(57)【要約】  内燃機関の少なくとも１つの燃料室における燃料調量を制御するための方法および装置が記載される。少なくとも１つの作動特性量（ＱＫ，Ｐ）から出発して、噴射される燃料量を決定するドライブ制御量（ＡＤ）を予め定められる。シリンダ圧力を特徴付けるシリンダ圧力量（ＰＺ）および少なくとも１つの作動特性量（ＱＫ，Ｐ）から出発して、ドライブ制御量（ＡＤ）を補正するための補正値（Ｋ）が予め定められる。
2009540179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの作動特性量（ＱＫ，Ｐ）から出発して、噴射される燃料量を決定するドライブ制御量（ＡＤ）を予め定める、内燃機関の少なくとも１つの燃料室における燃料調量を制御するための方法において、
シリンダ圧力を特徴付けるシリンダ圧力量（ＰＺ）および少なくとも１つの作動特性量（ＱＫ，Ｐ）から出発して、前記ドライブ制御量（ＡＤ）を補正するための補正値（Ｋ）を予め定める
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記作動特性量として、燃料圧力を特徴付ける量を使用する
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記作動特性量として、噴射されるべき燃料量を特徴付ける量（ＱＫ）を使用する
請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記シリンダ圧力量（ＰＺ）をセンサによって測定する
請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記補正値を前記シリンダ圧力量（ＰＺ）に対する参照値（ＰＲ）と現在の値との差から出発して求める
請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記補正値（Ｋ）を前記差と前記少なくとも１つの作動特性量（ＱＫ，Ｐ）に依存している少なくとも１つの係数（Ｘ，Ｙ）から出発して求める
請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記シリンダ圧力量（ＰＺ）を複数の作動特性量から出発して求める
請求項１記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの作動特性量（ＱＫ，Ｐ）から出発して、噴射される燃料量を決定するドライブ制御量（ＡＤ）を予め定める手段（１１０）を備えている、内燃機関の少なくとも１つの燃料室における燃料調量を制御するための装置において、
シリンダ圧力を特徴付けるシリンダ圧力量（ＰＺ）から出発して、前記ドライブ制御量（ＡＤ）を補正するための補正値（Ｋ）を予め定める手段（１４０）が設けられている
ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来の技術
本発明は、内燃機関の少なくとも１つの燃料室における燃料調量を制御するための方法および装置に関する。
【０００２】
通例、このために、例えば噴射されるべき燃料量のような少なくとも１つの作動特性量から出発して、少なくとも１つの燃料室に噴射されるべき燃料量を決定する、調整操作エレメントに対するドライブ制御信号が予め定められる。この形式の方法およびこの形式の装置は例えばＤＥ１９７１２１４３から公知である。
【０００３】
ドライブ制御信号として通例は、ドライブ制御持続時間またはドライブ制御角度が予め定められる。これらの量に対して択一的に、噴射されるべき燃料量を定める任意の別の量を予め定めることができる。ドライブ制御信号として、噴射されるべき燃料量を特徴付けているそれぞれの信号を使用することができる。
【０００４】
通例、調整操作エレメントのドライブ制御持続時間は単に、所望の燃料量および燃料圧に依存してドライブ制御持続時間特性マップにファイルされている。コモンレールシステムのインジェクタに対するドライブ制御持続時間特性マップの算出は通例、機関試験台で作業行程毎の噴射において実施される。その際噴射開始は負荷に依存して、それぞれのシリンダの上死点の領域において僅かに変化する。これらの噴射において燃焼室圧力に基づいて量偏差は発生しない。というのは、相応のドライブ制御持続時間特性マップは同じ燃焼室圧力において算出されたからである。上死点の遙か前もしくは上死点の遙か後もしくは燃焼の遙か後に実施される噴射の場合、燃焼室圧力は、ドライブ制御持続時間特性マップが算出されたろきの燃焼室圧力とは著しく異なっている。このような噴射の場合結果的に量エラーが生じることになる。殊にこれらのエラーはパイロット噴射および／またはポスト噴射の場合に発生する。
【０００５】
このことが意味するのは、クランク軸のどの時点もしくはどの角度位置でこのパイロット噴射および／またはポスト噴射が行われるかに依存して著しい量エラーが発生すると言うことである。種々異なった類の機能がこのパイロット噴射もしくはポスト噴射に関わってくる。このような類の機能では量エラーは問題である。このような類の機能の関わり方は制御（オープンループ）であって、調整（閉ループ制御）ではないからである。この種の機能は例えば圧力波補償または零量較正である。本発明によれば、このような量エラーは、噴射量が噴射の際に生じている燃焼室圧力に依存していることに基づいていることが認識された。パイロット噴射および／またはポスト噴射の際の燃焼室圧力はメイン噴射の際に生じている燃焼室圧力とは著しく異なっている。
【０００６】
例えば電気的にドライブ制御されかつ制御室を有しているコモンレールインジェクタのようなハイドロリック制御される噴射システムでは殊に、ニードル開放特性はノズルニードルにおける力平衡に依存している。この力平衡は実質的に、インジェクタが閉鎖されている場合にノズルにかかるシリンダ圧力を介して付加的に影響を受ける。この影響は典型的には、高いシリンダ背圧がノズルの開放特性を支える、すなわち電気的なドライブ制御が同じであるとした場合には噴射は時間的に早期の時点で始まるようなものである。他方において、噴射レートは背圧に依存している、すなわち背圧が高い場合最大レートは低減される。それはレール圧力と背圧との圧力差が小さくなるからである。
【０００７】
シリンダ圧力を考慮することによって、調量精度を高めることができる。このことは更に、噴射量を入力量として有している量補正機能が正しい作動点において動作するという利点を有している。
【０００８】
シリンダ圧力を特徴付けているシリンダ圧力量から出発して、ドライブ制御量を補正するための補正値を求めることによって、著しく改善された燃料調量が生じる。これにより、インジェクタもしくはポンプノズルユニットが燃焼室圧力が変化した際に変化された開放特性を示すことに基づいている効果が補償調整される。開放特性が変化すると噴射量および場合によっては噴射開始も変化することになる。このことは、圧力がインジェクタの開放に影響を及ぼすことに基づいている。インジェクタの形態に応じて、燃焼室圧力が高められると開放されやすくなる、すなわち燃料量が高められるまたは開放しにくくなり、ひいては燃料量が低減される可能性がある。更に、燃焼室圧力が高められると噴射レートが燃料圧力と燃焼室圧力との間の僅かになる差圧に基づいて低減されるという効果が発生する。
【０００９】
補正値をシリンダ圧力量および付加的に内燃機関の作動点もしくはインジェクタの作動点に依存して求めると特別有利である。
【００１０】
このことは、ドライブ制御特性マップの出力信号をドライブ制御特性マップの入力量およびシリンダ圧力に依存して補正することによって実現される。
【００１１】
作動特性量として、燃料圧力を特徴付ける量（Ｐ）が使用されると特別有利である。コモンレールシステムでは殊に、この量は使用することができる。更に燃料圧力もしくはレール圧は調整操作エレメントの特性に著しい影響を有している。
【００１２】
調整操作エレメントの特性に著しい影響を及ぼす別の量は噴射されるべき燃料量である。この量も内燃機関を制御するための制御装置に存在している。噴射されるべき燃料量を特徴付けている量（ＱＫ）として制御装置に存在している種々の信号を使用することができる。
【００１３】
シリンダ圧力（ＰＺ）を検出するために有利には、センサが使用される。これは、内燃機関の制御の際に使用される別の量を求めるためにも使用することができる。コスト面で有利な択一的解決法において、これらの量が別の作動特性量から出発して求められる、すなわち計算されるまたは特性マップから読み出されるように設定することもできる。
【００１４】
図面の簡単な説明
図１には内燃機関を制御するための方法および装置の重要なエレメントが図示されている。図２にはドライブ制御量に対する補正値の算出が詳細に図示されている。
【００１５】
本発明の実施例
図１には本発明の手法がブロック線図にて略示されている。調整操作エレメントが１００で示されている。これはドライブ制御信号Ａによって制御される。ドライブ信号Ａは論理結合点１０５においてドライブ制御持続時間特性マップ１１０の出力信号ＡＤと補正値Ｋとの論理結合により形成される。ドライブ制御持続時間特性マップ１１０には第１のセンサ１１５の出力信号Ｐおよび量予設定部１２０の出力信号ＱＫとが供給される。量予設定部１２０には第２のセンサ１２２の出力信号ＦＰおよび第３のセンサ１２４の信号Ｎが供給される。
【００１６】
調整操作エレメントは有利にはコモンレールシステムのインジェクタとしてまたはポンプノズルエレメントとして実現されている。その際電磁弁またはピエゾアクチュエータに供給されるドライブ制御信号の持続時間が噴射される燃料量を決定する。
【００１７】
補正値は、入力信号ＱＫおよびドライブ制御マップ１１０のＰおよび第４のセンサ１５５の出力信号ＰＺが供給される補正部１４０によって用意される。
【００１８】
ドライブ制御持続時間特性マップ１１０には、少なくとも量ＱＫによって定められている作動点に依存して、調整操作エレメント１００に対するドライブ信号Ａがファイルされている。作動点は少なくとも１つの作動特性量によって固定されている。図示の実施例において作動点は、噴射されるべき燃料量を特徴付けている量ＱＫおよび燃料圧を特徴付けている量Ｐによって決定される。量ＱＫは量予設定部１２０によって有利には、運転者希望を特徴付けている信号ＦＰおよび回転数Ｎに依存して予め定められる。量Ｐはセンサ１１５を用いて測定される。この場合それは燃料圧を特徴付けている量である。コモンレールシステムではこの量は通例、レール圧と称される。
【００１９】
シリンダ圧力ＰＺの影響を補償するために、補正部１４０によって補正値Ｋは少なくともシリンダ圧力ＰＺおよび別の作動特性量ＱＫおよび／またはＰに依存して予め定められる。補正値がシリンダ圧力ＰＺおよびドライブ制御持続時間特性マップ１１０の入力量に依存して予め定められる。それから補正値Ｋによって論理結合点１０５においてドライブ制御持続時間特性マップ１１０の出力信号ＡＤが補正される。シリンダ圧力ＰＺはセンサ１５５を用いて測定されるまたは別の量から出発して求められる。
【００２０】
ドライブ制御マップは規定の参照圧力ＰＲにおいてデータ化される。補正値Ｋは、計算実行時間およびリソース最適化されているモデルベースの数式によって求められる。このために有利には２次近似式が使用される。この場合参照圧力ＰＲとは異なっている燃料室圧力ＰＺにおいて所望量を実現するために必要なドライブ制御持続時間補正Ｋが次式に従って計算される：
Ｋ＝（ＰＺ−ＰＲ））＊Ｘ＋（ＰＺ−ＰＲ）＊（ＰＺ−ＰＲ）＊Ｙ
ここで量ＸおよびＹは、インジェクタのそれぞれの作動点に対してアパイロットケーションツールを用いて生データからオンラインで求められ、かつＳＧ（制御装置）において特性マップにファイルされるパラメータである。
【００２１】
択一的に、別の数式またはモデルを使用することもできる。更に、補正値が相応の特性マップにおいてファイルされているように設定することができる。
【００２２】
特性マップ１１０は種々異なったシリンダ圧力に対して測量される。それからパラメータｘおよびｙがこれら測定値から出発してインジェクタのそれぞれの作動点においてアプリケーションフェーズの期間に生データから求められかつ制御装置において特性マップにファイルされる。
【００２３】
この手法は特別有利である。というのは、補正は十分な精度を有しておりかつ僅かなメモリスペースおよび計算実行時間しか必要としないからである。上に挙げた式に対して択一的に、実際の値と参照値との圧力差から出発して補正値を計算するために別の式も使用することができる。
【００２４】
別の択一例において、反転されたインジェクタモデルが使用されるように設定することができる。
【００２５】
この手法は図２に詳細に示されている。図１に既に説明したエレメントは同じ参照符号が付されている。量ＱＫおよびＰは付加的に第１の特性マップ２００および第２の特性マップ２１０に達する。第１の特性マップ２００には係数Ｙがおよび第２の特性マップ２１０には係数ｘがインジェクタの作動点に依存してフィルされている。有利には、特性マップ２００および２１０に対する入力量として、ドライブ制御持続時間特性マップ１１０と同一の入力量が使用されるように設定されている。論理結合点２１０もしくは論理結合点２１５において特性マップの出力信号ＸもしくはＹは論理結合点２２０の出力信号ともしくは減算点２３０の出力信号と有利には乗算結合される。論理結合点２１０および２１５の２つの出力信号は論理結合点２４０に達し、この論理結合点はこれら２つの信号を有利には加算結合する。論理結合点２４０の出力側に補正値Ｋが生じる。
【００２６】
減算点２３０に一方において燃焼圧力に対するセンサ１５５の出力信号ＰＺが供給され、他方において予め定めた参照値２５０の出力信号が供給される。予め定めた参照値５０の出力側には参照圧力ＰＲが現れる。参照圧力ＰＲは、ドライブ制御持続時間特性マップ１１０で測量された燃焼室圧力である。
【００２７】
図２に図示のエレメント２００乃至２５０は上で説明した式を再現する。
【００２８】
本発明によれば、参照値ＰＲと現在の燃焼室圧力ＰＺとの間の差に依存した線形の補正、並びに２次補正が設定されている。線形の補正に対して係数Ｘが特性マップ２０５におよび２次補正に対して係数Ｙが特性マップ２００に、インジェクタの作動点に依存してファイルされている。これらの係数において一方における差および他方における差の二乗が乗算されかつこれにより補正値Ｋが２次式を用いて計算される。
【００２９】
この手法はすべての噴射タイプ、すなわちパイロット噴射、メイン噴射およびポスト噴射に対して適用される。インジェクタの作動点に依存して非活性化を行えば、別の特別有利な実施形態が提供される。この非活性化により、必要な補正は僅かであると期待される場合の計算実行時間を低減することができる。それは例えば大きな噴射量または大きな燃料圧力の場合に生じる。つまり、補正値Ｋが内燃機関の作動状態に依存してドライブ制御される相応のスイッチング手段を介して論理結合点１０５に達するように設定することができる。
【００３０】
特別有利な別の実施形態によれば、ドライブ制御開始を補正するために相応の補正が設定されている、すなわちドライブ制御持続時間の他にドライブ制御開始も補正されるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】内燃機関を制御するための方法および装置の重要なエレメントの略図
【図２】ドライブ制御量に対する補正値の算出を示す詳細図
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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