JP2012036903A - 自動車のディーゼルエンジンの作動を制御するシステム - Google Patents

Abstract

【課題】必要とするセンサの数が少なく、計算能力が少なくてよい自動車のディーゼルエンジンの作動を制御するシステムを提供する。
【解決手段】ディーゼルエンジンの作動制御システム３８は、基準シリンダの圧力を取得する手段、及びその圧力及びシリンダの各々に対する所望の燃料供給値の関数として供給手段を制御する手段を含む。制御する手段は、取得した圧力の関数として基準シリンダへの燃料の供給をその所望の燃料供給値に従属させるのに適する従属手段５２、６２と、基準シリンダのピストンの変位及び少なくとも１つの他のシリンダのピストンの変位により発生された駆動軸の回転速度を取得する手段６４と、この少なくとも１つの他のシリンダと関係した回転速度を基準シリンと関係した回転速度に従属させることにより取得した回転速度の関数としてこの少なくとも１つの他のシリンダへの燃料の供給を作動させる作動手段６８、７０、７２、７４、６２と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料をシリンダに供給する手段を含む自動車のディーゼルエンジンの作動を制御するシステムに関する。より具体的には、本発明は、基準シリンダの圧力を取得する手段と、取得した圧力及びシリンダの各々に対する所定の所望の燃料供給値の関数として供給手段を制御する手段と、を含むシステムに関する。

自動車のディーゼルエンジンの噴射を再設定する多数のシステムが先行技術により知られる。これらのシステムの機能は、エンジンの寿命サイクルの間、シリンダ内への燃料の噴射を規則的に且つ（又は）周期的に新たに調節して、作動の各種の偏倚（例えば、圧縮率、弁の透過性等の変化を生じさせる、シリンダの老化）を補正することである。

しかし、この型式のシステムは、多数の追加的なセンサ、特に、エンジンのシリンダの各々に対する圧力センサを設置し且つ（又は）エンジンへの噴射を調整するのに必要な全てのデータを計算するため、大きい計算能力を有するマイクロプロセッサを使用することを必要とする。本発明の目的は、自動車のディーゼルエンジンの作動を制御するシステムであって、必要とするセンサの数が少なく、計算能力が少なくてよい上記システムを提案することにより、上述した問題点を解決することである。

この目的のため、本発明は、そのシリンダへ燃料を供給する手段を含む、自動車のディーゼルエンジンの作動を制御するシステムであって、
基準シリンダの圧力を取得する手段と、取得した圧力及びシリンダの各々に対する所定の所望の燃料供給値の関数として供給手段を制御する手段とを含み、
取得した圧力の関数として、基準シリンダへの燃料の供給をその所望の供給値に従属させるの適した従属手段と、
基準シリンダのピストンの変位により発生された駆動軸の回転速度と、少なくとも１つの他のシリンダのピストンの変位により発生された駆動軸の回転速度とを取得する手段と、
少なくとも１つの他のシリンダのピストンが変位することにより発生された駆動軸の回転速度を基準シリンダのピストンの変位により発生された駆動軸の回転速度に従属させることにより、取得した速度の関数として、この少なくとも１つの他のシリンダへの燃料の供給を作動させるのに適した作動手段と、を含むシステムに関する。

その他の特徴に従い、システムは、
制御手段がシリンダの各々に対する所望の燃料流量値の関数として、供給手段によりシリンダ内に噴射される燃料の流量を制御するのに適しており、システムは、取得した圧力の関数として基準シリンダ内に噴射される燃料の流量を推定する手段を含み、従属手段は、所望の流量値と推定流量値との間の差の関数として、基準シリンダの所望の流量値を補正するマッピング手段を含み、供給手段は、コモンレール（common rail）供給手段を含み、システムは、コモンレール供給手段の圧力を取得する手段を備え、従属手段は、一般的なレール供給手段から取得した圧力の関数として、基準シリンダへの供給を従属させることができる。

基準シリンダのピストンの変位により発生された駆動軸の回転速度及び少なくとも１つの他のシリンダのピストンが変位することにより発生された駆動軸の回転速度を取得する手段は、エンジンの回転速度を取得する手段と、取得した速度の関数として、これらのピストンの変位により発生された駆動軸の回転速度を決定する手段と、を含む。少なくとも１つの他のシリンダへの供給を作動させる手段は、基準シリンダのピストンの変位により発生された駆動軸の回転速度と、少なくとも１つの他のシリンダのピストンが変位することにより発生された駆動軸の回転速度との差の関数として、その所望の供給値を変更することができる。

少なくとも１つの他のシリンダへの供給を作動させる手段は、基準シリンダのピストンの変位により発生された駆動軸の回転速度に従って、少なくとも１つの他のシリンダのピストンが変位することにより発生される駆動軸の回転速度をサイクル−バイ−サイクル調整法を使用してサイクル毎に速度調整する手段を含む。少なくとも１つの他のシリンダへの供給を調整する手段は、エンジンの回転速度及び駆動トルクの関数として、少なくとも１つの他のシリンダへの供給に対する補正値を計算することのできる自己順応型のマッピング手段とを含む。

本発明は、単に一例としてのみ且つ、添付図面に関して掲げた以下の説明を読むことにより、一層良く理解されよう。図１には、例えば、４つのシリンダ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを具備する自動車のディーゼルエンジンが全体として参照番号１０で示される。エンジン１０のシリンダ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの各々は、噴射装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと、シリンダヘッド１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄと、ピストン２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと、ピストン及びシリンダヘッドにより限界が画された燃焼室２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとを含む。

シリンダヘッド内に受容されたシリンダ噴射装置は、エンジンのコモンレール（common supply rail）２４と接続され且つ、先行技術にて既知であるように、例えば、少なくとも１つのパイロット噴射装置及び主燃料噴射装置に従って戦略的に予め定めた噴射に従ってシリンダの燃焼室２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに燃料を供給するのに適する。シリンダ、例えば、以下の説明にて「基準」シリンダとして説明するシリンダ１２ａは、また、シリンダ内の圧力に対して取得チェーン２６と関係付けられている。この取得チェーン２６は、圧電要素を有し且つ、基準シリンダ１２ａのヘッド１８ａ内に挿入されるか、又は、そのグロープラグ（図示せず）内に一体化された変形センサ２８を備える。この変形センサは、シリンダ１２ａの燃焼室２２ａ内の圧力の変化の作用による、シリンダヘッド１８ａの変形を測定することができる。

ピストン２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、エンジン１０の駆動軸３０と接続される。駆動軸３０は、エンジンの回転速度に対する取得チェーン３２と関係付けられており、該チェーンは、駆動軸に固定された歯付き歯車と関係付けたホール効果センサを含む。

駆動軸の角度に対する取得チェーンは、また、駆動軸３０とも関係付けられる。このチェーンは、例えば、速度取得チェーン３２と合体される。このチェーンは、それ自体、先行技術にて既知であるように、これら２つの変数を取得するのに適した形態をしている。

コモンレール２４内の圧力に対する取得チェーン３４は、また、コモンレール２４内に配置されて、それ自体、先行技術にて既知であるようにその圧力を測定することができる。

駆動体が望む駆動トルクに対する取得チェーン３６も提供され。該取得チェーンは、例えば、それ自体、先行技術にて既知であるように、車のアクセルペダルの位置センサを備える。基準シリンダ１２ａ内の圧力、エンジン速度、駆動軸の角度、コモンレール内の圧力及び望まれる駆動トルクに対する取得チェーン２６、３２、３４、３６は、データ処理及び制御装置３８と接続される。該装置３８は、チェーンにより提供された測定値の関数としてエンジンを作動させ且つ、シリンダ内の燃料の噴射の偏倚を補正するのに適している。

制御装置３８は、シリンダの噴射装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと接続され且つ、コモンレール２４と接続され、また、例えば、噴射装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄによってシリンダ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ内に噴射される燃料の流量のような、その異なる作動パラメータを作動させるのに適している。

図２は、制御装置３８の概略図である。装置３８は、取得した速度Ｒ及びトルクＣを受け取るよう接続された第一のマッピング手段５０を備える。該第一のマッピング手段５０は、これら２つの値に対して、それ自体先行技術にて既知であるように、エンジン速度及び駆動トルクの１対の値の関数として、所望の流量値の所定のマップを評価することができる。第一の手段５０は、エンジン１０のシリンダ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの各々に対する所望の流量値Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを出力として提供する。

装置３８は、また、取得した圧力Ｐａの関数として、その相応する所望の流量値Ｄａに対して基準シリンダ１２ａ内の燃料の流量を従属させるのに適した従属手段５２も備える。これらの従属手段５２は、取得した圧力Ｐａ及び所定の角度範囲に亙って取得した駆動軸の角度θの関数として、基準シリンダ１２ａ内への噴射量を推定するモジュール５４を備える。該モジュール５４は、減算器５６と接続され、該減算器５６は、また第一のマッピング手段５０と接続される。減算器５６は、手段５０により提供された所望の流量値Ｄａと手段５２により推定された流量Ｄ＾ａとの間の差を形成し、また、この差を第二の補正マッピング手段５８に提供する。

第二の手段５８は、この差を記憶し且つ、第一のマッピング手段５０が計算した基準シリンダ１２ａの所望の流量値Ｄａに対する再設定値ΔＤａを決定する。その内部の圧力の関数として、基準シリンダ内への燃料の噴射量の推定、また、所望の流量値Ｄａに対する再設定値ΔＤａの計算については、例えば、当該出願人の名によるフランス国特許出願明細書２ ８３８ ７７５号に詳細に記載される。

加算器６０は、第一及び第二のマッピング手段５０、５８と接続される。該加算器６０は、所望の流量値ＤａをＤａに対する再設定値ΔＤａに加算し、基準シリンダ１２ａに対する補正された所望の流量値Ｄａｃｏｒｒを形成する。この補正された所望の流量値Ｄａｃｏｒｒは、制御手段６２に提供される。該制御手段６２は、該制御手段が受け取る所望の流量値の関数として、それ自体先行技術にて既知であるように、噴射装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを作動させることができる。

値ΔＤａは、基準シリンダ１２ａに対して有効な所望の値として、補正された所望の流量値Ｄａｃｏｒｒを適用する結果、該シリンダ内に噴射される燃料の実際の流量は、第一のマッピング手段５０によって最初に決定された所望の流量値Ｄａに実質的に等しくなるような要領にて決定される。制御装置３８は、また取得したエンジン速度Ｒ及び駆動軸の角度θを受け取るよう接続された手段６４も備える。該手段６４は、その関数として、また、エンジンのシリンダ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの各々に対し、シリンダのピストンの変位により発生された駆動軸の回転速度Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄを計算する。これらの回転速度は、以下に、「シリンダと関係した回転速度」という語にて説明する。

例えば、手段６４は、シリンダサイクルの所定の角度範囲に亙って取得したエンジン速度Ｒを平均化することにより、シリンダと関係した回転速度を計算する。好ましくは、この角度範囲は、シリンダサイクルの膨張相内に保持し且つ、例えば、シリンダサイクルの上死点を次の燃焼が生じるシリンダサイクルの上死点から分離する角度範囲に相応するものとする。

手段６４は、速度ＶｉないしＶａの差を計算する手段６６と接続され、ここで、Ｖｉは、基準シリンダ１２ａ以外のシリンダと関係した回転速度を表す、即ち、、シリンダ１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとそれぞれ関係した回転速度Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄを表す。これらの回転速度ＶｉないしＶａの差は、計算手段６６により回転速度を調整する手段６８に提供される。手段６８は、所望の流量値Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄに対する再設定値ΔＤｂ、ΔＤｃ、ΔＤｄをそれぞれ決定して、以下により詳細に説明するように、基準シリンダ１２ａと関係した回転速度に従って１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと関係した回転速度を調整することができる。

所望の流量値Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄに対する再設定値ΔＤｂ、ΔＤｃ、ΔＤｄは、加算器７０、７２、７４にそれぞれ提供される。加算器７０、７２、７４は、また第一のマッピング手段５０と接続され且つ、手段５０によって計算された所望の流量値Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを再設定値ΔＤｂ、ΔＤｃ、ΔＤｄにそれぞれ加算してシリンダ１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに対する補正された所望の流量値Ｄｂｃｏｒｒ、Ｄｃｃｏｒｒ、Ｄｄｃｏｒｒを発生させる。

補正された所望の流量値Ｄｂｃｏｒｒ、Ｄｃｃｏｒｒ、Ｄｄｃｏｒｒは、制御手段６２に提供される。制御手段６２は、これらの値の関数として、シリンダ１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの噴射装置１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを作動させる。再設定値ΔＤｂ、ΔＤｃ、ΔＤｄの各々は、該当するシリンダに有効な所望の値として相応する補正された所望の流量値Ｄｂｃｏｒｒ、Ｄｃｃｏｒｒ、Ｄｄｃｏｒｒを付与する結果、このシリンダと関係した回転速度は、基準シリンダ１２ａと関係した値と実質的に等しくなり、これにより、速度ＶｉないしＶａの相応する差を打ち消すことができるような要領にて決定される。回転速度を調整する手段６８の１つの実施の形態が図３に概略図的に示される。この実施の形態において、手段６８は、回転速度を調整する迅速ループと、回転速度を調整する遅速ループとを備える。

迅速調整ループは、回転速度をサイクル毎に調整する手段８０、８２、８４を備える。これらの手段８０、８２、８４は、入力として、回転速度ＶｉないしＶａの差を受け取り且つ、エンジンサイクルの各々にて、流量Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄに対する第一の再設定値ΔＤｂ´、ΔＤｃ´、ΔＤｄ´をそれぞれ計算することができる。その目的のため、手段８０、８２、８４は、参照シリンダ１２ａと関係した回転速度、例えば、回転速度ＶｉないしＶａの差の各々とその第一の関係した再設定値値ΔＤｂ´、ΔＤｃ´、ΔＤｄ´との間の所定の変換関数の形態をした回転速度に従って、シリンダ１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと関係した回転速度の所定の調整原則を使用する。これらの変換関数は、事前の研究にて決定される。例えば、全ての回転速度を調整するため、同一の変換関数が使用される。

迅速ループよりも遅いダイナミックスを有する遅速調整ループは、回転速度を調整するいわゆる「自己順応型」マップを形成する手段８６、８８、９０を備える。手段８６、８８、９０は、回転速度を調整する手段８０、８２、８４と接続され且つ、駆動トルク及び速度により画成されたエンジンフィールド内のそれらの位置の関数として、後者の手段により提供された第一の再設定値ΔＤｂ´、ΔＤｃ´、ΔＤｄ´を記憶することができる。手段８６、８８、９０は、また、速度Ｒ及びトルクＣに対する取得チェーンとも接続される。

これらの手段８６、８８、９０は、記憶した第一の再設定値ΔＤｂ´、ΔＤｃ´、ΔＤｄ´、入力として受け取った速度Ｒ及びトルクＣの値の関数として、流量値を再設定するそれぞれの所定のマップを評価することにより、流量Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄに対する第二の再設定値ΔＤｂ”、ΔＤｃ”、ΔＤｄ”を決定する。

最後に、図３に示すように、加算器９２、９４、９６は、回転速度を再調整する手段８０、８２、８４と、また、マッピング手段８６、８８、９０と接続される。加算器８０、８２、８４は、第一の再設定値ΔＤｂ´、ΔＤｃ´、ΔＤｄ´を第二の再設定値ΔＤｂ”、ΔＤｃ”、ΔＤｄ”にそれぞれ加算し、また、流量値Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄに対する再設定値ΔＤｂ、ΔＤｃ、ΔＤｄとして相応する合計値ΔＤｂ´＋ΔＤｂ”、ΔＤｃ´＋ΔＤｃ”、ΔＤｄ´＋ΔＤｄ”を加算器７０、７２、７４に提供することができる。

コモンレールを有するディーゼルエンジンと協働する本発明のシステムの概略図である。 図１のシステムの一部を形成する制御装置の概略図である。 図２の制御装置の一部を形成する速度調整手段の概略図である。

Claims (4)

1. シリンダ（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）へ燃料を供給する供給手段（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、２４）を含む自動車のディーゼルエンジン（１０）の作動を制御する制御システムであって、
   基準シリンダ（１２ａ）の燃焼室内圧力を取得する圧力取得手段（２６）、及び前記取得した燃焼室内圧力及び各シリンダに対する所望の燃料供給値の関数として前記供給手段を制御する制御手段（３８）を含み、
   前記制御手段（３８）は、
   基準シリンダ（１２ａ）への燃料の供給を前記取得した燃焼室内圧力の関数として基準シリンダ（１２ａ）への所望の燃料供給値に従属させる従属手段（５２、６２）と、
   基準シリンダ（１２ａ）のピストンの変位により発生された駆動軸の回転速度及び少なくとも１つの他のシリンダ（１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）のピストンの変位により発生された駆動軸の回転速度を取得する速度取得手段（３２、６４）と、
   前記少なくとも１つの他のシリンダ（１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）のピストンが変位することにより発生された駆動軸の回転速度を基準シリンダ（１２ａ）のピストンの変位により発生された駆動軸の回転速度に従属させることにより、取得した回転速度の関数として、前記少なくとも１つの他のシリンダ（１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）への燃料の供給を作動させる作動手段と（６８、７０、７２、７４、６２）と、を含み、
   前記速度取得手段（３２、６４）は、エンジン回転速度（Ｒ）を取得する手段（３２）と、取得した回転速度の関数として、ピストンの変位により発生された駆動軸の回転速度を決定する手段（６４）と、を含み、
   前記作動手段（６８、７０、７２、７４、６２）は、基準シリンダ（１２ａ）のピストンの変位により発生された駆動軸の回転速度（Ｖａ）と前記少なくとも１つの他のシリンダ（１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）のピストンが変位することにより発生された駆動軸の回転速度（Ｖｉ）との差の関数として、前記少なくとも１つの他のシリンダへの所望の燃料の供給値を変更することができ、
   前記作動手段（６８）は、回転速度を調整する迅速調整ループ及び回転速度を調整する遅速調整ループを備え、
   前記迅速調整ループは、回転速度をサイクル毎に調整する手段（８０、８２、８４）を備え、これらの調整する手段（８０、８２、８４）は、入力として、回転速度（Ｖｉ−Ｖａ）の差を受け取り且つ、エンジンサイクルの各々にて、前記少なくとも１つの他のシリンダ（１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）の燃料流量（Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ）に対する第一の再設定値（ΔＤｂ´、ΔＤｃ´、ΔＤｄ´）をそれぞれ計算することができ、
   前記遅速調整ループは、回転速度を調整する自己順応型マップを形成する手段（８６、８８、９０）を備え、
   前記自己順応型マップを形成する手段（８６、８８、９０）は、記憶された第一の再設定値（ΔＤｂ´、ΔＤｃ´、ΔＤｄ´）並びにエンジン回転速度（Ｒ）及び駆動トルク（Ｃ）の関数として、前記燃料流量（Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ）に対する第二の再設定値（ΔＤ”、ΔＤｃ”、ΔＤｄ”）を決定することが可能であり、
   前記第二の再設定値（ΔＤｂ”、ΔＤｃ”、ΔＤｄ”）は、前記エンジン回転速度（Ｒ）及び駆動トルク（Ｃ）の関数として、前記少なくとも１つの他のシリンダ（１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）への燃料供給の補正値を形成することを特徴とする制御システム。
2. 前記制御手段（３８）は、各シリンダに対する所望の燃料供給値の関数として、前記供給手段により各シリンダ内に噴射される燃料流量を制御するのに適しており、前記制御システムは、前記取得した燃焼室内圧力の関数として基準シリンダ（１２ａ）内に噴射される燃料流量を推定する手段（５４）を含む、請求項１に記載の制御システム。
3. 前記従属手段（５２）は、基準シリンダの前記所望の燃料供給値と推定された燃料流量との差の関数として、基準シリンダの前記所望の燃料供給値を補正するマッピング手段（５８）を含む、請求項２に記載の制御システム。
4. 請求項１ないし３の何れか１つに記載の制御システムであって、前記供給手段（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、２４）は、コモンレール供給手段（２４）を備え、前記制御システムは、前記コモンレール供給手段の供給圧力を取得する手段（３４）を含み、前記従属手段（５２）は、前記コモンレール供給手段から取得した供給圧力の関数として、基準シリンダへの燃料の供給を従属させる、制御システム。

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