JP2004504529A - エンジンの加速および減速中の燃料噴射信号を制御するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

所定の閾値排出制限を超えた場合に、一定の加速および減速状態中に、多ショット燃料噴射信号を制御するための装置および方法であって、エンジン（１２）の電子制御燃料噴射器（１４）に連結され、かつ一定の検知されたエンジン性能パラメータ（５１〜５８）に基づいて一定の加速または減速状態を認識するように動作可能な電子制御装置（５６）を含む装置および方法。一定の加速または減速状態が認識される場合には、排出を制御するために、この制御装置（５６）は、多ショット燃料噴射信号（５１０）に関連する１回以上の燃料ショットを削除まは無効にするようにさらに動作可能である。

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は一般に、電子制御燃料噴射エンジンに関し、さらに詳細には、エンジンの加速または減速中に燃料噴射信号を制御することに関し、多ショット燃料噴射事象に関連する燃料噴射ショットの少なくとも１回が燃料排出を制御するために、無効にされてもよい。
【０００２】
（背景技術）
電子制御燃料噴射器は、当分野では公知であり、油圧作動式電子制御燃料噴射器のほか、機械動作電子制御燃料噴射器が挙げられる。電子制御燃料噴射器は一般的に、電子制御装置から受信した燃料噴射信号の機能として、特定のエンジンシリンダに燃料を噴射する。これらの信号は、所望の燃料噴射速度のほか、エンジンの個別のシリンダに噴射される所望のタイミングおよび燃料量を表す波形を含む。
【０００３】
エンジン排気ガスに関連する排出規制は、たとえば、炭化水素、一酸化炭素の排出、粒子状物質の放出、窒素酸化物（ＮＯ_Ｘ）の放出など世界中でますます強化されつつある。燃料噴射波形の調整、すなわち、噴射回数および燃焼室への燃料の噴射速度のほか、そのような燃料噴射の量およびタイミングは、排出を改善し、より高い排出基準を満たす１つの方法である。その結果、排出および騒音レベルを低減するための試みにおいて、燃焼工程の燃焼特性を変更するために、燃料噴射波形が複数の別個の燃料噴射信号を含む複数燃料噴射技術が、利用されてきている。３ショット噴射が望ましい場合には、複数燃料噴射は一般的に、特定の噴射事象中、シリンダへの総燃料供給量をパイロット噴射、主噴射、アンカ噴射などの個別の燃料噴射に分割することを含む。これらの噴射のそれぞれを一般に「ショット」と呼ぶこともでき、当分野で用いられている「ショット」なる語は、実際の燃料噴射あるいは、噴射またはエンジンへの燃料の供給を表す燃料噴射器へのコマンド電流信号を指す場合もある。異なるエンジン動作状態において、所望のエンジン性能および排出制御の両方を実現するためには、異なる噴射方針を用いることが必要である場合がある。
【０００４】
本願明細書を通じて用いられる場合には、噴射事象は、エンジンの１サイクル中にシリンダで生じる噴射として定義される。たとえば、特定のシリンダに関する４行程エンジンの１サイクルは、吸気、圧縮、膨張、排気の行程を含む。したがって、４行程エンジンにおける噴射事象は、ピストンの４行程中にシリンダで生じる噴射またはショットの回数を含む。当分野で用いられる「ショット」なる語は、実際の燃料噴射あるいは、噴射またはエンジンへの燃料の供給を表す燃料噴射器または他の燃料作動装置へのコマンド電流信号を指す場合もある。
【０００５】
一定の加速事象中、さまざまな理由から、多ショット燃料噴射事象の別個の燃料ショットにおいてエンジンへ供給される燃料がすべて、燃焼されるとは限らない。たとえば、ターボチャージャが用いられる場合には、エンジンに関連するターボチャージャ装置が燃料の増大に対応してより多量の空気を供給するために回転を増す必要があることから、加速事象中、エンジンに供給される空気量が少ない。濃い燃料混合気がシリンダに導入される場合には、比較的薄い燃料混合気を用いた場合より多くの燃料がシリンダ壁に接触しやすい。シリンダの壁は一般的に、シリンダの内部に比べて冷たいため、燃料は、燃焼するのではなく、代わりにシリンダ壁潤滑油と混合する。この燃料はエンジンオイルの潤滑特性を劣化させ、エンジンの燃料効率に悪影響を及ぼす。さらに、そのような不燃燃料は、汚染物質であるため、エンジンの排出の望ましくない成分である炭化水素の形で排出される恐れがある。
【０００６】
さらに、加速事象中、燃料噴射事象の持続期間が減少する可能性がある。エンジン速度が回転すると、複数のショットをシリンダに関する収縮時間窓に噴射することはさらに困難になる。アンカショットはメインショットの後に時間遅延があるため、急激に変化するエンジン速度のために、特にアンカショット以外のすべてのショットに関してタイミングエラーが生じる恐れがある。その結果、特定の燃料噴射事象における１回の燃料ショットの終了と同燃料噴射事象における次の燃料ショットの開始との間の時間差が減少する。したがって、燃料ショット間のタイミングが緻密になるにつれて、個別の燃料ショットを正確に供給することがますます重要になる。しかし、変化するエンジン速度は、特定の燃料ショットを噴射するためのクランク角の変化に対応する。したがって、各燃料噴射事象における各燃料ショットの噴射に関して決定される所望の角度は、噴射の実際の所望の角度からわずかにずれている可能性がある。ずれた燃料噴射ショットは、エンジンの性能、効率および排出にひどい悪影響を及ぼす恐れがあるため、そのような状態は望ましくない。
【０００７】
他方、減速事象において、燃料噴射事象に供給される燃料量が減少する。燃料量が減少すると、燃料を別個の燃料ショットに物理的に分割することがますます困難になる。ほんの少量の燃料の場合には、不適切な分割量の燃料は、エンジンの不適切または望ましくない性能、効率、排出を生じる恐れがある。
【０００８】
減速事象中、さらに、各燃料噴射の持続期間が増大する可能性がある。上記の加速に関して説明したように、エンジンの速度が変化している最中には、個々の燃料ショットに関する時間対角度変換は、不正確である恐れがある。その結果、不正確（またはずれた）燃料噴射事象は、減速中、エンジンの性能、効率および排出にひどい悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００９】
したがって、加速および減速中、排出を制御するために、エンジンへの燃料の供給を制御するための装置および方法を提供することが望ましい。したがって、本発明は、上述の問題を１つ以上克服することに関する。
【００１０】
（発明の開示）
本発明の一形態において、加速事象および減速事象中、エンジンの燃料排出をよりうまく制御するために、そのような事象中、多ショット燃料噴射事象を電子的に制御するための装置および方法が開示される。さらに詳細には、加速または減速事象中、エンジンへの燃料の供給を制御するために、電子制御装置は、一定の検知されたエンジンパラメータに基づいて、加速または減速事象を認識した後、燃料噴射回数を動的に調整するように動作可能である。その結果、加速および減速事象中、エンジンの排出を所定の制限内に保持することができる。
【００１１】
本発明をより十分に理解するために、添付の図面を参照されたい。
【００１２】
（発明の詳細）
図１を参照するに、直接噴射圧縮点火エンジン１２に適しているような例示の構成の油圧作動式電子制御燃料噴射システム１０の一実施形態が示されている。燃料システム１０は、エンジン１２の個別のシリンダヘッド内径に位置決めされるようになされた燃料噴射器１４などの１つ以上の電子制御燃料噴射装置を含む。図１の実施形態は直列形６シリンダエンジンに適用しているが、Ｖ形エンジン、ロータリエンジンなどの他のタイプのエンジンにも等しく適用可能であることと、エンジンは複数のシリンダまたは燃焼室を含んでもよいことと、を認識し、予見し、理解すべきである。さらに、図１の実施形態はまた、油圧作動式電子制御燃料噴射器システムを示しているが、本発明は、電子制御噴射器、機械作動式電子制御噴射器ユニットのほか、ディジタル制御燃料弁を有する流体作動コモンレール形燃料噴射システムをはじめとする他のタイプの燃料噴射装置にも等しく適用可能であることを同様に認識し、予見されたい。
【００１３】
図１の燃料システム１０は、各噴射器１４に作動流体を供給するための装置または手段１６と、各噴射器に燃料を供給するための装置または手段１８と、燃料噴射システムを制御するための電子制御手段２０とを含む。この電子制御手段２０は、タイミング、噴射事象当たりの噴射回数、噴射当たりの燃料量、各噴射間の時間遅延、噴射特性をはじめとする燃料が噴射器１４によって噴射される形態および頻度を含む。システムはまた、各噴射器１４を出る作動流体から流体を再循環させ、および／または油圧エネルギーを回収するための装置または手段２２も備えることができる。
【００１４】
作動流体供給手段１６は、作動流体だめまたはリザーバ２４と、比較的低圧力の作動流体移送ポンプ２６と、作動流体冷却器２８と、１つ以上の作動流体フィルタ３０と、作動流体において比較的高圧力を発生させるための高圧ポンプ３２と、少なくとも１つの比較的高圧力の作動流体マニホルドまたはレール３６と、を含むことが好ましい。コモンレール通路３８が、比較的高圧力の高圧力作動流体ポンプ３２からの出口と流体連通するように配置される。レール分岐通路４０は、各噴射器１４の作動流体入口を高圧力のコモンレール通路３８に接続する。機械作動式電子制御噴射器の場合には、マニホルド３６、コモンレール通路３８および分岐通路４０は、一般的に、ある種のカム作動構成またはそのような噴射器を作動するための他の機械的手段によって代替することも考えられる。機械作動式電子制御燃料噴射器ユニットの例は、米国特許第５，９４７，３８０号、第５，４０７，１３１号に開示されている。
【００１５】
装置２２は、各噴射器用の廃棄蓄積作動流体制御弁５０と、共通の再循環ライン５２と、作動流体ポンプ３２および再循環ライン５２との間を接続する油圧モーター５４と、を含むことができる。各噴射器１４の作動流体ドレンから出る作動流体は、そのような流体を油圧エネルギー再循環または回収手段２２へ伝送する再循環ライン５２に入ると考えられる。再循環される作動流体の一部は、高圧力の作動流体ポンプ３２へ流れ、別の部分は、再循環ライン３４によって作動流体だめ２４に戻される。
【００１６】
好ましい実施形態において、作動流体は、エンジン潤滑油であり、作動流体だめ２４は、エンジン潤滑油だめである。これにより、燃料噴射システムをエンジンの潤滑油循環システムに対する寄生のサブシステムとして接続することができる。
【００１７】
燃料供給手段１８は、燃料タンク４２、燃料タンク４２と各噴射器１４の燃料入口との間を流体連通するように配置された燃料供給通路４４と、比較的低圧力の燃料移送ポンプ４６と、１つ以上の燃料フィルタ４８と、燃料供給調整弁４９と、各噴射器１４と燃料タンク４２との間を流体連通するように配置された燃料循環および戻り通路４７と、を含むことが好ましい。
【００１８】
電子制御手段２０は、電子制御モジュール（ＥＣＭ）５６を含むことが好ましく、コントローラと呼ぶこともあり、これを使用することは当分野において公知である。ＥＣＭ５６は、一般的には、マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサのような処理手段と、エンジン速度を調整するための比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラのようなガバナと、入／出力回路、電源回路、信号調整回路、ソレノイドドライバ回路、アナログ回路および／またはプログラム論理アレイのほか、関連メモリを含む回路を含む。メモリは、マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサに接続され、命令セット、マップ、ルックアップ表、変数およびそれ以上のものを格納する。ＥＣＭ５６は、（１）燃料噴射タイミングと、（２）噴射事象中の総燃料噴射量と、（３）燃料噴射圧と、（４）各噴射事象中の分割噴射または燃料ショットの数と、（５）分割噴射または燃料ショット間の時間間隔と、（６）各噴射または燃料ショットの持続期間と、（７）各噴射または燃料ショットに関連する燃料量と、（８）作動流体圧力と、（９）噴射器波形の電流レベルと、（１０）上記のパラメータの組合せを含む燃料噴射のさまざまな形態を制御するために用いることができる。そのようなパラメータのそれぞれは、エンジン速度および負荷とは関係なく、可変制御することができる。ＥＣＭ５６は、エンジン速度、エンジン温度、作動流体の圧力、シリンダピストン位置などを含むエンジン作動状態のような既知のセンサ入力に対応する複数のセンサ入力信号Ｓ_１〜Ｓ_８を受信し、次の噴射事象に関する噴射パラメータの所望の組合せを決定するために用いられる。
【００１９】
たとえば、エンジン温度センサ５８が、エンジン１２に接続されていることが図１に示されている。一実施形態において、エンジン温度センサは、エンジンオイル温度センサを含む。しかし、エンジン冷却温度センサもまた、エンジン温度を検出するために用いることもできる。エンジン温度センサ５８は、図１にＳ_１によって示されている信号を生成し、ラインＳ_１の向こう側にあるＥＣＭ５６に入力される。図１に示されている特定の実施例において、ＥＣＭ５６は、ポンプ３２から作動流体圧力を制御するための制御信号Ｓ_９と、各燃料噴射器内のソレノイドまたは他の電気作動装置に電圧を印加し、それによって、各噴射器１４内の燃料制御弁を制御し、燃料をそれぞれの対応するエンジンシリンダに噴射させるための燃料噴射信号Ｓ_１０と、を供給する。噴射パラメータのそれぞれは、エンジン速度および負荷とは関係なく、可変制御することができる。燃料噴射器１４の場合には、制御信号Ｓ_１０は、燃料噴射信号であり、噴射器ソレノイドまたは他の電気アクチュエータへのＥＣＭコマンド電流である。
【００２０】
特定の燃料噴射事象中に望ましい燃料噴射形態は、その時点におけるさまざまなエンジン作動状態によって通常変化することを認識されたい。一定のエンジン作動状態で燃料噴射事象中に、特定のシリンダに複数燃料噴射の供給が、排出を改善する試みにおいて、所望のエンジン動作のほか、排出制御の両方を実現することがわかっている。図２は、３つの独立した燃料噴射、すなわち第１の燃料噴射またはパイロットショット６０、第２の燃料噴射またはメインショット６２、第３の燃料噴射またはアンカショット６４を含む複数燃料噴射を示している。図２に示されているように、パイロットショット６０は、ある所定の時間係数、クランク角またはメイン遅延６１だけメインショット６２に先立ち、燃焼室に噴射され、アンカショットは、所定の時間係数、クランク角またはアンカ遅延６３に基づき、メインショット６２の後に続く。電子制御装置５６に関連するプログラミングのほか、エンジン速度、エンジン負荷、レール通路３８に関連する圧力（レール圧力）、所望の総燃料量および他のパラメータに関連するマップおよび／または表を含めて、ＥＣＭ５６のメモリ内に格納されるさまざまなマップおよび／またはルックアップ表に基づき、コントローラ５６は、燃料ショットの適切な回数、各燃料ショットに必要な燃料量、その分割を動的に決定することができ、それによって、各個別のショットのタイミングおよび持続期間のほか、アンカ遅延６３を決定することができる。図２に示される３ショット複数噴射において、燃焼室に供給される総燃料の一部はパイロットショット６０によって噴射され、そのような総燃料の一部は、メインショット６２に噴射され、噴射される総燃料の残りの部分がアンカショット６４に噴射される。一定のエンジン作動状態下で、３燃料ショットを用いる複数燃料噴射事象は、粒子状物質の排出の削減および／またはＮＯ_Ｘの排出の削減のほか、所望のエンジン性能を含めて、排出ガスに関して利点がある。複数燃料噴射事象は、現在のエンジン作動状態に応じて、２、３回またはそれ以上のショットを含むことができる。
【００２１】
３ショット噴射事象の場合の例示的電流波形が図３に示されており、第１またはパイロットショット制御信号６６と、第２またはメインショット制御信号６８と、第３またはアンカショット制御信号７０と、パイロットショットとメインショットとの間のメイン遅延信号７２と、メインショットとアンカショットとの間のアンカ遅延信号７４と、が示されている。制御信号６６、６８、７０のそれぞれの持続期間は、ＥＣＭ５６によって変化させることができ、遅延７２、７４の持続期間も同様にＥＣＭ５６によって制御されることができる。好ましい実施形態において、メインショットのタイミングおよび持続期間は、ＥＣＭ５６によって決定および設定が行われ、その後、メインショットタイミングに基づいて、アンカショットが決定される。この点において、パイロットショットの開始は一般的に、メインショットタイミング、パイロットアドバンスのような既知のパラメータに基づいて決定され、アンカショットタイミングは、メインショットの終了に基づく時間遅延にすぎない。３燃料噴射ショットに関連するさまざまなパラメータを決定するための他の方法も同様に、認識し、予見されたい。
【００２２】
図３はまた、典型的な油圧作動式電子制御燃料噴射器または他の燃料噴射装置に関連する引き入れ電流レベルおよび保持電流レベルを示している。油圧作動式電子制御燃料噴射器を用いる場合には、噴射信号は一般に、引き入れ電流レベルおよび一般により低い保持電流レベルを含む２層電流波形を含む。より高い引き入れ電流は燃料噴射器を短時間で開くために用いられ、それによって、応答時間、すなわち、燃料噴射信号の開始と、燃料が実際にエンジンシリンダに入る時間との間の時間を短くする。一旦、燃料噴射が開始されると、残りの噴射事象のために噴射器を開いたままにするために、より低いレベルの保持電流を用いることができる。パイロット引き入れ持続期間、メイン引き入れ持続期間、アンカ引き入れ持続期間も同様に、図３に示される代表的な電流波形に示されている。エンジン作動状態、用いられる燃料のタイプおよび燃料噴射装置、他のパラメータに基づき、図３に示される波形の修正および変更も可能であることを認識し、予見されたい。
【００２３】
図４は、燃料噴射装置１４への燃料噴射信号Ｓ_１０を発生させるために設けられた本発明の教示によって構築される制御システムの一実施形態を示している。エンジンの加速中、エンジンの速度は必要な加速度に応じて増し、加速を促進するために、エンジンに追加燃料量が供給される。そのような加速事象中にエンジンに供給される燃料量は、一般的に、燃料、トルクまたは電子制御手段２０において利用可能な他のマップまたは表から決定されるか、またはそれらによって制限される。マップおよびルックアップ表は、当分野で公知のさまざまな方法のいずれにおいて実現されてもよい。加速事象中にエンジンに供給されるこの追加燃料量は一般的に、所望の排出および性能基準を維持するために、対応する量の追加の空気を必要とし、通常は、エンジンに関連するターボチャージャ装置によって生成されて供給される。エンジン１２における個々のシリンダに供給されるすべての燃料の完全燃焼を促進するために、このターボチャージャによる空気は、燃料と混合される。
【００２４】
しかし、一定の加速状態中、ターボチャージャ装置は、エンジンに供給される追加燃料量に比して、空気の量を増大させるために、所望の応答を実現しない場合がある。その結果、空気／燃料混合気が燃料に関して濃すぎる場合には、一定の加速事象中、空燃比が著しく減少する恐れがある。同問題はまた、ターボチャージャのないエンジンにおいても生じる恐れがある。不十分な量の空気は一般に、ターボチャージャ装置の応答時間における遅延が原因である。ターボチャージャ装置は通常、加速事象中、所望のキャパシティで実現するために、回転を増す時間が必要である。高い空燃比は、比較的薄い燃料混合気を用いた場合より多くの燃料をシリンダ壁に接触させる可能性がある。シリンダの壁は通常、比較的冷たいため、この燃料は、燃焼するのではなく、代わりにシリンダ壁潤滑油と混合することになる。この不燃燃料はオイルの潤滑特性を劣化させ、炭化水素としてエンジンから排出される恐れもある。当業者は、これらの事象のいずれが生じても望ましくないことを理解されたい。
【００２５】
さらに、加速事象中の燃料制御方針の反応性に応じて、エンジンの速度が増すにつれて、各燃料噴射事象の持続期間が減少する可能性がある。また、ある燃料ショットの終了と次の燃料ショットの開始との間の持続期間または時間間隔が減少する可能性があるため、各個別の燃料ショットの正確なタイミングが一層重要になる。しかし、加速事象において、各個別の燃料ショットの開始は、所望の時間に生じない可能性がある。その理由は、各燃料ショットの開始相対角が通常、個々の燃料噴射事象中、エンジンに関連するクランク軸の角度位置に対応する絶対クランク角値に変換されることである。しかし、エンジンの速度は急速に変化しているため、燃料ショットの実際の配置は、クランク軸が算出された角度位置に達するまでに、不正確になる恐れがある。したがって、所望のタイミングまたは持続期間に所望の量の燃料を得ることは困難である。たとえば、加速が噴射タイミングを考慮した場合には、望ましい場合に、所望の燃料のすべてを得ることは困難であると考えられる。このずれた燃料ショットタイミングによって、加速事象中、エンジンの不安定な性能および品質の劣る排出を生じる恐れがある。さらに、空燃比問題のために、シリンダに供給される燃料は、望ましくない排出物を生じる恐れがある。したがって、本発明の一実施形態において、加速期間中、パイロットショットに関連する燃料量を削減することができるか、またはパイロットショットを完全に除去し、関連する燃料量を残りの燃料ショットに配置または分配することができる。別の実施形態において、パイロット燃料噴霧にシリンダ壁が曝されることを最小限に抑えるために、パイロットショットのタイミングを圧縮行程のピストン上死点により近い位置に移動することができる。
【００２６】
加速事象中のこれらの問題を克服するために、加速事象中、１回以上の燃料ショットを無効にすることができる。加速中の燃料噴射事象において、パイロットショットなどのショットを無効にすることによって、シリンダ壁への燃料の浸透の発生を削減することができ、潤滑油の燃料による希釈およびエンジンの排出ガスにおける炭化水素副生成物の量を減少させることができる。シリンダにおける不燃燃料の量の減少は、エンジンの燃料効率および排出を改善するのに役立つ。さらに、個別の燃料ショットの削減回数は、上述したように、メイン／アンカショットの連続の開始における角度変換エラーに関して、時間に関連する問題を軽減するのに役立つ。したがって、本発明の一実施形態において、加速事象中、パイロットショットまたはアンカショットのいずれか、または両方のショットを無効にすることによって、加速事象中、上述の問題の発生可能性を相当減少させる。別の実施形態において、パイロットショット、メインショットまたはアンカショットのいずれかのショットを削除するか、またはそれらを任意に組み合わせることができる。しかし、好ましい実施形態において、パイロットショットおよび／またはアンカショットのいずれかが削減され、メインショットが保持される。
【００２７】
他方、減速事象中、エンジン１２のシリンダに供給される燃料量は、急激に減少する。燃料量が減少すると、複数の個別のショットに所望の燃料量を正確に分割することは、ますます困難になる。適切なショットに燃料を不適切に分割することは、減速事象中、望ましくないエンジン性能および劣るエンジン効率を生じる恐れがある。さらに、減速事象中、燃料噴射事象中の各ショットの開始の時間対角度変換（クランク軸位置）は、加速事象に関して上述したように、エンジン速度の変化（減少）のためにずれる可能性がある。そのようなずれまたはエラーはまた、望ましくないエンジン性能、その結果、劣るエンジン効率を生じる恐れがある。
【００２８】
減速事象中のこれらの問題を克服するために、本発明の一実施形態において、減速事象中、燃料ショットの総数を減少させる。減速事象中、パイロットショットのみ、アンカショットのみまたはパイロットショットおよびアンカショットの両方を無効にすることができることを認識し、予見されたい。その結果、個別のシリンダに供給される燃料量をより少ない回数のショットに分割することができ、複数の燃料ショットの開始時における時間対角度変換エラーに関連する問題が軽減される。したがって、減速事象中、１回以上のショットを無効にすることは、減速事象中、上述した問題の発生可能性を削減する。あるいは、メインショットも無効にすることができる。しかし、排出および性能という理由から、メインショットは有効なままであることが好ましい。
【００２９】
本発明の一実施形態において、加速事象または減速事象のいずれかが検出される場合には、無効にされる１回または複数のショットからの燃料は、個別の燃料噴射事象から完全に除去される。したがって、実質的には、そのような実施形態において、残りのショットのそれぞれに関連する燃料量は同量のままであるが、特定の燃料噴射事象に供給される総燃料量は、所望の量より少なく、燃料噴射事象における総ショット数も削減される。しかし、好ましい実施形態において、無効にされる１回または複数のショットからの燃料は、無効にされるショットに関連する燃料を残りのショットに分配することによって、特定の燃料噴射事象に関して維持される。そのような実施形態において、特定の燃料噴射事象に供給される総燃料量は、所望の量を維持しているが、燃料噴射事象における総ショット数は少なく、１回以上の残りのショットに関連する燃料量は増大する。
【００３０】
特定の燃料噴射事象において、無効にされる１回または複数のショットからの燃料量は、残りの１回または複数のショットに分配される実施形態において、無効にされる１回または複数のショットにおける総燃料量が燃料量の閾値より少ない場合には、この燃料量は残りの１回または複数のショットに分配するのではなく、特定の燃料噴射事象から完全に削除されることができることをさらに認識し、予見されたい。特定の燃料噴射事象において、そのような少量の燃料を残りのショットに再分配することは、効率的または望ましくない可能性があるため、またはそれを完全に除去することはさらに望ましいオプションであると考えられるが、一層実行不可能であると考えられる。
【００３１】
ＥＣＭ５６はまた、加速事象または減速事象が検出される場合には、個別の加速事象または減速事象の持続期間に関してのみ１回以上の燃料噴射ショットを削除または無効にするように設計されることができる。エンジンが一定水準に達し、もはや加速または減速しない場合（特定の事象がいずれであってもよい）には、燃料噴射信号を正常に戻すことができる、すなわち燃料噴射信号数に関して段階的に行うか、または単一の燃料噴射事象においてより急激に行うかのいずれかで、１回または複数の無効のショットを再度、有効にすることができる。あるいは、電子制御手段２０は、一定の時間の間または別の所定の判断基準を満たすまで、無効にした１回以上の燃料噴射ショットを維持することができる。そのために実行される特定の方針は、一般的に、１つの実施形態から別の実施形態に変化させることを認識し、予見されたい。
【００３２】
本発明を実行するために、電子制御手段２０またはＥＣＭ５６は、一定のエンジン加速状態または減速状態の検出、決定または他の方法で認識するために動作可能でなければならないため、適正な制限内の排出を維持するために必要なその中に含まれるショット数をはじめとする所望の燃料噴射波形を実現するために、噴射信号を制御することができる。これは、さまざまな方法で実現することができ、それらの任意の１つまたはその組合せを利用することができる。一実施形態において、エンジン速度センサ７６のような信号発生手段がＥＣＭ５６に連結され、エンジンの速度を表す信号７８を出力するように動作可能である。入力信号７６に基づいて、ＥＣＭ５６は、時間の経過に関するエンジン速度の変化率を決定するために動作可能である。エンジン速度の変化率が所定の閾値、たとえば、１秒当たり約１，０００ｒｐｍ〜約２，０００ｒｐｍの範囲を超える場合には、ＥＣＭ５６は、この速度変化率が、所定の排出制限を超えるため、燃料噴射信号を制御する加速または減速事象を表すことを決定または認識する。
【００３３】
別の実施形態において、ＥＣＭ５６は、エンジンのシリンダに供給される燃料混合気の空燃比を表す信号８０を受信するように動作可能である。一定の加速事象中、エンジンに供給される燃料量の増大のために空燃比が減少すると推測される。一定の他の減速事象中、エンジンに供給される燃料量の減少のために空燃比が増大すると推測される。このように、空燃比が所定の閾値によって増大または減少する場合には、ＥＣＭ５６は、一定の加速または減速状態を決定するか、またはそうでなければ認識する。その後、その結果として、ＥＣＭ５６は、燃料噴射信号を制御する。
【００３４】
所定の排出制限を超える加速または減速事象と相関されうるある状態を表す信号を供給するために、任意の１つまたは複数の他の信号提供機構が同様にＥＣＭ５６に連結されることを認識し、予見されたい。そのような機構は、レール圧力センサ、吸気取り入れブースト圧力センサおよびその他のセンサのような当分野において公知のさまざまな機構のいずれであってもよい。
【００３５】
（産業上の利用可能性）
本願明細書に述べたように、本装置および本方法は、車両、工作機械、船舶、発電機、定置機関などにおいて用いられるエンジンのようなすべてのタイプのエンジンに特に有用である。したがって、本装置および本方法は、望ましくない排出ガスを生じる一定の加速または減速状態に基づいて、任意の多ショット燃料噴射信号における燃料ショット数を制御するための制御システムおよび方法を提供する。
【００３６】
エンジン閾値、電子制御手段２０によって監視中のエンジン性能の期間などは、電子制御手段２０に予めプログラムされていてもよく、またはそのような値は電子制御手段２０に関連するメモリ手段またはデータ記憶手段に格納されるマップまたは表に利用可能であってもよいことを認識し、予見されたい。あるいは、適切な公式、または連続ループまたは一定の時間間隔でＥＣＭ５６によって実行される数値計算によって、そのような値を決定することができる。この点において、エンジンのすべての作動状態中に用いるために、レール圧力、エンジン速度、エンジン負荷、パイロット／メイン／アンカ持続期間、パイロット／メイン／アンカ燃料量、アンカタイミング遅延、パイロット／メインタイミング遅延、他のパラメータに関連する適切な燃料マップをＥＣＭ５６に格納またはそうでなければプログラムすることができる。所望のエンジン性能を実現するために、ＥＣＭのプログラム可能メモリに格納されるこれらの操作マップ、表および／または数式は、適切な複数噴射事象に関連するさまざまなパラメータを決定し、制御する。したがって、電子制御手段２０は、当分野で周知のさまざまな方法のいずれかのそのようなステップを実行することができることを認識し、予見されたい。
【００３７】
また、電子制御手段２０は、一定の加速または減速事象を決定または認識し、さまざまな入力の１つに基づき、燃料噴射信号に関連する１回以上の燃料ショットを削減、削除または無効にすることができるか、または可能であれば、異なる入力値に異なる重み付けを行う場合であっても、そのような入力の組合せに基づき１回以上の燃料ショットを削減、削除または無効にすることができることを認識し、予見されたい。さらに、電子制御手段２０によって講じられる措置は、パイロットショットのみの削除または無効、あるいはアンカショットのみの削除または無効、あるいはパイロットショットおよびアンカショットの両方の削除または無効のような講じることができるさまざまな措置の任意の１つまたはその組合せであってもよいことを認識し、予見されたい。
【００３８】
個別の加速または減速事象の持続期間に関してのみ、１回以上の燃料噴射ショットを削除するか、または無効にするようにＥＣＭ５６を設計することができることを認識し、予見されたい。エンジンが一定水準に達し、もはや加速または減速しない場合（事例がいずれであってもよい）には、燃料噴射信号を正常に戻すことができる、すなわち燃料噴射信号数に関して段階的に行うか、または信号燃料噴射事象においてより急激に行うかのいずれかで、１回または複数の無効ショットを再度、有効にすることができる。あるいは、電子制御手段２０は、一定の時間の間または別の所定の判断基準を満たすまで、無効にした１回以上の燃料噴射ショットを維持することができる。
【００３９】
１回以上のショットを無効にすると、一定の加速事象中、エンジンに供給される燃料量が減少する場合には、排出を制御するために、そのような加速事象中、エンジン効率および性能を犠牲にすることができることを予見されたい。また、一定の減速事象中、１回以上の燃料ショットを無効にすることは、エンジンが減速中であり、そのような減速事象中、追加燃料を供給することは通常、必要ではないため、エンジンの性能に特に有害であるというわけではないことを十分に理解されたい。しかし、両方の事象において、エンジン１２の全体的な排出を望ましい制限内に維持することができ、好ましい実施形態において、全体的な排出は、望ましい制限内に維持されることを十分に理解されたい。
【００４０】
前述の説明から明白であるように、本発明の一定の形態は、本願明細書に示された例の具体的な詳細によって制限されるわけではないため、他の修正、応用または等価物が当業者に見出されることは予見される。したがって、特許請求の範囲は、本発明の精神および範囲を逸脱することのないそのような修正および応用を網羅するものとする。
【００４１】
本発明の他の形態、目的、利点は、図面、明細書および添付請求の範囲を検討することによって得られることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施形態において利用可能な電子制御燃料噴射器システムの典型的な概略図である。
【図２】
３ショット燃料噴射事象の概略的な特性である。
【図３】
３ショット燃料噴射事象に関する例示の電流波形の概略図である。
【図４】
本発明の教示によって構築される電子制御システムの一実施形態のグラフ図である。

Claims (17)

1. エンジン（１２）において、燃料噴射装置（１４）に多ショット燃料噴射信号を制御するための制御システム（１０）であって、
   燃料噴射装置（１４）に連結される電子制御装置（５６）であって、燃料噴射装置（１４）に多ショット燃料噴射を表す信号（５１０）を出力するように作動可能な制御装置（５６）および
   前記エンジン（１２）の加速または減速を表す信号（７８）を入力するための前記制御装置（５６）に連結される少なくとも１つの信号（７８）提供機構と、を含み、
   前記制御装置（５６）が、前記入力信号（７８）に基づいて、加速または減速状態を認識するように動作可能であり、
   前記制御装置（５６）は、前記一定の加速または減速状態が認識される場合に、多ショット燃料噴射信号（５１０）において、燃料ショットの回数を動的に修正するようにさらに動作可能である制御システム（１０）。
2. 前記入力信号（７８）は、エンジン（１２）が所定の閾値排出制限を超えるエンジン（１２）の加速または減速状態と相関させることができる請求項１に記載の制御システム（１０）。
3. 前記一定の加速または減速状態が認識される場合に、前記制御装置（５６）は、多ショット燃料噴射信号（５１０）において、少なくとも１つの燃料ショットを無効にするように動作可能である請求項１に記載の制御システム（１０）。
4. 前記少なくとも１つの無効ショットからの燃料量が、多ショット燃料噴射信号（５１０）における他のショットに分配される請求項３に記載の制御システム（１０）。
5. 前記入力信号（７８）は、エンジン速度を表し、前記制御装置（５６）は、前記加速または減速状態に応じて、多ショット燃料噴射信号における燃料噴射回数を動的に修正するために、エンジン速度の変化率を決定し、前記信号（５１０）を出力するように動作可能である請求項２に記載の制御システム（１０）。
6. 前記入力信号（５１〜５８）は、エンジン（１２）に供給される空燃比を表し、前記空燃比が第１の所定の閾値を超える場合には、前記制御装置（５６）は、前記多ショット燃料噴射信号（５１０）における燃料噴射回数を動的に修正する請求項１に記載の制御システム（１０）。
7. 認識された加速または減速事象がもはや認識されない場合には、多ショット燃料噴射信号（５１０）における前記少なくとも１つの無効の燃料ショットが、再度有効にされる請求項３に記載の制御システム（１０）。
8. 前記燃料噴射信号（５１０）が、パイロット燃料ショット（６０）と、メイン燃料ショット（６２）と、アンカ燃料ショット（６４）と、を表し、前記少なくとも１つの無効の燃料ショットが、前記パイロット燃料ショット（６０）である請求項３に記載の制御システム（１０）。
9. 前記燃料噴射信号（５１０）が、パイロット燃料ショット（６０）と、メイン燃料ショット（６２）と、アンカ燃料ショット（６４）と、を表し、前記少なくとも１つの無効の燃料ショットが、前記アンカ燃料ショット（６４）である請求項３に記載の制御システム（１０）。
10. 一定の加速および減速状態中、電子制御燃料噴射器（１４）への多ショット燃料噴射信号（５１０）を制御するための方法であって、
    エンジンの動作に関連する状態（５１〜５８）を検知するステップと、
    前記検知状態に基づいて、加速または減速状態を確立するステップと、
    確立された加速または減速状態が認識される場合には、中に含まれる少なくとも１つの燃料ショットを無効にするために、燃料噴射器への多ショット燃料噴射信号を修正するステップと、を含む方法。
11. 超える所定の閾値排出制限に基づいて、前記加速または減速状態が確立される請求項１０に記載の方法。
12. 前記検知状態（７８）が、エンジンの速度である請求項１０に記載の方法。
13. 前記検知状態（５１〜５８）が、燃料の空燃比であり、混合気がエンジンに供給される請求項１０に記載の方法。
14. 確立された加速または減速状態がもはや認識されない場合には、多ショット燃料噴射信号（５１０）における前記少なくとも１つの無効の燃料ショットを再度有効にするステップを含む請求項１０に記載の方法。
15. 多ショット燃料噴射信号（５１０）が、パイロットショット（６０）、メインショット（６２）、アンカショット（６４）を含み、前記少なくとも１つの無効の燃料ショットが前記パイロットショット（６０）である請求項１０に記載の方法。
16. 多ショット燃料噴射信号（５１０）が、パイロットショット（６０）、メインショット（６２）、アンカショット（６４）を含み、前記少なくとも１つの無効の燃料ショットが前記アンカショット（６４）である請求項１０に記載の方法。
17. 多ショット燃料噴射信号において、前記少なくとも１つの無効の燃料ショットから別のショットに燃料を再分配するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。

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