JP2005522627A - 噴射燃料の流れを制御する装置を備えたディーゼルエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】 噴射される燃料の流れを制御する装置を備えたディーゼルエンジンに関する。
【解決手段】 ディーゼルエンジンは、燃焼室に供給を行う少なくとも１つの燃料噴射器を有し、異なる期間の一連の噴射器の起動を制御する手段（８０）と、コマンドの発行および噴射の開始の間の最小の起動時間（ΔＴ_ＭＡ＋Δｔ）を測定する手段と、測定された最小の起動時間に応じて噴射器を更に制御する手段とを備えるプロセッサにより制御される。本発明によれば、エンジンは、燃焼室の中に噴射される空気と燃料の混合物により生み出される熱の放出（ｄＱ）を決定し、これらの決定を使用して、最小の起動時間を測定する手段を備える。

Description

本発明は、噴射燃料の流れを制御する装置を備えたディーゼルエンジンに関する。

コモンレール式ディーゼルエンジン１０（図１）において、各シリンダ１２、１４、１６、１８は、燃焼室１３_１２、１３_１４、１３_１６、１３_１８を有し、それには、コモンレール２２に接続される噴射器２０_１２、２０_１４、２０_１６、２０_１８により燃料が噴射される。それにおいて、燃料は、ダクト２６により車両のタンク（図示なし）に接続されるポンプによって高圧に保たれ、一般的に２００バール〜１６００バールの高圧の各シリンダに燃料を噴射することを可能にする。

各噴射器２０_１の動作は、この噴射器により燃焼室１３_１の中に噴射される燃料の量を決定するユニット２８によって制御される。このために、ユニット２８は、車両のドライバにより要求されるトルクＣまたはコモンレールの中の燃料の圧力Ｐ等の情報を受け、それに従って、噴射器２０_１が、ドライバにより要求されるトルクを得るために必要な燃料の量を燃焼室１３_１の中に噴射するように、噴射器２０_１の開放または起動時間を設定する。

この起動時間は、燃焼室の中に噴射されるべき燃料の量に従って、およびコモンレールの中の燃料圧力に従って決定される。起動時間は、更に噴射器の特徴に依存する。これは、例えば実験によって、設計者により事前設定されるからである。しかしながら、車両に供給を行う噴射器の動作は、事前設定された動作とは異なる。事実、事前設定された動作はモデルとして採用された噴射器により確立され、例えば噴射器２０_１２等の一定の時間の動作後の噴射器２０_１の動作およびユニット２８に保存されるデータを決定する際に使用される噴射器のモデルの動作を表す図２により示されるように、噴射器が機械加工される際の許容差、または特に磨耗に対する考慮がない。

図２において、噴射器の起動の期間（横軸３０）に関する、モデル噴射器（曲線３４）によりシリンダｉの燃焼室にミリグラム単位で噴射される燃料の量（縦軸３２）は、マイクロ秒で確立される。曲線３６は使用される噴射器２０_１２により行われる噴射に対応する。

曲線３４の開始において、第１に、モデル噴射器について、燃焼室内で噴射が始まる前に、噴射コマンドの発行（時点Ｔ_２８）からの最小の起動時間ΔＴ_ＭＡが存在し、第２の時間において、噴射される燃料の量は時間に関し直線的に変化し、この噴射される燃料の量と起動時間との関係は以下、モデル噴射器の動作勾配と呼ばれる。

曲線３６は、使用される実際の噴射器２０_１２については、最小起動時間がより長くなり、ΔＴ_ＭＡ及びΔｔであることを示している。更に、噴射器２０_１２の動作勾配は、モデルとして採用された噴射器の動作勾配ほど大きくない。

これらの差異はエンジンの動作に悪影響を及ぼす。事実、噴射器がオフセットΔｔおよび／または修正された動作勾配で動作した場合、ユニット２８により制御される起動時間は、燃焼室の中に、所定の最適な量とは異なる量の燃料の噴射をもたらす。例えば、Ｋ_ｍの量（図２）の燃料がシリンダ１２に噴射されると考えると、ユニット２８は曲線３４から決定された起動の時間ΔＴ_Ｋを設定する。しかしながら、噴射器２０_１２は、曲線３６により決定される燃料の量Ｋ_１２を実際には投入し、それは明らかに予想された量よりも少ない。これは、公差、機械加工および／または噴射器上の磨耗に起因する動作の差異によるものである。

燃料の圧力が高くなればなるほど、これらの差異はより望ましくないものとなり、それは、この圧力が増加したとき、例えばしばらくの間動作してきた噴射器とモデル噴射器との間の噴射される燃料の量の差異が一般的に拡がるからである。

これらの差異は性能（トルクおよびパワー）を低下させ、燃焼騒音を増加させ、および／または、特に窒素酸化物等のエンジンの汚染物質の排出を増加させる。

これらの問題は、エンジンの全てのシリンダまたは各シリンダに個別に影響し得る。

本発明は、以下に図３、図４と共に述べられるように、噴射器の噴射オフセットΔｔを補正することは、所定の動作に関する実際の噴射器の動作の差異を満足に補正するに充分であるということを発見することから生じる。

図３は、一方において、ただ１つの噴射オフセットΔｔを有する第１の噴射器において要求されるミリグラム単位の燃料の量（横軸４０）と、この噴射器により実際に噴射されたミリグラム単位の燃料の量との間のミリグラム単位で測定されたオフセットΔｇ（縦軸４２）を示している。噴射における異なる燃料の圧力（曲線４４_１〜４４_６に対して、それぞれ２３０、５４０、６８０、８１０、９５０、１２００バール）下で行われた様々な測定４４_１、４４_２、４４_３、４４_４、４４_５、４４_６は、最大のオフセットΔｇは１５ミリグラム未満の燃料コマンド、とりわけ約７ミリグラムのコマンドに対し生じていることを示している。これらの測定は、モデル噴射器についての勾配修正なしのオフセットΔｔに関する。

図４は、ミリグラム単位で与えられるコマンドされた燃料の量（横軸４０’）と、実際に噴射された燃料の量との間の測定された差異Δｇ’（縦軸４２’）を示しており、この場合は、テストされる噴射器について、オフセットΔｔだけでなく修正された動作勾配までもが考慮されている。

オフセットΔｇおよびオフセットΔｇ’を比較すると、１５ミリグラム未満の燃料の量のコマンドに対しては、噴射におけるオフセットΔｔのみが考慮されている図３のオフセットΔｇは、噴射における同一のオフセットΔｔおよび異なる動作勾配が考慮される図４のオフセットΔｇ’に事実上等しいことがわかる。

更に、特にヨーロッパの規制では、通常の運転条件において燃焼室に噴射される燃料の量を１５ｍｇに制限する傾向がある。すなわち、このレベルを超える噴射量は、特に町中の運転において車両により実行される大多数の走行の代表例とはならない。

燃焼室の中への燃料の噴射を行うためにこの噴射器で実際に必要とされる最小の起動時間（ΔＴ_ＭＡ及びΔｔ）、すなわち噴射器の最小の起動時間を決定するために、噴射器の一連の起動は増加する期間で実行でき、燃料の噴射が検出されたとき、検出された最小の期間が最小の起動時間とみなされる。

しかしながら、例えばパイロット噴射のための弱い燃料の噴射を検出するのは難しく、それは特に、パイロット噴射に適切な燃料噴射よりも大きい燃料噴射を生じるＴＤＣに近いからである。

本発明は以上のような理由から、燃料噴射のレートを制御する装置を備えたディーゼルエンジンで、燃焼室に供給を行う少なくとも１つの燃料噴射器を有し、異なる期間の一連の噴射器の起動をコマンドする手段と、コマンドの発行および噴射の流れの間の最小の起動時間を測定する手段と、測定された最小の起動時間に従って噴射器を更に制御する手段とを備えたプロセッサにより制御されるディーゼルエンジンに関し、それは、燃焼室の中に噴射される空気と燃料の混合物により行われる熱の放出を評価し、これらの評価をもとに、最小の起動時間を測定する手段を備える。

熱の放出を測定することによって、燃料噴射の検出と最小の起動時間の決定が高い精度で実行される。

次に、測定された最小の起動時間（ΔＴ_ＭＡ及びΔｔ）と所定の最小の起動時間（ΔＴ_ＭＡ）とを比較することにより、プロセッサはこの噴射器に影響するオフセット（Δｔ）を決定することができる。オフセット（Δｔ）は決定され、噴射の開始に必要な最小の起動時間が、測定により決定される正または負のオフセット（Δｔ）により修正された最小の所定の起動時間（ΔＴ_ＭＡ）と等しいことを考慮することにより、プロセッサはそのコマンドを噴射器に関し補正することができる。このようにして、プロセッサによりコマンドされる起動時間が、このオフセットΔｔについて補正される。

１つの実施形態において、起動時間を制御する手段は、所定の最小の起動時間を、測定から得られたオフセットによって修正する手段を有する。

１つの実施形態によれば、プロセッサは、圧力を測定するために使用される起動を、モータ内でトルクを発生するための主要な燃料噴射を制御する起動とは別のものにするための手段を有する。

１つの実施形態によれば、プロセッサは、起動を、メイン噴射のためにシリンダ内で最適な温度条件を確立するためのパイロット噴射に対応させる手段を有する。

１つの実施形態においては、プロセッサは、燃焼室内の空気と燃料の混合物により生み出される熱の放出を評価し、これらの評価から最小の起動時間を測定する手段を有する。

１つの実施形態においては、プロセッサは、圧力の測定に基づき、以下の公式によって熱の放出を評価する手段を有する。
δＱ＝１／（γ−１）＊（γＰ＊ｄＶ＋Ｖ＊ｄＰ）
ここで、δＱは熱の放出であり、ＰとＶはそれぞれ燃焼室の混合物の圧力と体積であり、ｄＰおよびｄＶはそれらの変動であり、γは定数である。

１つの実施形態において、プロセッサは、パイロット噴射を有する運転サイクルの１区間における熱の平均放出を評価することにより最小の起動時間を決定する手段を有する。

１つの実施形態において、モータはコモンレールにより燃料を供給されるいくつかの噴射器を有する。

１つの実施形態において、噴射器の一連の起動は一定の供給圧力およびエンジン速度で実行される。

１つの実施形態において、プロセッサは、一連の起動を周期的な方法で行う手段を有する。

本発明はまた、内燃機関への燃料噴射のレートを制御するプロセッサに関し、プロセッサは、燃焼室に供給を行う噴射器のさまざまな期間の一連の起動を制御する手段と、コマンドの発行と噴射の開始の間の最小の起動時間を測定する手段と、測定された最小の起動時間に従ってこの噴射器を更に制御する手段とを備え、それは、燃焼室の中の空気と燃料の混合物により引き起こされる熱の放出を評価し、これらの評価をもとに、最小の起動時間を測定する手段を備える。

１つの実施形態において、プロセッサは、所定の最小の起動時間を、測定から得られたオフセットによって修正する手段を有する。

１つの実施形態によれば、プロセッサは、最小の起動時間を測定するために使用される起動を、モータ内でトルクを発生するためのメイン燃料噴射をコマンドする起動とは別のものにするための手段を有する。

１つの実施形態において、プロセッサは、起動を、主要な噴射のためにシリンダ内で最適な温度条件を供給するためのパイロット噴射に対応させるための手段を有する。

本発明の他の特徴および利点は、非限定的に、添付図面に言及しつつ以下に示されるいくつかの実施形態の記載で明らかになる。

以下に記載される本発明のさまざまな実施形態は、中央ユニット（マイクロプロセッサ）によって制御される燃料噴射器を備えるシリンダを有するディーゼルエンジンに関する。このユニットは、本発明に従い、各噴射器についての様々な期間の一連の起動を行うため、ならびに最小の測定された起動時間および最小の所定の起動時間の間で決定されたオフセット（Δｔ）で、この噴射器において制御される起動時間を修正するための手段を有する。

更に、これらの実施形態において、噴射器の最小の起動時間の測定は、燃料の噴射により変更される燃焼室のパラメータの変動を検出することにより行われ、この燃焼室はこれらの検出をユニットに伝える手段を有する。

第１の実施形態において、検出される物理パラメータは燃焼室内の圧力である。この目的のため、各燃焼室は、内部の圧力を測定し、それらの測定を中央ユニットに伝える検出器を有し、中央ユニットは、これらの測定を受け、測定された最小の起動時間を決定する手段を有する。

この第１の実施形態において、以下に記載される全ての実施形態と同様、オフセットを検出するために噴射器においてコマンドされる一連の起動は、メイン噴射と呼ばれる、エンジンのトルクを供給し、燃料の噴射をコマンドする起動とは異なる。より正確には、これらの起動はパイロット噴射として知られる燃料噴射に対応し、これにより、後続のメイン噴射のために、燃焼室内における温度および圧力の最適条件を作り出すことが可能になる。

これら２つの噴射、つまりパイロット噴射およびメイン噴射が、図５の概略図に示されており、縦軸５２は、シリンダの燃焼室において測定されたバール単位での圧力に対応し、横軸５０は、このシリンダのクランクシャフトの角度、すなわち、このシリンダ内で起こっている燃焼の４つのイベント（噴射、圧縮、燃焼、膨張および排気）のサイクルのコースに対応する。角度０は上死点（ＴＤＣ）におけるピストンの位置に対応し、負の角度は噴射および圧縮段階に対応し、正の角度は燃焼、膨張および排気段階に対応する。

テストされた噴射器により供給される燃焼室内の圧力の測定は、２００、４００、６００、８００、１２００、１６００バール等の一定の燃料噴射圧力におけるさまざまな増加する起動時間ｄ_１、ｄ_２、ｄ_３、ｄ_４について行われる。曲線Ｄ_ｉは、噴射においては所与の燃料圧力である、燃焼サイクルの進展に伴いシリンダ内で測定された圧力を、各噴射器の起動時間ｄ_ｉについて示している。

時間ｄ_１は、パイロット噴射が行われない長さである一方で、時間ｄ_２（曲線Ｄ_２）、ｄ_３（曲線Ｄ_３）、ｄ_４（曲線Ｄ_４）は、パイロット噴射に起因する圧力の上昇５６により特徴付けられるパイロット噴射を発生させることがわかり、第２の圧力上昇５８はメイン噴射により引き起こされる。

各サイクルにおける異なる起動時間の一連のパイロット噴射をコマンドすることによって、制御ユニットは、この時間についての圧力の増加５６の存在を確認することにより、噴射器のための最小の起動時間を設定することができ、それはこの噴射器について測定された最小の起動時間に対応する。ユニットはこの噴射器のオフセットΔｔ、すなわち、所定の最小の起動時間と測定された最小の起動時間との隔たりを決定し、次に、オフセットΔｔでこの噴射器にコマンドされる起動時間に（これらの動作の後に）更に影響を与える一方で、噴射器を補正的に制御する。

図５の各曲線は、エンジンが設定された速度および負荷で運転し、メイン噴射の時間に噴射された燃料の量もまた一定である際に行われた複数のテストにより得られたものである。

パイロット噴射に起因する圧力の増加５６を測定するのは難しいかもしれない。理由は、とりわけ、それが、パイロット噴射に適切な圧力の増加５６よりも大きい圧力の増加を発生するＴＤＣに近いためである。この場合、測定は充分に精密でなくなる可能性がある。この理由から、本発明の第２の実施形態においては、燃焼室内で放出される熱の測定が、噴射器のオフセットの決定を可能にする物理パラメータとして使用される。そのような熱の放出は、例えば上記で行われた圧力の測定から決定することができる。燃料の噴射の検出、および結果としての測定された最小の起動時間の決定は、後述するように、より高い精度で実行される。

燃料の噴射の時間に燃焼室内で生み出される熱の放出δＱは、燃焼室内の圧力の変動を引き起こす。事実、シリンダに噴射される空気と燃料の気体状の混合物で構成されているシステムに適用される熱力学の第１の原則を考慮すると、以下のように書くことが可能である。
ｄＵ＝δＷ＋δＱ （１）
ここで、ｄＵは燃料のエネルギーの内部の変動であり、δＱおよびδＷはそれぞれ、この混合物により受けられた熱および仕事である。

混合物は理想気体であると考えられるため、以下のように書くことも可能である。
ｄＵ＝ｎ＊Ｃｖ＊ｄＴ （２）
およびＰＶ＝ｎＲＴ （３）
ｎは混合物のモル数であり、Ｃｖは熱容量であり、ｄＴは温度変化であり、Ｐ、Ｖ、Ｔはそれぞれ、圧力、体積、温度であり、Ｒは８．３１４に等しい定数である。

膨張時における混合物の基本的な仕事δＷは、−ＰｄＶに等しく、関係（１）は、以下のようになる。
δＱ＝ｎ＊Ｃｖ＊ｄＴ＋ＰｄＶ （１の２）

（３）を微分することによって、
ｎ＊ｄＴ＝（Ｐ＊ｄＶ＋Ｖ＊ｄＰ）／Ｒ
が得られ、
式（１の２）を
δＱ＝（Ｃｖ／Ｒ＋１）＊Ｐ＊ｄＶ＋Ｃｖ／Ｒ＊ＶｄＰ （１の３）
に展開することができる。

理想気体については、Ｃｖ／Ｒ＝１／（γ−１）の関係があり、γはポリトロピック係数であり、γ≒１．３４であり、（１の３）より、
δＱ＝１／（γ−１）＊（γＰ＊ｄＶ＋Ｖ＊ｄＰ）が得られる （４）。

δＱはδＱ＝δＱ_{ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ}＋δＱ_ｗａｌｌに分解でき、δＱ_{ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ}は燃焼の時間において混合物が受けた熱を表し、δＱ_ｗａｌｌは壁に失われた熱を表す。最初は、δＱ_ｗａｌｌという項は無視される。

熱の放出とシリンダの動作サイクルの進展との間の関係が図６に示されており、それは、クランクシャフトの角度で測定されるシリンダ内の燃焼サイクルの進展（横軸６０）の関数として、ジュール単位で評価される燃焼室内のクランクシャフトの１度当たりの熱の放出δＱ（縦軸６２）を決定する。上記の公式（４）を図５に示すように得られた圧力の測定に適用することによって、図６が得られ、気体状の混合物の体積Ｖおよび変動ｄＶは燃焼室の体積およびその変動から得られる。

この図６において、さまざまな曲線（Ｄ’_１、Ｄ’_２、Ｄ’_３、Ｄ’_４）は、２００、４００、８００、１２００、１６００バール等の一定の圧力において燃焼室への燃料の噴射がテストされた噴射器の異なる起動時間（それぞれｄ’_１、ｄ’_２、ｄ’_３、ｄ’_４）の関数として評価された熱の放出を示す。パイロット噴射を示す熱の放出は、上述のような圧力の増加（図５のゾーン５６）よりも簡単に検出されることがわかるが、それはとりわけパイロット噴射後の上死点では熱の放出が起こらないためである。また、曲線Ｄ’_１に対応する起動の期間ｄ’_１について、パイロット噴射が行われないこともわかる。

従って、算出された熱の放出による最小の起動時間の検出はより精密であり、図７に示されるように、テストされた４つの噴射器ｉ_１（曲線Ｄ_ｉ１）、ｉ_２（曲線Ｄ_ｉ２）、ｉ_３（曲線Ｄ_ｉ３）、ｉ_４（曲線Ｄ_ｉ４）についてマイクロ秒単位で測定されたさまざまな起動時間（横軸７４）に関する、クランクシャフトの角度毎のジュール単位での熱の放出の測定（縦軸７２）を表す。噴射器ｉ_ｊおよび起動時間ｄ_ｊについて得られた図６の表面５６’を積分することにより、噴射器ｉ_ｊおよび所与の起動時間ｄ_ｊについて、熱の放出の測定が得られる。

従って熱の放出は、約２６５マイクロ秒で、シリンダ内でパイロット噴射が実際に起こったときに、ゼロから正の値になり、そのような変動の検出は、第１の実施形態でなされたようなパラメータの伸びにおける変動を検出するよりも簡単である。

更に、熱を測定するために行われるテストは、得られる結果におけるばらつきがほとんどなく、このようなテストが行われるさまざまな圧力について非常に強い。

図８において、本発明に基づく４つの噴射器に関し発行された噴射コマンドを補正するユニット８０により行われる動作の概略が示されている。この目的のため、このユニット８０は、エンジン速度ＲおよびエンジンのトルクＣのためにプログラムされており、噴射オフセットの決定が実行されるべき動作点でエンジンが運転されているかどうか検出できるようになっており（ブロック８２）、この点はトルクＣおよび速度Ｒの条件ならびに噴射時の燃料の圧力Ｐにより規定され、この圧力ＰはトルクＣおよびエンジン速度Ｒの条件により設定される。

上記の場合、ユニット８０は、所定の値での燃料噴射の開始を設定する決定を行う（ブロック８４）。この例において、これらの開始時が設定され、メイン噴射については＋１５度、およびパイロット噴射については、−１５度のクランクシャフト角度である。メイン噴射の瞬間はパイロット噴射の時に前もって設定され、エンジンにより生み出されるトルクの維持を確実にし、測定が行われるときに車両の運転を妨げないようにする。

約１００サイクルのエンジン安定化時間の後、エンジン速度Ｒ、トルクＣ、およびメイン噴射において噴射される燃料の量Ｋがユニット８０のメモリに記録される。

次に、エンジンの中にあると考えられる各噴射器ｉについて、ユニット８０は、事前に保存されたエンジン速度Ｒ、トルクＣ、および噴射される燃料の量Ｋという条件における噴射器ｉのオフセットを評価する一連の動作８６を行う。このようにして、一連の動作８６は４回行うことができ、各噴射器ｉについて１回であり、燃料噴射圧力Ｐにおける各噴射器ｉについてのオフセットΔｔ_ｉ（Ｐ）を決定する。

各一連の動作８６には、当該の噴射器のオフセットΔｔ_ｉ（Ｐ）の評価の５つのシーケンス９０が含まれる。評価のシーケンス９０が、１つの噴射器について開始されたとき（ブロック８８）、以下の動作が行われる。

第１の動作（ブロック９２）は、パイロット燃料噴射が行われる少し前に測定された平均の熱の放出を評価し、次に、スレショルドＳ_δＱよりも大きい熱の放出が平均放出δＱ_ｍに関し検出可能になるよう、この平均値δＱ_ｍに一定の量を加えることにより、（後述の場面で使用される）熱の放出のスレショルドＳ_δＱを決定する。この例においては、測定の４つのサイクルが、平均の熱の放出δＱ_ｍを計算する際に使用され、加えられる一定の量は０．１５Ｊ／角度である。第２の動作（ブロック９４）において、図９とともに更に述べられるように、ユニット８０は、一連の異なる起動時間および噴射器ｉに影響するオフセットΔｔ_ｉ（Ｐ）の決定（ブロック９６）を開始するために、例えば０．０１ミリグラムの燃料の噴射に対応する、短い初期起動時間を設定する。次に、オフセットΔｔ_ｉ（Ｐ）が測定されたため、使用される噴射圧力Ｐに関連付けられたメモリ内にその値が保存され（ブロック９８）、図１０および図１１とともに更に述べられるように、圧力領域上に測定を線形化する。

図９に示されるオフセットΔｔ_ｉ（Ｐ）の決定は、シリンダ内への燃料のパイロット噴射をもたらす最小の起動時間、すなわち熱の放出を決定する自動計算を使用する。この効果のため、ユニット８０によりコマンドされるさまざまな起動時間は、固定部分Δｔ_ｆおよび可変部分Ｘ_ｏにより構成されると考えられる。最小の起動時間、または噴射器の最小の起動時間の決定は、従って、Ｘ_ｏｍと呼ばれるＸ_ｏの最小値をサーチすることで行われ、起動時間がΔｔ_ｆ＋Ｘ_ｏｍに等しくなった後、燃焼室内で測定される熱の放出はＳ_δＱよりも大きくなる。

そのようなサーチは、さまざまな過程により実行することができる。この例においては、２分法を使用し、開始する動作（ブロック１０８）において規定された初期変数Ｘ_ｍａｘおよびＸ_ｍｉｎにより規定された期間を減少し、起動時間Δｔ_ｆ＋Ｘ_ｍａｘについてはパイロット噴射に起因する熱の放出が検出され、Δｔ_ｆ＋Ｘ_ｍｉｎに等しい起動時間についてはこのパイロット噴射は検出されず、一方で変数Ｘ_ｏが、Ｘ_ｍａｘ＋Ｘ_ｍｉｎ／２に設定される。

次に、コンピュータ８０は、図６を用いて述べられるように、起動時間Δｔ_ｆ＋Ｘ_ｏについて測定された放出５６’を積分することによって、Δｔ_ｆ＋Ｘ_ｏに等しい起動時間についての熱の放出の測定（ブロック９６）を行う。

つまり、動作９６において、時間［α_ｍｉｎ；α_ｍａｘ］またはパイロット噴射が起こる場合のクランクシャフト角度の前後のクランクシャフト角度に対応するα_ｍｉｎおよびα_ｍａｘの間、平均の熱の放出δＱ_ｍ（Δｔ_ｆ＋Ｘ_ｏ）が測定される。

この平均放出δＱ_ｍ（Δｔ_ｆ＋Ｘ_ｏ）と、この同一の区間［α_ｍｉｎ；α_ｍａｘ］で事前に計算された［熱の］放出のスレショルドＳ_δＱとを比較（ブロック１１２）して、測定された放出δＱ_ｍ（Δｔ_ｆ＋Ｘ_ｏ）がスレショルドＳ_δＱよりも大きいか否か決定し、大きい場合、Ｘ_ｍｉｎはＸ_ｍａｘよりもＸ_ｏｍに近いと推定できる。この場合、変数Ｘ_ｍｉｎは初期値で保たれ、変数Ｘ_ｍａｘが変数Ｘ_ｏの値をとり、この最終変数Ｘ_ｏの値は、これらの新しい両端（Ｘ_ｍｉｎ；Ｘ_ｍａｘ（ブロック１１４））の平均（Ｘ_ｍｉｎ＋Ｘ_ｍａｘ）／２である。

逆に、放出δＱ_ｍ（Δｔ_ｆ＋Ｘ_ｏ）がスレショルドＳ_δＱよりも小さい場合、Ｘ_ｍａｘはＸ_ｍｉｎよりもＸ_ｏｍに近いと結論付けることができる。この場合、変数Ｘ_ｍａｘは初期値で保たれ、変数Ｘ_ｍｉｎが変数Ｘ_ｏの値をとり、この値Ｘ_ｏの値は、新しい両端（Ｘ_ｍｉｎ；Ｘ_ｍａｘ（ブロック１１６））から算出される。

収束判定（動作１１８）により、時間［Ｘ_ｍｉｎ；Ｘ_ｍａｘ］が、最小の起動時間（Δｔ_ｆ＋Ｘ_ｏ）の算出において所望される精度を示す所与の収束基準を満たしているか否かを決定することが可能になる。この収束基準が満たされている場合、すなわち、区間［Ｘ_ｍｉｎ；Ｘ_ｍａｘ］が所与の時間よりも小さい場合、ユニット８０は、Ｘ_ｏの最終値をＸ_ｏｍに等しいものとして、すなわち、所与の条件（圧力およびエンジン速度）下での測定された最小の起動時間がΔｔ_ｆ＋Ｘ_ｏｍであるように決定する。

そうでない場合には、時間［Ｘ_ｍｉｎ；Ｘ_ｍａｘ］が大きすぎるため、次の時間における平均の熱の放出が算出され（ブロック９６）、既に述べられたこの新しい値上でのテスト１１２および動作（ブロック１１４およびブロック１１６）も行われる。

この結果を保存すること（図８のブロック９８）により、圧力およびエンジン速度の各所与の条件のセットについて算出された５つの値を得ることが可能になる。

これらの動作条件は、エンジンの全体の動作範囲をカバーするよう選択される。このために、この範囲が２００〜１６００バールをカバーすると考えると（図１０）、測定されたオフセットの線形化は、４００バールから６００バールの範囲等の２００バールの変動をカバーする圧力範囲上で行われる。

次に、そのような線形化の範囲内の圧力Ｐでエンジンが運転しているとき、この圧力Ｐについて考えられるオフセットの値は、この線形化により決定される値に対応する（図１１）。

本発明の別の実施形態において、噴射器の噴射遅延は、燃料の燃焼により生じるイオン電流を測定することにより検出される。この目的のため、例えばシリンダ内にある予熱プラグによって、イオン電流検出器が燃焼室に組み込まれ、この予熱プラグは、燃焼から発生したイオンが近くにあるときに電流を伝える電極として機能する。別の実施形態においては、噴射器が電極として使用される。

図１２は、テストされた噴射器のさまざまな起動時間について、ボルト単位で表されたそのような電流（縦軸１２２）を示したものである。この図１２においては、４つの噴射器ｉ’_１、ｉ’_２、ｉ’_３、ｉ’_４に関する最大イオン電流が示されている。これらの起動時間はマイクロ秒単位で示される（横軸１２０）。起動時間が長くなれば、測定されるイオン電流が増加することがわかる。

しかしながら、その局所的な特性により、イオン電流の測定は、圧力または熱の放出に関する測定に比べ、よりばらつきのある測定をもたらす。このような理由から、図１３に示されているように、噴射器ｉ_ｉについて１つのおよび同一の起動時間についていくつかのイオン電流測定を行い、これらの起動電流の平均＜ｉ_ｉ＞を、パイロット噴射を発生する最小の起動時間１２５を決定するためのこの時間に関連付けられた測定として考えることが可能になる。

本発明の別の実施形態では、メイン噴射により発生したイオン電流の検出を、パイロット噴射の発生を検出するために使用する。なぜなら、メイン噴射に先立ちパイロット噴射が行われる場合には、燃料の主要な量が、より冷えた燃焼室内に着いた場合よりも格段に早く燃焼するからである。

この図１４において、メイン噴射が検出された時点が示されており、この時点は、パイロット噴射のために、噴射器ｉ_５、ｉ_６、ｉ_７、ｉ_８に割り当てられた異なる起動時間（横軸１３０）について、燃焼室内のクランクシャフト角度（縦軸１２８）により規定される。

まず第１に、この実施形態において行われた測定の分布は、上述の実施形態において行われた電流測定の分布とは異なる。事実、図１４に示される測定はイオン電流の測定により検出されたメインの燃料噴射の測定された時点に関する。従って、パイロット噴射が不在の場合は（５０〜１７５マイクロ秒の起動時間）、大体８度〜６度のクランクシャフト角度について、メイン噴射が検出される。逆に、パイロット噴射がある場合には（２００〜４００マイクロ秒の起動時間）、メイン噴射は５度のクランクシャフト角度において安定化するためにより迅速に開始される。

第２に、測定された値（クランクシャフト角度）の変動がより大きくなり、従って、上述の実施形態におけるイオン電流の変動よりも、この実施形態においてより簡単に検出可能である。事実、メイン噴射により生じるイオン電流は、パイロット噴射により生じるイオン電流よりも大きく、測定がより簡単である。

上述の実施形態と同様の方法で、噴射器ｉ_ｉに関する複数の測定（図１５）を使用して、パイロット噴射を発生する最小の起動時間を示すスレショルド１３３を決定するために使用される平均の測定＜ｉ_ｉ＞を得ることができる。

しかしながら、クランクシャフト角度の測定は、広がった分布も備えており、イオン電流の減少が始まる最小の噴射時間が、充分な精度で決定されない可能性がある。

このような理由から、図１６に示されるような噴射の時点の精密且つ線形の検出を得るために、１つの実施形態においては、上述の２つの現象、すなわち、パイロット噴射に起因するイオン電流の検出、およびメイン噴射に対するこの噴射の影響の組み合わせが使用される。

この図１６において、噴射器の異なる起動時間ｄ_４（曲線Ｄ_４）、ｄ_５（曲線Ｄ_５）、ｄ_６（曲線Ｄ_６）について、シリンダ内で行われるイオン電流の測定（縦軸１３６）が示されている。電流の測定は、クランクシャフト角度（横軸１３８）におけるサイクルの進展として示され、パイロット噴射がある場合（曲線Ｄ_５および曲線Ｄ_６）、メイン噴射はより早く、約３度のクランクシャフト角度で開始し、パイロット噴射が不在の場合（曲線Ｄ_４）は、メイン噴射は約８度のクランクシャフト角度まで検出されない。そうでなければ、パイロット噴射（曲線Ｄ_５および曲線Ｄ_６）は、約−８度のクランクシャフト角度で検出される。

本発明の１つの実施形態において、オフセットの測定およびそこから生じるメモリへの入力は、例えば車両が１０００キロメートル走行する度に、周期的に行われる。

本発明の変形例において、測定およびメモリへの入力は、車両の点検時に実行される。

コモンレールを備えた既知のディーゼルエンジンを示したものである。 実際の噴射器とモデル噴射器との間の動作のオフセットを示したものである。 複数の実際の噴射器と複数のモデル噴射器との間の動作のオフセットを示したものである。 複数の実際の噴射器と複数のモデル噴射器との間の動作のオフセットを示したものである。 本発明の第１の実施形態に従った、燃焼室内での圧力の測定を示したものである。 本発明の第２の実施形態に従った、燃焼室内で放出された熱の評価を示したものである。 異なる燃焼室内で、これらの燃焼室の噴射器の異なる起動時間について測定された熱の放出の評価を示したものである。 本発明に従って中央ユニットにより行われる、異なる動作をブロック形式で示した図表である。 図８に示されている動作を、同じくブロック形式で示した図表である。 本発明に従った、燃焼室内で行われる測定の線形化を示したものである。 図１０で述べられた線形化の利用を示したものである。 本発明の第３の実施形態に従った、電流測定を示したものである。 本発明の第３の実施形態に従った、電流測定を示したものである。 本発明の第４の実施形態に従った、電流測定を示したものである。 本発明の第４の実施形態に従った、電流測定を示したものである。 本発明の第３の実施形態と第４の実施形態の組み合わせを示したものである。

符号の説明

１０ コモンレール式ディーゼルエンジン
１２、１４、１６、１８ シリンダ
１３_１２、１３_１４、１３_１６、１３_１８ 燃焼室
２０_１２、２０_１４、２０_１６、２０_１８ 噴射器
２２ コモンレール
２６ ダクト
２８ ユニット
３０ 噴射器の起動の期間
３２ 噴射される燃料の量
３４、３６ 曲線
４０ 噴射器において要求される燃料の量
４０’ コマンドされた燃料の量
４２ オフセットΔｇ
４２’ 差異Δｇ’
４４_１、４４_２、４４_３、４４_４、４４_５、４４_６ 曲線
５０ クランクシャフトの角度
５２ シリンダの燃焼室において測定された圧力
５６、５６’ パイロット噴射に起因する圧力の上昇
５８ メイン噴射に起因する圧力の上昇
６０ 燃焼サイクルの進展
６２、７２ 熱の放出
７４ 起動時間
８０ 噴射コマンドを補正するユニット
８２ 検出
８４ 所定の値での燃料噴射の開始を設定する決定
８６ 噴射器のオフセットを評価する一連の動作
８８ 評価の開始
９０ 評価のシーケンス
９２ 第１の動作
９４ 第２の動作
９６ オフセットΔｔ_ｉの決定
９８ オフセットΔｔ_ｉの保存
１０８ ２分法を開始する動作
１１２ 熱の平均放出とスレショルドとの比較
１１４ 熱の平均放出がスレショルドよりも大きい場合
１１６ 熱の平均放出がスレショルドよりも小さい場合
１１８ 収束判定
１２０ 起動時間
１２２ イオン電流
１２５ パイロット噴射を発生する最小の起動時間
１２８ クランクシャフト角度
１３０ 起動時間
１３３ パイロット噴射を発生する最小の起動時間を示すスレショルド
１３６ イオン電流
Ｃ トルク
Ｄ_１、Ｄ’_１、Ｄ_ｉ１、Ｄ_２、Ｄ’_２、Ｄ_ｉ２、Ｄ_３、Ｄ’_３、Ｄ_ｉ３、Ｄ_４、Ｄ’_４、Ｄ_ｉ４、Ｄ_５、Ｄ_６ 曲線
ｄＱ 熱の放出
ｉ_５、ｉ_６、ｉ_７、ｉ_８、ｉ’_１、ｉ’_２、ｉ’_３、ｉ’_４、ｉ_ｉ 噴射器
＜ｉ_ｉ＞ 起動電流の平均
Ｋ、Ｋ_ｍ、Ｋ_１２ 燃料の量
Ｐ 圧力
Ｒ エンジン速度
Ｔ_２８ 噴射コマンドの発行
ΔＴ_ＭＡ 所定の最小の起動時間
Δｔ 噴射器のオフセット
ΔＴ_Ｋ 起動時間

Claims (14)

1. 噴射燃料の流れを制御する装置を備えたディーゼルエンジンにおいて、該ディーゼルエンジンは、燃焼室に供給を行う少なくとも１つの燃料噴射器を有し、異なる期間の一連の噴射器の起動をコマンドする手段（８０）と、コマンドの発行および噴射の開始の間の最小の起動時間（ΔＴ_ＭＡ＋Δｔ）を測定する手段と、測定された前記最小の起動時間に従って前記噴射器を更にコマンドする手段とを備えるプロセッサにより制御され、
   前記ディーゼルエンジンは、前記燃焼室の中に噴射される燃料と空気の混合物により生み出される熱の放出（δＱ）を評価し、該評価をもとに、前記最小の起動時間を測定する手段を備えることを特徴とするディーゼルエンジン。
2. 前記起動時間をコマンドする手段は、所定の最小の起動時間（ΔＴ_ＭＡ＋Δｔ）を、前記測定から得られたオフセット（Δｔ）によって修正する手段を有することを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
3. 前記プロセッサは、前記熱の放出を測定するために使用される前記起動を、前記エンジン内でトルクを発生するための主要な燃料噴射をコマンドする起動とは別のものにするための手段を有することを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
4. 前記プロセッサは、前記熱の放出を測定するために使用される前記起動を、前記エンジンのトルクを供給する前記主要な噴射のためにシリンダ内で最適な温度条件を確立するためのパイロット噴射に対応させる手段を有することを特徴とする請求項３に記載のエンジン。
5. 前記プロセッサは、前記燃焼室内の圧力の測定から前記熱の放出を決定する手段を有することを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のエンジン。
6. 前記プロセッサは、前記燃焼室内の圧力の測定から以下の公式によって前記熱の放出を決定する手段を有し、
   δＱ＝１／（γ−１）＊（γＰ＊ｄＶ＋Ｖ＊ｄＰ）
   δＱは前記熱の放出であり、ＰとＶはそれぞれ前記燃焼室の前記混合物の圧力と体積であり、ｄＰおよびｄＶはそれらの変動であり、γは定数であることを特徴とする請求項５に記載のエンジン。
7. 前記プロセッサは、前記パイロット噴射を有するエンジンサイクルの１区間における熱の平均放出を評価することにより測定された前記最小の起動時間を決定する手段を有することを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のエンジン。
8. 前記エンジンは、コモンレールにより燃料を供給されるいくつかの噴射器を有することを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のエンジン。
9. 前記噴射器の前記一連の起動は、一定の供給圧力および速度で実行されることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のエンジン。
10. 前記プロセッサは、前記一連の起動を周期的な方法で行う手段を有することを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のエンジン。
11. 内燃機関への燃料噴射のレートを制御するプロセッサにおいて、前記プロセッサは、燃焼室に供給を行う噴射器の異なる期間の一連の起動を制御する手段と、コマンドの発行と噴射の流れの間の最小の起動時間（ΔＴ_ＭＡ＋Δｔ）を測定する手段と、測定された前記最小の起動時間に従って前記噴射器を更に制御する手段とを備え、
    前記プロセッサは、前記燃焼室の中の燃料と空気の混合物により生み出される熱の放出（ｄＱ）を評価し、該評価をもとに、前記最小の起動時間を測定する手段を備えることを特徴とするプロセッサ。
12. 前記プロセッサは、所定の最小の起動時間（ΔＴ_ＭＡ）を、前記測定から得られたオフセット（Δｔ）によって修正する手段を有することを特徴とする請求項１１に記載のプロセッサ。
13. 前記プロセッサは、前記最小の起動時間を測定するために使用される前記起動を、運転トルクを発生するためのメイン燃料噴射を制御する起動とは別のものにするための手段を有することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のプロセッサ。
14. 前記プロセッサは、前記起動を、前記主要な噴射のためにシリンダ内で最適な温度条件を確立するためのパイロット噴射に対応させるための手段を有することを特徴とする請求項１３に記載のプロセッサ。

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