(57)【要約】本発明は、内燃機関の制御装置および制御方法に関する。１つの噴射サイクルには少なくとも１つの第１の部分噴射と１つの第２の部分噴射とが設けられている。所定の駆動状態が存在するときに、この２つの部分噴射のうち１つがシフトされる。この部分噴射のシフトに依存して、圧送持続時間を表す量の補正値が定められる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの噴射サイクルに少なくとも１つの第１の部分噴射および少なくとも１つの第２の部分噴射が設けられている内燃機関の制御方法において、
２つの部分噴射のうちの１つの部分噴射を所定の駆動状態が存在するときにシフトさせ、
該１つの部分噴射のシフトに依存して当該の部分噴射の圧送持続時間を表す量の補正値を定めることを特徴とする、
内燃機関の制御方法。
【請求項２】
前記補正値を圧送開始時点と圧送持続時間とを表す少なくとも２つの値の組から定める、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記値の組を圧送開始時点を表す量と、特性マップからの少なくとも１つの別の量とに依存して読み出す、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記別の量とは回転数および噴射すべき燃料量である、請求項１から３のうちの１項記載の方法。
【請求項５】
前記２つの部分噴射間の間隔が閾値より小さい場合、前記２つの部分噴射のうちの１つをシフトさせる、請求項１から４のうちの１項記載の方法。
【請求項６】
前記補正値を少なくとも２つの値の組に依存して補間、有利には線形補間を用いて定める、請求項１から５のうちの１項記載の方法。
【請求項７】
第１の値の組には１つの部分噴射の圧送開始時点が含まれるようにし、
第２の値の組には最大値だけシフトされた部分噴射の圧送開始時点が含まれるようにする、請求項１から６のうちの１項記載の方法。
【請求項８】
１つの噴射サイクルに少なくとも１つの第１の部分噴射および少なくとも１つの第２の部分噴射が設けられている内燃機関の制御装置において、
２つの部分噴射のうちの１つの部分噴射が所定の駆動状態が存在するときにシフトされ、
該１つの部分噴射のシフトに依存して当該の部分噴射の圧送持続時間を表す量の補正値が定められることを特徴とする、
内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来技術
本発明は内燃機関の制御方法および制御装置に関する。
【０００２】
内燃機関の制御方法および制御装置は、例えばＭＴＺ（Ｍｏｔｏｒｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ、５８／１９９７／Ｎｒ． １０／５７２頁以降）に記載されている。ここに記載されているシステムは通常コモンレールシステムと称される。このシステムを用いて、１つの噴射サイクルの間に少なくとも１つの第１の部分噴射と、少なくとも１つの第２の部分噴射とを行うことができる。この場合、いわゆる１つの主噴射の他に少なくとも１つの前噴射および／または少なくとも１つの後噴射が行われるのが通常である。
【０００３】
２つの部分噴射を用いたこの種の駆動制御で通常は２つの部分噴射の間に、いわゆる最小の駆動休止期間が維持されなければならない。この最小駆動休止期間はシステムが所定の出力状態を取り、これによって後続の駆動制御で噴射量が不所望にばらつかないようにするために用いられる。通常、駆動制御の精確性は重要な意味を有している。例えば、粒子フィルタまたはＮＯｘ触媒の還元に用いられる後噴射が行われる場合、このような後噴射は圧送開始時点および燃料量を基準にしてできる限り精確に行われなければならない。
【０００４】
このような駆動様式において２回の制御間の最小駆動休止期間が閾値を下回った場合、必要であれば主噴射は相応に早め方向にシフトされなければならない。主噴射をシフトさせる場合には圧送持続時間が変わらなくても噴射量が異なってしまうことがある。これはとりわけ噴射量が噴射の圧送開始時点に依存している場合であり、例えばユニットインジェクタおよび／または電磁弁制御式の分配ポンプ等のカム駆動型噴射システムがその例である。
【０００５】
圧送持続時間の代わりに、圧送持続時間を表す他の量を用いることもできる。これらは例えば、アクチュエータの駆動持続時間、すなわち噴射持続時間である。これと同じことが圧送開始時点にも言える。圧送開始時点の代わりに、圧送開始時点を表す他の量を用いることもでき、これらは例えば、噴射開始時点または駆動制御開始時点である。
【０００６】
新たな圧送開始時点に基づいて圧送持続時間を新たに計算すると、結果として再び２つの部分噴射間の間隔が変わってしまう。圧送開始時点の新たな補正が必要となるのは不都合である。圧送開始時点を新たに補正することで、主噴射の駆動制御データを計算するのが非常に煩雑になってしまうのである。
【０００７】
前噴射と主噴射とを行う場合にも類似した問題が生じる。この場合には、主噴射の優先度が高い。さらにこの場合に第１の噴射がより高い優先度を有し、第２の噴射をシフトさせるようにしてもよい。
【０００８】
本発明の方法を用いて最小駆動休止期間を確実に保ちつつ、２つの噴射の駆動制御信号等の新たなパラメータを容易に計算することができる。さらに計算コストが著しく低減される。
【０００９】
本発明の実施例を図示し、以下で詳細に説明する。図１には本発明による方法のブロックダイヤグラムが、図２には時間軸上に示された種々異なる信号が、図３には種々異なる特性マップが、図４には本発明による方法のフローチャートが示されている。
【００１０】
実施例の説明
図１には、本発明を理解するのに重要である主要なエレメントがブロックダイアグラムに基づいて示されている。内燃機関に噴射すべき燃料量を制御するアクチュエータ１００には、駆動制御部１１０から駆動制御信号ＡＥおよびＡＢが印加される。この駆動制御信号ＡＢは駆動制御開始時点および燃料の内燃機関への圧送開始時点を定める。駆動制御信号ＡＥは駆動制御終了時点（噴射終了時点）および噴射持続時間を定める。駆動制御部１１０には、圧送開始時点決定部１２０および圧送持続時間決定部１３０から相応の信号ＦＢおよびＦＤが印加される。圧送持続時間決定部および圧送開始時点決定部には有利には特性マップが含まれている。この特性マップには相応の量が種々異なる駆動特性量に依存して格納されている。さらに圧送持続時間決定部１３０は回転数センサ１４０および調量部１５０から信号が印加される。相応に圧送開始時点決定部１２０にも相応の信号が印加される。図示された信号以外の別の信号が処理されてもよい。圧送持続時間決定部１３０は付加的に圧送開始時点決定部１２０の圧送開始時点信号ＦＢを処理する。調量部１５０から圧送持続時間決定部および圧送開始時点決定部には燃料量信号ＭＥが印加される。これに加えて調量部１５０は、回転数センサ１４０の出力信号およびドライバ要求設定部１６０の出力信号を評価する。
【００１１】
調量部１５０は少なくとも回転数Ｎとドライバ要求ＦＰから、噴射すべき燃料量を表す燃料量ＭＥを定める。このような噴射すべき燃料量ＭＥと回転数Ｎと場合によっては別の量とから圧送開始時点決定部１２０は圧送開始時点ＦＢを表す信号を定める。これに加えて有利には、クランクシャフトまたはカムシャフトの噴射開始時の角度位置が示される。回転数Ｎおよび噴射すべき燃料量ＭＥから、圧送持続時間決定部１３０は、圧送持続時間ＦＤを表す信号を定める。これは有利には、燃料噴射の間にクランクシャフトないしカムシャフトが回転しなければならない角度または時間である。
【００１２】
カム駆動型噴射システム、例えばユニットインジェクタまたは電磁弁制御式の分配ポンプ等で噴射量はカムシャフトの速度ひいては噴射の圧送開始時点に依存する。それゆえに圧送持続時間ＦＤを付加的に圧送開始時点ＦＢに依存させることができる。所望の圧送開始時点ＦＢおよび圧送持続時間ＦＤから、駆動制御部１１０は駆動制御信号ＡＢおよびＡＥを定め、これらをアクチュエータ１００へ印加する。アクチュエータとして、有利には電磁弁またはピエゾアクチュエータが用いられる。駆動制御信号ＡＢおよびＡＥに依存してアクチュエータは相応に駆動制御され、噴射を行えるようにするか中断する。
【００１３】
図２では、アクチュエータとして用いられる電磁弁を通って流れる電流が時間軸ｔ上に示されている。実線によって２つの部分噴射に分けられている噴射の特性が示されている。第１の部分噴射の量は参照番号１で、第２の部分噴射の量は参照番号２で表されている。
【００１４】
時点ＡＢ２では第２の部分噴射の駆動制御が開始される。これによって、電磁弁を通る電流は上昇する。時点ＦＢ２では弁がオンにされ、噴射が始まる。この時点は圧送開始時点ＦＢ２と称される。弁がオンにされた後、電流は短時間だけさらに上昇し、その後幾分低めのホールド電流まで低下するように制御される。時点ＦＥ２で駆動制御が終わり、電流は０まで低下する。圧送開始時点ＦＢ２と圧送終了時点ＦＥ２との間隔は、第２の部分噴射の圧送持続時間ＦＤ２と称される。
【００１５】
第１の部分噴射の駆動制御開始時点ＡＢ１でもこの電流は前述の場合と同様に上昇する。この場合、第１の部分噴射は時点ＦＢ１で始まり、圧送終了時点ＦＥ１で終わる。第１の部分噴射の持続時間ＦＤ１は、圧送開始時点ＦＢ１と圧送終了時点ＦＥ１によって定められる。
【００１６】
２つの部分噴射の間には最小の駆動休止期間が維持されなければならない。この最小駆動休止期間は、システム全体が所定の出力状態を取るために用いられる。これは第１の部分噴射の圧送終了時点ＦＥ１の後から第２の部分噴射の駆動制御開始時点ＡＢ２までの間に最小間隔ＭＡＰが維持されなければいけないことを意味する。図２に示されたようにこの最小間隔が維持されていない場合、相応の手段が導入されなければならない。
【００１７】
図示の実施例では、圧送終了時点と駆動制御開始時点との間隔が駆動休止期間として定められている。駆動休止期間を、第１の部分噴射の駆動制御終了時点（ないしは圧送終了時点）と、第２の部分噴射の圧送開始時点との間隔とすることもできる。
【００１８】
図示の実施例で第２の部分噴射はより高い優先度を有しており、機関技術上の理由から、これを変更することはできない。それゆえに本発明では、第１の部分噴射が相応する分だけ早い方向にシフトされ、これによって第１の部分噴射の圧送終了時点と第２の部分噴射の駆動制御開始時点との間の最小間隔ＭＡＰが維持される。相応にシフトされた部分噴射は、破線で示されている。
【００１９】
相応の量、例えば圧送持続時間ＦＤ０、圧送開始時点ＦＢ０、圧送終了時点ＦＥ０および駆動制御開始時点ＡＢ０には、記号０が付けられている。このような早め方向シフトを行う際に問題なのは、種々のシステムで噴射量が固定されている場合に駆動持続時間が圧送開始時点に依存することである。
【００２０】
第２の部分噴射の駆動制御開始時点ＡＢ２および最小間隔ＭＡＰから、シフトされる第１の部分噴射の圧送終了時点ＦＥ０が設定され、この量および圧送持続時間ＦＤ０からシフトされる部分噴射の圧送開始時点ＦＢ０が定められる場合、変更された圧送開始時点を基に圧送持続時間が一定の燃料噴射量が得られるように補正される。これに相応して再び圧送終了時点ＦＥ０がシフトする。ここで２つのケースが区別される。変化した圧送開始時点に基づいて圧送持続時間が長くなった場合には、最小間隔は維持されない。また圧送持続時間が短くなった場合には、最小間隔は長くなりすぎる。この２つのケースで、圧送開始時点を新たにシフトさせ、圧送持続時間を変えることが必要である。
【００２１】
このように第１の部分噴射の所望のデータを求めるのに、多くの計算のステップが必要である。ここで相応の特性マップの圧送持続時間はそれぞれ、回転数、燃料量および／または圧送開始時点から計算されなければならない。
【００２２】
本発明では、１つの噴射サイクルに少なくとも１つの第１の部分噴射と少なくとも１つの第２の部分噴射が行われる内燃機関を制御するとき、この２つの部分噴射のうちの１つを所定の駆動状態が存在するときにシフトさせる。さらに圧送持続時間を表す量の補正値をこの部分噴射のシフトに依存して定める。図示された実施例では、２つの部分噴射間の間隔が閾値よりも短い場合に２つの部分噴射のうちの１つがシフトされる。ここで本発明の方法は部分噴射を２つに限定するものではない。この方法は、１つの調量サイクルで２つ以上の部分噴射が行われる場合にも使用することができる。さらにこの方法は、部分噴射が他の理由でシフトされた場合の圧送持続時間の補正にも用いることができる。
【００２３】
本発明では圧送持続時間ＦＤは燃料量ＭＥ、回転数Ｎおよび圧送開始時点ＦＢに依存して４元の特性マップに格納される。この特性マップは圧送持続時間決定部１３０の主要な元を示す。上述の問題点を改善するために本発明では、圧送持続時間が回転数値および燃料量値に依存して、圧送開始時点の３つの異なる値について計算される。これらの３つの圧送開始時点は図３のａにｘ−１、ｘ、ｘ＋１で表されている。これらの３つの圧送開始時点に対して、通常は３つの異なる圧送持続時間ＦＤ（ｘ−１）、ＦＤ（ｘ）、ＦＤ（ｘ＋１）が設けられる。圧送持続時間の３つの値と圧送開始時点の３つの値とによって２つの直線が定められる。回転数および噴射量が固定されている場合にのみ、圧送持続時間と圧送開始時点との関係はこのように線形になる。
【００２４】
本発明では、圧送開始時点とそれぞれの圧送持続時間との計算された３つの値の組から、シフトされた噴射の圧送開始時点とシフトされた噴射の圧送持続時間とが決められる。ここで圧送開始時点ＦＢ（ｘ）には、シフトされていない第１の部分噴射の圧送開始時点よりも早められた値または同時の値が選択され、圧送開始時点ＦＢ（ｘ＋１）にはシフトされていない第１の部分噴射の圧送開始時点より遅くされた値または同時の値が選択される。圧送開始時点ＦＢ（ｘ−１）にはシフトされた第１の部分噴射の有効な圧送開始時点のうちのできるだけ早い値が選択される。通例、シフトされた圧送開始時点ＦＢ０は、値ＦＤ（ｘ−１）と値ＦＢ（ｘ）との間にある。
【００２５】
圧送開始時点と圧送持続時間を表す少なくとも２つの値の組から、圧送持続時間の補正値が定められる。これらの値の組は有利には圧送開始時点を表す値と、特性マップから取り出した少なくとも１つの別の量とに依存して選択される。
【００２６】
補正値が少なくとも２つの値の組に依存して、補間、有利には線形補間を用いて定められるのはとりわけ有利である。
【００２７】
このような補間の実施例を以下で説明する。シフトされた第１の部分噴射の圧送開始時点ＦＢ０は、シフトされた第１の部分噴射の圧送終了時点ＦＥ０と、シフトされた第１の部分噴射の圧送持続時間ＦＤ０とから、次式に従って求められる。
【００２８】
ＦＢ０＝ＦＥ０−ＦＤ０
シフトされた第１の部分噴射の圧送終了時点ＦＥ０は、第２の部分噴射の駆動制御開始時点ＡＢ２と最小駆動休止期間ＭＡＰとから、次式に従って求められる。
【００２９】
ＦＥ０＝ＡＢ２−ＭＡＰ
シフトされた圧送開始時点ＦＤ０に対しては、図３のｂの特性ラインの直線を定める直線の方程式が用いられる。
【００３０】
この２つの式から、シフトされた第１の部分噴射の圧送開始時点ＦＢ０が決められる。
【００３１】
シフトされた第１の部分噴射の圧送持続時間ＦＤ０は、シフトされた第１の部分噴射の圧送終了時点ＦＥ０と圧送開始時点ＦＢ０との差から得られる。
【００３２】
相応の方法を以下で再び図４でフローチャートに基づいて明確にする。第１のステップ４００では、第１の部分噴射に対する圧送開始時点ＦＢ（ｘ＋１）、第１の部分噴射の圧送開始時点ＦＢ（ｘ）、およびシフトされた場合の第１の部分噴射の圧送開始時点より前の時点の圧送開始時点ＦＢ（ｘ−１）が計算される。続いてステップ４１０で相応の圧送持続時間ＦＤ（ｘ−１）、ＦＤ（ｘ）およびＦＤ（ｘ＋１）が特性マップから読み出される。これは有利には４元の特性マップである。次のステップ４２０では駆動休止期間ＡＰが第２の部分噴射の駆動制御開始時点と第１の部分噴射の圧送終了時点ＦＥ（ｘ）から定められる。続いて種々異なる駆動特性量に依存して最小駆動休止期間ＭＡＰが定められる。
【００３３】
引き続き、問い合わせステップ４４０で駆動休止期間ＡＰが最小駆動休止期間ＭＡＰ以上であるかが否かが調べられる。駆動休止期間ＡＰが最小駆動休止期間ＭＡＰ以上である場合、プログラムはステップ４５０で終了する。ないしは通常のプログラム進行が開始される。駆動休止期間ＡＰが最小駆動休止期間ＭＡＰより小さい場合、上述したようにシフトされた第１の部分噴射の圧送終了時点のデータと、シフトされた部分噴射の圧送開始時点のデータと、シフトされた第１の部分噴射の圧送持続時間のデータとがステップ４６０で定められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法のブロックダイヤグラム
【図２】時間軸上に示された種々異なる信号
【図３】種々異なる特性マップ
【図４】本発明による方法のフローチャート
【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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