JP2004308651A - 内燃機関の作動方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内燃機関10において1つの動作サイクル終了後、アクチュエータにより操作される少なくとも1つの排気弁36を介して少なくとも1つの燃焼室14から燃焼ガスが排出され、その際、動作サイクル中に燃焼室14内に生じるガス圧力が測定される。本発明によれば排気弁36の現在の開放行程が求められ、この開放行程に影響を及ぼす内燃機関10の現在の動作量が求められる。求められた排気弁36の現在の開放行程と求められた内燃機関10の現在の動作量とから、排気弁36の開放時点で燃焼室14内に生じている現在ガス圧力が少なくとも近似的に求められる。
【選択図】図1
Description
paoact = C1*(hact-C0) + C2*(hact-C0)2
この式のもつ利点は、格別簡単にプログラミング可能なことであり、対応するプログラム個所が非常に僅かな計算時間しか必要としないことである。この式中に現れる新しい係数も、ここではわかりやすくするためやはりC0, C1, C2と称する。さらに実現可能であり同様に有利であるのは、新たな係数を最初に挙げた式の係数に依存して表したり計算したりすることである。このような関係も非常に簡単にプログラミング可能であり、最初に挙げた係数が既知であり、および/または簡単に計算できるのであれば、殊に有利に利用することができる。
択一的または付加的に、係数C0, C1, C2のうち少なくとも1つの係数が少なくとも1つの特性マップにより求められ、この特性マップに内燃機関動作量を関与させる。係数C0, C1, C2をこのようにして非常に高い精度で内燃機関の任意の動作状態について求めることができる。
tm = func_tm (h, Toil, Poil, nmot, wao, pabg, pao) (1)
ただし h = hsol, pao = paopred
内燃機関10の動作を開ループ/閉ループ制御する際に非常に重要であるのは、現在のガス圧力つまり1つの動作サイクル終了時に燃焼室14内に生じる実際のガス圧力を把握していることである。1つの動作サイクル終了時に燃焼室14内に生じている現在ガス圧力を求める目的で、式1により表された関係が駆動制御時間tmと行程hの対応に関して逆にされる。その結果、以下の式2が得られる:
h = func_hub (tm, Toil, Poil, nmot, wao, pabg, pao) (2)
関数func_hubにより一般的に、駆動制御時間tmおよび動作量Toil, Poil, nmot, wao等に対し結果として生じる弁行程hの依存性が表される。この関係は、エンジン試験台において種々の動作条件のもとでテストすることにより実験的に求めることができる。その際に特にガス圧力paoに対する行程hの依存性を評価する場合に判明したのは、この関係を非常に良好な近似において2次多項式によって表せることである。
h = C0 + C1*pao + C2*pao2 (3)
ただし
C0 = func_C0 (tm, Toil, poil, nmot, wao, pabg) (4)
C1 = func_C1 (tm, Toil, poil, nmot, wao, pabg) (5)
C2 = func_C2 (tm, Toil, poil, nmot, wao, pabg) (6)
特別な事例では係数C2は、内燃機関の現在の動作量に僅かに依存する。この場合、係数C2を良好な近似において、負の値をもつ定数とすることができる。一般に関数func_C0, func_C1, func_C2をやはり十分に良好な近似において、1次の項と2次の項をもつ多項式によって表すことができる。多項式を簡単にするために有利であるのは、排気弁36が開放されるときのクランクシャフト20の角度waoに対する依存性を、角度waoにおける燃焼室容積Vbrに対する依存性によって記述することである。クランクシャフト20の角度に関連づけた燃焼室容積の変化速度も、多項式の簡略化に適している。両方の関数は簡単なやり方で、たとえば角度waoに依存する特性曲線としてまたは多項式として表すことができ計算することができる。
hact = C0 + C1*paoact + C2*paoact2 (7)
現在ガス圧力paoactによる2次のこの多項式の解は次式となる:
paoact = C1*(hact-C0) + C2*(hact-C0)2 (9)
この場合、図3に示した既述の実施例と実質的に同じように実行処理を行うことができるが、相違点として挙げられるのはpaoactが機能ブロック70において式9に従って求められることである。
12 シリンダ
14 燃焼室
16 ピストン
18 コネクティングロッド
20 クランクシャフト
21 センサ
22 吸気ダクト
24 吸気弁
26 HFMセンサ
28 インジェクタ
30 燃料システム
32 点火プラグ
34 点火システム
36 排気弁
38 排気ダクト
40 行程センサ
42,44 液圧管路
46 液圧制御装置
48 温度センサ
50 圧力センサ
52 開ループ/閉ループ制御装置
54 記憶装置
Claims (13)
- 1つの動作サイクル終了後、アクチュエータにより操作される少なくとも1つの排気弁(36)を介して、燃焼排気ガスが少なくとも1つの燃焼室(14)から排出され、該動作サイクル中に燃焼室(14)内に生じるガス圧力が求められる形式の、内燃機関(10)の作動方法において、
排気弁(36)の現在の開放行程(hact)を求めるステップ(58)と、
該開放行程(hact)に作用を及ぼす内燃機関(10)の現在の動作量(tm, Toil, Poil, nmot, wao, pabg)を求めるステップ(63)と、
求められた排気弁(36)の現在の開放行程(hact)と、求められた内燃機関(10)の現在の動作量(tm, Toil, Poil, nmot, wao, pabg)とに基づき、排気弁(36)の開放時点に燃焼室(14)内に生じる現在ガス圧力(paoact)を少なくとも近似的に求めるステップ(70)とを有することを特徴とする、
内燃機関の作動方法。 - 内燃機関(10)の動作量(BG)に基づき、以降のある1つの動作サイクルのために燃焼室(14)内の予測ガス圧力(paopred)を求めるステップ(72)と、該動作サイクルの実行後、該動作サイクルのために求められた予測ガス圧力(paopred)を該動作サイクルのために求められた現在ガス圧力(paoact)と比較するステップ(76)と、該比較結果に依存して予測ガス圧力(paopred)を求める方式(func_paopred)を整合するステップ(78)を有する、請求項1記載の方法。
- 内燃機関(10)の動作量(BG)に基づき、以降のある1つの動作サイクルのために燃焼室(14)内の予測ガス圧力(paopred)を求めるステップ(72)と、該動作サイクルの実行後、該動作サイクルのために求められた予測ガス圧力(paopred)を該動作サイクルのために求められた現在ガス圧力(paoact)と比較するステップ(76)と、該比較結果に依存して情報(INF)を送出するステップ(80)を有する、請求項1または2記載の方法。
- 現在ガス圧力(paoact)を式
paoact = C1*(hact - C0) + C2*(hact - C0)2
を用いて求め、ここでC0, C1, C2は、排気弁(36)の開放行程(hact)に影響を及ぼす内燃機関(10)の動作量(tm, Toil, Poil, nmot, wao, pabg)に少なくとも部分的に依存する係数であり、hactは求められた開放行程である、請求項1から3のいずれか1項記載の方法。 - 前記係数C0, C1, C2のうち少なくとも1つの係数を、1次の項と2次の項をもつ多項式(func_C0, func_C1, func_C2)により求めるステップ(60,62)を有しており、開放行程(hact)に作用を及ぼす内燃機関(10)の動作量(tm, Toil, Poil, nmot, wao, pabg)を前記項に関与させる、請求項4または5記載の方法。
- 前記係数C0, C1, C2のうち少なくとも1つの係数を少なくとも1つの特性マップにより求め、該特性マップに内燃機関動作量を関与させる、請求項4から6のいずれか1項記載の方法。
- 前記動作量は、弁行程に決定的な作用を及ぼす排気弁(36)のための制御装置(46)の駆動制御時間(tm)、クランクシャフト(20)の回転数(nmot)、前記排気弁(36)の開放時点における該クランクシャフト(20)の角度位置(wao)、前記排気弁(36)の開放時点における該排気弁(36)の下流側の排気ガスの平均圧力(pabg)、前記排気弁(36)を操作する液圧流体の温度(Toil)、該液圧流体の圧力(Poil)、および/または燃焼室内に閉じ込められた動作ガスの質量を含む、請求項1から7のいずれか1項記載の方法。
- 排気弁(36)の開放行程(hact)を行程センサ(40)を用いて捕捉する、請求項1から8のいずれか1項記載の方法。
- 対応する閉鎖過程に必要とされる時間から排気弁の開放行程を求める、請求項1から9のいずれか1項記載の方法。
- 請求項1から10のいずれか1項記載の方法を実施するためにプログラミングされているコンピュータプログラム。
- 内燃機関(10)の開ループおよび/または閉ループ制御装置(52)のための電気的な記憶媒体(40)において、請求項11記載のコンピュータプログラムが格納されていることを特徴とする記憶媒体。
- 内燃機関(10)のための開ループおよび/または閉ループ制御装置(52)において、請求項1から10のいずれか1項記載の方法で利用するためにプログラミングされていることを特徴とする開ループおよび/または閉ループ制御装置。
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