(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料調量が少なくとも前噴射および主噴射を含む複数の部分噴射に分割されており、それぞれの噴射のための駆動信号を、上死点前方の所定のクランクシャフト角度でインタラプト信号が発生した際に計算する、
内燃機関への燃料調量を制御する方法において、
第１のインタラプト信号が発生した際に、
少なくともドライバの要求を表すモーメント量に基づいて主噴射の開始を表す主噴射開始信号を設定し、
該主噴射開始信号に基づいて燃焼効率を表す量を設定し、
該燃焼効率を表す量に基づいて噴射すべき全燃料量を設定し、
該設定された全燃料量を各部分噴射に分割し、前噴射の際に噴射される燃料量を表す前噴射量信号と前噴射の開始を表す前噴射開始信号とを計算し、
第２のインタラプト信号が発生した際に、
少なくともドライバの要求を表すモーメント量に基づいて主噴射の開始を表す主噴射開始信号をあらたに設定し、
該あらたに設定された主噴射開始信号に基づいて燃焼効率を表す量をあらたに設定し、
該あらたに設定された燃焼効率を表す量に基づいてあらためて噴射すべき全燃料量を計算し、
該あらためて計算された全燃料量を各部分噴射に分割し、主噴射の際に噴射される燃料量を表す主噴射量信号を計算する
ことを特徴とする内燃機関への燃料調量を制御する方法。
【請求項２】
後噴射が行われる場合、第２のインタラプト信号が発生した際に、前記あらためて計算された全燃料量を各部分噴射に分割し、その際に後噴射の際に噴射される噴射量を表す後噴射量信号を求め、続いて主噴射の際に噴射される燃料量を表す主噴射量信号を設定し、続いて後噴射の開始を表す後噴射開始信号を設定する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
燃料調量が少なくとも前噴射および主噴射を含む複数の部分噴射に分割されており、それぞれの噴射のための駆動信号が、上死点前方の所定のクランクシャフト角度でインタラプト信号が発生した際に計算される、
内燃機関への燃料調量を制御する装置において、
第１のインタラプト信号が発生した際に、少なくともドライバの要求を表すモーメント量に基づいて主噴射の開始を表す主噴射開始信号を設定し、該主噴射開始信号に基づいて燃焼効率を表す量を設定し、該燃焼効率を表す量に基づいて噴射すべき全燃料量を設定し、該設定された全燃料量を各部分噴射に分割し、前噴射の際に噴射される燃料量を表す前噴射量信号と前噴射の開始を表す前噴射開始信号とを求め、
第２のインタラプト信号が発生した際に、少なくともドライバの要求を表すモーメント量に基づいて主噴射の開始を表す主噴射開始信号をあらたに設定し、該あらたに設定された主噴射開始信号に基づいて燃焼効率を表す量をあらたに設定し、該あらたに設定された燃焼効率を表す量に基づいてあらためて噴射すべき全燃料量を計算し、該あらためて計算された全燃料量を各部分噴射に分割し、主噴射の際に噴射される燃料量を表す主噴射量信号を計算する
手段が設けられている
ことを特徴とする内燃機関への燃料調量を制御する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関への燃料調量を制御する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８６０３９８号明細書から、内燃機関への燃料調量を制御する方法および装置が公知である。そこでは燃料調量は少なくとも１つの第１の部分噴射と主噴射とに分割されている。その際に主噴射のための駆動開始が計算されるが、これは次の次の主噴射の際にようやく駆動に使用される。このため主噴射の駆動開始を定める場合、データ検出から実際の噴射までに時間遅延が発生する。噴射持続時間ひいては噴射すべき燃料量を定める信号はそのつど次の噴射の際に駆動に使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、内燃機関への燃料調量を制御する方法および装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題は、ドライバの要求を表す少なくとも１つのモーメント量に基づいて主噴射の開始を表す主噴射開始信号を設定可能であり、少なくとも主噴射開始信号に基づいて燃焼効率を表す量を設定可能であり、燃焼効率を表す量に基づいて噴射すべき全燃料量を表す全燃料量信号を設定可能である方法により解決される。課題はまた、ドライバの要求を表す少なくとも１つのモーメント量に基づいて主噴射の開始を表す主噴射開始信号を設定し、少なくとも主噴射開始信号に基づいて燃焼効率を表す量を設定し、燃焼効率を表す量に基づいて噴射すべき全燃料量を表す全燃料量信号を設定する手段が設けられている装置を構成して解決される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明によれば著しく精確な燃料調量が可能となり、特にデータの検出から燃料調量に対する駆動信号を決定するまでの時間遅延を最小化することができる。
【０００６】
特に有利には第１のインタラプトが発生した際に少なくとも１つの全燃料量信号に基づいて第１の部分噴射の開始を表す第１の部分噴射開始信号と第１の部分噴射の際に噴射される燃料量を表す第１の部分量信号とを設定可能である。これにより前噴射のためのデータを前噴射の直前、パイロットインタラプトの発生時にその時点での駆動特性量に基づいて求めることができる。
【０００７】
さらに有利には、第２のインタラプト信号が発生した際に少なくとも１つの全燃料量信号に基づいて第３の部分噴射の際に噴射される燃料量を表す第２の部分量信号を設定可能である。これにより主噴射のためのデータを噴射の直前、メインインタラプトの発生時にその時点での駆動特性量に基づいて求めることができる。
【０００８】
特に有利には、主噴射開始信号、燃焼効率を表す量、および全燃料量信号を第１のインタラプトの発生時にも第２のインタラプトの発生時にもその時点で存在するデータに基づいて新たに計算することができる。
【０００９】
本発明の手段によれば位相のずれが除去される。噴射についての全てのデータをそれぞれその時点で計算することができる。
【００１０】
【実施例】
本発明を以下に図示の実施例に則して詳細に説明する。
【００１１】
図１には内燃機関への燃料調量を制御するシステムの主要な素子が示されている。制御装置が参照番号１００で示されている。この制御装置はアクチュエータ１１０に駆動信号Ａを印加する。さらにクランクシャフトおよび／またはカムシャフトに配置されるパルスホイール（Impulsrad）１２５が設けられており、制御装置１００に接続されたセンサ１２０によって走査される。さらに別のセンサ１３０、１４０が設けられており、これらのセンサは内燃機関の駆動状態および周囲条件を表す信号を形成する。
【００１２】
センサ１２０はパルスを送出し、このパルスはクランクシャフトおよび／またはカムシャフトの所定の角度位置で発生する。有利にはパルスホイール１２５上のマーキングはそれぞれ内燃機関のシリンダの上死点でパルスが発生されるように配置されている。さらにインクリメントホイールが設けられており、約６゜の比較的小さな間隔でパルスを送出する。別のセンサ１４０はドライバの要求を表す信号Ｍを送出する。ここで有利にはこれは内燃機関へのモーメント要求を表す信号である。これらの量は別の制御ユニットによって調整することもできる。
【００１３】
別のセンサ１３０は有利には燃料圧を表す信号Ｐを送出する。いわゆるコモンレールシステムではこれは有利にはレール圧である。別の駆動特性量および別の周囲条件を図示しないセンサを用いて検出してもよい。
【００１４】
種々の駆動特性量および／または周囲条件に基づいて、制御装置１００はアクチュエータ１１０に印加すべき駆動信号Ａを計算する。ドライバの要求ないしモーメント要求Ｍと内燃機関の回転数Ｎとに基づいて、制御装置１００は噴射すべき燃料量を定める量を求める。さらに種々の量、例えば当該の噴射すべき燃料量に基づいて、噴射開始を定める量が求められる。モーメント要求および回転数のほか、車両の駆動状態および／または内燃機関の駆動状態を表す別の量を考慮することもできる。噴射開始および噴射すべき燃料量を表す量に基づいて、制御装置１００はアクチュエータ１１０に印加すべき駆動信号Ａを計算する。
【００１５】
アクチュエータ１１０は有利には電磁弁またはいわゆるピエゾアクチュエータである。駆動信号Ａに依存してアクチュエータ１１０は噴射を行う位置を取ったり、また噴射を行わない位置を取ったりする。有利には駆動開始を定める信号および駆動終了を定める信号が出力される。
【００１６】
シリンダの燃焼サイクルでの燃料調量はしばしば複数回の部分噴射に分割されている。有利には１回の燃焼サイクル当たりで小さな前噴射と大きな主噴射とが行われる。主噴射は主として内燃機関から出力されるモーメントをもたらすことを特徴とする。前噴射と主噴射のほかにさらに別の部分噴射を設けてもよい。例えばさらにもう１回後噴射を行うことができる。また前噴射、主噴射、または後噴射をそれぞれ複数回の前噴射、主噴射および／または後噴射に分割することもできる。
【００１７】
以下に本発明の手法を前噴射および主噴射の実施例に即して説明する。ただし本発明の手法を他の部分噴射に適用することもできる。本発明の手法は少なくとも１つの第１の部分噴射および第２の部分噴射が行われる場合に適用可能である。以下では第１の部分噴射を前噴射と称し、第２の部分噴射を主噴射と称する。
【００１８】
噴射のための駆動信号の計算は２段階で行われる。クランク角が点火上死点の前方約１２０°のときに発生するいわゆるパイロットインタラプトで前噴射のデータが計算され、クランク角が点火上死点の前方約６０°のときに発生するメインインタラプトで主噴射および後噴射が計算される。パイロットインタラプトでは要求されたモーメント要求Ｍと回転数Ｎとに基づいて主噴射の噴射開始を定める角度が計算される。主噴射の噴射開始を定める角度は燃焼側で燃焼効率に大きな影響を与える量である。したがって主噴射の角度および回転数に基づいて燃焼効率を表す量が求められる。この場合燃焼効率を表す当該の量に基づいて、噴射すべき全燃料量が計算される。燃料量の一部は電気的および流体的な限界条件を考慮して前噴射とこれに続く主噴射ないし後噴射とに分割される。これに対して前噴射の開始と量とが計算される。相応の計算は図２のフローチャートに示されている。
【００１９】
第１のステップ２００ではインタラプト信号ＩＲ１が存在するか否かが検査される。存在しない場合には新たにステップ２００が行われる。インタラプト信号ＩＲ１は前噴射のデータの計算を行うクランク角度の所定の角度位置を示している。この角度位置は前噴射の前の適切な時点でデータが計算されるように選定される。通常はインタラプト信号ＩＲ１のトリガは上死点の前方約１２０°の位置で行われる。
【００２０】
インタラプト信号ＩＲ１が生じた場合、後続のステップ２１０で主噴射開始信号ＡＢＨＥが計算される。この信号は主噴射の駆動開始角度を表している。主噴射開始信号の計算は、センサ１４０によって調整されたモーメント要求Ｍに基づいて行われる。これは有利にはドライバ要求を表す量である。モーメント要求Ｍ、回転数Ｎ、および場合により他の駆動特性量に基づいて主噴射開始信号ＡＢＨＥの計算が行われる。有利にはこのために特性マップが使用される。続くステップ２２０では噴射開始に依存する噴射の効率を表す量ＦＭＴＣが求められる。このために有利には同様に内燃機関の回転数を表す付加的な別の量が考慮される。
【００２１】
効率と図示していない別の駆動特性量とに基づいて、この装置はステップ２３０で噴射すべき全燃料量を表す全燃料量信号を計算する。
【００２２】
次のステップ２４０で第１の部分噴射の開始を表す第１の部分噴射開始信号と、第１の部分噴射で噴射される燃料量を表す部分量信号とが設定される。ここで液圧効果が考慮され、例えばレール圧Ｐおよび／または回転数Ｎが考慮される。
【００２３】
メインインタラプトで主噴射角度がもう一度新たに計算される。その理由は、要求されるモーメントＭおよび／または回転数がパイロットインタラプトとメインインタラプトとの間で変化してしまったかもしれないからである。ここから効率も新たに計算され、全燃料量から前噴射量を差し引いた分に相応する残りの燃料量が主噴射と後噴射とに分割される。そのために主噴射および後噴射に対する時点および量が計算される。
【００２４】
相応の手段が図３にフローチャートで示されている。問い合わせステップ３００でメインインタラプトと称される第２のインタラプトが存在するか否かが検査される。存在しない場合には新たにステップ３００が行われる。問い合わせステップ３００で相応のインタラプトが発生していることが検出された場合、ステップ３１０でステップ２１０と相応に、主噴射の駆動開始角度を表す信号ＡＢＨＥが計算される。相応に続くステップ３２０でステップ２２０と同様に噴射開始に依存する効率ＦＭＴＣが求められる。続くステップ３３０では噴射すべき燃料量ＱＫが計算される。続くステップ３４０では噴射すべき燃料量が種々の部分噴射に分割される。その際にステップ３４０で、後噴射の際に調量される燃料量を表す部分量信号ＡＤＮＥが求められる。続くステップ３５０では、主噴射の際に噴射される燃料量を表す主噴射量信号が設定される。続いてステップ３６０で第３の部分噴射開始すなわち後噴射を表す部分噴射開始信号ＡＢＮＥが設定される。ブロック３４０、３５０、３６０での計算は有利には回転数および別の量、例えばレール圧に依存して行われる。特に駆動持続時間信号はレール圧に依存して計算される。ブロック３４０〜３６０に示された計算は図示のシーケンスで行ってもよいし、また任意の別のシーケンスで行ってもよい。
【００２５】
本発明の手段により噴射データの計算の精度を著しく向上させることができる。特に主噴射および後噴射のデータ、すなわち噴射開始および噴射の持続時間のデータを正確に計算することができる。なぜならパイロットインタラプトとメインインタラプトとの間の回転数変化およびモーメント要求の変化が考慮されるからである。
【００２６】
部分噴射のデータ、特に主噴射および後噴射のデータは所望のモーメントと発生している回転数についてのその時点でのデータに基づいている。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料調量制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の方法の第１の実施例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の方法の第２の実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００  制御装置
１１０  アクチュエータ
１２０、１３０、１４０  センサ
１２５  パルスホイール
【図１】
0004669171.tif 000002
【図２】
0004669171.tif 000003
【図３】
0004669171.tif 000004