JP2009531585A

JP2009531585A - 内燃機関の空気燃料比の制御のための方法およびデバイス

Info

Publication number: JP2009531585A
Application number: JP2009501876A
Authority: JP
Inventors: フォルテ、パスカレ; ボルデニョーニ、ステファノ; ゲルメッティ、アンドレア
Original assignee: Eldor Corporation SpA
Current assignee: Eldor Corporation SpA
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2009-09-03
Also published as: WO2007112803A1; ES2384579T3; EP1999357B1; ITMI20060599A1; EP1999357A1; ATE550536T1; US20090326786A1; US8170774B2

Abstract

本発明は、さもなければ技術用語においてラムダとして知られている、内燃機関の正規化された空気燃料比を制御するための方法およびデバイスの分野に該当する。本発明は、前記機関の各シリンダー上に位置付けられたデバイスにより放出される電離電流の使用に基づいている。この電離電流は、本発明を実現するローパスフィルタと電子的手段とを備えた制御ユニットにより測定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、さもなければ技術用語においてラムダとして知られている、内燃機関の正規化された空気燃料比を制御する方法およびそれに対するデバイスに関する。

内燃機関中の触媒コンバータの効率を最大にするために、さまざまな機関のタイプおよび製造者にしたがって変化する予め設定された値の近傍で、前記内燃機関からの排気ガスの濃度を維持することが必要である。所望の値の近傍で前記ガスの濃度を維持することは、ラムダ制御システムを採り入れることにより得ることができることが知られている。

内燃機関における空気燃料比を制御するために市場で現在利用され、利用可能なデバイスおよび方法は、センサの使用に基づいており、このセンサは、機関により生成される排気ガスのタイプである、濃厚または希薄、によって決まる信号を生成する。所望の値の近傍で排気ガスの濃度を維持するために制定された空気燃料比に達するために、生成される排気ガスのタイプ次第で、空気燃料比が修正される。

この既知の方法は、さまざまな欠点を示す。最も関係のある欠点は、機能しなくなったセンサと、排気ガスのタイプである、濃厚または希薄に基づいている、取られる測定の不正確さとの可能性から構成される。

本発明の目的は、正確に、かつ確実に、内燃機関の空気燃料比を制御し、センサの使用を回避し、前記機関の各シリンダーに前記制御をもたらすための方法およびそれに対するデバイスを明らかにすることである。

本発明は、前記機関の各シリンダーにおける燃料の燃焼の間に発生する電離電流を有利に使用する。前記電離電流の中のイオンの数は、内燃機関の各シリンダーにおける空気と燃料の混合比と緊密な相関関係にある。

本発明は、前記機関の各シリンダー上に位置付けられたデバイスにより放出される電離電流の使用に基づいている。この電離電流は、前記燃焼機関の管理のために一般的に利用される制御ユニットにより測定される。前記制御ユニットは、本発明の方法を実現するローパスフィルタと電子的手段とを備えている。本発明の目的および利点は、以下に続く説明においてより明らかになるだろう。説明は、図中の限定的でない例の形態で単に実施され、複数のシリンダーを有する内燃機関に言及する。

図１を参照すると、（１）は、全体として内燃機関を示し、デバイス（４）が各シリンダー上に位置付けられていることが示されている。デバイス（４）は、点火プラグによって機関内部で燃焼を実現させるのに必要な火花を作り出すことに加えて、本方法を実現するために不可欠である電離電流を放出する。インジェクター（３）は、燃料の噴射をシリンダー（２）に供給する。この図はまた、ローパスフィルタ（６）が装着された制御ユニット（５）を示す。さらに、方法を実現するための（図中に示していない）デバイスが前記制御ユニット中に位置付けられている。

図２を参照すると、図２は、本発明における本方法を概略的に説明するフローチャートを示す。この方法はさまざまな段階にわたって生じ、段階のそれぞれは、方法のそれぞれの段階と同じ参照数字により識別される、関連する電子デバイスに対応する。第１段階（２０１）において、現場技術者により‘ラムダ’と呼ばれる正規化された空気燃料比の値に対する信号の測定が、定められた期間（Ｔ）の間に内燃機関（１）の各シリンダー（２）において行われ、測定された値に関する信号が制御ユニット（５）に供給される。前記期間（Ｔ）において測定された値は、本発明において、‘シリンダーラムダ’という用語により呼ばれる。

方法は、前の段階の間に測定されたシリンダーラムダ値の平均の計算と、それに対する信号の、好ましくは、ラムダ値のチェック専用の制御ユニットの一部への供給とを想定する次の段階（２０２）に進む。前記段階において計算された値は、本発明において、‘平均ラムダ’という用語により呼ばれる。

方法の次の段階（２０３）は、本発明において誤差ラムダと呼ばれる値の決定に関し、誤差ラムダは、触媒コンバータの性能のための最適化演算子として現場技術者により知られている予め定められたシヌソイド信号（Ｖｎ）と、前の段階（２０２）において述べた平均ラムダとの間の差である。前の段階はまた、誤差ラムダを表わす信号の供給を想定する。この信号は、好ましくは、ラムダ値のチェック専用の制御ユニット（５）の一部に供給される。

方法の次の段階（２０４）は、前の段階（２０３）において述べた誤差ラムダの積分の計算によって、本発明においてラムダ補正と呼ばれる値を決定することに関する。本段階はまた、ラムダ補正を表わす信号の供給を想定する。この信号は、好ましくは、ラムダ値に関するチェック専用の制御ユニット（５）の一部に供給される。

方法は、前記予め定められたシヌソイド信号（Ｖｎ）とラムダ補正との合計の値の計算を想定する段階（２０５）に進む。前記予め定められた値は、触媒コンバータの性能の最適化のためのものであり、現場技術者により知られている。前記合計の値は、本発明において、噴射に対するラムダと呼ばれる。本段階はまた、噴射に対するラムダを表わす信号の供給を想定する。この信号は、好ましくは、ラムダ値のチェック専用の制御ユニット（５）の一部に供給される。

方法は、段階２０６で終る。前記段階は、好ましくは制御ユニット（５）によって、前記機関（１）の各シリンダー（２）における燃料の量を、前記段階（２０５）の間に決定された噴射に対するラムダ値に基づいて決定し、それに対する信号をインジェクター（３）に送信することを想定する。

図３は、本発明の第２の実施形態を説明する。これは、本発明における本方法を概略的に説明するフローチャートを示す。この方法はさまざまな段階にわたって生じる。段階のそれぞれは、方法のそれぞれの段階と同じ参照数字により識別される、関連する電子デバイスに対応する。前記実施形態は、図２中で示した本発明における本方法の段階２０３と２０４とを除いて以下の段階を代わりに用いる。

段階３０２は、方法の前の段階において計算された平均ラムダ値を表わす信号に対してローパスフィルタ（６）を適用することに関する。前記ローパスフィルタの適用の後に得られる信号は、本発明においてフィルタリングされた平均ラムダと呼ばれる。

本実施形態にしたがう、方法の次の段階（３０３）は、前記予め定められたシヌソイド信号（Ｖｎ）と、前の段階（３０２）によるフィルタリングされた平均ラムダとの間の差の計算に関する。この予め定められた値は、触媒コンバータの性能の最適化のためのものであり、現場技術者により知られている。本段階において決定される値は、誤差ラムダと呼ばれる。本段階はまた、好ましくはラムダ値のチェック専用の制御ユニット（５）の一部に対して、誤差ラムダを表わす信号を供給することを想定する。方法の次の段階（３０４）は、本発明においてラムダ補正と呼ばれる値を決定することに関係し、ラムダ補正は、０．１と１との間の値により乗算される、誤差ラムダ積分の計算によるものである。本段階はまた、好ましくはラムダ値のチェック専用の制御ユニット（５）の一部に対して、ラムダ補正を表わす信号を供給することを想定する。

方法は継続して、図２に関して記述した段階２０５および２０６で終る。

図４は、本発明の異なる実施形態を説明する。図４は、本発明における本方法を概略的に説明するフローチャートを示す。この方法はさまざまな段階にわたって生じる。段階のそれぞれは、方法のそれぞれの段階と同じ参照数字により識別される、関連する電子デバイスに対応する。前記実施形態は、図２中で示した本発明における本方法の段階２０３、２０４、および２０５を除いて以下の段階を代わりに用いる。

段階４０２は、方法の前の段階において計算された平均ラムダ値を表わす信号に対してローパスフィルタ（６）を適用することに関する。前記ローパスフィルタの適用の後に得られる信号は、本発明においてフィルタリングされた平均ラムダと呼ばれる。

次の段階（４０３）は、現場技術者により知られている目標ラムダ値の決定に関連する。目標ラムダ値の決定は、これも現場技術者により知られている予め定められた値との比較に基づいている。本段階はまた、本発明において目標ラムダと呼ばれる、前記段階において決定された目標ラムダを表わす信号の供給を想定する。前記信号は、好ましくはラムダ値のチェック専用の制御ユニット（５）の一部に対して供給される。

次の段階４０４は、目標ラムダを表わす信号に対してローパスフィルタ（６）を適用することに関する。本発明において、ローパスフィルタ（６）の適用後に得られる信号は、フィルタリングされた目標ラムダと呼ばれる。

本実施形態にしたがう、方法の次の段階（４０５）は、フィルタリングされた平均ラムダとフィルタリングされた目標ラムダとの間の差の計算に関する。この段階において決定された値は、誤差ラムダと呼ばれる。この段階はまた、好ましくはラムダ値のチェック専用の制御ユニット（５）の一部に対して、誤差ラムダを表わす信号を供給することを想定する。

方法の次の段階（４０６）は、本発明においてラムダ補正と呼ばれる値を決定することに関係し、ラムダ補正は、０．０１と１との間の値により乗算される、誤差ラムダ積分の計算によるものである。本段階はまた、好ましくはラムダ値のチェック専用の制御ユニット（５）の一部に対して、ラムダ補正を表わす信号を供給することを想定する。

方法は、目標ラムダとラムダ補正との合計の計算に基づいて、噴射に対するラムダと呼ばれる、前記機関（１）のシリンダー（２）に噴射すべき空気と燃料との比の決定を想定する別の段階（４０７）に継続する。本段階はまた、好ましくはラムダ値のチェック専用の制御ユニット（５）の一部に対して、噴射に対するラムダ値を表わす信号を供給すること想定する。

方法は継続し、図２に関連して記述した段階２０６で終る。

上の説明および図面は、本発明の実施形態を説明し、特許請求の範囲による保護の範囲内の、限定的でない例の形態で単に提供される。

図１は、本方法と、本発明を実現する手段が収容されている制御ユニットとを利用する機関の概略図を図示する。図２は、本発明にしたがう方法に関連するフローチャートを概略的に説明する。図３は、本発明の方法に関連する実施形態にしたがうフローチャートをさらに説明する。図４は、本発明の方法に関連する実施形態にしたがうフローチャートをさらに説明する。

Claims

複数のシリンダー（２）と、インジェクター（３）と、各シリンダー（２）に対する電離電流を発生させるデバイス（４）と、前記電離電流の使用により各シリンダー（２）におけるラムダ値を決定するのに適切な制御ユニット（５）とを備えた内燃機関（１）への燃料の量を、空気燃料比の目標値に基づいて決定し、許容する方法において、
前記方法は、
時間間隔（Ｔ）の間の前記機関（１）の各シリンダー（２）における前記ラムダ値（シリンダーラムダ）の測定と、それに対する信号の、前記制御ユニット（５）への供給との段階（２０１）と、
前記機関（１）のすべてのシリンダー（２）における前記シリンダーラムダ値の平均（平均ラムダ）の計算と、それに対する信号の供給との段階（２０２）と、
予め定められたシヌソイド信号（Ｖｎ）と平均ラムダとの間の差（誤差ラムダ）の計算と、それに対する信号の供給との段階（２０３）と、
誤差ラムダの既知の積分値（ラムダ補正）の計算と、それに対する信号の供給との段階（２０４）と、
予め定められたシヌソイド信号（Ｖｎ）とラムダ補正との合計の値（噴射に対するラムダ）の計算と、それに対する信号の供給との段階（２０５）と、
噴射に対するラムダに基づいた、前記機関（１）の各シリンダー（２）に対して許容する燃料の量の決定と、それに対する信号の、前記インジェクター（３）への供給との段階（２０６）とを含む事実により特徴付けられる方法。
前記平均ラムダ信号に対するローパスフィルタ（６）の適用（フィルタリングされた平均ラムダ）の段階（３０２）と、
予め定められたシヌソイド信号（Ｖｎ）とフィルタリングされた平均ラムダとの間の差（誤差ラムダ）の計算と、それに対する信号の供給との段階（３０３）と、
０．０１と１との間の値により乗算される、誤差ラムダの既知の積分値（ラムダ補正）の計算と、それに対する信号の供給との段階（３０４）とに、段階２０３と２０４が置き換えられる事実により特徴付けられる請求項１記載の方法。
前記平均ラムダ信号に対するローパスフィルタ（６）の適用（フィルタリングされた平均ラムダ）の段階（４０２）と、
一連の予め定められた値に基づいた目標ラムダ値の決定と、それに対する信号の供給との段階（４０３）と、
前記目標ラムダ信号に対するローパスフィルタ（６）の適用（フィルタリングされた目標ラムダ）の段階（４０４）と、
フィルタリングされた平均ラムダとフィルタリングされた目標ラムダとの間の差（誤差ラムダ）の計算と、それに対する信号の供給との段階（４０５）と、
０．０１と１との間の値により乗算される、誤差ラムダの既知の積分値（ラムダ補正）の計算と、それに対する信号の供給との段階（４０６）と、
目標ラムダとラムダ補正との合計（噴射に対するラムダ）の計算と、それに対する信号の供給との段階（４０７）とに、段階２０３と２０４と２０５が置き換えられる事実により特徴付けられる請求項１記載の方法。
複数のシリンダー（２）と、インジェクター（３）と、各シリンダー（２）に対する電離電流を発生させるデバイス（４）と、前記電離電流の使用により各シリンダーにおけるラムダ値を決定するのに適切な制御ユニット（５）とを備えた内燃機関（１）における燃料の量を、空気燃料比の目標値に基づいて決定し、許容するデバイスにおいて、
前記デバイスは、
定められた時間間隔（Ｔ）の間に前記機関（１）の各シリンダー（２）における前記ラムダ値（シリンダーラムダ）を測定し、それに対する信号を前記制御ユニット（５）に供給する電子デバイス（２０１）と、
前記機関（１）のすべてのシリンダー（２）における前記シリンダーラムダ値の平均（平均ラムダ）を計算し、それに対する信号を供給する電子デバイス（２０２）と、
予め定められたシヌソイド信号（Ｖｎ）と平均ラムダとの間の差（誤差ラムダ）を計算し、それに対する信号を供給する電子デバイス（２０３）と、
誤差ラムダの既知の積分値（ラムダ補正）を計算し、それに対する信号を供給する電子デバイス（２０４）と、
予め定められたシヌソイド信号（Ｖｎ）とラムダ補正との合計の値（噴射に対するラムダ）を計算し、それに対する信号を供給する電子デバイス（２０５）と、
噴射に対するラムダに基づいて、前記機関（１）の各シリンダー（２）に対して許容する燃料の量を決定し、それに対する信号を前記インジェクター（３）に供給する電子デバイス（２０６）とを具備する事実により特徴付けられるデバイス。
デバイス２０２により供給された前記信号に対して適用されるローパスフィルタ（６）（フィルタリングされた平均ラムダ）（３０２）と、
予め定められたシヌソイド信号（Ｖｎ）とフィルタリングされた平均ラムダとの間の差（誤差ラムダ）を計算し、それに対する信号を供給する電子デバイス（３０３）と、
０．０１と１との間の値により乗算される、誤差ラムダの既知の積分値（ラムダ補正）を計算し、それに対する信号を供給する電子デバイス（３０４）とに、デバイス２０３と２０４が置き換えられる事実により特徴付けられる請求項４記載のデバイス。
デバイス２０２により供給された前記信号に対して適用されるローパスフィルタ（６）（フィルタリングされた平均ラムダ）（４０２）と、
一連の予め定められた値に基づいて前記平均ラムダ値を決定し、それに対する信号を供給する電子デバイス（４０３）と、
デバイス４０３により供給された前記信号に対して適用されるローパスフィルタ（６）（フィルタリングされた目標ラムダ）（４０４）と、
フィルタリングされた平均ラムダとフィルタリングされた目標ラムダとの間の差（誤差ラムダ）を計算し、それに対する信号を供給する電子デバイス（４０５）と、
０．０１と１との間の値により乗算される、誤差ラムダの既知の積分値（ラムダ補正）を計算し、それに対する信号を供給する電子デバイス（４０６）と、
目標ラムダとラムダ補正との合計（噴射に対するラムダ）を計算し、それに対する信号を供給する電子デバイス（４０７）とに、デバイス２０３と２０４と２０５が置き換えられる事実により特徴付けられる請求項４記載のデバイス。