(57)【要約】自動車等の内燃機関（１０）の駆動方法で、燃料が直接的に少なくとも１つの燃焼室（１２）内に噴射される。さらに空気が吸気管（１４）を介して燃焼室（１２）に供給される。噴射と供給は少なくとも一時的に、燃焼と空気の混合気が燃焼室（１２）内で層状になるように行われる。さらに内燃機関（１０）に特有の温度（ｔｍｏｔ）が検出される。内燃機関（１０）の全温度領域で、内燃機関（１０）の最適な駆動特性を保証するために、吸気管（１４）内の圧力（ｐｓｓ）が検出された温度（ｔｍｏｔ）に依存して変えられる。
2004506834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に自動車用の内燃機関（１０）の駆動方法であって、
燃料が直接的に少なくとも１つの燃焼室（１２）少なくとも一時的に噴射され、空気が吸気管（１４）を介して前記燃焼室（１２）に少なくとも一時的に供給されて、燃料と空気からなる混合気が前記燃焼室（１２）内で層状にされ、
前記内燃機関（１０）に対する特有の温度（ｔｍｏｔ）が検出される形式の方法において、
前記吸気管（１４）内の圧力（ｐｓｓ）を、検出された温度（ｔｍｏｔ）に依存して変化させる、
ことを特徴とする、内燃機関の駆動方法。
【請求項２】
前記内燃機関（１０）の駆動時に加熱される流体、特に冷却液（２８）および／または冷却空気および／またはオイルの温度（ｔｍｏｔ）を検出する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
検出された温度を限界値と比較し、当該限界値を下回った場合に前記吸気管内の圧力を低減させる、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記温度を限界値と比較し、当該限界値を上回った場合に前記吸気管内の圧力を増大させる、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
特に絞り弁（１８）の角度変化によって、前記吸気管（１４）の少なくとも１つの領域の横断面を変えることで、前記吸気管（１４）内の圧力（ｐｓｓ）を変化させる請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
最小の所望の圧力がそれぞれ調整されるように、前記吸気管（１４）内の圧力（ｐｓｓ）を付加的に他の影響量に依存して、特にブレーキ負圧調整部（３８）の圧力プリセット（ｐｓｓ１）に依存して変化させる、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記吸気管内の圧力を温度の特性曲線に依存して変化させる、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記吸気管（１４）内の圧力（ｐｓｓ）を、前記温度（ｔｍｏｔ）と相対的な燃料量（ｒｋ）からなる特性マップ（４４）に依存して変化させる、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載の方法を実行するのに適しており、コンピュータ上で動作する、
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１０】
メモリ、特にフラッシュメモリに記憶されている、請求項９記載のコンピュータプログラム。
【請求項１１】
特に自動車用の内燃機関（１０）を駆動させる開制御および／または閉ループ制御装置であって、
燃料が直接的に少なくとも１つの燃焼室（１２）に少なくとも一時的に噴射され、空気が吸気管（１４）を介して前記燃焼室（１２）に少なくとも一時的に供給されて、燃料と空気からなる混合気が前記燃焼室（１２）内で層状にされ、
前記内燃機関（１０）に対する特有の温度（ｔｍｏｔ）を求める手段（２６）を有している形式の装置において、
前記装置は、前記吸気管（１４）内の圧力に対する目標値（ｐｓｓ）を、検出された温度（ｔｍｏｔ）に依存して変化させる手段を有している、
ことを特徴とする開制御および／または閉ループ制御装置。
【請求項１２】
特に自動車用の内燃機関（１０）を駆動させる開制御および／または閉ループ制御装置であって、
燃料が直接的に少なくとも１つの燃焼室（１２）に少なくとも一時的に噴射され、空気が吸気管（１４）を介して前記燃焼室（１２）に少なくとも一時的に供給されて、燃料と空気からなる混合気が前記燃焼室２）内で層状にされ、
前記内燃機関（１０）に対する特有の温度（ｔｍｏｔ）を求める手段（２６）を有している形式の装置において、
前記装置は、前記吸気管（１４）内の絞り弁（１８）の位置に対する目標値を、検出された温度（ｔｍｏｔ）に依存して変化させる手段を有している、
ことを特徴とする開制御および／または閉ループ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来技術
本発明は、とりわけ自動車に対する内燃機関の駆動方法、コンピュータプログラム、開制御および／または閉ループ制御装置に関する。ここで燃料は直接的に少なくとも１つの燃焼室に少なくとも一時的（ｚｅｉｔｗｅｉｓｅ）に噴射され、空気が燃焼室に吸気管を介して少なくとも一時的に供給されて、燃料と空気の混合気が燃焼室内で層状にされる。さらにここでは内燃機関特有の温度が検出される。
【０００２】
この種の方法は市場から公知であり、一般的にＢＤＥ−成層駆動と称される（ＢＤＥ＝Ｂｅｎｚｉｎｄｉｒｅｋｔｅｉｎｓｐｒｉｔｚｕｎｇ；ガソリン直接噴射）。この種の方法では、内燃機関の燃焼室内に配置された点火プラグの領域内の混合気は、確実な着火が保証されるように濃縮される。しかし残りの燃焼室内での燃焼は、非常に希薄な混合気、すなわち顕著に空気が余剰している下で行われる。すなわち燃焼室内には異なる空然比を有する層が設けられる。
【０００３】
しかし公知の方法では内燃機関が低温である場合、成層駆動中の駆動特性は、加熱された内燃機関での駆動特性と著しく異なり、常には最適でないことが明らかである。
【０００４】
それ故に本発明の課題は、内燃機関が低温の場合および加熱されている場合に、成層駆動中の内燃機関の駆動特性を最適化することである。
【０００５】
上述の課題は冒頭に記載された方法において、検出された温度に依存して吸気管内の圧力を変化させることで解決される。
【０００６】
成層駆動で駆動されている内燃機関の、温度に依存した走行特性に対する重要な原因として、燃焼室内での燃料の気化特性が認められている。燃料の気化が良好で迅速なほど、そして燃料の蒸気の滴（Ｄａｍｐｆｔｒｏｅｐｆｃｈｅｎ）が小さいほど燃焼は良好に、すなわち均一に行われる。
【０００７】
しかし燃料の気化特性は温度等に依存する：内燃機関の温度が低い場合、吸引されて燃焼室内に存在する空気は比較的冷たい。これによって燃料の最適な気化が妨げられる。これとは逆に内燃機関が加熱されている場合、空気は比較的暖かい。これは燃料の気化を促進させる。
【０００８】
ここで本発明では燃料の気化は温度だけではなく、吸引された空気の圧力にも依存することが認識されている。とりわけ内燃機関の温度が低い場合には、圧力が低い場合に、噴射された燃料のより良好な気化が行われる。これとは逆に内燃機関特有の温度が高い場合には、吸気管内の高い圧力も許容される。しかもこれによって内燃機関の駆動特性が悪化することはない。吸気管内の圧力を、検出された温度に依存して変化させる本発明の方法によって、内燃機関の各温度領域で燃料の最適な気化に必要な吸気管内の圧力比を供給することができる。
【０００９】
本発明の方法によって、低温の駆動状態における内燃機関のスムーズな作動等が改善される。また排出される有害物質も少ない。付加的に、前置触媒の加熱に有利な高い排ガス温度が生じる。成層駆動中に絞りを閉じる（Ａｎｄｒｏｓｓｅｌｕｎｇ）にもかかわらず、吸気管内の圧力は均質駆動時よりますます高くなる。これによって燃料の節約等も可能である。
【００１０】
本発明の有利な構成は従属請求項に記載されている。
【００１１】
内燃機関固有の温度を検出するのに、特に内燃機関の駆動中にこれを通るまたはこれを通過する流体が適している。それ故、内燃機関の駆動時に加熱される流体（特に冷却液および／または冷却空気および／またはオイル）の温度が検出される本発明の方法は有利である。これらの流体の温度は、比較的低価格のセンサによって検出可能な範囲内に存在する。さらにこのような流体は比較的迅速に内燃機関、すなわちエンジンブロックの温度変化に反応する。これによって内燃機関の実際の温度状態を、大幅に遅延することなく検出することができる。
【００１２】
本発明の別の構成では検出された温度を限界値と比較して、限界値を下回った場合に吸気管内の圧力を低下させることが提案される。本発明のこのような方法によって、例えば内燃機関のスタート直後で内燃機関特有の温度がまだ比較的低い場合に、成層駆動での駆動特性が改善される。
【００１３】
同じように本発明では、温度を限界値と比較して限界値を上回った場合に吸気管内の圧力を増大させることができる。これによって、内燃機関がその通常の駆動温度に達した場合に絞りが開かれる（ｅｎｔｄｒｏｓｓｅｌｔ）ことが保証され、ガソリン直接噴射式内燃機関の駆動時に得られる利点、例えば最小の燃料消費および少ない有害物質の排出を最大化することができる。
【００１４】
吸気管内の圧力は有利には、吸気管の少なくとも１つの領域の横断面を変化させることによって、とりわけ絞り弁の角度変化等によって変えられる。これは吸気管内の圧力を変える、一般的で容易な形式である。しかし場合によっては、所望の圧力に応じて異なる長さおよび異なる直径の吸気管を燃焼室と接続する弁を設けることもできる。
【００１５】
多くの内燃機関では、吸気管内の圧力は内燃機関の駆動自体に関連するパラメータだけではなく、他の影響量にも依存する。従って例えば車両のブレーキブースターは吸気管によって供給されなければならない負圧によって駆動される。
【００１６】
ブレーキに必要な負圧を実際に供給するために、内燃機関の最適な駆動特性自体には必要でないような値にまで吸気管内の圧力を低減させることが必要であり得る。つまりこの方法では、吸気管内の圧力を付加的に他の影響量、とりわけブレーキ負圧調整部の圧力プリセット（Ｄｒｕｃｋｖｏｒｇａｂｅ）に依存して変化させる。詳細には、最小の所望の圧力がそれぞれ調整される。
【００１７】
限界値に基づく圧力変化と択一的に、またはこれと付加的に、これを特性曲線に依存して行うこともできる。
【００１８】
つまり本発明による方法の別の構成では、吸気管内の圧力が温度と相対的な燃料量から形成された特性マップに依存して変えられることが提案される。本発明による方法のこの別の構成は、次のような認識に基づく。すなわち内燃機関の駆動特性は内燃機関の固有の温度だけでなく、ユーザーの出力要求ないしはトルク要求に相応して燃焼室内に噴射される相対的な燃料量にも依存するという認識である。
【００１９】
噴射された燃料の良好でない気化が及ぼす作用は、噴射された燃料量が多い場合よりも、噴射された燃料量が少ない場合により明らかである。これは相応の特性マップによって考慮される。場合によってはこの特性マップは、アクセルペダルの位置および／または内燃機関のクランク軸の回転数を含んでいても良い。
【００２０】
本発明は、上述の方法を実行するのに適しており、コンピューター上で動作するコンピュータプログラムにも関する。ここでとりわけ、このコンピュータープログラムがメモリ、特にフラッシュメモリに記憶されるのは有利である。
【００２１】
最終的に本発明は内燃機関特有の温度を求める手段を有する、自動車等の内燃機関を駆動させる開制御および／または閉ループ制御装置に関する。ここで次のように燃料は直接的に少なくとも１つの燃焼室に少なくとも一時的に供給され、空気は燃焼室に吸気管を介して少なくとも一時的に供給される。すなわち燃料と空気の混合気が燃焼室内で層状化されるようにである。
【００２２】
内燃機関の全ての温度領域での駆動特性を最適化するために、本発明では開制御および／または閉ループ制御装置が、吸気管内の圧力に対する目標値を検出された温度に依存して変える手段を有することが提案される。開制御および／または閉ループ制御装置は択一的に、吸気管内の絞り弁の位置に対する目標値を、検出された温度に依存して変える手段を有してもよい。
【００２３】
以下で本発明の実施例を、添付した図面に関連して詳細に説明する。
【００２４】
図１には、内燃機関のブロック回路図が示されており、
図２には、図１に示された内燃機関の駆動方法のフローチャートが示されている。
【００２５】
図１には、内燃機関全体が参照番号１０で示されている。この内燃機関は、吸気管１４を通って空気が供給される燃焼室１２を有している。排ガスは、排ガス管１６を介して導かれる。
【００２６】
燃焼室１２の直前に配置されている吸気管の各領域での圧力は、絞り弁１８の位置調整を介して調整される。この絞り弁の角度位置は、サーボモーター２０によって変えられる。絞り弁１８の位置（Ｓｔｅｌｌｕｎｇ）は位置検出器２２によって検出されて、開制御および閉ループ制御装置２４に転送される。この開制御および閉ループ制御装置はさらに、冷却液回路（Ｋｕｅｈｌｗａｓｓｅｒｋｒｅｉｓｌａｕｆ）２８の冷却液の温度を測定する温度センサ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｆｕｅｈｌｅｒ）２６からの信号を受け取る。
【００２７】
燃焼室１２内には弁３０を介して燃料が噴射される。この燃料は燃料タンク３２から弁３０に供給される。噴射弁３０は、位置検出器３４によって検出されたアクセルペダル３６の位置に依存して、開制御および閉ループ制御装置２４によって駆動制御される。
【００２８】
最終的にはさらにブレーキシステム３８が設けられる。このブレーキシステムは同じように信号技術によって開制御および閉ループ制御装置２４と接続されている。ブレーキシステム３８は気体的に、絞り弁１８と燃焼室１２とのあいだに存在する吸気管１４の領域に接続される。
【００２９】
次に内燃機関１０の駆動を図２に関連して説明する。ここで示された方法はコンピュータープログラムとして、開制御および閉ループ制御装置２４の図示されていないフラッシュメモリに記憶される。
【００３０】
この方法の基本は３つの入力量である。すなわち温度センサ２６によって供給された冷却液の温度ｔｍｏｔ（ブロック４０）であり、これは内燃機関１０の特有の温度である。別の入力量は相対的な燃料量ｒｋ（ブロック４２）であり、これは噴射弁３０を介して燃焼室１２に噴射される燃料量である。燃料量ｒｋは、位置検出器３４によって検出されたアクセルペダル３６の位置に依存して、すなわちユーザーの出力要求ないしはトルク要求に依存して求められる。
【００３１】
２つの入力量ｒｋおよびｔｍｏｔはブロック４４で、開制御および閉ループ制御装置２４のメモリにファイルされた特性マップと比較され、特性マップ内のポジションに相応する、吸気管１４内の圧力に対する目標値ｐｓｓ２（ブロック４６）が求められる。
【００３２】
これと平行して、開制御および閉ループ制御装置２４内でブレーキシステム３８に依存する、吸気管１４内の圧力に対する目標値ｐｓｓ１が求められる。図１に示されていないブレーキペダルの操作時に、例えばブレーキシステム３８のブレーキブースターによって負圧が要求される。この負圧は吸気管１４によって供給されなければならない。このような負圧は、図２に示されたフローチャートのブロック４８内の目標値ｐｓｓ１に相応する。吸気管１４の圧力に対する２つの目標値ｐｓｓ１（ブロック４８）およびｐｓｓ２（ブロック４６）は、最小値形成部５０に供給される。この最小値形成部は、２つの値のより小さい値を吸気管１４内の圧力に対する目標値ｐｓｓ（ブロック５２）として検出する。
【００３３】
この目標値ｐｓｓ（ブロック５２）と相応して、開制御および閉ループ制御装置２４によって、絞り弁１８のサーボモーター２０が駆動制御される。絞り弁１８の位置は位置検出器２２を介して、閉鎖された調整ループの意義に沿って再び開制御および閉ループ制御装置２４にフィードバック結合される。絞り弁１８の位置は、開制御および閉ループ制御装置２４によって、吸気管１４内の圧力をモデル化するのに用いられる。このようにして、吸気管１４内の圧力に対する目標値ｐｓｓ（ブロック５２）を絞り弁１８の位置に置き換えることができる。しかし択一的に、圧力センサを吸気管内に設けることもできる。ここでこの圧力センサは、吸気管内の圧力に相応する信号を直接的に開制御および閉ループ制御装置２４に導く。
【００３４】
温度センサ２６が、冷却液循環回路２８内を循環している冷却液の比較的低い温度を検出すると、特性マップ（ブロック４４）を介して比較的より低い目標圧力ｐｓｓ２が検出される。相応して、絞り弁１８は開制御および閉ループ制御装置２４によって次のように駆動制御される。すなわち吸気管１４の横断面がより狭く、従って絞り弁１８と燃焼室１２とのあいだで吸気管１４内に存在する圧力がより低くなるように駆動制御される。このようにして、内燃機関１０がまだ低温である場合、すなわち内燃機関１０のスタート直後でも、成層駆動を行うのに充分な、燃焼室１２での燃料気化が保証される。
【００３５】
その他にブロック４４内の特性マップの代わりに、１つまたは複数の限界値との比較が行われてもよい。特性曲線を使用することもできる。この場合に燃料量は考慮されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関のブロック回路図である。
【図２】図１に示された内燃機関の駆動方法のフローチャートである。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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