JP2013532798A5 - - Google Patents

Description

本発明は、個々の燃焼室ごとに固有の特性を検出し、場合により補償できる内燃機関の駆動方法を提供することを課題とし、誤適合が十分に回避されるようにする。さらにこの課題は、対応する内燃機関の提供を含む。

この課題を解決するために冒頭に述べた形式の内燃機関の駆動方法において、少なくとも１つの噴射弁に対して噴射弁の制御持続時間を、当該噴射弁の弁開放持続時間を求めることにより適合し、前記制御持続時間と前記弁開放時間との関係性に関しての当該噴射弁の公差を少なくとも実質的に補償することが提案される。

燃焼室に噴射される燃料量は通常、制御持続時間に依存するから、この適合は少なくとも多くの場合、噴射弁の制御持続時間と燃料量との関係性に関しての噴射弁の公差を少なくとも部分的に補償する。これにより、個々の燃焼室間の差を（これは充填量（ガス交換サイクル内で燃焼室にもたらされる新鮮ガス量）に関わり、かつ噴射弁によって個々の燃焼室に噴射される燃料量に関わる）相互に別個に適合することができる。ここで好ましくは、制御持続時間の適合は他の適合過程、たとえばシリンダ個別のラムダ制御または場合により燃焼室個別のトルク制御よりも高い優先度をもって実行される。これにより、たとえば製造公差または老化プロセスに起因する個々の噴射弁間の偏差をとりわけ効率的に識別し、補正することができる。

制御持続時間を適合するための適合過程が定常状態になっているか否かの検査を行い、この検査結果で適合過程が定常状態になっている場合に初めて燃焼室個別のトルクを求めることが提案される。このようにして一方では、燃料量の適合が比較的に高い優先度で実施され、他方では、まず個々の噴射弁相互の偏差（これは燃料量または弁遅延時間に関係する）が補正され、それから個々の燃焼室の相互の充填量の偏差を識別および／または補償することが試みられる。

上記課題の別の解決手段として、複数の燃焼室を有する内燃機関が提案される。ここでは少なくとも１つの燃焼室に燃料を燃焼室に噴射するための噴射弁が配設されており、内燃機関、好ましくは内燃機関を制御および／または調整し、少なくとも１つの燃焼室に対して燃焼室個別に空燃比を制御し、内燃機関のシャフトにおける全体トルクの大きさに対応する燃焼室個別のトルクを検出する制御装置は、少なくとも１つの燃焼室に対して構成されており、この解決手段は、内燃機関または制御装置が、少なくとも１つの噴射弁に対して当該噴射弁の弁開放持続時間を検出することにより、当該噴射弁の制御持続時間を適合するように構成されており、当該適合は、制御持続時間と弁開放持続時間との関係性に関する噴射弁の公差が少なくとも実質的に補償されるように行われる。このような内燃機関により、本発明の方法の利点を実現することができる。

この方法６１を、以下図２に示されたフローチャートに基づいて詳細に説明する。方法６１のスタート６３後にステップ６５で、燃料ｍｆを適合するための適合過程Ａがスタートされる。この適合過程は、調整信号ｓによる噴射弁の制御と、この制御から生じる燃料量ｍｆとの関係性についての個々の噴射弁１３の公差を、この公差が弁開放時間Ｔの偏差から生じている場合に補償する。この適合過程Ａでは、測定回路４１が個々の噴射弁１３のコイル３１を流れる電流ｉを検出する。電流ｉに基づいて制御装置３５は、弁１３が実際に開放または閉鎖した時点を求める。この時点は電流ｉの時間経過の特徴から識別される。したがってこの時間経過は、噴射弁１３の弁ニードルが噴射弁１３の開放または閉鎖の際に衝突することにより生じるものであり、このことがコイル３１を流れる電流ｉに反作用する。

弁遅延時間ｔ１，ｔ２に基づいて、制御装置３５は、調整信号ｓによるコイル３１の通電の時点と持続時間を補正し、これにより、ここに説明しない制御装置３５の別の関数によって設定された燃料量ｍｆが個々の燃焼室１５に噴射される。各噴射弁ごとに弁遅延時間ｔ１，ｔ２を求め、調整信号ｓの形成の際に考慮することにより、製造公差または老化に起因する公差が少なくとも十分に補償される。公差は、制御持続時間、すなわちコイル３１の通電時間、および噴射弁が開放している時間（弁開放時間Ｔ）に関係する。

適合過程Ａに対しては、電流ｉの経過を複数回測定することが必要である。内燃機関１１の種々の動作状態に対して、たとえば燃料圧メモリ（図示せず）にある燃料圧の種々の値について弁遅延時間ｔ１，ｔ２を求めることができる。そしてステップ６７で、電流ｉの経過の十分な測定結果が求められたか否か、または弁遅延時間ｔ１，ｔ２の十分な値が求められたか否かが検査される。すなわち適合過程Ａが定常状態にあるか否かが検査される。結果が否定（Ｎ）であれば、分岐６７が繰り返される。それ以外の場合（Ｙ）は、方法６１がステップ６９により継続される。

ステップ６９では燃焼室個別に空燃比を制御するための制御過程Ｒがスタートされる。この制御過程Ｒによれば、制御装置３５はラムダセンサ２５によって各燃焼室１５ごとに別個に空燃比λを求め、求められた空燃比λの値を所定の目標値に近似するために内燃機関１１の調整量を場合により変化する。求められた空燃比λに依存してたとえば燃料量ｍｆを変化することができる。図示の実施形態とは異なり、ステップ６９は方法６１の経過においてより早期の時点で実施することもできる。たとえば制御過程は、方法のスタート６３の直後に、またはステップ６５の直後にすでにスタートしておくこともできる。

噴射弁１３の制御を適合Ａすることにより、噴射される燃料量ｍｆの偏差が噴射弁１３の公差、とりわけ弁遅延時間ｔ１，ｔ２に依存して少なくとも十分に補償されるから、比較的大きな確率をもって、燃焼室個別のトルクＭの相互の差がとりわけ個々の燃焼室１５の新鮮ガス充填量ｍｇの差により引き起こされることを前提にすることができる。ステップ７３に続くステップ７５では、各燃焼室１５ごとにトルクＭに基づいて、対応する新鮮ガス充填量ｍｇを計算することができる。これとは択一的にまたは補充的に、個々の充填量ｍｇの差を計算することもできる。一般的にトルクＭと新鮮空気充填量ｍｇとの間には比例関係があるから、比例定数が既知であれば、新鮮空気充填量ｍｇまたは個々の燃焼室１５の新鮮ガス充填量ｍｇの差を計算することができる。燃焼室個別のトルクＭと運転不安定性に対する特性量Ｌは、たとえば個々の燃焼室１５間の燃料量ｍｆの偏差、個々の燃焼室１５間の新鮮空気充填量ｍｇの偏差、および個々の燃焼室１５間の点火角の偏差のような複数のパラメータから影響を受ける。しかし適合過程Ａによって個々の燃焼室１５間の燃料量ｍｆの偏差が少なくとも十分に除去されているから、そこから個々のトルクＭの相互の偏差および運転不安定性Ｌはとりわけ新鮮空気充填量ｍｇの偏差から生じるものであることを推定できる。ここで点火角の偏差が、トルクの偏差または運転不安定性Ｌに及ぼす影響は比較的小さい。

ステップ７７で異なるトルクＭを補償するために、または運転不安定性Ｌを減少するために、燃料量ｍｆの変化に加えてまたはその代わりに、形成するトルクＭが所望のトルクまたは他の燃焼室１５が形成するトルクＭから異なる燃焼室１５に対して点火角を調整することができる。このようにして個々の燃焼室１５のトルクＭを少なくともほぼ均一化することができる。

全体として本発明は内燃機関１１の駆動方法６１を提供するものであり、この方法により、燃料量ｍｆおよび新鮮ガス充填量ｍｇを制御および／または調整するための種々の適合方法および制御方法を協調および整合させて、個々の噴射弁１３の公差を補償し、同時にフィードフォワードおよび誤適合を少なくとも十分に回避することができる。

Claims (5)

1. 複数の燃焼室（１５）を有する内燃機関（１１）の駆動方法（６１）であって、
   少なくとも１つの燃焼室（１５）には燃料（ｍｆ）を当該燃焼室（１５）に噴射するための噴射弁（１３）が配設されており、
   前記少なくとも１つの燃焼室（１５）に対して燃焼室個別に空燃比（λ）が制御され、および、前記少なくとも１つの燃焼室（１５）に対して燃焼室個別のトルク（Ｍ）が求められる駆動方法（６１）において、
   適合過程（Ａ）によって、少なくとも１つの前記噴射弁（１３）に対して、当該噴射弁（１３）の制御持続時間（ＴＡ）を、当該噴射弁（１３）の弁開放持続時間（Ｔ）を検出または求めることにより、前記制御持続時間（ＴＡ）と前記弁開放持続時間（Ｔ）との関係性に関しての前記噴射弁（１３）の公差が補償されるように適合させ（６５）、
   但し、前記制御持続時間（ＴＡ）は前記噴射弁（１３）の電気操作アクチュエータ（３１）の通電持続時間であり、
   前記適合過程（Ａ）では、前記電気操作アクチュエータ（３１）における少なくとも１つの電気パラメータの経過を検出し評価することにより前記噴射弁（１３）の開放制御の開始と当該噴射弁（１３）の実際の開放との間の開放遅延時間（ｔ１）および前記噴射弁（１３）の閉鎖制御の開始と当該噴射弁（１３）の実際の閉鎖との間の閉鎖遅延時間（ｔ２）を求め、
   前記適合過程（Ａ）では、前記開放遅延時間（ｔ１）および前記閉鎖遅延時間（ｔ２）の決定が複数回行われ、複数回の決定にわたって一定の開放遅延時間（ｔ１）および閉鎖遅延時間（ｔ２）が求められているか否かを検査し（６７）、
   燃焼室個別に空燃比を制御するための制御過程（Ｒ）を、前記適合過程（Ａ）に関する前記検査（６７）で一定の開放遅延時間（ｔ１）および閉鎖遅延時間（ｔ２）が求められている場合に初めてスタート（６９）させ、
   前記制御過程（Ｒ）の後に燃焼室個別のトルク（Ｍ）を求める（７３）、
   ことを特徴とする駆動方法。
2. 前記制御過程（Ｒ）において、燃焼室個別に求められた空燃比（λ）の値が、所定目標値に近似しているか否か、および／または、所定振幅で所定目標値を中心に振動しているか否かが検査され（７１）、当該検査（７１）で前記空燃比（λ）の値が、所定目標値に近似しているか、および／または、所定振幅で所定目標値を中心に振動している場合に初めて前記燃焼室個別のトルク（Ｍ）を求める、ことを特徴とする請求項１に記載の方法（６１）。
3. 燃焼室個別のトルク（Ｍ）を求める際に（７３）、それぞれの燃焼室（１５）内の燃焼室圧（ｐ）と、前記内燃機関（１１）のシャフト（２７）の回転角（φ）と、前記内燃機関（１１）のシャフト（２７）の回転数（ｎ）との少なくともいずれか１つを特徴付ける少なくとも１つのセンサ量を検出する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法（６１）。
4. 複数の燃焼室（１５）を有する内燃機関（１１）であって、
   少なくとも１つの燃焼室（１５）には燃料（ｍｆ）を当該燃焼室（１５）に噴射するための噴射弁（１３）が配設されており、
   前記内燃機関（１１）は、前記少なくとも１つの燃焼室（１５）に対して燃焼室個別に空燃比（λ）を制御するように、および、前記少なくとも１つの燃焼室（１５）に対して燃焼室個別のトルク（Ｍ）を求めるように構成されている内燃機関において、
   前記内燃機関（１１）は、適合過程（Ａ）によって、少なくとも１つの噴射弁（１３）に対して、当該噴射弁（１３）の弁開放持続時間（Ｔ）を検出または求めることにより、前記噴射弁（１３）の制御持続時間が、当該制御持続時間（ＴＡ）と前記弁開放持続時間（Ｔ）との関係性に関しての前記噴射弁（１３）の公差が補償されるよう適合される（６５）ように構成されており、
   但し、前記制御持続時間（ＴＡ）は前記噴射弁（１３）の電気操作アクチュエータ（３１）の通電持続時間であり、前記適合過程（Ａ）において、前記電気操作アクチュエータ（３１）における少なくとも１つの電気パラメータの経過を検出し評価することにより前記噴射弁（１３）の開放制御の開始と当該噴射弁（１３）の実際の開放との間の開放遅延時間（ｔ１）および前記噴射弁（１３）の閉鎖制御の開始と当該噴射弁（１３）の実際の閉鎖との間の閉鎖遅延時間（ｔ２）が求められ、
   前記内燃機関（１１）は、前記適合過程（Ａ）では前記開放遅延時間（ｔ１）および前記閉鎖遅延時間（ｔ２）の決定を複数回行い、複数回の決定にわたって一定の前記開放遅延時間（ｔ１）および前記閉鎖遅延時間（ｔ２）が求められているか否かを検査し（６７）、
   前記内燃機関（１１）は、燃焼室個別に空燃比を制御するための制御過程（Ｒ）を、前記適合過程（Ａ）に関する前記検査（６７）で一定の前記開放遅延時間（ｔ１）および前記閉鎖遅延時間（ｔ２）が求められている場合に初めてスタート（６９）させ、前記制御過程（Ｒ）の後に燃焼室個別のトルク（Ｍ）を求める（７３）ように構成されている、
   ことを特徴とする内燃機関。
5. 前記内燃機関（１１）は、当該内燃機関（１１）を制御するための制御装置（３５）を有し、該制御装置は請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法（６１）を実施するように構成されている、ことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関（１１）。