JP2003534480A - 内燃機関の燃料噴射制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内燃機関の燃料噴射制御方法および装置に関する。少なくとも第１の状態と第２の状態とが区別される。第１の状態から第２の状態への移行の直ぐ前に噴射のデータが、放出たとえば騒音発生が緩慢に第２の状態の放出へと接近するように、変化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 従来の技術 本発明は、独立請求項に記載の内燃機関の燃料噴射制御方法および装置に関す
る。

【０００２】 そのような内燃機関の燃料噴射制御方法および装置は、例えばドイツ特許第１
９７１２１４３号公報（ＤＥ１９７１２１４３）から公知である。ここに記載の
プロシージャでは、燃料噴射は予備噴射と主噴射に分割される。予備噴射により
、騒音の放出を著しく低減することができる。

【０００３】 予備噴射は全ての動作状態において行われる訳ではない。つまり、第１の動作
状態では予備噴射が行われ、第２の動作状態では予備噴射は行われない。予備噴
射を有する状態から予備噴射のない状態へ突然切換わった場合、燃焼騒音の急激
な増大が生ずる。このような燃焼騒音の増大は、ドライバにとって非常に不快に
感じられる。

【０００４】 発明の利点 本発明のプロシージャを用いると、第１の部分噴射および第２の部分噴射を有
する動作状態から第１の部分噴射のない動作状態への移行の際に、燃焼騒音の急
激な上昇が著しく低減できる。第１の部分噴射は有利には予備噴射であり、該予
備噴射は、主噴射とも称される第２の部分噴射の直ぐ前に行われる。

【０００５】 これは本発明によれば、第１の状態から予備噴射のない第２の状態への移行の
前に騒音発生を次のように変化されることにより、達成される。すなわち、移行
の前後の騒音放出のレベルを接近するようにする。このことは、噴射のデータが
次のように変化されることにより、達成される。すなわち、騒音放出は既に第２
の状態への移行の前に、第２の状態の騒音放出に整合されるようにする。殊に、
予備噴射の持続時間及び／又は頻度が変化される。

【０００６】 通常、予備噴射のデータは、最小限の騒音放出が生ずるように選択されている
。本発明では、予備噴射量を増大または低下させることにより、騒音の整合が行
えることがわかった。予備噴射の持続時間の延長は、この場合特に有利である。

【０００７】 １つの別の実施形態では、予備噴射のない状態への移行の際に、予備噴射が連
続的により高い頻度で遮断されるように構成することができる。つまり、移行の
直前にそれぞれｎ番目の予備噴射がオミットされる。この場合、数ｎは、大きな
値から出発して所定のパターンに基づいて緩慢に値１に低下される。つまり例え
ば、初めは各１０番目の噴射が遮断されて、移行の最後には全ての噴射が遮断さ
れる。

【０００８】 図面 次に本発明を実施の形態に基づき図を用いて詳細に説明する。

【０００９】 図１は、燃料調量システムを略線的にブロック線図として示したものである、 図２は、３つの噴射の時間的な線図である、 図３および図４は、それぞれ本発明のプロシージャのフローチャートである。

【００１０】 図１に、内燃機関の燃料調量システムの主要なエレメントが概略的にブロック
線図として示されている。内燃機関には、参照番号１００が付してある。該内燃
機関に、燃料調量装置１１０を介して燃料が供給される。燃料調量装置には、制
御ユニット１２０により制御信号ＶＥ及びＨＥが加えられる。前記制御ユニット
に、種々のセンサ１３０の出力信号が供給される。

【００１１】 センサ１３０は、内燃機関の種々な作動特性値および種々な環境条件を検出す
る。これらは特に、内燃機関の回転数に関する信号ならびに種々な温度値及び圧
力値である。前記信号およびドライバの希望に基づき、制御ユニット１２０は信
号ＶＥ及びＨＥを計算し、該信号が燃料調量装置１１０に加えられる。

【００１２】 特に直接噴射のディーゼルエンジンでは、噴射すべき燃料量は、少なくとも予
備噴射と主噴射とに分割される。予備噴射および主噴射のほかに、第２の予備噴
射及び／又は追従噴射のような更に別の部分噴射も実現可能である。また、主噴
射を、更に付加的な部分噴射に分割することもできる。図示の実施例では、１つ
の予備噴射と１つの主噴射のみが意図されている。

【００１３】 信号ＶＥは予備噴射を決定し、信号ＨＥは主噴射を決定する。実質的に前記信
号は、それぞれの噴射の開始および量を決定する。これらの信号に依存して、燃
料調量装置１１０は、内燃機関１００の相応の燃料量を調量する。

【００１４】 図２に、噴射経過、すなわち横軸に時間ｔをとって、燃料調量装置に対する制
御信号または相応の値が示されている。予備噴射はまたＶＥで、主噴射はＨＥで
表わされている。

【００１５】 図２ａに、予備噴射が行われる動作状態が示されている。この場合、予備噴射
の際、噴射量の約５％が調量される。図２ｃには、予備噴射のない噴射が示され
ている。図２ｂには、予備噴射のある状態から予備状態のない状態への移行が示
されている。

【００１６】 移行の期間中、予備噴射の量は増大される、すなわち予備噴射の持続時間が連
続的に延長される。有利には、主噴射の量が相応の値だけ低下され、この値は、
出力されるトルクが一定であるように選択される。騒音レベルが、予備噴射のな
い前記動作状態において通常到達される値に達する場合、予備噴射ＶＥは零にセ
ットされ、主噴射は早期方向にシフトされる。

【００１７】 つまり、予備噴射をオフにした後の燃焼騒音の急激な上昇を低減するために、
本発明では、燃焼騒音が予備噴射のオフの前に連続的に高められる。このため当
該実施形態では、予備噴射量は噴射量全体の約６０％まで増大される。予備噴射
量は、予備噴射の点火時点の燃焼圧勾配が予備噴射のない作動の場合の燃焼圧勾
配に相応するまで、増大される。燃焼圧勾配は、点火時点の燃焼圧の変化に相応
する。

【００１８】 このことにより、予備噴射のオフの直ぐ前の燃焼騒音は、予備噴射のオフの後
の燃焼騒音とほぼ同じである。

【００１９】 特に有利には、予備噴射量の増大により、騒音の低減が生ぜしめられるだけで
なく、燃焼重心の早期方向へのシフトが行われる。このことにより、予備噴射の
オフの場合に主噴射の噴射開始の跳躍的変化を補償するのに必要である、不可欠
な噴射調整器の急激な位置変化が低減される。

【００２０】 予備噴射のない状態へ切換わる場合、相応するコンサンプション値及び／又は
エミッション値が得られるように乃至相応する内燃機関のトルクが出力されるよ
うに、燃焼の重心は早期方向に調整されねばならない。早期方向に予備噴射量を
高めることにより、燃焼の重心は早期方向にシフトされる。上記本発明の実施形
態では、予備噴射のオフの場合と（そうでない場合）の燃焼の重心の差は、別の
切換えストラテジーの場合よりも小さい。

【００２１】 本発明のプロシージャの第２の実施形態では、予備噴射がオフにされる前に、
燃焼騒音は次のことによって増大される。すなわち予備噴射を、予備噴射のない
状態へ移行する際にまず、いくつかの噴射に対してオフにする、即ち遮断するよ
うにする。いくつかの調量における前記予備噴射の個別のオフは比較的高い頻度
で、連続的に増大するように、実施される。つまり、それぞれｎ番目の噴射の際
に、予備噴射が遮断される。この場合、数ｎは連続的に大きな値から小さい値へ
、有利には１に低下される。値１の場合、予備噴射は行われず、大きな値の場合
、実際に各予備噴射が行われる。噴射のオン及びオフのパターンは、その際音響
心理的見地に同調される。

【００２２】 図３に、本発明のプロシージャがブロック線図として示されている。第１の質
問３００は、予備噴射がオフにされるべき動作状態が生じているかどうか検査す
る。ノーの場合、再び質問３００に戻る。イエスの場合、時間計数器Ｔが零にセ
ットされる。引き続いてステップ３２０において、時間計数器Ｔが１だけ高めら
れる。引き続いてのステップ３３０にて、予備噴射ＶＥを値Ｄだけ高める。質問
３４０は、時間計数器が閾値ＴＳより大きいかどうか検査する。ノーの場合、再
びステップ３２０に戻る。イエスの場合、ステップ３５０において、予備噴射Ｖ
Ｅは零にセットされる、すなわちオフにされ、主噴射が相応して整合される。図
示の実施例では、予備噴射のある状態から予備噴射のない状態への移行が時間的
な制御によって行われる。

【００２３】 本発明では、時間質問３４０の代わりに、予備噴射ＶＥの持続時間及び／又は
量が閾値より大きいかどうかが検査される相応の質問を行うことができる。代替
的に、別の測定量が、閾値を上回っているかどうかについて検査され、次いでス
テップ３５０に進むように構成することもできる。

【００２４】 本発明のプロシージャの別の構成では、燃焼騒音は予備噴射がオフになる前に
、次のことにより高められる。すなわち、予備噴射のオフの直前に又は予備噴射
のオフと共に、燃料圧力が短時間低減される。このことにより、予備噴射のある
作動とない作動との間における騒音放出の中間レベルが達成される。この場合、
燃料圧力の低減および予備噴射のオフが、燃料圧力の低下と同時に行われると、
特に有利である。このことにより、予備噴射があり且つ燃料圧力が低減される作
動の場合、短期間高い粒子放出が発生するのを回避できる。

【００２５】 図４に、本発明のプロシージャがブロック線図として示されている。第１の質
問４００は、予備噴射がオフにされるべき動作状態が生じているかどうか検査す
る。ノーの場合、プログラムはノーマル作動にてステップ４５０に進む。質問４
００において、予備噴射がオフにされるべきであると検知した場合、ステップ４
１０にて、燃料圧力Ｐが所定の値ｘだけ低減される。

【００２６】 このことは有利には、所謂コモンレールシステム（Common-Rail-System）にお
いて、レール圧力制御の目標値を相応する値だけ低減することにより、達成され
る。代替的に、短時間圧力調整弁を相応して制御するようにしてもよい。別の燃
料調量システムでは、燃料圧力を低下させるための別の適当な手段が用いられる
。

【００２７】 引続いてのステップ４２０において、予備噴射ＶＥが零にセットされる。つま
り、予備噴射はステップ４２０にてオフにされる。後続の質問４３０は、時間条
件が満たされているかどうか検査する。前記時間条件が満たされていない場合、
改めて質問４３０が行われる。時間条件４３０が満たされている場合、すなわち
圧力が所定の時間低下されていると、ステップ４４０にて、圧力Ｐは以前の値に
高められる。引続いて、プログラムは通常の作動をステップ４５０において続け
る。

【００２８】 ステップ４１０及び４２０が同時に行われると、特に有利である。

【００２９】 予備噴射のない状態から予備噴射のある状態への移行の際にも相応して行われ
ると、特に有利である。例えば、予備噴射の数を突然ではなく、連続的に前もっ
て与えられた値に増大させるようにすることができる。

【００３０】 さらに、該プロシージャは、２つ以上の部分噴射を有するシステムにも用いら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 燃料調量システムを略線的にブロック線図として示す。

【図２】 ａ〜ｃは噴射の時間的な線図を示す。

【図３】 本発明のプロシージャのフローチャートである。

【図４】 本発明のプロシージャのフローチャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＣＮ，Ｈ Ｕ，ＪＰ，ＫＲ，ＲＵ，ＵＳ (72)発明者 アンドレアス ケルスト ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト ウ ルバンシュトラーセ 77 (72)発明者 ブルクハルト フェルテン ドイツ連邦共和国 エーデミセン シュピ ッタカンプ 15 (72)発明者 ディートマー オッテンバッハー ドイツ連邦共和国 ホルツゲールリンゲン レッヒベルクシュトラーセ 22 (72)発明者 イーリス ザウアーヴァイン ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト フ ォルストシュトラーセ 130 (72)発明者 シュテファン ベッヒャー ドイツ連邦共和国 シュツツトガルト ヴ ォルフマーデンシュトラーセ 75 Ｆターム(参考） 3G301 HA02 JA37 MA11 MA19 MA23 MA26 MA27 PC01A PC01Z

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の燃料噴射制御方法であって、 少なくとも第１の状態と第２の状態とが区別される、内燃機関の燃料噴射制御
   方法において、 第１の状態から第２の状態への移行の直ぐ前に噴射のデータが、次のように変
   化される、すなわち放出たとえば騒音発生が緩慢に第２の状態の放出へと接近す
   るように変化されることを特徴とする、内燃機関の燃料噴射制御方法。
2. 【請求項２】 第１の状態において、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、第２の状態において、第１の部分噴射が行われない
   ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 放出が連続的に増大されることを特徴とする、請求項１又は
   ２に記載の方法。
4. 【請求項４】 第１の部分噴射の量及び／又は頻度が変化されることを特徴
   とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 【請求項５】 第１の部分噴射の量が増大されることを特徴とする、請求項
   １から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 【請求項６】 第１の部分噴射の数が連続的に低減されることを特徴とする
   、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 【請求項７】 燃料圧力が低下されることを特徴とする、請求項１から６ま
   でのいずれか１項記載の方法。
8. 【請求項８】 内燃機関の燃料噴射制御装置であって、 少なくとも第１の状態と第２の状態とが区別される、内燃機関の燃料噴射制御
   装置において、 第１の状態から第２の状態への移行の直ぐ前に噴射のデータを次のように変化
   する手段が設けられており、すなわち前記変化は、放出たとえば騒音発生が緩慢
   に第２の状態の放出へと接近するように行われることを特徴とする、内燃機関の
   燃料噴射制御装置。