JP2010096169A - 内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】別のハードウェアを必要とせずに１つ以上の予備噴射量及び主噴射量を正確に決定することができる内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法及び装置を提供する。
【解決手段】本発明は、各シリンダーに投入される燃料量が少なくとも１つ以上の予備噴射量及び主噴射量に分けられており、予備噴射量及び主噴射量の噴射装置の作動時間の各矯正値が、内燃機関の設定された作動状態のための基準総噴射量を保存する段階、内燃機関を作動状態に置いて、作動状態に対応して少なくとも１つ以上の予備噴射量及び主噴射量のための作動時間を設定する段階、作動状態に対応する設定された作動時間に基づいて作動状態における現在の総噴射量を決定する段階、基準総噴射量及び決定された現在の総噴射量の間の差を決定する段階、そして決定された差を考慮して、作動時間の各矯正値を決定する段階、によって決定されることを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、各シリンダーに投入される燃料量が少なくとも１つ以上の予備噴射量及び主噴射量に分けられており、予備噴射量及び主噴射量の噴射装置の作動時間の各矯正値が、内燃機関の設定された作動状態のための基準総噴射量を保存する段階、内燃機関を作動状態に置いて、作動状態に対応して少なくとも１つ以上の予備噴射量及び主噴射量のための作動時間を設定する段階、作動状態に対応する設定された作動時間に基づいて作動状態における現在の総噴射量を決定する段階、基準総噴射量及び決定された現在の総噴射量の間の差を決定する段階、そして決定された差を考慮して、作動時間の各矯正値を決定する段階、によって決定されることを特徴とする。
【選択図】図１
Description
本発明は、内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法及び装置に係り、より詳しくは、各シリンダーに投入される燃料量が少なくとも１つ以上の予備噴射量及び主噴射量に分けられ、予備噴射量及び主噴射量の噴射のための噴射装置の作動時間の各矯正値が決定される内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法及び装置に関する。
以下では、本発明及び本発明の基礎となる問題点が、ディーゼルエンジン乗用車のコモンレール噴射装置（ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）に基づいて説明するが、本発明はいかなる内燃機関にも一般的に適用される。
以下では、本発明及び本発明の基礎となる問題点が、ディーゼルエンジン乗用車のコモンレール噴射装置（ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）に基づいて説明するが、本発明はいかなる内燃機関にも一般的に適用される。
コモンレール噴射装置は、内燃機関の各シリンダーに燃料を供給するために対応する出口が形成された１つの共通した高圧燃料蓄圧機を含む。シリンダーへの燃料の供給は、例えば圧電的（ｐｉｅｚｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ）または電磁気的（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ）に作動可能なバルブによって具現されるいわゆるインジェクターによって制御される。噴射位置及びインジェクターの間に形成された短い通路は、低圧上昇時間をもたらすが、これは燃焼過程及びその制御に役に立つ。例えば、予備噴射（ｐｉｌｏｔ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）、主噴射（ｍａｉｎ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）、及び後噴射（ｐｏｓｔ−ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）などの異なる噴射形態を実現することができるが、このような異なる噴射形態は、現在の制御ユニットによって自由にプログラム化される。特に、予備噴射は、温度及び酸素比率に対する燃焼室の予備条件化（ｐｒｅ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）のために提供される。
将来の排気規定は、噴射ストローク当り０．８ｍｇ以下であり、特に部分負荷領域で起こる予備噴射量を要求する。しかし、今日の燃料投入概念は、噴射ストローク当り０．８ｍｇを超過する噴射量にだけ適用される。
インジェクターの噴射量は、特にインジェクターの一定作動時間の噴射量の増加または減少を起こす老化現象に関係する。噴射ストローク当り０．８ｍｇ以下である噴射量の費用効率を測定するシステムは存在しない。また、今日の測定方法は、このように少ない量の噴射量に対してはその速度が遅く、十分に正確でない。
さらに、製品の許容誤差に起因するインジェクター特性変数の変化は、投入正確性に不利な影響を与える。前記タイプで製品の許容誤差の減少は、インジェクターの製造費用を非常に増加させる。
インジェクターの噴射量は、特にインジェクターの一定作動時間の噴射量の増加または減少を起こす老化現象に関係する。噴射ストローク当り０．８ｍｇ以下である噴射量の費用効率を測定するシステムは存在しない。また、今日の測定方法は、このように少ない量の噴射量に対してはその速度が遅く、十分に正確でない。
さらに、製品の許容誤差に起因するインジェクター特性変数の変化は、投入正確性に不利な影響を与える。前記タイプで製品の許容誤差の減少は、インジェクターの製造費用を非常に増加させる。
最近では、一定の作動時間の噴射量の変化傾向は、間接的な方法によって補償される。
図５は互いに異なる予備噴射量及びλ値に対する粒子状物質（ＰＭ）及び窒素酸化物（ＮＯＸ）の排出の依存度を示した図面である。
図５で、ＮＯＸの排出はｘ軸に記入されていて、ＰＭの排出はｙ軸に記入されている。Ｋ２曲線は噴射ストローク当り０．８ｍｇの基準値で予備噴射量の最適なセッティングのための作動点（ＯＰ２）を示す。内燃機関の作動状態によって、λ−ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）制御は、作動点（ＯＰ２）をＫ２曲線に沿って移動させる。
図５は互いに異なる予備噴射量及びλ値に対する粒子状物質（ＰＭ）及び窒素酸化物（ＮＯＸ）の排出の依存度を示した図面である。
図５で、ＮＯＸの排出はｘ軸に記入されていて、ＰＭの排出はｙ軸に記入されている。Ｋ２曲線は噴射ストローク当り０．８ｍｇの基準値で予備噴射量の最適なセッティングのための作動点（ＯＰ２）を示す。内燃機関の作動状態によって、λ−ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）制御は、作動点（ＯＰ２）をＫ２曲線に沿って移動させる。
万が一、予備噴射量が変化し、予備噴射量が多すぎる場合にはＫ１曲線上の作動点（ＯＰ１）に移動させ、予備噴射量が少なすぎる場合にはＫ３曲線上の作動点（ＯＰ３）に移動させる。特に、多すぎる予備噴射量への移動は、排気ガス及び粒子状物質の排出を増加させる。
噴射ストローク当り０．３ｍｇ以下の非常に少ない予備噴射量への移動は、燃焼及びこれによる予備条件化がそれ以上行われない結果をもたらす。ヨーロッパ公開特許ＥＰ１７１２７６８Ａ２は、少なくとも１つの特性作動変数に基づいて予め設定された噴射燃料量を決定する作動変数を有する少なくとも１つの燃焼室に投入される燃料を調節する方法及び装置を開示した。前記作動変数を矯正するための矯正値は、シリンダー圧力で特定される変数に基づいて予め設定された。
噴射ストローク当り０．３ｍｇ以下の非常に少ない予備噴射量への移動は、燃焼及びこれによる予備条件化がそれ以上行われない結果をもたらす。ヨーロッパ公開特許ＥＰ１７１２７６８Ａ２は、少なくとも１つの特性作動変数に基づいて予め設定された噴射燃料量を決定する作動変数を有する少なくとも１つの燃焼室に投入される燃料を調節する方法及び装置を開示した。前記作動変数を矯正するための矯正値は、シリンダー圧力で特定される変数に基づいて予め設定された。
国際公開特許ＷＯ２００７／００６６６０Ａ１は、燃焼のために投入される燃料量が予備噴射及び少なくとも一度の追加部分噴射によって投入され、内燃機関の作動中の予備噴射量の誤差は、車体外郭センサーの信号によって決定される、内燃機関の燃焼室に燃料を投入する方法を開示した。矯正値は、予備噴射量の誤差の関数であり、少なくとも一度の追加部分噴射は、前記矯正値を使用して矯正される。前記方法は、噴射ストローク当り１ｍｇの予備噴射量のための制御媒介変数を誘導することを許容する。万が一、少なすぎる予備噴射量で少しも燃焼が起こらない場合には、前記方法はそれと同時に判断をすることができず、それによって矯正値を決定することができない。
欧州特許出願公開第１７１２７６８Ａ２明細書
国際公開第２００７／００６６６０Ａ１号パンフレット
本発明は、前記のような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、別のハードウェアを必要とせずに１つ以上の予備噴射量及び主噴射量を正確に決定することができる内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法及び装置を提供することにある。
本発明は、各シリンダーに投入される燃料量が少なくとも１つ以上の予備噴射量及び主噴射量に分けられており、前記予備噴射量及び前記主噴射量の噴射装置の作動時間の各矯正値が、内燃機関の設定された作動状態のための基準総噴射量を保存する段階、内燃機関を前記作動状態に置いて、前記作動状態に対応して少なくとも１つ以上の予備噴射量及び主噴射量のための作動時間を設定する段階、
前記作動状態に対応する設定された作動時間に基づいて前記作動状態における現在の総噴射量を決定する段階、前記基準総噴射量及び決定された現在の総噴射量の間の差を決定する段階、そして決定された差を考慮して、前記作動時間の各矯正値を決定する段階、によって決定されることを特徴とする。
前記作動状態に対応する設定された作動時間に基づいて前記作動状態における現在の総噴射量を決定する段階、前記基準総噴射量及び決定された現在の総噴射量の間の差を決定する段階、そして決定された差を考慮して、前記作動時間の各矯正値を決定する段階、によって決定されることを特徴とする。
前記差は、前記各噴射量によって分けられ、各作動時間は、対応する分数値によって矯正されることを特徴とする。
各シリンダーに投入される燃料量は、第１、２予備噴射量及び１つの主噴射量に分けられていることを特徴とする。
前記設定された作動状態は、アイドル作動状態であることを特徴とする。
前記１つ以上の予備噴射量のための作動時間は、前記作動状態で一定の値であり、前記主噴射量は、設定されたアイドル定格速度に対応してアイドルレギュレーターによって調節されることを特徴とする。
前記差は、前記基準総噴射量に対応する内燃機関の主噴射量の噴射のための作動時間と前記設定された作動状態における主噴射量の噴射のために決定された現在の作動時間との間の作動時間の差に基づいて決定されることを特徴とする。
前記少なくとも１つ以上の予備噴射量は、噴射ストローク当り０．５〜０．８ｍｇであることを特徴とする。
前記作動時間の矯正は、シリンダー特定矯正値をさらに考慮して行われることを特徴とする。
前記噴射装置は、コモンレール噴射装置であり、予備噴射量及び主噴射量噴射用噴射装置の作動時間の各矯正値は、コモンレール噴射装置の異なる作動圧によって決定されることを特徴とする。
前記基準総噴射量は、±５％の正確性を有して決定されることを特徴とする。
また、本発明は、各シリンダーの燃焼のために投入されるべき燃料量が少なくとも１つ以上の予備噴射量及び主噴射量に分けられ、予備噴射量及び主噴射量の噴射のための噴射装置の作動時間の各矯正値が決定され、内燃機関の設定された作動状態のための基準総噴射量を保存するための記憶装置、内燃機関を前記作動状態に置いて、前記作動状態に対応して少なくとも１つ以上の予備噴射量及び主噴射量のための作動時間を設定するための状態装置、そして前記作動状態に対応する設定された作動時間に基づいて前記作動状態における現在の総噴射量を決定し、基準総噴射量と決定された現在の総噴射量との間の差を決定し、決定された差を考慮して前記作動時間の各矯正値を決定するための決定装置、を含むことを特徴とする。
前記決定装置は、前記差を前記各噴射量によって分け、各作動時間を対応する分数値によって矯正するように構成されることを特徴とする。
前記決定装置は、前記差が前記基準総噴射量に対応する内燃機関の主噴射量噴射のための作動時間と前記設定された作動状態における主噴射量噴射のために決定された現在の作動時間との間の作動時間の差に基づいて決定されるように構成されることを特徴とする。
前記決定装置は、前記作動時間の矯正がシリンダー特定矯正値をさらに考慮して行われるように構成されることを特徴とする。
前記噴射装置は、コモンレール噴射装置であり、前記決定装置は、予備噴射量及び主噴射量の噴射のための噴射装置の作動時間の各矯正値がコモンレール噴射装置の異なる作動圧によって決定されるように構成されることを特徴とする。
本発明の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法及び装置は、別のハードウェアを必要とせず、非常に短いサイクルまたは数分内に１つ以上の予備噴射量及び主噴射量を正確に決定することができ長所を有する。
本発明の基礎となる概念は、内燃機関の設定された作動状態、例えばアイドル作動状態（ｉｄｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｔａｔｅ）のための基準総噴射量を決定して保存するものである。前記基準総噴射量は、非常に高い正確性、例えば最大１０％の偏差を有する実験に基づいて決定される。
内燃機関が前記設定された作動状態にある間に、現在または実際の総噴射量が前記作動状態に対応する設定作動時間に基づいて決定される。基準総噴射量及び決定された現在の総噴射量の差が計算されて、インジェクターの作動時間の矯正値が前記差に基づいて決定される。
部分噴射量の相対的な差は変化せずに作動時間の相対的な差によって正確に決定されるので、小さな誤差を有する作動時間のための矯正値を求めることができる。例えば、１０％の正確性を有して決定された噴射ストローク当り３．５ｍｇの基準総噴射量で２つの予備噴射及び１つの主噴射がある場合、噴射のための矯正値は噴射ストローク当り約０．１２ｍｇの誤差を有して求められる。
内燃機関が前記設定された作動状態にある間に、現在または実際の総噴射量が前記作動状態に対応する設定作動時間に基づいて決定される。基準総噴射量及び決定された現在の総噴射量の差が計算されて、インジェクターの作動時間の矯正値が前記差に基づいて決定される。
部分噴射量の相対的な差は変化せずに作動時間の相対的な差によって正確に決定されるので、小さな誤差を有する作動時間のための矯正値を求めることができる。例えば、１０％の正確性を有して決定された噴射ストローク当り３．５ｍｇの基準総噴射量で２つの予備噴射及び１つの主噴射がある場合、噴射のための矯正値は噴射ストローク当り約０．１２ｍｇの誤差を有して求められる。
以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図面では、同一な図面符号は同一または機能的に同等な要素を示す。
図１は本発明の第１実施例による内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する装置のブロック図である。
図１で、図面符号１００は、スロットルペダルの位置を示す信号（ＦＰ）及び作動媒介変数（ＢＰ１、ＢＰ２、…）に基づいて噴射される燃料量（ＱＴ）を決定する燃料量決定装置を示す。
噴射されるべき燃料量（ＱＴ）に対応する信号は、作動媒介変数（ＢＰ１、ＢＰ２）と共に作動時間決定装置１２０に出力される。作動時間決定装置１２０は、２つの予備噴射（Ｐ１、Ｐ２）及び１つの主噴射（ＰＭ）に対応する作動時間（ｔｏｎ（Ｐ１）、ｔｏｎ（Ｐ２）、ｔｏｎ（ＰＭ））を出力する。
図面では、同一な図面符号は同一または機能的に同等な要素を示す。
図１は本発明の第１実施例による内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する装置のブロック図である。
図１で、図面符号１００は、スロットルペダルの位置を示す信号（ＦＰ）及び作動媒介変数（ＢＰ１、ＢＰ２、…）に基づいて噴射される燃料量（ＱＴ）を決定する燃料量決定装置を示す。
噴射されるべき燃料量（ＱＴ）に対応する信号は、作動媒介変数（ＢＰ１、ＢＰ２）と共に作動時間決定装置１２０に出力される。作動時間決定装置１２０は、２つの予備噴射（Ｐ１、Ｐ２）及び１つの主噴射（ＰＭ）に対応する作動時間（ｔｏｎ（Ｐ１）、ｔｏｎ（Ｐ２）、ｔｏｎ（ＰＭ））を出力する。
矯正装置１４０は、作動時間の矯正値（Δｔｏｎ（Ｐ１）、Δｔｏｎ（Ｐ２）、Δｔｏｎ（ＰＭ））をコモンレール噴射装置の現在の圧力（Ｐ）の関数として出力するが、作動時間の矯正値（Δｔｏｎ（Ｐ１）、Δｔｏｎ（Ｐ２）、Δｔｏｎ（ＰＭ））は、合算ユニット（Ｓ）で作動時間（ｔｏｎ（Ｐ１）、ｔｏｎ（Ｐ２）、ｔｏｎ（ＰＭ））に加えられる。作動時間の矯正値（Δｔｏｎ（Ｐ１）、Δｔｏｎ（Ｐ２）、Δｔｏｎ（ＰＭ））は、負の符号または正の符号を有して、インジェクター（図示せず）の変化を反映する。したがって、合算ユニット（Ｓ）は、下記のような矯正された作動時間をインジェクター（図示せず）のための作動装置１６０に伝達する。
ｔｏｎ＊（Ｐ１）＝ｔｏｎ（Ｐ１）＋Δｔｏｎ（Ｐ１）
ｔｏｎ＊（Ｐ２）＝ｔｏｎ（Ｐ２）＋Δｔｏｎ（Ｐ２）
ｔｏｎ＊（ＰＭ）＝ｔｏｎ（ＰＭ）＋Δｔｏｎ（ＰＭ）
ｔｏｎ＊（Ｐ１）＝ｔｏｎ（Ｐ１）＋Δｔｏｎ（Ｐ１）
ｔｏｎ＊（Ｐ２）＝ｔｏｎ（Ｐ２）＋Δｔｏｎ（Ｐ２）
ｔｏｎ＊（ＰＭ）＝ｔｏｎ（ＰＭ）＋Δｔｏｎ（ＰＭ）
図１で、図面符号１８０は関連する内燃機関の設定された作動状態における矯正値（Δｔｏｎ（Ｐ１）、Δｔｏｎ（Ｐ２）、Δｔｏｎ（ＰＭ））を周期的または必要時ごとに決定するための決定装置を示す。このような目的のために、決定装置１８０は、記憶装置１８１を含むが、記憶装置１８１には、内燃機関の設定された作動状態のための基準総噴射量（ＱＴ´）が保存されている。
万が一、決定装置１８０に伝達される作動媒介変数（ＢＰ１、ＢＰ２）に基づいて決定装置１８０が内燃機関が設定された作動状態にあると決定すれば、決定装置１８０は、矯正値（Δｔｏｎ（Ｐ１）、Δｔｏｎ（Ｐ２）、Δｔｏｎ（ＰＭ））を決定し始める。このような目的のために、決定装置１８０は、保存された基準総噴射量（ＱＴ´）及び現在の決定された総噴射量（ＱＴ）の差を決定する。
万が一、決定装置１８０に伝達される作動媒介変数（ＢＰ１、ＢＰ２）に基づいて決定装置１８０が内燃機関が設定された作動状態にあると決定すれば、決定装置１８０は、矯正値（Δｔｏｎ（Ｐ１）、Δｔｏｎ（Ｐ２）、Δｔｏｎ（ＰＭ））を決定し始める。このような目的のために、決定装置１８０は、保存された基準総噴射量（ＱＴ´）及び現在の決定された総噴射量（ＱＴ）の差を決定する。
例えば、現在の総噴射量（ＱＴ）は、エンジン制御ユニット（図示せず）の制御ユニットデータに基づいて決定される。前記差に基づいて、図３及び図４を参照して後により詳細に説明するように、コモンレール噴射装置の各現在の圧力（Ｐ）での矯正値（Δｔｏｎ（Ｐ１）、Δｔｏｎ（Ｐ２）、Δｔｏｎ（ＰＭ））を計算することができる。このような決定をするために、決定装置１８０は、一連のコモンレール噴射装置の圧力（Ｐ）を要求することができ、各個別的な圧力（Ｐ）で別個の決定を行うことができる。
図２は本発明の第１実施例による内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する装置の作動を説明するフローチャートである。
図２で、作動時間の矯正値（Δｔｏｎ（Ｐ１）、Δｔｏｎ（Ｐ２）、Δｔｏｎ（ＰＭ））の決定段階がＳ１段階で開始される。
Ｓ２段階で、設定された作動状態、例えば８００ｒｐｍ、作動温度が９０℃、電気補助負荷スイッチが消えたアイドル作動状態にあるかを決定する。万が一、設定された作動状態にない場合には、プログラムは、設定された作動状態に到達するまでＳ２段階を維持する。
前記設定された作動状態が長時間現れずに新たな決定が必要である場合には、この瞬間運転者に適当な方法または信号を伝達することによって、前記設定された作動状態を強要することができる。しかし、設定された作動状態は、例えば前記説明したアイドル作動状態のように、それが非常に頻繁に発生するように任意に選択される。
図２で、作動時間の矯正値（Δｔｏｎ（Ｐ１）、Δｔｏｎ（Ｐ２）、Δｔｏｎ（ＰＭ））の決定段階がＳ１段階で開始される。
Ｓ２段階で、設定された作動状態、例えば８００ｒｐｍ、作動温度が９０℃、電気補助負荷スイッチが消えたアイドル作動状態にあるかを決定する。万が一、設定された作動状態にない場合には、プログラムは、設定された作動状態に到達するまでＳ２段階を維持する。
前記設定された作動状態が長時間現れずに新たな決定が必要である場合には、この瞬間運転者に適当な方法または信号を伝達することによって、前記設定された作動状態を強要することができる。しかし、設定された作動状態は、例えば前記説明したアイドル作動状態のように、それが非常に頻繁に発生するように任意に選択される。
Ｓ３段階で、内燃機関の設定された作動状態が安定的であるかを検討する。万が一、設定された作動状態が安定的でない場合には、プログラムはＳ２段階に戻る。万が一、設定された作動状態が安定的である場合には、プログラムはＳ４段階に進む。Ｓ４段階で、内燃機関のコモンレール噴射装置の異なる圧力での矯正値（Δｔｏｎ（Ｐ１）、Δｔｏｎ（Ｐ２）、Δｔｏｎ（ＰＭ））が決定される。このような圧力は、例えば２３０ｂａｒ、５００ｂａｒ、８００ｂａｒ、１１００ｂａｒ、１４００ｂａｒ、１７００ｂａｒでありうる。
全ての圧力（Ｐ）での矯正値（Δｔｏｎ（Ｐ１）、Δｔｏｎ（Ｐ２）、Δｔｏｎ（ＰＭ））が決定された後、プログラムはＳ５段階に進むが、ここでは矯正値（Δｔｏｎ（Ｐ１）、Δｔｏｎ（Ｐ２）、Δｔｏｎ（ＰＭ））が各圧力の関数として特性値マップの形態で矯正装置１４０に保存される。したがって、矯正装置１４０に伝達される圧力信号によって、矯正装置１４０は、作動中に各圧力に相当する矯正値（Δｔｏｎ（Ｐ１）、Δｔｏｎ（Ｐ２）、Δｔｏｎ（ＰＭ））を合算ユニット（Ｓ）に伝達する。
Ｓ６段階で、内燃機関の非活性化などの設定された停止基準が満たされるかを検討する。万が一、設定された停止基準が満たされない場合には、プログラムはＳ２段階に戻る。万が一、設定された停止基準を満たしている場合には、プログラムはＳ７段階で終了する。
Ｓ６段階で、内燃機関の非活性化などの設定された停止基準が満たされるかを検討する。万が一、設定された停止基準が満たされない場合には、プログラムはＳ２段階に戻る。万が一、設定された停止基準を満たしている場合には、プログラムはＳ７段階で終了する。
図３及び図４を参照して、作動時間（ｔｏｎ（Ｐ１）、ｔｏｎ（Ｐ２）、ｔｏｎ（ＰＭ））の矯正値（Δｔｏｎ（Ｐ１）、Δｔｏｎ（Ｐ２）、Δｔｏｎ（ＰＭ））を決定する例を説明する。
図３は本発明の第２実施例による内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法を説明するための時間を基準にしたグラフである。
図３で、時間（ｔ）はｘ軸に記入されていて、内燃機関の例示的なコモンレール噴射装置の噴射プロファイルはｙ軸に記入されている。曲線（ＲＥＦ）は基準噴射プロファイルを示す反面、曲線（ＡＣＴ）は現在の噴射プロファイルを示す。現在の噴射プロファイル（ＡＣＴ）及び基準噴射プロファイル（ＲＥＦ）は、２つの予備噴射（Ｐ１、Ｐ２）及び主噴射（ＰＭ）を提供する。内燃機関は、８００ｒｐｍ、作動温度が９０℃、電気補助負荷スイッチが消えたアイドル作動状態にある。
図３は本発明の第２実施例による内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法を説明するための時間を基準にしたグラフである。
図３で、時間（ｔ）はｘ軸に記入されていて、内燃機関の例示的なコモンレール噴射装置の噴射プロファイルはｙ軸に記入されている。曲線（ＲＥＦ）は基準噴射プロファイルを示す反面、曲線（ＡＣＴ）は現在の噴射プロファイルを示す。現在の噴射プロファイル（ＡＣＴ）及び基準噴射プロファイル（ＲＥＦ）は、２つの予備噴射（Ｐ１、Ｐ２）及び主噴射（ＰＭ）を提供する。内燃機関は、８００ｒｐｍ、作動温度が９０℃、電気補助負荷スイッチが消えたアイドル作動状態にある。
実験から、このような作動状態で、基準総噴射量（ＱＴ´）は、噴射ストローク当り３．５ｍｇであることが知られている。基準総噴射量（ＱＴ´）は、このような作動状態で１０％の正確性（これは噴射ストローク当り約±３．５ｍｇの誤差（Δ´）に相当する）を有して決定される。基準総噴射量（ＱＴ´）は、第１予備噴射量（ＱＰ１´＝０．７ｍｇ／噴射ストローク）、第２予備噴射量（ＱＰ２´＝０．７ｍｇ／噴射ストローク）、及び主噴射量（ＱＭ´＝２．１ｍｇ／噴射ストローク）の間に分布している。各々の場合に、各誤差（Δ´）または偏差は、約±０．１２ｍｇ程度で、２つの予備噴射（Ｐ１、Ｐ２）及び主噴射（ＰＭ）の間に分布する。
以下、現在の噴射プロファイル（ＡＣＴ）を参照して説明する。２つの予備噴射（Ｐ１、Ｐ２）のための作動時間（ｔｏｎ´（Ｐ１）、ｔｏｎ´（Ｐ２））は、一定の値、即ち曲線（ＡＣＴ）及び曲線（ＲＥＦ）で同一の値に選択される。反面、アイドルレギュレーター（図示せず）は、前記の通り、８００ｒｐｍに設定された定格速度に到達するように主噴射（ＰＭ）の作動時間（ｔｏｎ´（ＰＭ））を調節する。予備噴射（Ｐ１、Ｐ２）が誤って行われる場合には（即ち、予備噴射がこれらの設定された基準噴射量の噴射ストローク当り０．７ｍｇに相当しない場合には）、レギュレーターが基準値（ｔｏｎ´（ＰＭ））に関する主噴射（ＰＭ）の作動時間を変更させる。この場合、偏差（Δｔｏｎ（ＰＭ））は、現在の動作中により少ない作動時間（ｔｏｎ´（ＰＭ））をもたらす。これは、インジェクターの劣化現象によって予備噴射（Ｐ１、Ｐ２）中に噴射ストローク当り０．７ｍｇの好ましい噴射量が噴射されないので、主噴射（ＰＭ）でより多くの量が噴射されなければならないことを意味する（破線参照）。
図４は本発明の第２実施例で作動時間の矯正値を決定するために使用される噴射量（Ｑ）のインジェクターの作動時間（ｔｏｎ）に対する依存度を示した図面である。
図４で、例示的なインジェクター、特に互いに異なる圧力（Ｐ´＞Ｐ）に対して現在の噴射量（Ｑ）が現在の作動時間（ｔｏｎ）の関数で示されている。万が一、圧力（Ｐ）が現在の噴射プロファイル（ＡＣＴ）での圧力である場合には、主噴射（ＰＭ）の現在の作動時間（ｔｏｎ（ＰＭ））から現在の総噴射量はＱＴである反面、基準総噴射量はＱＴ´であることを知ることができる。
図４による依存性から、主噴射（ＰＭ）の作動時間の差（Δｔｏｎ（ＰＭ））に相当する基準総噴射量（ＱＴ´）及び現在の総噴射量（ＱＴ）の間の差が決定できる。
図４で、例示的なインジェクター、特に互いに異なる圧力（Ｐ´＞Ｐ）に対して現在の噴射量（Ｑ）が現在の作動時間（ｔｏｎ）の関数で示されている。万が一、圧力（Ｐ）が現在の噴射プロファイル（ＡＣＴ）での圧力である場合には、主噴射（ＰＭ）の現在の作動時間（ｔｏｎ（ＰＭ））から現在の総噴射量はＱＴである反面、基準総噴射量はＱＴ´であることを知ることができる。
図４による依存性から、主噴射（ＰＭ）の作動時間の差（Δｔｏｎ（ＰＭ））に相当する基準総噴射量（ＱＴ´）及び現在の総噴射量（ＱＴ）の間の差が決定できる。
差Δは、現在の場合に噴射ストローク当り１．２ｍｇであり、同一方式で予備噴射（Ｐ１、Ｐ２）の誤差に起因する。即ち、予備噴射（Ｐ１、Ｐ２）の噴射量（ＱＰ１、ＱＰ２）が噴射ストローク当り０．６ｍｇも高いためである。それによって、全ての作動時間は、各噴射量（ＱＰ１、ＱＰ２、ＱＰＭ）を噴射ストローク当り０．４ｍｇ（Δ／３＝０．４ｍｇ／噴射ストローク）だけ低くしなければならない。インジェクターの作動時間に相当する変化（Δｔｏｎ（Δ／３））は、類似して図４から得ることができる。したがって、予備噴射（Ｐ１、Ｐ２）及び主噴射（ＰＭ）の矯正された作動時間は、下記の式によって示される。
ｔｏｎ＊（Ｐ１）＝ｔｏｎ（Ｐ１）−Δｔｏｎ（Δ／３）
ｔｏｎ＊（Ｐ２）＝ｔｏｎ（Ｐ２）−Δｔｏｎ（Δ／３）
ｔｏｎ＊（ＰＭ）＝ｔｏｎ（ＰＭ）＋Δｔｏｎ（Δ／３）
その後、後続噴射ストロークに基づいて、主噴射（ＰＭ）の噴射時間が再び基準値（ｔ´ｏｎ（ＰＭ））に該当するかを決定することができる。万が一、該当する場合には、相当する圧力（Ｐ）に対する矯正値の決定が終了して、コモンレール噴射装置の異なる圧力のために再開される。万が一、該当しない場合には、現在の圧力（Ｐ）に対する継続的な反復が行われる。
ｔｏｎ＊（Ｐ１）＝ｔｏｎ（Ｐ１）−Δｔｏｎ（Δ／３）
ｔｏｎ＊（Ｐ２）＝ｔｏｎ（Ｐ２）−Δｔｏｎ（Δ／３）
ｔｏｎ＊（ＰＭ）＝ｔｏｎ（ＰＭ）＋Δｔｏｎ（Δ／３）
その後、後続噴射ストロークに基づいて、主噴射（ＰＭ）の噴射時間が再び基準値（ｔ´ｏｎ（ＰＭ））に該当するかを決定することができる。万が一、該当する場合には、相当する圧力（Ｐ）に対する矯正値の決定が終了して、コモンレール噴射装置の異なる圧力のために再開される。万が一、該当しない場合には、現在の圧力（Ｐ）に対する継続的な反復が行われる。
本発明は好ましい実施例に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されず、他の多くの方法によって変更することができる。
特に、本発明は、予備噴射を目標回数だけ実行するいかなる装置にも使用することができる。現在の総噴射量も、主噴射の作動時間の差の代わりに測定などの異なる方法によって決定することができる。
また、シリンダーまたはインジェクターの間の差を反映したシリンダー均等化データまたはインジェクター均等化データなどの他の矯正データも、決定された矯正値に加えることができる。
特に、本発明は、予備噴射を目標回数だけ実行するいかなる装置にも使用することができる。現在の総噴射量も、主噴射の作動時間の差の代わりに測定などの異なる方法によって決定することができる。
また、シリンダーまたはインジェクターの間の差を反映したシリンダー均等化データまたはインジェクター均等化データなどの他の矯正データも、決定された矯正値に加えることができる。
１００ 燃料量決定装置
１２０ 作動時間決定装置
１４０ 矯正装置
１８０ 決定装置
１８１ 記憶装置
１２０ 作動時間決定装置
１４０ 矯正装置
１８０ 決定装置
１８１ 記憶装置
Claims (20)
- 各シリンダーに投入される燃料量が少なくとも１つ以上の予備噴射量及び主噴射量に分けられており、前記予備噴射量及び前記主噴射量の噴射装置の作動時間の各矯正値が、
内燃機関の設定された作動状態のための基準総噴射量を保存する段階、
内燃機関を前記作動状態に置いて、前記作動状態に対応して少なくとも１つ以上の予備噴射量及び主噴射量のための作動時間を設定する段階、
前記作動状態に対応する設定された作動時間に基づいて前記作動状態における現在の総噴射量を決定する段階、
前記基準総噴射量及び決定された現在の総噴射量の間の差を決定する段階、そして
決定された差を考慮して、前記作動時間の各矯正値を決定する段階、
によって決定されることを特徴とする内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法。 - 前記差は、前記各噴射量によって分けられ、
各作動時間は、対応する分数値によって矯正されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法。 - 各シリンダーに投入される燃料量は、第１、２予備噴射量及び１つの主噴射量に分けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法。
- 前記設定された作動状態は、アイドル作動状態であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法。
- 前記１つ以上の予備噴射量のための作動時間は、前記作動状態で一定の値であり、
前記主噴射量は、設定されたアイドル定格速度に対応してアイドルレギュレーターによって調節されることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法。 - 前記差は、前記基準総噴射量に対応する内燃機関の主噴射量の噴射のための作動時間と前記設定された作動状態における主噴射量の噴射のために決定された現在の作動時間との間の作動時間の差に基づいて決定されることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法。
- 前記少なくとも１つ以上の予備噴射量は、噴射ストローク当り０．５〜０．８ｍｇであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法。
- 前記作動時間の矯正は、シリンダー特定矯正値をさらに考慮して行われることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法。
- 前記噴射装置は、コモンレール噴射装置であり、
予備噴射量及び主噴射量噴射用噴射装置の作動時間の各矯正値は、コモンレール噴射装置の異なる作動圧によって決定されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法。 - 前記基準総噴射量は、±５％の正確性を有して決定されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する方法。
- 各シリンダーの燃焼のために投入されるべき燃料量が少なくとも１つ以上の予備噴射量及び主噴射量に分けられ、予備噴射量及び主噴射量の噴射のための噴射装置の作動時間の各矯正値が決定され、
内燃機関の設定された作動状態のための基準総噴射量を保存するための記憶装置、
内燃機関を前記作動状態に置いて、前記作動状態に対応して少なくとも１つ以上の予備噴射量及び主噴射量のための作動時間を設定するための状態装置、
そして
前記作動状態に対応する設定された作動時間に基づいて前記作動状態における現在の総噴射量を決定し、基準総噴射量と決定された現在の総噴射量との間の差を決定し、決定された差を考慮して前記作動時間の各矯正値を決定するための決定装置、
を含むことを特徴とする内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する装置。 - 前記決定装置は、前記差を前記各噴射量によって分け、各作動時間を対応する分数値によって矯正するように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する装置。
- 各シリンダーの燃焼のために投入される燃料量は、第１、２予備噴射量及び１つの主噴射量に分けられていることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する装置。
- 前記設定された作動状態は、アイドル作動状態であることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する装置。
- 前記１つ以上の予備噴射量のための作動時間は、前記作動状態で一定の値であり、
前記主噴射量は、設定されたアイドル定格速度に対応してアイドルレギュレーターで調節されることを特徴とする請求項１４に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する装置。 - 前記決定装置は、前記差が前記基準総噴射量に対応する内燃機関の主噴射量噴射のための作動時間と前記設定された作動状態における主噴射量噴射のために決定された現在の作動時間との間の作動時間の差に基づいて決定されるように構成されることを特徴とする請求項１５に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する装置。
- 前記少なくとも１つ以上の予備噴射量は、噴射ストローク当り０．５〜０．８ｍｇであることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する装置。
- 前記決定装置は、前記作動時間の矯正がシリンダー特定矯正値をさらに考慮して行われるように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する装置。
- 前記噴射装置は、コモンレール噴射装置であり、
前記決定装置は、予備噴射量及び主噴射量の噴射のための噴射装置の作動時間の各矯正値がコモンレール噴射装置の異なる作動圧によって決定されるように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する装置。 - 前記基準総噴射量は、±５％の正確性を有して決定されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼室に噴射される燃料を投入する装置。
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