(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各シリンダに少なくとも１つの燃料噴射器が付設され、
燃料噴射量、燃料圧力および内燃機関の燃料噴射器の特性図に関係して、全燃料噴射器に対して同じ開時間が求められ、全燃料噴射器における同じ開時間、燃料噴射量、燃料圧力および各シリンダに対する個々の補正特性図を基礎として、燃料噴射器のシリンダ毎の開時間が求められ、
内燃機関の燃料噴射上重要な運転パラメータである、作動サイクル毎の燃料噴射量、燃料圧力および内燃機関の回転数の少なくとも１つが、所定の時間にわたってほぼ一定し、ないしは所定の限界値内に存在するとき、内燃機関が定常運転状態にあると判断し、
内燃機関が定常運転状態にあるとき、各シリンダの排気ガス温度を測定し、この測定した排気ガス温度に基づき、シリンダ毎の補正特性図を自動的に適合させ、
測定したシリンダ毎の排気ガス温度の温度平均値を求め、測定したシリンダ毎の排気ガス温度と前記温度平均値とのシリンダ毎の温度偏差を計算し、各シリンダに対しシリンダ毎の温度偏差に関係して、燃料噴射器の開時間の補正値を求め、この補正値を基礎としてシリンダ毎の補正特性図を自動的に適合させ、
補正値における最大値ないし限界値を決定し、補正値が最大値を超過したとき、その最大値を補正値として利用し、該限界値ないし最大値が燃料噴射量に関係していることを特徴とするコモンレール式多気筒型内燃機関の運転方法。
【請求項２】
全シリンダの補正値の平均値を求め、補正値と前記平均値とのシリンダ毎の補正値偏差を計算し、該補正値偏差に関係して、シリンダ毎の補正特性図を自動的に適合させることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
シリンダ毎の補正特性図を適合させるために、シリンダ毎の補正値ないし補正値偏差並びに求めた燃料噴射量および燃料圧力を基礎として、逆補間および逆補外を実施す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】
シリンダ毎の補正値ないし補正値偏差を求めた運転点の近くに位置するような特性運転点におけるシリンダ毎の補正特性図の記録ないし補正値を、より離れて位置する特性運転点における記録ないし補正値より強く適合させることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
シリンダ毎の排気ガス温度を検出するためのセンサが正常に作動しているか否かを検査し、該センサが正常に作動しているときだけ、シリンダ毎の補正特性図を適用することを特徴とする請求項１から４の１つに記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つのシリンダに対して、測定した排気ガス温度にオフセットを与えることを特徴とする請求項１から５の１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載の内燃機関の運転方法に関する。また本発明は、請求項１１の前文に記載の内燃機関にも関する。
【背景技術】
【０００２】
実際に公知のコモンレール式内燃機関は、各シリンダに対し少なくとも１つの燃料噴射器を備え、各燃料噴射器は噴射ノズルと電磁弁を有している。電磁弁は未給電ないし無電流状態では閉じられており、噴射ノズルを経て内燃機関の対応したシリンダに燃料は送られない。これに対し電磁弁が給電されると、該電磁弁が開いて対応したシリンダへの燃料噴射が始まる。電磁弁の開時間は、内燃機関の燃料圧力と共に、内燃機関のシリンダへの燃料噴射量を決定し、コモンレール式内燃機関の場合、燃料圧力は全シリンダ、それ故全燃料噴射器に対し同一である。即ちコモンレール式内燃機関の場合、燃料圧力はポンプで発生され、共通の圧力分配器（レール）を経て各燃料噴射器に供給される。実際に内燃機関を運転すべく、燃料圧力と噴射量および内燃機関の燃料噴射器の特性に関係して、内燃機関の全電磁弁、従って全燃料噴射器に対し同じ開時間を求めることが公知である。その際、全シリンダに対し同一の燃料噴射器開時間から、内燃機関の各シリンダに対し個々の補正特性図を基礎として、燃料噴射器、従って電磁弁のシリンダ毎の開時間が求められる。このため、内燃機関の各シリンダへの燃料噴射量を個々に合わせることと、内燃機関の複数のシリンダにわたり所期の負荷分配を保証することができる。
【０００３】
実際に、各シリンダに対する個々の補正特性図は、典型的には内燃機関の全運転期間にわたり一定、即ち常に同じである。しかし、シリンダの特性が例えば異なる摩耗のために内燃機関の運転期間にわたり変化するので、常に同じシリンダ毎補正特性図を利用した場合、内燃機関の複数のシリンダにわたる所望の負荷分配に偏差が生ずる欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この点から出発し、本発明の課題は、内燃機関の新しい運転方法および相応した内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は請求項１に記載の内燃機関の運転方法によって解決される。本発明では、シリンダ毎の補正特性図を、内燃機関の運転中に各シリンダについて測定した排気ガス温度に基づき自動的に適合させる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、シリンダ毎の補正特性図を、内燃機関の運転中に各シリンダに関し測定した排気ガス温度に基づき自動的に適合させることを提案する。この結果、内燃機関の各シリンダについて自己学習的又は適応的な補正特性図が生じ、内燃機関の全運転期間にわたり内燃機関の各シリンダに所望の負荷配分を維持できる。シリンダの補正特性図はシリンダの実際状態に適合され、該適合は、シリンダで測定された排気ガス温度を基礎とし、自動的又は自発的に実施される。このため内燃機関の運転を著しく改善できる。
【０００７】
本発明の有利な実施態様では、内燃機関が定常運転状態にあるとき、各シリンダの排気ガス温度を測定し、このシリンダ毎の排気ガス温度から温度平均値を求め、各シリンダに対し、測定したシリンダ毎の排気ガス温度と前記温度平均値とのシリンダ毎の温度差を計算し、各シリンダに対しシリンダ毎の温度差に応じて、各燃料噴射器の開時間の補正値を求め、この補正値を基に対応するシリンダ毎の補正値特性図を自動的に適合させる。
【０００８】
本発明に基づく内燃機関を請求項１１に規定している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の有利な実施態様を、従属請求項と以下の説明から明らかにする。次に図を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例１】
【００１０】
以下図１を参照し本発明を詳細に説明する。図１は、多気筒形内燃機関の本発明に基づく運転方法のブロック図ないし信号流れ図である。内燃機関は、好適にはコモンレール式ディーゼルエンジンである。本発明の方法は原理的に、以下個々に詳細に説明する３つの主ステップ１０、１１、１２に分けられる。主ステップ１０、１１は従来公知の内燃機関の運転処置であり、主ステップ１２は内燃機関の本発明に基づく運転方法の細目を含む。
【００１１】
本発明による方法の主ステップ１０のステップ１３で作動サイクル毎の燃料噴射量、ステップ１４で内燃機関の燃料圧力を各々照会する。ステップ１３、１４で照会した内燃機関の運転パラメータ、即ち作動サイクル毎の燃料噴射量と燃料圧力は、全シリンダに関し同じであり、内燃機関の燃料噴射器の特性図１５に入力量として供給される。燃料噴射機の特性図１５は、全シリンダに対し同一である作動サイクル毎の燃料噴射量と燃料圧力を基礎として、ステップ１６で、内燃機関の燃料噴射器の開時間を与える。この開時間は、全シリンダ、従って全燃料噴射器ないし各燃料噴射器の電磁弁に対し同じである。
【００１２】
また、本発明に基づく方法の主ステップ１１のステップ１３、１４で、作動サイクル毎の燃料噴射量並びに内燃機関の燃料圧力を各々照会し、その内燃機関の照会した運転パラメータは、全シリンダについて同じであり、シリンダ毎の補正特性図１７1〜１７Nに供給する。ここでＮは、内燃機関のシリンダ数、従って各シリンダの補正特性図の数に相当する。各シリンダ毎の補正特性図１７1〜１７Nは、ステップ１３、１４で照会した全シリンダに関し同一の運転パラメータを基礎として、ステップ１８で、対応したシリンダの燃料噴射器ないし各燃料噴射器の開時間に対するシリンダ毎の補正値を与える。主ステップ１０のステップ１６で用意した全燃料噴射器において同じ開時間に、ステップ１８で用意した対応した燃料噴射器の開時間に対するシリンダ毎の補正値を合算し、かくしてステップ１９で全燃料噴射器に対しシリンダ毎の開時間を用意する。それに応じ、ステップ１９の結果として、各シリンダの各燃料噴射器ないし各電磁弁に対しシリンダ毎の開時間を提供し、かくして各シリンダに対する燃料噴射時間を個々に決定し、内燃機関の複数のシリンダにわたり所定の負荷配分を設定する。
【００１３】
なお言及しておくに、一般に、一定数の特性運転点に対する各シリンダの補正特性図１７1〜１７Nは、各々対応したシリンダの各燃料噴射器の開時間に対するシリンダ毎の記録ないし補正値を有している。その特性運転点は、作動サイクル毎の所定の燃料噴射量と燃料圧力により規定する。ステップ１３、１４で、補正特性図内に特性運転点によって描かれていない運転パラメータが照会されたとき、該運転パラメータに対し、補正特性図内に描かれた特性運転点についての補間又は補外を行う。
【００１４】
即ちシリンダの燃料噴射器に対する各シリンダの開時間を求めるべく、既述のように、主ステップ１０で、作動サイクル毎の燃料噴射量、燃料圧力並びに内燃機関の燃料噴射機の特性図を基礎として、全燃料噴射器に対し同一の開時間を求める。この開時間は、主ステップ１１で、作動サイクル毎の燃料噴射量、燃料圧力並びにシリンダ毎の補正特性図を基礎として決定したシリンダ毎の補正値で計算する。
【００１５】
本発明は、内燃機関の運転方法の主ステップ１２で、内燃機関の運転中に各シリンダで測定した排気ガス温度を基礎とし、シリンダ毎の補正特性図１７1〜１７Nを自動的に適合させることを提案する。この結果、適応的ないし自己学習的なシリンダ毎の補正特性図１７1〜１７Nが生じ、これは、内燃機関の全運転期間中、内燃機関の複数のシリンダにわたる所望の作動分配の維持を保証する。
【００１６】
主ステップ１２のステップ２０で、内燃機関が定常運転状態にあるか否かを検査する。そのためステップ２１で、内燃機関の燃料噴射上重要な運転パラメータを照会する。内燃機関の燃料噴射上重要な運転パラメータは、特に作動サイクル毎の燃料噴射量、燃料圧力および内燃機関の回転数の少なくとも１つである。ステップ２０で、燃料噴射上重要な運転パラメータが所定の時間にわたりほぼ一定し、又は所定の限界値内にあるか否かを検査する。これが当てはまると、内燃機関が定常運転状態にあると判断し、主ステップ１２のステップ２２に進む。
【００１７】
ステップ２３と２４で照会ないし検出した内燃機関の特性量を、ステップ２２に入力量として供給する。即ちステップ２３で内燃機関の全シリンダの各排気ガス温度を求め、相応したシリンダ毎の排気ガス温度をステップ２２に入力量として供給する。ステップ２４では、ステップ２３で測定した全シリンダ毎の排気ガス温度から、温度平均値を求める。この平均値をシリンダ毎の排気ガス温度と同様にステップ２２に入力量として供給する。ステップ２２で、ステップ２３で照会したシリンダ毎の排気ガス温度と、ステップ２４で計算した温度平均値とのシリンダ毎の温度差を検出する。
【００１８】
各シリンダに対し計算したこの温度偏差から、主ステップ１２のステップ２５で、内燃機関の各シリンダに対し、対応した燃料噴射器の開時間に対する補正値を求め、その際、このためにシリンダ毎の温度偏差を、ステップ２６で照会した比例率で計算する。この比例率は、好適には全シリンダで同じであるが、シリンダ毎に異ならせてもよい。対応した燃料噴射器の開時間に対する、ステップ２５で決定したシリンダ毎の補正値は、特に作動サイクル毎の燃料噴射量および／又は燃料圧力によって決定し、ステップ２０、２１で確認した対応する定常運転点に対し有効である。
【００１９】
対応した燃料噴射器の開時間に対する、ステップ２５で求めたこのシリンダ毎の補正値は、好適にはステップ２７でシリンダ毎の補正値平均値に関係づけ、このステップ２５で計算したシリンダ毎の補正値平均値を、主ステップ１２のステップ２８で提供ないし照会する。それに応じ、ステップ２７で、ステップ２５で計算した燃料噴射器に対する開時間のシリンダ毎の補正値と、ステップ２８で用意したシリンダ毎の補正値平均値とのシリンダ毎の補正値偏差を検出する。このシリンダ毎の補正値偏差に関係して、シリンダ毎の補正特性図１７1〜１７Nを自動的に適合させる。
【００２０】
シリンダ毎の補正特性図１７1〜１７Nを適合させるべく、ステップ２７で用意した補正値平均値からのシリンダ毎の補正値偏差およびステップ２０、２１で決定した内燃機関の運転点を基礎とし、逆補間ないし逆補外を実施する。かくして、シリンダ毎の補正特性図１７1〜１７Nの記録を自動的に適合させる。即ち、上述の如く、所定の燃料圧力および作動サイクル毎の所定の燃料噴射量で規定された或る特性運転点数に対するシリンダ毎の補正特性図１７1〜１７Nに、対応したシリンダの燃料噴射器の開時間に対するシリンダ毎の補正値として用いる情報を記録する。しかし、主ステップ１２で求めたシリンダ毎の補正値又は補正値偏差は、通常、補正特性図１７1〜１７Nに描かれていない運転点に対し求められる。逆補間又は逆補外の場合、主ステップ１２で、対応したシリンダ毎の補正値ないし補正値偏差が求められる運転点に隣接するシリンダ毎の補正特性図１７1〜１７Nの特性運転点に対する記録ないし補正値を適合させる。
【００２１】
逆補間や逆補外の際、主ステップ１２の運転点の近くに位置する、かかる特性運転点の記録ないし補正値は、一層離れて位置する特性運転点の記録ないし補正値よりも強く適合ないし変更させる。この逆補間ないし逆補外は、主ステップ１２のステップ２９で実行する。かくして、最終的に補正特性図１７1〜１７Nの記録ないし補正値を自動的に適合させる。なおここで言及しておくに、逆補間ないし逆補外時、ステップ２９で、運転パラメータ、即ち作動サイクル毎の燃料噴射量並びに燃料圧力の、フィルタにかけた値を利用する。そのためには、運転パラメータがほぼ一定しているか、所定の限界値内に位置しているステップ２１で考慮する時間帯にわたり、この運転パラメータの平均値を求める。
【００２２】
本発明に基づく方法の主ステップ１２のステップ３０で、シリンダ毎の排気ガス温度の検出に用いるセンサの状態を照会する。それに続くステップ３１で、対応したセンサが正常に作動しているか否かを検査する。その際、ステップ２９でのシリンダ毎の補正特性図１７1〜１７Nの適合は、ステップ３１でセンサが正常に作動しているのを確認したときのみ行う。他の場合には、補正特性図１７1〜１７Nの適合は行わない。
【００２３】
本発明方法の主ステップ１２のステップ２５で、ステップ２５で求めた補正値に対し、好適には、最大値ないし限界値を考慮し、詳しくは補正値が各最大値を超過した際、該最大値を補正値として利用する。この最大値又は限界値は、内燃機関の全運転状態にわたり一定している。しかしステップ２５で、運転点ないし運転負荷および従って燃料噴射量に関係する限界値ないし最大値を考慮すると有利である。
【００２４】
本発明では、ステップ２３で測定したシリンダの排気ガス温度にオフセットを与える。内燃機関のシリンダに対するかかるオフセットは、ステップ３２で用意し、ステップ２３で測定した、対応するシリンダの排気ガス温度に合算する。このオフセットは、内燃機関の全シリンダに対し種々の大きさを有し得る。
【００２５】
従って、本発明の方法により、内燃機関の運転時、シリンダ毎の補正特性図を、内燃機関の運転中に各シリンダに対し測定した排気ガス温度を基礎として、適応の意味で自動的にないし自発的に適合させる。このため、内燃機関のシリンダ毎の構成要素の、内燃機関の運転中に生ずる種々の摩耗を補償でき、かくして、全運転中にわたり内燃機関の複数のシリンダに関し所望の負荷分配を維持できる。その際、一方では内燃機関の全シリンダにわたって一様な負荷配分が、他方では各シリンダ毎に変化する負荷配分が設定できる。シリンダの範囲における負荷が大きくなればなる程、多量の燃料がシリンダに注入され、シリンダで生ずる排気ガス温度が高くなる。
【００２６】
主ステップ１０、１１における内燃機関のシリンダの燃料噴射器のシリンダ毎の開時間の検出並びに主ステップ１２におけるシリンダ毎の補正特性図の適応ないし適合を、互いに別個に、しかし並列ないし同時に行う。これによって、一方では内燃機関の変化する条件ないし状態への補正特性図の連続した適応を実現し、他方では非定常運転条件のときも燃料噴射器のシリンダ毎の開時間の迅速な検出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に基づく内燃機関の運転方法のブロック図。
【符号の説明】
【００２８】
１０〜１２  主ステップ、１３、１４、１６、１８〜３２  ステップ、１５  燃料噴射機の特性図
【図１】
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