(57)【要約】【課題】十分な量の反応剤の供給を可能にし、過剰配量による排気ガス処理装置の損傷を回避する、内燃機関の運転方法および装置を提供する。【解決手段】内燃機関（１０）が内燃機関（１０）の排気領域（１３）に排気ガス処理装置（１６）を含み、内燃機関（１０）および／または排気ガス処理装置（１６）の所定の運転状態において反応剤が注入される、内燃機関（１０）の運転方法および装置において、排気領域（１３）に注入されるべき反応剤量を決定する反応剤信号（Ｓ＿Ｒｅａ）に対する補正変数（ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒ）が決定され、補正係数（ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒ）が、設定目標量に対する尺度（ｍ＿Ｓｏｌｌ）に基づいて注入された排気領域（１３）の反応剤実際量に対する尺度（ｍ＿Ｉｓｔ）と、目標量に対する尺度（ｍ＿Ｓｏｌｌ）との比較に基づいて決定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１０）が内燃機関（１０）の排気領域（１３）に排気ガス処理装置（１６）を含み、内燃機関（１０）および排気ガス処理装置（１６）少なくともいずれかの所定の運転状態において反応剤が注入される、内燃機関（１０）の運転方法において、
排気領域（１３）に注入されるべき反応剤量を決定する反応剤信号（Ｓ＿Ｒｅａ）に対する補正変数（ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒ）が決定されること、および
補正変数（ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒ）が、予め設定された目標量に対する尺度（ｍ＿Ｓｏｌｌ）に基づいて注入された排気領域（１３）の反応剤実際量に対する尺度（ｍ＿Ｉｓｔ）と、目標量に対する尺度（ｍ＿Ｓｏｌｌ）との比較に基づいて決定されること、
を特徴とする内燃機関の運転方法。
【請求項２】
実際量に対する尺度（ｍ＿Ｉｓｔ）が、排気領域（１３）で測定されたλ信号（ｌａｍ）から決定されることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項３】
実際量に対する尺度（ｍ＿Ｉｓｔ）が、排気領域（１３）に発生する計算空気数λから決定されることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項４】
実際量に対する尺度（ｍ＿Ｉｓｔ）が、排気領域（１３）で測定されたλ信号（ｌａｍ）から決定されること、および
予想λ変化が計算され且つこれが測定λ信号（ｌａｍ）の補正のために使用されること、
を特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項５】
実際量に対する尺度（ｍ＿Ｉｓｔ）の決定において、内燃機関（１０）の排気領域（１３）の空気数λのほかに、内燃機関（１０）の吸気領域（１１）で測定された空気信号（ｍｓ＿Ｌ）が使用されることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の運転方法。
【請求項６】
補正変数（ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒ）が、内燃機関（１０）および排気ガス処理装置（１６）の少なくともいずれかの所定の運転状態において実行される学習方法の範囲内で決定されることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項７】
補正変数（ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒ）が、内燃機関（１０）に供給される燃料量または燃料量の変化が少なくとも１つの限界値内に存在する内燃機関（１０）の運転状態において決定されることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項８】
補正変数（ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒ）が、内燃機関（１０）に供給される種々の燃料量において実行され且つ決定されることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項９】
補正変数（ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒ）が、アイドリングに対応する内燃機関（１０）の運転状態において決定されることを特徴とする請求項７に記載の運転方法。
【請求項１０】
補正変数（ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒ）が、種々の反応剤圧力（ｐ、ｐ１、ｐ２）に加圧された反応剤において決定されることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項１１】
補正変数（ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒ）が、反応剤目標量に対する尺度（ｍ＿Ｓｏｌｌ）に加算されることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項１２】
反応剤として燃料が使用され、燃料は内燃機関（１０）の少なくとも１つの燃料後噴射（Ｐｏ＿Ｉ１、Ｐｏ＿Ｉ２）において供給されることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項１３】
補正変数（ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒ）が、１つより多く行われる燃料後噴射（Ｐｏ＿Ｉ１、Ｐｏ＿Ｉ２）において、個別の各燃料後噴射（Ｐｏ＿Ｉ１、Ｐｏ＿Ｉ２）に対してのみならず、複数の燃料後噴射（Ｐｏ＿Ｉ１、Ｐｏ＿Ｉ２）に対してもまた決定されることを特徴とする請求項１２に記載の運転方法。
【請求項１４】
反応剤が直接排気領域（１３）内に注入されることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれかに記載の運転方法を実施するために適した少なくとも１つの制御装置（２５）を備えたことを特徴とする内燃機関の運転装置。
【請求項１６】
制御装置（２５）が少なくとも１つの補正変数メモリ（３５）を含み、補正変数メモリ（３５）に、学習方法の間に決定された補正値が記憶されることを特徴とする請求項１５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、内燃機関が内燃機関の排気領域に排気ガス処理装置を含み、内燃機関および／または排気ガス処理装置の所定の運転状態において反応剤が注入される、内燃機関の運転方法およびその方法を実施するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ドイツ特許公開第１９９０６２８７号から、内燃機関の排気領域に、排気ガス内に含まれている粒子を捕集する粒子フィルタを含む排気ガス処理装置が配置されている、内燃機関の制御方法が既知となっている。粒子フィルタを正常に作動させるために粒子蓄積状態がわかっていなければならず、粒子蓄積状態は、粒子フィルタにおいて発生する差圧を介してまたはモデル計算により間接的に測定可能である。粒子フィルタの再生は粒子フィルタ内に蓄積された粒子の燃焼により行われ、燃焼は、例えば５００℃−６５０℃の温度範囲内で行われる。さらに内燃機関の排気領域に燃料が注入され、燃料が排気領域において可燃物として存在する酸素と発熱反応するように設計されている。燃料は、例えば触媒の接触作用面上で酸化される。これにより、一方で触媒の温度が上昇し、他方で触媒後方に発生する排気ガス流れの温度が上昇し、この温度が後続の粒子フィルタに与えられる。触媒は、予め粒子フィルタ内に含まれていてもよい。燃料は、例えば少なくとも１つの燃料後噴射により内燃機関の排気領域に到達する。
【０００３】
ドイツ特許公開第１０１０８７２０号から、内燃機関状態および／または粒子フィルタ状態を与える少なくとも１つの運転特性変数から出発され、これから粒子の燃焼強度を表わす特性変数を決定する、内燃機関排気領域内に配置されている粒子フィルタの作動方法および装置が既知となっている。特性変数はしきい値と比較される。しきい値を超えた場合、粒子フィルタの過熱を阻止するために、排気ガス内の酸素含有量を低下させる係合を目的とした反応速度の低減手段が導かれる。
【０００４】
ドイツ特許公開第１０３３３４４１号から、粒子フィルタの再生の間における粒子燃焼速度に対する尺度として、λセンサから供給されるλ信号が使用される、内燃機関の排気領域に配置されている粒子フィルタの作動方法が既知となっている。決定された尺度は、粒子フィルタの過熱を阻止することを目的として、粒子燃焼速度の制御のために使用される。λ信号またはλ信号変化に対する目標値が設定される。目標値と実際値との間に偏差が特定されたとき、例えば、絞り弁位置への係合、チャージ圧力への係合、排気ガス・ターボチャージャへの係合、または排気ガス再循環率の特定への係合が行われる。一形態により、排気管に配置された調節要素が設けられ、調節要素を介して燃料または酸化剤の排気ガス流れへの供給が行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内燃機関が内燃機関の排気領域に排気ガス処理装置を含み、内燃機関および／または排気ガス処理装置の所定の運転状態において反応剤が注入される、内燃機関の運転方法および方法を実行するための装置において、一方で十分な量の反応剤の供給を可能にし、他方で過剰配量による排気ガス処理装置の損傷を回避する、内燃機関の運転方法および方法を実行するための装置を提供することが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
内燃機関が内燃機関排気領域内に排気ガス処理装置を含み、内燃機関および／または排気ガス処理装置の所定の運転状態において反応剤が注入される、本発明による内燃機関の運転方法は、排気領域に注入されるべき反応剤量を決定する反応剤信号に対する補正変数の決定を行う。補正変数は、予め設定された目標量に対する尺度に基づいて注入された排気領域の反応剤実際量に対する尺度と、目標量に対する尺度との比較に基づいて決定される。
【０００７】
本発明による方法は、排気領域に注入されるべき反応剤量を決定する反応剤信号の適応を可能にする。目標量に対する設定尺度は補正変数で補正される。本発明の方法により、反応剤注入装置の公差および劣化現象、並びに流動状態、例えば反応剤注入装置内および／または内燃機関燃料配量装置内における反応剤の圧力波が考慮され且つこれらが補償可能である。この適応は、設定目標量に対する尺度に基づいて実際に注入された排気領域の反応剤の実際量に対する尺度と、目標量に対する尺度との比較に基づいている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による方法は、結果として不十分な排気ガス処理をもたらす不足配量と、経済性を低下させ且つ反応剤の溢流を導くであろう過剰配量とを回避する。特に、きわめて高い反応剤配量の結果として場合により発生する過大温度による、排気ガス処理装置に配置されている構成部品の不当な負荷が回避される。
【０００９】
補正変数は、反応剤量に対する尺度であっても、または、例えば反応剤注入に対する時間長さのような特性変数であってもよい。
本発明による方法の他の有利な変更態様および形態が従属請求項から明らかである。
【００１０】
一形態は、実際量に対する尺度が排気領域で測定されたλ信号から決定されるように設計されている。この手段により、λ制御のために排気領域に本来配置されているλセンサから提供されるセンサ信号が、実際量に対する尺度の決定のためにさらに使用されてもよい。他の可能性は、排気領域に発生する空気数λの計算を行うことである。
【００１１】
正常な走行運転においてそれぞれの運転点に付属する空気数λを決定し、次にこの情報をここに開示された機能に基準値として供給する既知の第２のソフトウェア機能との組み合わせは特に有利である。この第２の機能が少なくとも内燃機関の排気領域および／または内燃機関それ自身内および／または排気領域におけるガス通過時間を考慮するので、ここに開示された方法は、内燃機関の動的運転においてもまた使用可能である。
【００１２】
λに追加して、内燃機関の吸気領域で測定された空気信号が使用されるとき、実際量に対する正確な尺度が得られる。
一形態は、補正変数が、内燃機関および／または排気ガス処理装置の所定の運転状態において実行される学習方法の範囲内で決定されるように設計されている。
【００１３】
補正変数は、例えば内燃機関に供給される燃料量または燃料量の変化が少なくとも１つの限界値内に存在する内燃機関の運転状態において決定されてもよい。この手段により、少なくとも近似的に内燃機関の定常運転が存在するかどうかを検査可能である。
【００１４】
さらに、補正変数は、内燃機関の広範囲の種々の運転状態を包含可能にするために、例えば内燃機関に供給される種々の燃料量において決定されてもよい。特に、補正変数が、アイドリングに対応する内燃機関の運転状態において決定されるように設計されていてもよい。
【００１５】
さらに、補正変数が、種々の反応剤圧力に加圧された反応剤において決定されるように設計されていてもよい。
一形態は、補正変数が、反応剤目標量に対する尺度に加算されて、または目標量と乗算されて補正されるように設計されている。
【００１６】
一形態により、反応剤が燃料であり、燃料は内燃機関の少なくとも１つの燃料後噴射において供給されるように設計されている。この場合、補正変数が、１つより多く行われる燃料後噴射において、個別の各燃料後噴射に対してのみならず複数の燃料後噴射に対してもまた別に決定される。これにより、特に反応剤注入装置内および／または内燃機関燃料配量装置内の圧力波により発生する、反応剤の注入における時間的に変化する状態を考慮可能である。
【００１７】
一形態により、反応剤が直接排気領域に注入されるように設計されている。この場合もまた、例えば燃料が反応剤として使用されていてもよい。
本発明による内燃機関の運転装置は、はじめに、方法を実施するために適した制御装置に関するものである。制御装置は、方法がコンピュータ・プログラムとして記憶されている少なくとも１つの電気メモリを含むことが好ましい。制御装置は、補正変数の種々の値が記憶される少なくとも１つの特定のメモリを含む。
【００１８】
本発明による方法の他の有利な変更形態および形態が他の従属請求項および以下の説明から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は内燃機関１０を示し、内燃機関１０の吸気領域１１に空気測定手段１２が配置され、内燃機関１０の排気領域１３に、反応剤注入装置１４、λセンサ１５、および排気ガス処理装置１６が配置されている。排気ガス処理装置１６は、少なくとも１つの触媒１７および／または粒子フィルタ１８を含む。排気ガス処理装置１６に圧力センサ１９および温度センサ２０が設けられている。
【００２０】
制御装置２５に、空気測定手段１２は空気信号ｍｓ＿Ｌを、内燃機関１０は回転信号ｎを、λセンサ１５はλ信号ｌａｍを、圧力センサ１９は排気圧力信号ｄｐを、温度センサ２０は排気温度信号ｔｅ＿ａｂｇを出力する。
【００２１】
制御装置２５は、第１の圧力ｐ１が発生する燃料配量手段２６に燃料信号ｍ＿Ｋを、燃料配量手段２６のみならず第２の圧力が発生する反応剤注入装置１４にも反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａを供給する。
【００２２】
制御装置２５は運転状態決定手段３０を含み、運転状態決定手段３０に、燃料信号ｍ＿Ｋ、回転信号ｎ、再生信号Ｒｅｇ、温度信号ｔｅ、速度信号ｖ、圧力信号ｐが供給される。運転状態決定手段３０は、学習開始信号Ｓ＿Ｌｅｒｎをスイッチ３１に出力する。
【００２３】
再生制御手段３２が設けられ、再生制御手段３２に排気圧力信号ｄｐ並びに排気温度信号ｔｅ＿ａｂｇが供給され、再生制御手段３２は、再生信号Ｒｅｇ並びに反応剤目標量に対する尺度ｍ＿Ｓｏｌｌを提供する。
【００２４】
実際量決定手段３３は、λ信号ｌａｍおよび空気信号ｍｓ＿Ｌから、排気領域１３に存在する反応剤実際量に対する尺度ｍ＿Ｉｓｔを決定する。
比較器３４は、反応剤目標量に対する尺度ｍ＿Ｓｏｌｌを反応剤実際量に対する尺度ｍ＿Ｉｓｔと比較し且つ偏差ｄｍを提供し、偏差ｄｍは、スイッチを介して補正変数メモリ３５に供給される。
【００２５】
補正変数メモリ３５は特性曲線群３６を含み、特性曲線群３６は補正変数ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒの種々の値を含む。補正変数メモリ３５は、供給された偏差ｄｍ、目標量に対する尺度ｍ＿Ｓｏｌｌ、燃料信号ｍ＿Ｋ、第１および第２の圧力ｐ１、ｐ２、少なくとも１つの燃料後噴射Ｐｏ＿Ｉ１、Ｐｏ＿Ｉ２に関する情報、並びに回転信号ｎを受け取る。補正変数メモリ３５は、補正変数ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒを加算器３７に出力し、加算器３７は、補正変数ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒを目標量に対する尺度ｍ＿Ｓｏｌｌに加算し且つ結果として反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａを提供する。
【００２６】
目標量に対する尺度ｍ＿Ｓｏｌｌが、変換手段３８により、尺度ｍ＿Ｓｏｌｌを、例えば時間の単位で示す変数に変換される代替態様が破線で記入されている。
本発明による方法は次のように実行される。
【００２７】
内燃機関１０から排出された排気ガスは、排気領域１３に配置されている排気ガス処理装置１６により、少なくとも１つの好ましくない排気ガス成分が除去されて浄化される。排気ガス処理装置１６は、例えば少なくとも１つの触媒１７、例えば酸化触媒および／または三元触媒および／またはＮＯｘ吸蔵触媒および／またはＳＣＲ触媒および／または粒子フィルタ１８を含む。触媒１７は、例えば粒子フィルタ１８の構成要素であってもよい。
【００２８】
本発明は、排気領域１３に反応剤が注入されることから出発する。例えば排気ガス処理装置１６のような構成要素を加熱するために、または排気領域１３の排気ガスを加熱するために、例えば燃料のような被酸化性反応剤が使用されていてもよい。被酸化性反応剤は排気領域１３に存在する酸素と発熱反応可能である。場合により、触媒１７において発熱反応が行われ、この場合、排気ガスの加熱のほかに直接触媒１７の加熱が行われる。
【００２９】
さらに、反応剤は、例えば排気ガス成分をほとんど無害の成分に転化するために使用されてもよい。例えば、ＳＣＲ触媒は、ＮＯｘの転化のために反応剤を必要とする。反応剤として、例えばアンモニアが使用され、アンモニアは、排気領域１３に注入された尿素水溶液から得られても、または直接排気領域１３に注入されてもよい。代替態様として、反応剤はエンジン内部で提供されてもよい。
【００３０】
反応剤は、さらに、例えばＮＯｘ吸蔵触媒の再生のために使用されてもよい。
図示の実施例においては反応剤注入装置１４が示され、反応剤注入装置１４は、反応剤を直接排気領域１３に注入する。反応剤注入装置１４は、例えば噴射弁として形成され、噴射弁は、第２の圧力ｐ２を有する反応剤を排気領域１３に噴霧する。
【００３１】
代替態様または追加態様として、反応剤がエンジン内部で内燃機関１０内に注入されるように設計されていてもよい。このために、燃料配量手段２６が同時に使用されてもよく、燃料配量手段２６は、第１の圧力ｐ１を有する燃料を内燃機関１０のシリンダ内に噴射する。反応剤の注入は、例えば少なくとも１つの燃料後噴射Ｐｏ＿Ｉ１、Ｐｏ＿Ｉ２によって行われてもよい。
【００３２】
はじめに、重ねられた燃料後噴射Ｐｏ＿Ｉ２が行われてもよく、燃料後噴射Ｐｏ＿Ｉ２は内燃機関１０内で燃焼するが、場合によりその一部のみはトルクの発生に寄与することがある。この手段により、特に排気ガスの加熱が達成可能である。追加態様または代替態様として、少なくとも１つの他の燃料後噴射Ｐｏ＿Ｉ１が設けられていてもよく、他の燃料後噴射Ｐｏ＿Ｉ１において、燃料は未燃のまま排気領域１３に到達し、排気領域１３において、燃料は発熱反応するか、および／または化学的転化プロセスに使用可能である。
【００３３】
燃料配量手段２６および／または反応剤注入装置１４から注入されるべき反応剤の量は反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａにより決定され、反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａは、例えば弁の噴射期間および場合により弁の噴射時期を決定する。
【００３４】
図示の実施例においては、反応剤が粒子フィルタ１８の加熱のために使用されることから出発する。この加熱は、蓄積された粒子がそのときに自然燃焼する粒子フィルタ１８の再生過程を開始させるために、粒子フィルタ１８を、例えば５００℃−６５０℃の温度に加熱するのに必要である。加熱は、例えば間接的に排気温度により行われてもよい。さらに、反応剤が好ましくは粒子フィルタ１８内に含まれている触媒１７内において発熱反応するように設計されていてもよい。これにより、粒子フィルタ１８は、間接的にのみならず直接的にも加熱される。
【００３５】
再生制御手段３２は、例えば粒子フィルタ１８において発生する差圧に基づいて粒子フィルタ１８の再生の必要性を検出することができる。このために、圧力センサ１９は、粒子フィルタ１８または排気ガス処理装置１６において発生する排気圧力ｄｐを測定する。再生制御手段３２は、さらに、少なくとも粒子フィルタ１８の温度に対する尺度である排気温度ｔｅ＿ａｂｇを考慮することが好ましい。
【００３６】
再生制御手段３２の本質的な課題は、少なくとも反応剤目標量に対する尺度ｍ＿Ｓｏｌｌを出力することにある。目標量に対する尺度ｍ＿Ｓｏｌｌは比較的正確に決定されなければならない。目標量がきわめて小さい場合、粒子フィルタの再生のために必要なスタート温度が達成されないことになる。反応剤が化学的転化のための反応剤として使用されているかぎり、目標量に対する尺度ｍ＿Ｓｏｌｌがきわめて小さい場合、希望の転化が行われないかまたは不十分な量で行われるにすぎないであろう。きわめて高い目標量は、許容できない過大温度のために、排気ガス処理装置１６を危険にさらすであろう。この場合、蓄積粒子が燃焼する粒子フィルタ１８の開始された再生は同様に発熱反応であり、この発熱反応は、温度に著しく影響を与えることが考慮されるべきである。
【００３７】
反応剤目標量に対する尺度ｍ＿Ｓｏｌｌが、実際に排気領域１３に存在する反応剤の実際量ｍ＿Ｉｓｔと異なる場合があることが実験により特定された。機械的構成要素、例えば燃料配量手段２６および／または反応剤注入装置１４内の公差がその原因である。反応剤注入装置１４および／または燃料配量手段２６内における流動状態もまた本質的な影響を与えている。特に噴射過程に基づいて圧力波が発生することがあり、この圧力波により、目標量に対する尺度ｍ＿Ｓｏｌｌに対応する反応剤ないしは燃料よりも多いまたは少ない反応剤ないしは燃料が実際に噴射される結果となる。
【００３８】
本発明により補正変数ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒの提供が行われ、補正変数ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒは、排気領域１３に注入されるべき反応剤量を決定する反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａのために提供される。補正変数ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒは、比較器３４において行われる、排気領域１３の反応剤実際量に対する尺度ｍ＿Ｉｓｔと目標量の尺度ｍ＿Ｓｏｌｌとの比較に基づいて決定される。
【００３９】
補正変数ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒは、補正変数メモリ３５の特性曲線群３６に記憶されている個々の値により与えられていることが好ましい。
排気領域１３の反応剤実際量ｍ＿Ｉｓｔは、λ信号ｌａｍに基づいて決定されることが好ましく、λ信号ｌａｍは、排気領域１３に配置されているλセンサ１５が提供する。λセンサ１５は、排気ガス処理装置１６の手前上流側、排気ガス処理装置１６の後方または排気ガス処理装置１６内の所定の位置に配置されていてもよく、この場合、排気ガス処理装置１６は、例えば触媒１７および粒子フィルタ１８のような複数の構成要素を含む。
【００４０】
λセンサ１５は、例えば０．６−４．０の範囲内に存在するλを測定可能な広帯域λセンサであることが好ましい。λセンサ１５は、場合により存在する高い酸素成分および同時に存在する燃料成分および、例えば水分の存在にもかかわらず、正確なλ信号ｌａｍまたは少なくとも１つの再現可能なλ信号ｌａｍを提供し、このλ信号ｌａｍから排気領域１３の反応剤実際量に対する尺度ｍ＿Ｉｓｔが確実且つ再現可能に決定可能であることが、実験により示された。この決定において、空気信号ｍｓ＿Ｌが同時に考慮されることが好ましい。
【００４１】
排気領域１３の空気数λは、λセンサ１５によって測定する代わりに、例えば空気信号ｍｓ＿Ｌおよび燃料信号ｍ＿Ｋのような内燃機関１０の既知の運転変数に基づいて計算されてもよい。
【００４２】
正常運転において予想されるべき空気数λが、既知の他の機能から、ここに開示された機能へ基準値として供給される設計は特に有利である。これにより、空気数λの変化が直接反応剤の配量に基づいて決定可能である。この前提は、反応剤が空気数λに影響を与えることである。これは、例えば、反応剤として燃料が使用され、燃料は直接排気領域１３に注入されるか、またはエンジン内部で、例えば少なくとも１つの燃料後噴射により供給される場合である。これにより、実際のλが、内燃機関１０の吸気領域１１および／または内燃機関１０それ自身内および／または排気領域１３のガス通過時間とは無関係に、常時提供される。
【００４３】
反応剤の注入に基づくλ変化は、次式によって得られる。
【００４４】
【数１】
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【００４５】
この場合、場合により乗算補正係数ＫＦが考慮されてもよく、乗算補正係数ＫＦは、λセンサ１５において必ずしも完全な熱力学的平衡が形成され得ないことによって得られる。例えば、酸素濃度に関するλセンサ１５の測定精度が４％、λ＝２、および空気測定手段１２の精度が例えば５％であると仮定した場合、排気領域の反応剤実際量に対する尺度ｍ＿Ｉｓｔは、約６．５％の精度で決定可能である。
【００４６】
比較器３４により決定された偏差ｄｍは、特性曲線群３６において個々の値を決定するために使用される。この決定は、異なる燃料信号に対して、および／または異なる反応剤圧力ｐ１、ｐ２に対して、および／または少なくとも１つの燃料後噴射Ｐｏ＿Ｉ１、Ｐｏ＿Ｉ２の関数として行われることが好ましい。
【００４７】
第１または第２または他の燃料後噴射Ｐｏ＿Ｉ１、Ｐｏ＿Ｉ２が個々にまたは複数の燃料後噴射Ｐｏ＿Ｉ１、Ｐｏ＿Ｉ２が１つのサイクル内で行われているかどうかの関数として異なる値が記憶されることが目的に適っている。偏差ｄｍは、燃料後噴射Ｐｏ＿Ｉ１、Ｐｏ＿Ｉ２の異なる構成において異なって形成される圧力波に基づき一般には一致しない。追加態様または代替態様として、個々の値は、例えばクランク軸の位置に関する少なくとも１つの燃料後噴射Ｐｏ＿Ｉ１、Ｐｏ＿Ｉ２の角度位置を与える角度信号ｗの関数として記憶される。
【００４８】
特性曲線群３６内の補正変数ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒの個々の値は、内燃機関１０および／または排気ガス処理装置１６の所定の運転状態においてのみ学習され且つ記憶されることが好ましい。所定の運転状態を決定するために運転状態決定手段３０が設けられ、運転状態決定手段３０は学習開始信号Ｓ＿Ｌｅｒｎを提供し、学習開始信号Ｓ＿Ｌｅｒｎはスイッチ３１を閉じる。スイッチ３１は、個々の値を特性曲線群３６内に入力するための開始を表わす。
【００４９】
運転状態決定手段３０は、例えば燃料信号ｍ＿Ｋの関数として学習開始信号Ｓ＿Ｌｅｒｎを出力する。例えば、燃料信号ｍ＿Ｋおよび／または燃料信号ｍ＿Ｋの変化が少なくとも１つの限界値内に少なくとも存在するかどうかが検査される。例えば、下限および／または上限が設定されていてもよい。さらに、例えば、排気ガス処理装置１６がこれから再生されることを指示する再生信号Ｒｅｇが考慮されることが好ましい。再生信号Ｒｅｇが存在した場合、学習開始信号Ｓ＿Ｌｅｒｎは阻止されることが好ましい。さらに、学習開始信号Ｓ＿Ｌｅｒｎは、温度信号ｔｅの関数として出力されてもよい。温度信号ｔｅは、例えば内燃機関１０の温度および／または排気領域１３の温度および／またはλセンサ１５の温度であってもよい。
【００５０】
さらに、運転状態決定手段３０は、内燃機関１０により駆動される図示されていない自動車の走行速度ｖの関数として学習開始信号Ｓ＿Ｌｅｒｎを提供してもよい。例えば、内燃機関１０のアイドリングから出発可能なように、走行速度が０に等しいかどうかがモニタリングされてもよい。
【００５１】
さらに、圧力信号ｐが考慮されてもよく、この場合、圧力信号ｐは、例えば反応剤の第１および／または第２の圧力ｐ１、ｐ２である。代替態様または追加態様として回転信号ｎが考慮されてもよい。特に燃料信号ｍ＿Ｋおよび／または圧力信号ｐおよび／または回転信号ｎから、内燃機関１０の負荷に対する尺度または内燃機関１０の負荷変化に対する尺度が得られ、これらの関数として学習開始信号Ｓ＿Ｌｅｒｎが出力されてもよい。
【００５２】
補正変数ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒは、加算器３７において、反応剤目標量に対する尺度ｍ＿Ｓｏｌｌに加算されることが好ましい。加算は、乗算結合に比較して、補正変数ｔｉ＿Ｋｏｒｒ、ｍ＿Ｋｏｒｒに誤差があった場合に、誤差が乗算結合においてよりも著しく小さいという本質的な利点を有している。
【００５３】
反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａは直接反応剤量に対する尺度であってもよい。反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａは、本来、反応剤注入装置１４および／または燃料配量手段２６の操作に適した操作変数であることが好ましい。反応剤信号Ｓ＿Ｒｅａは、この場合、例えば弁の開放時間を表わす時間長さであることが好ましい。この場合、加算器３７の手前に変換手段３８が設けられ、変換手段３８は、反応剤目標量に対する尺度ｍ＿Ｓｏｌｌを量から時間長さに変換する。それに対応して、補正変数メモリ３５に、目標量に対する尺度ｍ＿Ｓｏｌｌの代わりに、開放時間の目標時間に対する対応の尺度が供給される。この結合が、図１において破線で記入されている。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、本発明による内燃機関の運転方法を実行するのに適した機能ブロック図を示す。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年4月17日(2008.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【国際調査報告】
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