１を受け取ったことにより、変換ユニット６０は、噴射されるべき目標燃料量の噴射を、第２の噴射弁３０のみにより且つシリンダ６５の１つまたは複数の吸気行程の間においてのみ実行する。それに続いて、プログラムは終了される。プログラムは反復して実行可能である。
【００４３】
本発明の変更態様により、第１の噴射弁２５から噴射される第１の燃料量が第１の燃料タイプから形成され、および第２の噴射弁３０から噴射される第２の燃料量が第１の燃料タイプとは異なる第２の燃料タイプから形成されるように設計されていてもよい。このとき、両方の噴射弁２５、３０はそれぞれ異なる燃料タンクから供給される。したがって、本発明による方法および本発明による装置はいわゆる二重燃料装置においても使用可能である。この場合、異なる燃料タイプとして、例えばエタノールおよびガソリンが使用されてもよい。しかしながら、異なる燃料タイプとして、例えば圧縮天然ガス（ＣＮＧ）およびガソリンが使用されてもよい。
【００４４】
図３における出力信号Ａ１、Ａ２、Ａ３の選択は単なる一例であり、および好ましくないエミッションの低減並びにノッキングおよび自己点火傾向の低下に関して記載されてきた。内燃機関の運転に対する他の要求においては、出力信号Ａ１、Ａ２、Ａ３がそれとは異なって選択されてもよい。例えば出力信号Ａ１が完全に省略され、その代わりに信号Ａ２が図３からの信号Ａ１＋Ａ２の和に対応するように選択されてもよい。この場合、Ｔ＜Ｔ３の全ての温度範囲に対しては吸気管噴射が優位であり、即ち、始動の場合、吸気同期吸気管噴射および／または先行吸気管噴射を有するＰＦＩ−Ｓｔａｒｔが優位となるであろう。
【００４５】
例えばＤＩ−Ｓｃｈｉｃｈｔ−ＳｔａｒｔとＰＦＩ−Ｓｔａｒｔとの組み合わせ状態により、適用する関数として、即ち、内燃機関の所望の運転条件に従って他の利点が達成可能である。即ち、それに続くＤＩ−Ｓｃｈｉｃｈｔ−Ｓｔａｒｔ直接噴射に比較してより少ないＰＦＩ−Ｓｔａｒｔ吸気管噴射は、ＰＦＩ−Ｓｔａｒｔ吸気管噴射における好ましくない多量の燃料増加が必要とされることなく、燃焼室１０内における空気／燃料混合物の良好な完全燃焼に関して有利なことがある。これは、特に、上記のように温度Ｔ＜Ｔ１に対して有利である。さらに、この温度範囲に対して、比較的少ないＰＦＩ−Ｓｔａｒｔ吸気管噴射と、オットー・サイクル・エンジンとして内燃機関１を形成する場合に遅れ点火による重ね合わされたＤＩ−Ｓｃｈｉｃｈｔ−Ｓｔａｒｔ直接噴射とを組み合わせることもまた可能である。この場合、内燃機関１の始動に続く均質スプリット噴射による触媒加熱過程への流動的な移行が可能とされる。
【００４６】
図３から出発して、出力信号Ａ１、Ａ２、Ａ３の分配が次のように修正されてもよく、即ち、Ｔ＜Ｔ３の温度に対して、したがって低温始動の範囲内のそれほど高くない始動温度において、好ましくは低温始動の高い温度範囲内において、優位であるＰＦＩ−Ｓｔａｒｔ吸気管噴射が、上記温度範囲内において図３に示されているよりも多い割合を有するそれに続くいわゆる通常のＤＩ−Ｓｔａｒｔ直接噴射により、一方で自己点火傾向を有する良好に均質化された空気／燃料混合物による内燃機関の運転と、他方で自己点火の危険の少ないそれほど良好に均質化されていない空気／燃料混合物による内燃機関の運転との間の良好な妥協を示すように、出力信号Ａ１、Ａ２、Ａ３の分配が修正されてもよい。Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ３の温度範囲内において、図３に示す形態に比較して第３の出力信号Ａ３が上昇され且つそれに対応して第２の出力信号Ａ２が低下された場合、このことは、出力信号Ａ２の低下により空気／燃料混合物の均質化を低い方向に移行させ、しかも図３に示したものと比較して第３の出力信号Ａ３の割合がより高くなることにより、自己点火の危険は小さくなる。即ち、Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ３の温度範囲内において第２の出力信号Ａ２が低下し且つこれに対して同じ温度範囲内において第３の出力信号Ａ３が上昇した場合、このことは、第２の出力信号Ａ２の低下に基づいて空気／燃料混合物の均質化を悪くさせ、および第３の出力信号Ａ３の上昇に基づいて自己点火の危険を低下させる。
【符号の説明】
【００４７】
１    内燃機関
５    吸気管
１０    燃焼室
１５    エンジン制御装置
２０    分配ユニット
２５    第１の噴射弁（吸気管内噴射弁）
３０    第２の噴射弁（燃焼室内直接噴射弁）
３５    吸気弁
４０    排気弁
４５    排気系
５０    温度センサ
５５    ピストン
６０    変換ユニット
６５    シリンダ
【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】
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【図６】
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