JP2000097089A - 燃料噴射制御のための方法および装置 - Google Patents
燃料噴射制御のための方法および装置Info
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- fuel injection
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
- F02D41/402—Multiple injections
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D41/403—Multiple injections with pilot injections
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- F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
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- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/3809—Common rail control systems
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 燃料噴射制御の方法であって、燃料噴射過程
が前噴射、主噴射、後噴射に分割されている形式のもの
において、所要の回路コストを低減させる。 【解決手段】 後噴射の際に、次に続く燃料噴射過程の
前噴射を中断させるようにする。すなわち、ステップ3
20においてMNEがセットされている場合は先行の噴
射において後噴射が行われたことを意味し、前噴射を抑
制して主噴射HEが行われる(ステップ350)。MN
Eがセットされてない場合は先行の噴射において後噴射
が行われなかったので、前噴射VEを行った後主噴射が
行われる。(ステップ330,350)。後噴射が行わ
れない所定回数Nの噴射過程の後に(ステップ36
0)、後噴射NEが行われ、MNEを1にセットしてス
テップ300,310を経て、ステップ320に戻る。
(ステップ360,370,380)。
が前噴射、主噴射、後噴射に分割されている形式のもの
において、所要の回路コストを低減させる。 【解決手段】 後噴射の際に、次に続く燃料噴射過程の
前噴射を中断させるようにする。すなわち、ステップ3
20においてMNEがセットされている場合は先行の噴
射において後噴射が行われたことを意味し、前噴射を抑
制して主噴射HEが行われる(ステップ350)。MN
Eがセットされてない場合は先行の噴射において後噴射
が行われなかったので、前噴射VEを行った後主噴射が
行われる。(ステップ330,350)。後噴射が行わ
れない所定回数Nの噴射過程の後に(ステップ36
0)、後噴射NEが行われ、MNEを1にセットしてス
テップ300,310を経て、ステップ320に戻る。
(ステップ360,370,380)。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射過程が前
噴射、主噴射、後噴射に分割されている燃料噴射制御の
ための方法および装置に関する。
噴射、主噴射、後噴射に分割されている燃料噴射制御の
ための方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】このような燃料噴射制御のための方法お
よび装置は、例えばドイツ連邦共和国特許出願 DE-OS 1
96 36 507 明細書から公知である。そこでは燃料噴射過
程が前噴射、主噴射、並びに後噴射に分割されている。
この場合前噴射はノイズ低減のために用いられ、後噴射
は排ガス改善のために用いられている。この前噴射と後
噴射の範囲内では、総噴射量のうちの僅かな分量のみが
調量されている。
よび装置は、例えばドイツ連邦共和国特許出願 DE-OS 1
96 36 507 明細書から公知である。そこでは燃料噴射過
程が前噴射、主噴射、並びに後噴射に分割されている。
この場合前噴射はノイズ低減のために用いられ、後噴射
は排ガス改善のために用いられている。この前噴射と後
噴射の範囲内では、総噴射量のうちの僅かな分量のみが
調量されている。
【0003】排気ガスに対する後噴射の良好な作用を得
るためには、この後噴射と前噴射が所定の期間で行われ
るべきであり、それらの期間はそれぞれクランク軸の角
度位置に対応付けが可能である。その際後噴射が、次の
シリンダに続く燃料噴射の前噴射ないし主噴射の期間と
一致する期間に行われるようなこともあり得る。
るためには、この後噴射と前噴射が所定の期間で行われ
るべきであり、それらの期間はそれぞれクランク軸の角
度位置に対応付けが可能である。その際後噴射が、次の
シリンダに続く燃料噴射の前噴射ないし主噴射の期間と
一致する期間に行われるようなこともあり得る。
【0004】そのような燃料噴射の重複を保証するため
に、従来技法においては2つの出力段が設けられ、順次
連続するシリンダの点火順序でそれぞれ異なる出力段が
対応付けられている。
に、従来技法においては2つの出力段が設けられ、順次
連続するシリンダの点火順序でそれぞれ異なる出力段が
対応付けられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べたような形式の燃料噴射制御のための方法および
装置において、コストの最小化を図ることである。この
場合特に燃料噴射制御のための出力段に係わる回路コス
トが低減されるべきである。
に述べたような形式の燃料噴射制御のための方法および
装置において、コストの最小化を図ることである。この
場合特に燃料噴射制御のための出力段に係わる回路コス
トが低減されるべきである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によ
り、後噴射の際に、次に続く燃料噴射過程の前噴射を中
断させるようにして解決される。
り、後噴射の際に、次に続く燃料噴射過程の前噴射を中
断させるようにして解決される。
【0007】本発明によれば、所要の回路コストが著し
く低減される。
く低減される。
【0008】
【発明の実施の形態】次に本発明を図面に基づき以下の
明細書で詳細に説明する。
明細書で詳細に説明する。
【0009】以下では本発明による装置を火花点火式内
燃機関の例で説明する。この場合は燃料の調量が電磁弁
を用いて制御される。図1に示されている実施形態はい
わゆるコモンレールシステムに該当する。しかしながら
本発明による手法はこのシステムに限定されるものでは
なく、それどころか相応の燃料調量が行われる全てのシ
ステムに適用可能なものである。特に燃料調量が、圧電
式調整器とも称される容量性の調整器を用いたシステム
のもとでも制御可能であり相応に実施することができ
る。
燃機関の例で説明する。この場合は燃料の調量が電磁弁
を用いて制御される。図1に示されている実施形態はい
わゆるコモンレールシステムに該当する。しかしながら
本発明による手法はこのシステムに限定されるものでは
なく、それどころか相応の燃料調量が行われる全てのシ
ステムに適用可能なものである。特に燃料調量が、圧電
式調整器とも称される容量性の調整器を用いたシステム
のもとでも制御可能であり相応に実施することができ
る。
【0010】符号100で内燃機関が示されており、こ
れは吸気管105を介して新鮮な空気を供給されてお
り、排気管110を介して排気ガスを放出している。こ
の排気管110には触媒115が設けられている。
れは吸気管105を介して新鮮な空気を供給されてお
り、排気管110を介して排気ガスを放出している。こ
の排気管110には触媒115が設けられている。
【0011】図示の内燃機関は、4気筒内燃機関であ
る。この内燃機関の各シリンダには、それぞれ噴射器1
20,121,122,123が対応付けられている。こ
れらの噴射器は内燃機関の電磁弁130,131,13
2,133の制御に依存して燃料を調量する。この燃料
はいわゆるレール135から噴射器120,121,12
2,123を介して内燃機関100のシリンダ内へ噴射
される。
る。この内燃機関の各シリンダには、それぞれ噴射器1
20,121,122,123が対応付けられている。こ
れらの噴射器は内燃機関の電磁弁130,131,13
2,133の制御に依存して燃料を調量する。この燃料
はいわゆるレール135から噴射器120,121,12
2,123を介して内燃機関100のシリンダ内へ噴射
される。
【0012】レール135内の燃料は、高圧ポンプ14
5によって設定された圧力にもたらされる。この高圧ポ
ンプ145は電磁弁150を介して燃料吐出ポンプ15
5と接続されている。この燃料吐出ポンプ155は、燃
料タンク160と接続されている。
5によって設定された圧力にもたらされる。この高圧ポ
ンプ145は電磁弁150を介して燃料吐出ポンプ15
5と接続されている。この燃料吐出ポンプ155は、燃
料タンク160と接続されている。
【0013】電磁弁150はコイル152を含んでい
る。電磁弁130,131,132,133はコイル14
0,141,142,143を含んでおり、これらはそれ
ぞれ出力段175を用いて電流を供給される。この出力
段175は有利には制御装置170内に設けられてお
り、この制御装置はコイル152も相応に制御してい
る。
る。電磁弁130,131,132,133はコイル14
0,141,142,143を含んでおり、これらはそれ
ぞれ出力段175を用いて電流を供給される。この出力
段175は有利には制御装置170内に設けられてお
り、この制御装置はコイル152も相応に制御してい
る。
【0014】さらにセンサ177が設けられており、こ
のセンサはレール135内の圧力を検出し相応の信号を
制御装置170に供給している。
のセンサはレール135内の圧力を検出し相応の信号を
制御装置170に供給している。
【0015】次に本発明の装置の動作を以下に説明す
る。燃料吐出ポンプ155は、燃料を貯蔵タンクから電
磁弁150を介して高圧ポンプ145に吐出する。高圧
ポンプ145は、レール135内で所定の圧力を形成す
る。通常はこのレール135内で800バール以上の圧
力値が得られる。
る。燃料吐出ポンプ155は、燃料を貯蔵タンクから電
磁弁150を介して高圧ポンプ145に吐出する。高圧
ポンプ145は、レール135内で所定の圧力を形成す
る。通常はこのレール135内で800バール以上の圧
力値が得られる。
【0016】コイル140〜143の電流通流によって
相応の電磁弁130〜133が制御される。その際コイ
ルに対する制御信号は、噴射器120〜123による燃
料の噴射開始と噴射終了を定める。
相応の電磁弁130〜133が制御される。その際コイ
ルに対する制御信号は、噴射器120〜123による燃
料の噴射開始と噴射終了を定める。
【0017】調量された燃料は内燃機関100で燃焼さ
れる。その際には不所望な成分としての酸化窒素を含ん
だ排気ガスが生じる。この酸化窒素は、触媒115にお
いて炭化水素を用いて低減される。この場合噴射器12
0〜123を用いて付加的な燃料の配量が燃焼後に実施
される。この燃料量は、排気ガスと共に排出され、触媒
115において酸化窒素と一緒に反応し無害な成分に置
換される。このような、本来の燃料噴射の後での付加的
な燃料の噴射は、後噴射と称される。この後噴射は有利
には、各シリンダの下死点領域で行われる。
れる。その際には不所望な成分としての酸化窒素を含ん
だ排気ガスが生じる。この酸化窒素は、触媒115にお
いて炭化水素を用いて低減される。この場合噴射器12
0〜123を用いて付加的な燃料の配量が燃焼後に実施
される。この燃料量は、排気ガスと共に排出され、触媒
115において酸化窒素と一緒に反応し無害な成分に置
換される。このような、本来の燃料噴射の後での付加的
な燃料の噴射は、後噴射と称される。この後噴射は有利
には、各シリンダの下死点領域で行われる。
【0018】図2には種々異なる特性量がクランク軸の
角度位置に亘ってプロットされている。図2のaには、
個々のシリンダの上死点が示されている。符号OT1は
第1シリンダの上死点、符号OT2は第2シリンダの上
死点、符号OT3は第3シリンダの上死点、符号OT4
は第4シリンダの上死点を表している。この場合シリン
ダ内への調量は、図示の点火順序に従って行われる。す
なわち、燃料の調量は、まず1番シリンダで行われ、そ
れに続いて3番シリンダ、4番シリンダ、2番シリンダ
の順で行われる。個々のシリンダの各上死点は、クラン
ク軸角度で見てそれぞれ180度の間隔を有している。
角度位置に亘ってプロットされている。図2のaには、
個々のシリンダの上死点が示されている。符号OT1は
第1シリンダの上死点、符号OT2は第2シリンダの上
死点、符号OT3は第3シリンダの上死点、符号OT4
は第4シリンダの上死点を表している。この場合シリン
ダ内への調量は、図示の点火順序に従って行われる。す
なわち、燃料の調量は、まず1番シリンダで行われ、そ
れに続いて3番シリンダ、4番シリンダ、2番シリンダ
の順で行われる。個々のシリンダの各上死点は、クラン
ク軸角度で見てそれぞれ180度の間隔を有している。
【0019】図2bには、第1のシリンダ内での主噴射
HEと後噴射NEが行われている時間空間が表されてい
る。この場合第1のシリンダ内で噴射が行われる際の上
死点が符号ZOT1で示されている。このシリンダの下
死点は符号UT1で示されている。いわゆるガス交換O
Tは符号GOTで示されている。第1シリンダ内の主噴
射は、上死点ZOT1の領域内で行われる。
HEと後噴射NEが行われている時間空間が表されてい
る。この場合第1のシリンダ内で噴射が行われる際の上
死点が符号ZOT1で示されている。このシリンダの下
死点は符号UT1で示されている。いわゆるガス交換O
Tは符号GOTで示されている。第1シリンダ内の主噴
射は、上死点ZOT1の領域内で行われる。
【0020】最適な排ガス処理を得るためには、後噴射
が次のような領域で行われるべきである。すなわち上死
点ZOT1後の約100度のクランク軸角度から開始さ
れ、下死点UT1の領域で終了する領域で行われるべき
である。破線で示されているのは、後噴射と次のシリン
ダの主噴射が重畳する可能性のある領域である。
が次のような領域で行われるべきである。すなわち上死
点ZOT1後の約100度のクランク軸角度から開始さ
れ、下死点UT1の領域で終了する領域で行われるべき
である。破線で示されているのは、後噴射と次のシリン
ダの主噴射が重畳する可能性のある領域である。
【0021】図2のcは、第3のシリンダでの前噴射V
Eと主噴射HEがプロットされている図である。主噴射
HEは、第3のシリンダの上死点ZOT3の領域で行わ
れる。前噴射VEは、主噴射の直前に開始される。
Eと主噴射HEがプロットされている図である。主噴射
HEは、第3のシリンダの上死点ZOT3の領域で行わ
れる。前噴射VEは、主噴射の直前に開始される。
【0022】第1のシリンダの後噴射NEに対する最適
な領域と、第3のシリンダの前噴射および主噴射は十分
に重畳される。後噴射NEと主噴射HEが重畳している
領域は図2のbでは破線で示されている。第1のシリン
ダの後噴射と第3のシリンダの前噴射のみが重畳してい
る領域は図2のbでは実線で示されている。
な領域と、第3のシリンダの前噴射および主噴射は十分
に重畳される。後噴射NEと主噴射HEが重畳している
領域は図2のbでは破線で示されている。第1のシリン
ダの後噴射と第3のシリンダの前噴射のみが重畳してい
る領域は図2のbでは実線で示されている。
【0023】本発明によれば、排ガス特性を改善するた
めに図2bに示されているように後噴射が必要とされる
場合には、点火順序で次に続くシリンダ、すなわち第3
シリンダの前噴射VEがマスキングされる。このこと
は、図2のcにおいて前噴射VEを破線で示すことによ
って表している。
めに図2bに示されているように後噴射が必要とされる
場合には、点火順序で次に続くシリンダ、すなわち第3
シリンダの前噴射VEがマスキングされる。このこと
は、図2のcにおいて前噴射VEを破線で示すことによ
って表している。
【0024】本発明によれば、燃料噴射過程に対する前
噴射の中断が排ガス放出に対して比較的僅かな作用しか
有さず、それに対して実施される後噴射NEは排ガス放
出に対して非常に大きな影響を有していることがわかっ
ている。またその他に各噴射毎に後噴射が行われなけれ
ばならないものではないこともわかっている。
噴射の中断が排ガス放出に対して比較的僅かな作用しか
有さず、それに対して実施される後噴射NEは排ガス放
出に対して非常に大きな影響を有していることがわかっ
ている。またその他に各噴射毎に後噴射が行われなけれ
ばならないものではないこともわかっている。
【0025】そのため特に有利には、各N番目の前噴射
が後噴射に置き換えられる。すなわち各N番目の前噴射
が中断され、それに対して後噴射が行われる。特に有利
には、前記数値Nが作動パラメータに依存して設定され
る。
が後噴射に置き換えられる。すなわち各N番目の前噴射
が中断され、それに対して後噴射が行われる。特に有利
には、前記数値Nが作動パラメータに依存して設定され
る。
【0026】図3には本発明による手法が、フローチャ
ートに基づいて示されている。第1のステップ300で
はカウンタKがゼロにセットされる。引続きステップ3
10ではこれが値1だけアップされる。
ートに基づいて示されている。第1のステップ300で
はカウンタKがゼロにセットされる。引続きステップ3
10ではこれが値1だけアップされる。
【0027】続いて問い合せステップ320では、マー
カMNEの1によるセットの有無が問い合せされる。セ
ットされている場合には、これは先行の燃料噴射の際に
後噴射が行われたことを意味する。このことはステップ
340においてマーカMNEがゼロにセットされ、引続
きステップ350において主噴射HEが行われることに
結び付く。これはこの場合前噴射VEが抑圧されること
を意味する。
カMNEの1によるセットの有無が問い合せされる。セ
ットされている場合には、これは先行の燃料噴射の際に
後噴射が行われたことを意味する。このことはステップ
340においてマーカMNEがゼロにセットされ、引続
きステップ350において主噴射HEが行われることに
結び付く。これはこの場合前噴射VEが抑圧されること
を意味する。
【0028】前記問合せステップ320において、マー
カがセットされなかったことが識別された場合、すなわ
ち先行の燃料噴射の際に後噴射が何も行われなかったこ
とが識別された場合には、ステップ330において前噴
射VEが行われ、続くステップ350において主噴射H
Eが行われる。
カがセットされなかったことが識別された場合、すなわ
ち先行の燃料噴射の際に後噴射が何も行われなかったこ
とが識別された場合には、ステップ330において前噴
射VEが行われ、続くステップ350において主噴射H
Eが行われる。
【0029】続く問合せステップ360では、カウンタ
Kの値が所定の数Nよりも小さいかどうかが検査され
る。所定の数Nよりも小さい場合には、ステップ310
においてカウンタKが1だけカウントアップされる。カ
ウンタKの値が数値Nよりも小さくない場合には、ステ
ップ370において後噴射NEがトリガされる。引続き
ステップ380ではマーカMNEが1にセットされる。
このステップ380の後では、ステップ300において
カウンタKがゼロにリセットされる。
Kの値が所定の数Nよりも小さいかどうかが検査され
る。所定の数Nよりも小さい場合には、ステップ310
においてカウンタKが1だけカウントアップされる。カ
ウンタKの値が数値Nよりも小さくない場合には、ステ
ップ370において後噴射NEがトリガされる。引続き
ステップ380ではマーカMNEが1にセットされる。
このステップ380の後では、ステップ300において
カウンタKがゼロにリセットされる。
【0030】後噴射NEが行われた場合には、マーカM
NEが1にセットされる。マーカMNEが1にセットさ
れる限り、前噴射は行われず、直接主噴射に移行する。
後噴射は各N番目の燃料噴射の後にだけトリガされる。
特に有利には、数値Nが作動パラメータに依存して設定
可能である。
NEが1にセットされる。マーカMNEが1にセットさ
れる限り、前噴射は行われず、直接主噴射に移行する。
後噴射は各N番目の燃料噴射の後にだけトリガされる。
特に有利には、数値Nが作動パラメータに依存して設定
可能である。
【0031】頻繁に後噴射が行われなければならない作
動状態(これは例えば高いNOx排出が生じる作動状態
である)において、前記値Nを小さな値にセットしても
よい。それに対して僅かなNOxの排出しか生じない作
動状態においては前記値Nを大きな値にセットしてもよ
い。
動状態(これは例えば高いNOx排出が生じる作動状態
である)において、前記値Nを小さな値にセットしても
よい。それに対して僅かなNOxの排出しか生じない作
動状態においては前記値Nを大きな値にセットしてもよ
い。
【0032】特に有利には、後噴射NEを作動パラメー
タに依存してトリガさせてもよい。このことはステップ
360での、作動状態に基づいて後噴射が必要であるか
どうかの問合せを意味する。必要である場合には、これ
がステップ370においてトリガされ、続いてステップ
380においてマーカMNEがセットされる。続いてス
テップ320に続けられる。この場合ステップ300と
310は省かれる。
タに依存してトリガさせてもよい。このことはステップ
360での、作動状態に基づいて後噴射が必要であるか
どうかの問合せを意味する。必要である場合には、これ
がステップ370においてトリガされ、続いてステップ
380においてマーカMNEがセットされる。続いてス
テップ320に続けられる。この場合ステップ300と
310は省かれる。
【図1】燃料調量システムの概略的なブロック回路図で
ある。
ある。
【図2】時間軸に亘って種々の信号経過を表した図であ
る。
る。
【図3】本発明による方法を説明するためのフローチャ
ートである。
ートである。
100 内燃機関 105 吸気管 110 排気管 115 触媒 120 噴射器 130 電磁弁 135 レール 140 コイル 145 高圧ポンプ 155 燃料吐出ポンプ 160 燃料タンク 170 制御装置 175 出力段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウルリッヒ ケレ ドイツ連邦共和国 シュヴィーバーディン ゲン リヒャルト−ヴァーグナー−シュト ラーセ 5 (72)発明者 ペーター シューベルト ドイツ連邦共和国 ラインガルテン ハイ ルブロンナー シュトラーセ 1
Claims (4)
- 【請求項1】 燃料噴射制御のための方法であって、燃
料噴射過程が前噴射、主噴射、後噴射に分割されている
形式のものにおいて、 後噴射の際に、次に続く燃料噴射過程の前噴射を中断さ
せることを特徴とする、燃料噴射制御のための方法。 - 【請求項2】 後噴射を伴わない順次連続する所定の数
の燃料噴射過程の後で、後噴射を行い、後続する燃料噴
射過程の際に前噴射を中断させる、請求項1記載の燃料
噴射制御のための方法。 - 【請求項3】 後噴射を伴わない燃料噴射過程の数を、
作動パラメータに依存して設定可能にする、請求項2記
載の燃料噴射制御のための方法。 - 【請求項4】 燃料噴射の制御のための装置であって、
燃料噴射過程が前噴射、主噴射、後噴射に分割されてい
る形式のものにおいて、 後噴射の際に、次に続く燃料噴射過程の前噴射を中断さ
せる手段が設けられていることを特徴とする、燃料噴射
制御のための装置。
Applications Claiming Priority (2)
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DE19836053A DE19836053A1 (de) | 1998-08-10 | 1998-08-10 | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung |
DE19836053.3 | 1998-08-10 |
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---|---|
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Family Applications (1)
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1998
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