JP2007536452A6 - 内燃機関の気流を制御するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

この発明は、スロットルを減少せずに運転サイクルあたりで内燃機関に供給される空気流量を制御する方法に関する。
前記方法は、以下の構成において特徴付けられる：加速ペダル信号（γ）は検出され、その値はアクセルの位置次第である；回転速度信号（ｎ）は検出され、その値は内燃機関の回転速度次第である；負荷集団は、（γ）および（ｎ）から形成される；圧縮行程の間の内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口の負荷集団に依存した開き時間（Ｔ_ｏｌｉ）、および、運転サイクルおよびシリンダあたりの負荷集団に依存した燃料噴射量（〜ｔ_ｉ）の両方は、決定され；前進角度は、負荷集団によって決定される。
発明の方法は、運転サイクルあたりの内燃機関に供給される空気流量の抑えられるまたは抑えられない制御のための先の解法と比較して、ごくわずかな揺らぎのみが、すべての負荷領域の上のそれぞれ導入された空気流量において発生し、それによって、負荷の変化の間でさえ、最適条件方法の互いに対応する作動パラメータは、汚染ガス出力を減少し、向上した応答特性によって運転する楽しみを増加させ、供給された空気流量の制御に関して、内燃機関の構造手段を単純にすることにおいて都合が良い。

Description

この発明は、請求項１８の総称語により方法を実行する装置と同様に請求項１の総称語により直接の燃料噴射で内燃機関の気流を制御する方法に関する。

特に請求項１の総称語による直接の燃料噴射での内燃機関の開発レベルおよび利用できる実施形態は、圧縮行程の間、圧縮される空気量の制御は、吸気行程の間の始動圧力を下げる（バージョンＩ）、または、吸気行程の間所望の負荷範囲により吸気弁を早く閉じる（バージョンＩＩ）ことのいずれかによって生じるという事実によって特徴付けられる。

バージョンＩにおいては、各々の圧縮行程の開始時における圧縮室の始動圧力の減少は、入口吸気弁の内燃機関上流域に供給される気流を抑えることによって達成される。内燃機関に供給される気流のこのような制御の実施例は、スロットルバルブ、滑り弁または制御スライドである（ＤＥ ３７２００９７ Ａ１；ＤＥ １９７３４２２７ Ｃ２、ＤＥ ６９７０４５９５ Ｔ２、ＤＥ １９５０２６６９ Ｃ２、ＤＥ １９９２８５２３ Ａ１、ＤＥ １９５０１１５０ Ｃ２、または、ＤＥ １００５８２００ Ａ１参照）。内燃機関の現行の負荷状態は、内燃機関に供給される気流を測定する、または、それぞれの絞り要素の後に内燃機関に供給される気流の圧力減少を決定することのいずれかにによって決定される。内燃機関に供給されるこの気流の制御が実行される方法のために、各々のシリンダの吸気行程の間、負荷制御のために必要とされる圧力減少の効果を減少させるロスの抑制が発生する（ポール、アクセル：ガソリン・エンジンにおける制御された排気ガスをリサイクルする方法の調査 ＶＤＩ Ｖｅｒｌａｇ社、デュッセルドルフ；論文２００１； ＩＢＳＮ ３‐１８‐３４５８１２‐８；ｐ１ または、ホンブルグ、アルノ：噴流膨張および直接噴射のガソリン燃焼との混合方法の光学調査；ブラウンシュヴァイク大学、機械工学および電子工学部、論文２００２； ｐ１２）。これらのロスは、特に内燃機関の部分荷重範囲の効率の減少を導く（ワイリック、マルコ；直接噴射でのガソリン・エンジン上のＳＣＲ方法の使用による窒素酸化物減少；カイザースラウターン大学、機械工学およびプロセス技術科論文２００１； ｐ３）。

作業サイクルあたりで内燃機関に供給される気流のスロットル固定されない制御に関するバージョンＩＩの実施例は、特許文献ＤＥ １９８１０４６６ Ｃ２、ＤＥ １０１１１９９１ Ａ１、ＤＥ ４３４１９４５ Ａ１、ＤＥ １９７０６７５０ Ａ１、ＤＥ ６９７２０３５６ Ｔ２、または、ＤＥ ３９４０７５２ Ａ１に記載される。ここで、供給された気流は、入口吸気弁の開放時間を変化させることによって制御される。

発明の目的は、一方で、バージョンＩが基準として役に立つ特に部分負荷範囲において減失の抑制を生じず、他方で、比較的少ない構造上の労力で内燃機関に供給される気流の制御を保証することによってバージョンＩＩのために記載された現状技術とは異なる直接噴射で内燃機関の気流を制御する方法であって、ここで、供給された気流は、回転速度および負荷範囲のすべてにおいてほぼ一定で残留しなければならない方法を提供することである。これは、負荷変動の間、内燃機関が固定されない方式において作動される場合、応答特性を改良し、ここで、それぞれの排ガスのリサイクル率または注入される燃料量のような動的なパラメータのための制御労力は、減少する。所望の結果は、作業サイクルの間、使用される空気量に関してほとんど『安定した』負荷変動プロセスであり、よりよく評価されて制御されることができ、汚染物質の放出を減少し、運転の快適性を増加させる。現状技術より良好な排ガス・ターボチャージャで配位を達成するためにほぼ一定の気流を使用し、このように内燃機関の効率を増加させることは、発明のさらなる目的である。方法を実行する装置および低い制御労力での負荷変動の間、向上した応答特性を有する内燃機関を提供することは、発明のまたさらなる目的である。

これらの問題は、請求項１の特性を有する気流を制御する方法、請求項18の特性を有する方法を実行する装置、および請求項２６および／または２７の特性を有する内燃機関によって解決される。都合が良い実施例は、独立した請求項に従属する請求項に記載される。発明は、以下の本文で詳述される。

発明は、図１によるセイリンジャー・プロセスに基づき、圧縮行程の間、容積の減少から生じている圧力増加領域（本発明に関連する）と同じく、特に吸気行程の間、ｐ−Ｖダイアグラムにおいて灰色で示される低圧領域（バージョンＩおよびＩＩに関連する）に基づく。内燃機関に供給される気流のための既存の制御メカニズムと対照的に、本発明は、完全負荷および部分負荷間の作動状態による負荷状態に基づいて作業サイクルあたりの気流を制御するための吸気行程の間、絞り（現状技術のバージョンＩ）、または入口吸気弁（現状技術のバージョンＩＩ）の早い閉鎖によるシリンダ圧力ｐ_ｚの制御を含まない。この文脈における負荷状態は、加速ペダル位置、および、内燃機関の回転速度による回転速度信号nに依存する加速ペダル信号（γ）によって定義される。発明の方法は、圧縮行程の間、内燃機関の各々のシリンダのガス放出口を開くことによって、作業サイクルあたりに内燃機関に供給される負荷に依存している気流の制御を取り扱う。ここで、一定の圧力レベルｐ_ＺＲは、内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口が開く時間から閉じる時間によって確立される。シリンダ圧力Ｐ_ＡｍｉｎおよびＰ_Ａｍａｘ間の図１のｐ‐Ｖダイアグラムの灰色において示される領域は、発明によると、シリンダ圧力Ｐ_Ａｍａｘは、内燃機関の（特に部分負荷の）すべての負荷範囲を適用するという事実により低下する。それゆえに、すべての負荷状態においてＰ_Ａｍｉｎ ＝ Ｐ_Ａｍａｘである。発明の内燃機関に供給される気流の制御の結果として、図１によるセイリンジャー・プロセスの低圧領域に作用する負荷変動の比率は減少する。内燃機関に供給される気流の圧力レベルは、内燃機関の入口吸気弁の主に一定の開口間隔と同様に絞りがないため、すべての負荷状態の吸気行程の間、圧力Ｐ_Ａｍａｘでほぼ一定のままである。記載されたようにバージョンＩおよびＩＩと対照的に、このパラメータの制御から生じる制限は、発明の吸気行程の間ないので、同じことは、各々の作業サイクルで内燃機関に供給される気流に適用される。

『圧縮室のガス放出口』という用語は、例えば燃焼用空気混合物のような気体の物質をシリンダの圧縮室からダクトで例えば排ガス管に送ること可能にする装置を指す。ガス放出口は、制御可能な方法でガス流出口を閉じる手段を有する。これらの手段は、例えばアクチュエータまたは調整装置によって作動されるバルブである。特別な実施例によれば、発明のガス放出口は、可変の制御可能な排気弁によって密閉したシリンダの排気路であってもよい。

さらなる実施例によれば、発明のガス放出口は、制御可能なバルブによって密閉され、必要に応じて開閉されることができるシリンダの排気路に加えてさらなるガス排気路であってもよい。『圧縮室のガス放出口』は、発明のガス放出口が圧縮室に導かれることをさらに示す。

内燃機関ａ_{ＨＬｉＧＯ}の各々のシリンダの圧縮室におけるガス放出口を開ける時間は、排気弁での現行の排ガス抵抗圧と同様にそれぞれの入口吸気弁（ＥＳ）の閉鎖時間次第である。原則では、入口吸気弁は始め密閉していなければならない。時間ＥＳは、ＥＳでのクランク角ａ_ＨＬｉＳによるそれぞれの内燃機関の制御ダイアグラムから生じる。次に、圧力レベルＰ_ＺＲが選ばれなければならないので、それは、内燃機関の圧縮室のガス放出口が開いた場合、排気弁での排ガス抵抗圧ｐ_Ａｂよりわずかに上である。ここで、この場合は、内部の排ガスのリサイクルは意図されていない。

での圧力降下ｐ_ＺＲ ＞ Ｐ_Ａｂは、排気弁の近くで内燃機関の排気ガス管に接続する内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口を開けることによって内燃機関に供給される気流を制御することによる圧縮行程の間、排ガスの圧縮室への起こりうる流入を妨げる（式１）。

内部のガスのリサイクルが意図される場合、内燃機関の圧縮室のガス放出口を開ける時間が選ばれなければならないので、圧力勾配は、ｐ_ＺＲ ＜ ｐ_Ａｂが適用されるように作成される。内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口を開ける時間は、この文脈において、圧力状態により、すなわち下死点により近い圧縮行程に関連して、より早く選択されなければならない。内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口を作動するための時間は、内部で実行され、クランク角ａ_{ＨＬｉＧＯ}の機能として圧力状態に従って圧力降下（ｐ_ＺＲ ：ｐ_Ａｂ）を定義することにより内燃機関のために特定の目盛測定を用いて決定されなければならない排ガスリサイクル率の所望の度合いによって決定される。

内燃機関の各々のシリンダの圧縮室におけるガス放出口の開き時間ｔ_Ｌｉおよびこのことによる閉鎖時間ａ_{ＨＬｉＧＳ}は、現状技術によれば、内燃機関に供給される気流を調整するため、絞り要素の位置、または実施例のための吸気弁の開き時間と同等の（バージョンＩまたはＩＩ参照）負荷状態によって特徴づけられる内燃機関のそれぞれの所望の負荷範囲ｐ_{ｍＳｏｌｌ}次第である。ｔ_Ｌｉがｐ_{ｍＳｏｌｌ}に反比例するということは、内燃機関の２つの負荷の先端のための次の関係を示すｔ_Ｌｉの選択のために考慮されなければならない。

部分負荷アイドリング（最小中間圧力ｐ_{ｍＳｏｌｌ，Ｌ}式３）と同様な完全負荷（最大中間圧力ｐ_{ｍＳｏｌｌ，Ｖ}式２）。

内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口の開き時間ｔ_Ｌｉに関して記載されるこれらの依存関係は、負荷状態の機能として内燃機関の圧縮室の圧力ｐ_Ｚｒを決定し、クランク角ａの機能としてそれを表すため、それぞれの内燃機関での指標測定と結合して使われることができる。この指標測定の間、内燃機関に供給される気流の制御は、初期のデータを得るため、バージョンＩまたはＩＩにしたがって既存の制御に基づく。これらの指標測定に基づいて、クランク角ａの機能として特定の負荷状態および内燃機関のため、内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口を閉鎖する時間ｔ_Ｌｉｓは決定されることができる。閉鎖時間ｔ_Ｌｉｓは、圧縮行程の間に適切に示されたシリンダ圧力ｐ_ＺＩとｐ_ＺＲの交差により生じる。これは、図１によればｐ−Ｖダイアグラムのシリンダ圧力Ｐ_ＺＩとして示される負荷状態特性を示し、Ｙ軸（シリンダ圧力）と平行したｘ軸（行程容積）との交差ｐ_ＺＲ：ｐ_ＺＩの距離をその後決定することによって実行される。このように、ｐ_ＺＲ＝ｐ_ＺＩが適用される負荷状態特性の行程容積Ｖ_ＨＬｉは、決定されることができる。このように決定した負荷状態特性の行程容積Ｖ_ＨＬｉから、各々のシリンダの圧縮室のガス放出口を閉める時間ｔ_Ｌｉｓは、算出されることができる。このため、内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口を開閉するためそれぞれのクランク角を決定することは、まず必要である。上で提供される説明によって、負荷状態特性の開き時間ａ_{ＨＬｉＧＯ}がそれぞれの内燃機関の制御ダイアグラムから算出されることができるので、閉鎖時間ａ_{ＨＬｉＧＳ}の計算は、以下で提供される。次の関係（式４）は、内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口の閉鎖時間のため、負荷状態特性の行程容積Ｖ_ＨＬｉをクランク角度ａ_{ＨＬｉＧＳ}に変換するために用いられる。

および

は、以下に続く

および

これは、次のような連結棒ｈ_ＨＬｉの上端部の中心の負荷状態特性の距離の機能として、内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口を閉めるための負荷状態特性のクランク角ａ_ＨＬｉＳの計算を容易にする。

負荷状態特性の行程容積Ｖ_ＨＬｉは、内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口が閉じる時にクランク角として定義されるそれぞれのクランク角ａ_ＨＬｉＳを正確に算出するために用いることができるという結果になる。その後、各々のシリンダの圧縮室のガス放出口の負荷状態特性の開き時間ｔ_ＨＬｉは、算出されることができる。このため、内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口が開けられる適切な負荷状態に依存するクランク角範囲ａ_ＨＬｉは、最初に算出される。これは、内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口を開閉することに関して（式９）それぞれの負荷状態特性のクランク角を減ずることによって達成される。

この中間の結果（式９）に基づいて、内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口の開き時間ｔ_ＨＬｉは、次のように（式１０）算出されることができる。

圧縮行程の終わりに燃焼室に燃料を注入するために残る十分な時間を保証するため、特に内燃機関（式２参照）の下部の部分負荷範囲において、注入ｔ_ＥＨＬｉの開始に関して内燃機関ａ_ＨＬｉＳの各々のシリンダの圧縮室のガス放出口の閉鎖に関するクランク角の臨界状態が発生する場合、個別のシリンダはスイッチを切られる。スイッチオフは、負荷状態特性であり、かつ、シリンダ特性であり、極端な場合で、内燃シリンダの一方のシリンダだけが点火されるまで、注入量〜ｔｉをゼロに減少して実行される。結果として、内燃機関のまだ点火されているシリンダの負荷範囲は増加し、上死点の方向における内燃機関の点火されたシリンダの圧縮室のガス放出口を閉める時間ａ_ＨＬｉＳを変える。点火されないシリンダＰ_ｍＳのドラッグトルクは、内燃機関の特殊性の機能として、内燃機関のこれらのシリンダの圧縮室のそれぞれのガス放出口の負荷状態特性の開き時間を変化させることによって調整されてもよい。ドラッグトルクは、増加する（式１１）または減少する（式１２）可能性がある。

これは、内燃機関の点火シリンダの負荷状態の制御された増加を容易にする。この制御メカニズムは、内燃機関に供給される気流の有意な変化なしで、内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口の閉鎖時間ａ_ＨＬｉＳよりも早い注入ｔ_ＥＨＬｉの開始から生じる注入された燃料の起こりうる流出を妨げる。

発明の方法によると、シリンダおよび作業サイクルあたりで内燃機関に供給される空気と燃料量は、負荷状態のための最適条件の方へ数多くの制御プロセスを修正することができるようにする負荷状態に基づいて、共同で決定されることができ、ここで、制御されるパラメータの値は、負荷状態特性の値の方向に移動する。これは、実時間に近い変更に関して、例えばアイドリング、ノッキング、トラクション・コントロール、エンジンドラッグ瞬間制御、駆動速度制御、回転速度または駆動速度制限を制御し、または、オートマまたは半オートマのギアボックスのギアを変える場合なめらかな転換を達成するような利点を提供する。

ブロック図の形で図３において示される内燃機関１の動作の間、点火の時間と同様に供給される空気と燃料量は、負荷状態特性およびシリンダ特性であるように設定される。バージョンＩおよびＩＩの実施と対照的に、内燃機関のシリンダに作業サイクルあたりで供給される空気量の負荷状態に依存した調整に関するコントローラ実施例と同様に、コントローラ３は、発明によって実行される。作業サイクルおよびシリンダあたりの内燃機関に供給される気流は、それゆえに内燃機関の各々のシリンダの燃焼室のガス放出口を用いて制御され、そこで、内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のこのガス放出口の好適な実施例は、排気弁と一体化され、制御可能な排気弁２を含む。すべての吸気行程でシリンダあたりの吸気空気量を制御する代わりに、発明の制御は、圧縮行程の間、内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口の開き時間を変化させることによって、達成される。これは、図示された実施例（図３）のＧＯ（開いているガス放出口）コントローラ３．２およびＧＳ（閉まっているガス放出口）コントローラ３に分割されるガス放出口コントローラ３によって制御される。第１のユニットは、シリンダあたりのガス放出口のためのアクチュエータに、シリンダ特性のＧＯ信号を通過させ、一方で、第２の装置は、アクチュエータにシリンダ特性のＧＳ信号を通過させる。上で提供される説明によると、吸気弁を閉じる時間を考慮に入れて、時間ＧＯはシリンダ特性および内燃機関特性を決定される。時間ＧＳは、負荷状態の機能として決定され、ここで、加速ペダル信号出力４は、いずれも図３に示されず、回転速度を提供する加速ペダル信号（γ）および内燃機関回転速度メーターを提供する。バージョンＩの内燃機関のため、エアフローメータまたは吸気管圧力メーターの信号が、しばしば使われる。これらの測定装置は、部分的にはセンサ（フラップ・エアフローメータ）のタイプ、測定の原則（負荷信号評価の実時間の特徴『エラー更新』）または、物理的なデザイン、すなわち吸気管のセンサの配置（『位相エラー』）のために動誤差を有する。このような測定装置および信号エラーは、発明によれば省略されることができる。実際、発明によると、吸気管圧は平均して一定であり、内燃機関に供給された気流の制御をより容易にし、例えばＤＥ １９５００５０１．５による活性空気弁のような切替吸気管または圧力波の動的な補正のための連続的に調整可能な吸気管を使用するので、また省略されることができる。これらの手段から生じる内燃機関のすべての負荷状態のためのほぼ一定の気流のために、内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口のそれぞれの開き時間の設定を考慮して、空気を有するシリンダの負荷状態特性のフィリングに関してきわめて正確に予測される。燃料コントローラ５も、制御可変部分を変える負荷状態を使用する。負荷状態はそれゆえに、シリンダおよび作業サイクルあたりに供給される空気量と同様に燃料の制御のための基準である。ラムダ制御が２つのコントローラ間の差異を検出する場合、制御パラメータは変わる。燃料量（〜ｔ_Ｌｉ）空気量または制御パラメータ両方の変化は、起こりうる。これは両方のコントローラに供給されるラムダ信号（λ）によって、図３において示される。内燃機関３の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口を制御するためのコントローラでのラムダ値の制御は、ラムダ値の変化に対し実時間に近い応答が実行されることができるという利点を有する。しかしながら、内燃機関の作業サイクルおよびシリンダによって供給される気流を制御することによるラムダ値の制御は、これらの作動状態が最大量フィリングを含まないので、部分負荷変動においてのみ可能であるである。内燃機関の各々のシリンダの燃焼室におけるガス放出口が閉じている場合（式2参照）、完全（ｐ_{ｍＳｏｌｌ，Ｖ}）の下のラムダ値の制御は、燃料量（〜ｔ_Ｌｉ）を操作することによって達成される。

燃料コントローラ５の出力信号は、それは通常さまざまな方法（例えば燃料、内燃機関または吸気温度）で調整されるので、内燃機関の現行の負荷状態を表すための鍵となる可変部分である。さらに、注入された燃料量は、内燃機関のトルク出力、したがって、それぞれの前進角度（ＺＷ）のための決定要因である。このために、前進角度コントローラ６は、注入（ｔｉ）の開始および負荷信号として注入される（〜ｔ_Ｌｉ）量のための信号を受信し、適切な前進角度信号（ＺＷ）を各々のシリンダおよび各々の内燃機関に提供する。

記載される実施例において、内燃機関は追加的なノッキング・センサ（図３に図示せず）を有する。それらは、シリンダあたりのノッキングを示す。音を出す燃焼がシリンダのうちの１つにおいて生じることが検出される場合、シリンダの圧縮室のガス放出口の開き時間は、ノッキングを止めるために適切に変わる。燃費を増加させる一般的な、事前の角度調整は、ノッキングの救済策として省略されることができるという結果になる。

図３のブロック図は、上記の通りに内燃機関の気流のスロットルに固定されていない制御のための方法を図示するのみという意図を有するという点に留意する必要がある。実用的な適用において、この文脈において、記載される手順は、図３の機能ブロックに対応するマイクロプロセッサによって実行され、回路ブロックによっては実行されない。

セイリンジャー・プロセスの概略図 内燃機関のクランク駆動の概略図 内燃機関の気流を制御するための発明の方法を図示するコントローラの概略ブロック図

符号の説明

〜ｔ_Ｌｉ 負荷状態に依存した注入燃料量
ｈ ピストン移動
Ｈ ピストンのストローク
ｎ 内燃機関の回転速度に従う回転速度信号
ｐ 圧力
ｐ_Ａｂ 排気弁の排ガスの圧力
ｐ_Ａｍａｘ 圧縮行程の開始時に最も高い内燃機関のシリンダの圧力レベル
ｐ_Ａｍｉｎ 圧縮行程の開始時に最も低い内燃機関のシリンダの圧力レベル
ｐ_ｍＳ 内燃機関の点火されてないシリンダのシリンダ特性のドラッグトルク
ｐ_{ｍＳｏｌｌ} 内燃機関の所望の負荷範囲
ｐ_{ｍＳｏｌｌ，Ｌ} 受容手順による内燃機関の最小限の起こりうる負荷範囲
ｐ_{ｍＳｏｌｌ，Ｖ} 受容手順による内燃機関の最大限の起こりうる負荷範囲
ｐ_Ｚ 内燃機関のシリンダの圧力
ｐ_ＺＩ 指標測定によって決定されるクランク角の機能として内燃機関のシリンダの負荷状態に依存した圧力
ｐ_ＺＲ 圧縮行程の間の内燃機関のシリンダの設定圧力レベル
ｔ_ＥＨＬｉ 負荷状態およびシリンダ注入の開始
ｔ_ｉ 負荷状態の機能としてのシリンダあたりの注入の開始
ｔ_Ｌｉ 内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口の負荷状態に依存したミリ秒における開放時間
ｔ_ＬｉＳ 内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口の負荷状態特性の閉鎖時間
Ｖ 容積
Ｖ_Ｃ 内燃機関のシリンダの圧縮室の容積
Ｖ_Ｈ 内燃機関のシリンダの行程容積
Ｖ_ＨＬｉ 内燃機関のシリンダの負荷状態に依存した行程容積
ｘ ピストン底部および連結棒の上端部の中心間の距離
ａ クランク角
ａ_ＨＬｉ クランク角の度合いの内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口が開けられる負荷状態特性のクランク角範囲
ａ_{ＨＬｉＧＯ} クランク角の度合いの内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口を開ける負荷状態特性の時間
ａ_{ＨＬｉＧＳ} クランク角の度合いの内燃機関の各々のシリンダの圧縮室のガス放出口を閉める負荷状態特性の時間
ａ_ＨＬｉＯ 時間ＥＯの負荷状態特性のクランク角
ａ_ＨＬｉＳ 時間ＥＳの負荷状態特性のクランク角
γ 加速ペダルの位置に対応する測定された加速ペダル信号
Ｔ_Ａｂ 排気温度
Ｓ_Ｋ ノッキングセンサの信号

Claims (27)

1. 直接の燃料噴射およびシリンダあたりで少なくとも１つの吸気および排気装置で内燃機関の気流を、前記内燃機関の前記シリンダの前記圧縮室に連結された、シリンダあたりで少なくとも１つの制御可能なガス放出口を用いて制御するための方法であって、加速ペダル信号（γ）は記載され、ここで前記値は、前記加速ペダルの前記位置次第であり、回転速度信号（ｎ）は記載され、ここで前記値は、前記内燃機関の前記回転速度次第であり、（γ）および（ｎ）は、負荷条件を定義するために用いられ、ここにおいて、前記圧縮行程の間の前記内燃機関の各々のシリンダの前記圧縮室における前記ガス放出口の負荷条件に依存した開放期間（〜ｔ_Ｌｉ）は、作業サイクルおよびシリンダあたりの前記負荷条件に依存した燃料噴射量（〜ｔ_Ｌｉ）と同じく決定され、前進角度（ＺＷ）は、前記負荷条件の機能として決定されるという事実によって特徴付けられる方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記前進角度（ＺＷ）は、エンジン回転速度（ｎ）および燃料量信号（〜ｔ_Ｌｉ）の関数として決定されるという事実によって特徴付けられる方法。
3. 請求項１または２に記載の方法であって、前記圧縮室の前記それぞれのガス放出口のための異なる開き時間（ｔ_Ｌｉ）は、すべての点火されたシリンダは、ほぼ同じ量の作動ガス（混合気）が供給されるように、異なるシリンダのために決定されるという事実によって特徴付けられる方法。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の方法であって、臨界の部分負荷状態を有する前記内燃機関の各々のシリンダにおいて、前記圧縮室の前記それぞれのガス放出口は、もはや開けられないという事実によって特徴付けられる方法。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の方法であって、部分負荷信号がある場合、点火されてないシリンダの前記圧縮室の前記ガス放出口の前記開き時間（~ｔ_Ｌｉ）は変わるので、前記点火されたシリンダのための負荷制御は、定義された限度の範囲内で実行されることができるという事実によって特徴付けられる方法。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の方法であって、前記内燃機関の各々のシリンダの前記圧縮室の前記ガス放出口の開口（ＧＯ）の開始は、排ガスの対圧力が排気のリサイクルを可能するため、前記シリンダ（ｐ_Ｚ）よりも大きいように選択されるという事実によって特徴付けられる方法。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の方法であって、前記加速ペダル信号は、例えば前進角度（ＺＷ）、注入される燃料量、注入時間、前記ガス放出口および／または前記排気弁の前記閉鎖時間のような前記内燃機関の前記作動パラメータを制御するためにエンジン・コントローラによって修正されるので、制御される前記作動している変数はこの作動パラメータのための前記所望のターゲット値の方向に移動するという事実によって特徴付けられる方法。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の方法であって、前記内燃機関の中で起こりうりノッキングが各々のシリンダでモニタされ、前記内燃機関の各々のシリンダの前記圧縮室の前記ガス放出口の前記開き時間（~ｔ_Ｌｉ）は、ノッキングを防ぐために設定されるという事実によって特徴付けられる方法。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の方法であって、前記圧縮行程の間、各々のシリンダの前記空気量を調整する前記ガス放出口の前記機能は、前記排気弁により処理されるという事実によって特徴付けられる方法。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の方法であって、前記部分負荷領域の前記エンジン負荷を制御するため、あるシリンダは点火されず、前記ガス放出口の前記開き時間（~ｔ_Ｌｉ）は、ゼロに等しいという事実によって特徴付けられる方法。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の方法であって、前記シリンダの前記空気量は、前記圧縮行程の間、前記ガス放出口または前記排気弁の下流の前記排ガス圧力（Ｐ_Ａｂ）を測定することによって決定されるという事実によって特徴付けられる方法。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載の方法であって、前記圧縮行程の間の前記ガス放出口または前記排気弁の前記開き時間（~ｔ_Ｌｉ）および／または前記開ストロークのための前記設定は、前記排ガス圧力信号（Ｐ_Ａｂ）前記エンジンスピード（ｎ）および前記アクセルペダルの位置（γ）の機能として制御されるという事実によって特徴付けられる方法。
13. 請求項１から１２のいずれかに記載の方法であって、前記圧縮行程の間の前記ガス放出口または前記排気弁の前記開き時間（~ｔ_Ｌｉ）および／または前記開ストロークのための前記設定は、前記開き期間（~ｔ_Ｌｉ）および／または前記開ストロークは、燃料のノッキングが発生するまで段階を追って増加する方法で、前記内燃機関の前記ノッキング限度によって決定され、前記ノッキングが発生する１つ前のステップで決定された前記開き時間（~ｔ_Ｌｉ）および／または前記開ストロークは、最大値として設定されるという事実によって特徴付けられる方法。
14. 請求項１から１３のいずれかに記載の方法であって、前記排気管における煤煙および／または粒子フィルタの前記再生プロセスの間、一定の排気温度（Ｔ_Ａｂ）を維持するため、前記エンジン負荷および前記排気温度は、前記排気温度（Ｔ_Ａｂ）および前記エンジン負荷を増加させる前記排気行程の間、前記開き時間（〜ｔ_Ｌｉ）、および／または、前記ガス放出口の前記開ストローク、または、各々のシリンダの前記排気弁を増加させることによって増加することができ、前記再生プロセスが完了されるまで、前記開き時間（〜ｔ_Ｌｉ）および／または前記開ストロークは、前記排気温度（Ｔ_Ａｂ）の機能として制御されるという事実によって特徴付けられる方法。
15. 請求項１から１４のいずれかに記載の方法であって、前記内燃機関の前記気流を制御するための制御信号は、ＣＡＮデータバスまたはシリアル・インタフェースであってもよい電子インタフェースを経て一体化されたエンジン制御系による噴射弁と同じく前記ガス放出口および／または排気弁のための前記アクチュエータに送信されるという事実によって特徴付けられる方法。
16. 請求項１から１５のいずれかに記載の方法であって、前記気流の制御におけるエラーは、診断的な機能モジュールによって決定され、決定されたエラーは、読み込み可能な形状の前記エンジン・コントローラの前記メモリにおいて保存されるという事実によって特徴付けられる方法。
17. 請求項１から１６のいずれかに記載の方法であって、前記排気行程の間の前記排気弁の開き期間（〜ｔ_Ｌｉ）および／または前記開ストロークは、プッシュ方式において前記内燃機関のブレーキの瞬間を決定するために制御され、ここで、前記ブレーキの瞬間を決定する前記燃焼ガスの前記圧縮は、前記開き時間（〜ｔ_Ｌｉ）を減少および／または前記バルブ・ストロークを減少することによって調整されるという事実によって特徴付けられる方法。
18. 各々のシリンダおよび作業サイクルに特定である制御可能な燃料噴射で、少なくとも１つのガス放出口、または、少なくとも１つの完全に制御可能な放出口装置により、内燃機関の前記気流を制御する装置であって、前記クランクシャフトの前記回転速度を決定する回転スピードセンサが存在し、前記ガス放出口（Ｐ_Ａｂ）の下流および／または各々のシリンダの前記排気弁の下流の前記圧力を測定する圧力センサが存在し、前記加速ペダルの前記位置を測定するセンサが存在し、前記開き時間および／または前記ガス放出口の前記バルブ・ストロークまたは各々のシリンダの前記排気弁を決める前記気流を決定するためのアルゴリズムで一体化されたコントロールユニットを含み、各々のシリンダーのガス排出口または排気弁の開き時間および／またはバルブ・ストロークを決定する制御信号を提供するためにこの入力を用いる前記パラメータ（ｎ）、（ｐ）および（γ）が伝達するエンジン・コントローラが存在するという事実によって特徴付けられる装置。
19. 請求項１８に記載の装置であって、前記ガス放出口または前記排気弁制御装置のためのアクチュエータが存在し、ここで、前記ガス放出口の開き時間または前記シリンダの前記排気弁制御装置は、前記ガス放出口または前記排気弁制御装置のための前記アクチュエータへの前記エンジン・コントローラの出力信号によって達成され、これらの信号は、前記排ガス・システムの温度センサの前記温度信号（Ｔ_Ａｂ）の機能であり、前記排ガス・ターゲットおよび前記実際の排気温度の間の差異値が算出され、また、各々の出口弁の前記開き時間および／またはバルブ・ストロークは、この差異値の機能として、前記排気弁の前記アクチュエータへの前記エンジン・コントローラの前記信号によって決定されるので、各々のシリンダの前記開き時間および／またはバルブ・ストロークは、煤煙または粒子フィルタの前記再生プロセスの間一定のターゲット温度が維持されてもよいように算出された前記温度差値によって決定されるという事実によって特徴付けられる装置。
20. 請求項１８および／または１９に記載の装置であって、ノッキングセンサが存在し、ここで前記エンジン・コントローラは、前記圧縮行程の間、前記内燃機関の前記圧縮比を設定するため、各々のシリンダの前記ガス放出口および／または排気弁制御装置のための前記アクチュエータに信号を送信し、前記エンジン・コントローラによる前記圧縮比の前記設定は、ノッキングセンサ（ＳＫ）の前記信号の機能であるという事実によって特徴付けられる装置。
21. 請求項１８から２０のいずれかに記載の装置であって、前記エンジン制御装置は、センサによって決定される前記現行のエンジン作動状態に基づいて、前記所望の燃料/空気比率の概算の計算装置を含む一体化されたコントロールユニットを有するという事実によって特徴付けられる装置。
22. 請求項２１に記載の装置であって、前記概算の計算装置は、前記アクチュエータおよび燃料制御装置に連結され、前記燃料/空気比を設定する前記燃料制御装置へと同様に前記ガス放出口または前記シリンダの前記排気弁制御装置のための前記アクチュエータに制御信号を送信するので、それは、圧力測定が前記排気装置の圧力センサによって実行される前に前記所望の燃料／空気比に対応するという事実によって特徴付けられる装置。
23. 請求項２２に記載の装置であって、前記一体化されたコントロールユニットは、前記特定のエンジン特性に基づいて、特定の異なるエンジン作動状態のための最適な過剰空気率を格納し、ここで、各々の前記格納された最適な過剰空気定量は、エンジン作動状態の特定の集合に対応するという事実によって特徴付けられる装置。
24. 請求項１８に記載の装置であって、前記ガス放出口は各々のシリンダの前記排気弁であり、前記一体化されたコントロールユニットは、作動状態に特定の燃焼制御のために必要とされる燃料/空気定量の結果を生じるように、前記出口弁の開閉時間および／または前記開ストロークをアクチュエータで制御することができるという事実によって特徴付けられる装置。
25. 請求項１８に記載の装置であって、前記エンジン・コントローラは、前記クランクシャフト速度（ｎ）のための回転速度メーターの前記測定値、および圧力センサの前記ガス放出口の下流の前記測定値、および／または、各々のシリンダの排気弁（Ｐ_Ａｂ）に基づいて前記エンジン負荷を決定し、アクチュエータを通じて前記圧縮行程の間、前記出口弁の前記開き時間および／または前記開口ストロークを設定することによって前記燃焼空気量を設定するという事実によって特徴付けられる装置。
26. 前記請求項１から１７のうちのいずれかに記載される方法により作動される内燃機関。
27. 前記請求項１８から２５のうちのいずれかに記載される装置を含む内燃機関。
    
    
    
    

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