JP2695217B2 - デイーゼル内燃機関の燃料調量方法および装置 - Google Patents

デイーゼル内燃機関の燃料調量方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】 従来技術 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念記載の燃料調
量方法に基づく。ディーゼル内燃機関のその都度の動作
状態に必要な燃料量は、一般的に機関の回転数およびア
クセルペダルの位置に依存して求められ、また場合によ
っては他のパラメータにも依存して求められる。空気は
過剰状態で運転されるので、吸入される外気の量は従属
的なものである。しかし、内燃機関における有害な排気
ガスを減少させてできる限りスモークの噴出を低減させ
るという必要性からディーゼル機関においても吸入され
た外気の量を燃料量の決定に関与させる必要がある。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2803750号公報から
は、吸入される外気の量を燃料量の決定の際に考慮する
方法が公知である。この方法では、所望の燃料量が信号
化されるアクセルペダルの位置に基づいて、空気量と燃
料量が予制御される。これに続いて正確な値が多次元の
特性マップから読み取られる。空気量および燃料量は、
この正確な値へ調整される。また、燃料量は、特性マッ
プにファイルされた限界値により制限される。燃料に対
する空気の比率（ラムダ）は、特にスモークの噴出に関
してこの限界値に作用する。相応するラムダ−値は、特
性マップにファイルされている。
ラムダ−値の測定は行なわれないので、内燃機関の老
化の際には特性マップに記憶されているデータと機関に
おける実際の比率との間には偏差が生じてしまう。この
ような偏差の結果、全負荷動作において、過渡なスモー
クの噴出が頻繁に生じてしまう。本発明の課題は、老化
に起因して増加するスモークの噴出を減少させることの
できる方法および装置を提供することである。この課題
は、請求の範囲第１項の特徴部分に記載されている方法
により解決される。
本発明の利点 請求の範囲第１項記載の方法は、従来技術に対し以下
の利点を有する。すなわち、実際のラムダ−値が直接測
定され、これが全負荷動作時において最大許容燃料量の
閉ループ制御に用いられる利点を有する。また別の利点
は、燃料量の従来のラムダ閉ループ制御の切換が最小値
選択段によって簡単に行なわれることである。システム
に起因するデッドタイムの影響は、「制御可能特性カー
ブ領域」までの迅速な開ループ制御と、これに続く緩慢
なラムダ閉ループ制御によって低減される。
本発明の別の利点および別の構成は、従属請求の範囲
に記載されている。
図面 本発明の実施例を図示し以下に詳細に説明する。
第１図は、燃料量の制御と燃料量の調整のための主要
な回路素子を含むブロック回路図、第２図は、最大許容
燃料量の調整に必要な主要な回路素子を示す図、第3a図
は、異なる燃料量信号の時間経過を示す図、第3b図は、
ラムダプローブ信号の時間経過を示す図、第3c図はラン
プ波形信号に対する始動信号の時間経過を示す図、第４
図は、内燃機関の回転数に依存するランプ波形信号の増
加を明確に示す図である。
実施例の説明 第１図では、参照番号100でディーゼル機関が示され
ている。この機関に、吸気管101を介して外気が供給さ
れる。排気ガスは、排気管102を介して排出される。燃
料ポンプは110で示されている。この燃料ポンプは、操
作調整器111に接続されている。112によってセンサが示
されており、このセンサ112は、ポンプ110に設けられた
調整ロッドの調整変位量かまたは電磁弁の閉成時間を測
定する。センサ112の出力信号は、操作調整器111の加算
点に供給される。操作調整器111の別の入力信号は113で
示されたポンプ特性マップの出力信号である。120で内
燃機関の排気管に設けられたラムダプローブが示されて
いる。ラムダプローブの出力信号は評価回路121へ供給
される。この評価回路121の出力信号は実際値としてラ
ムダ制御器122へ供給される。目標値は、123で示された
ラムダ制限部から取出される。このラムダ制限部は124
で一括して示された複数の動作パラメータに依存する。
125,134および138では、最小値選択段が示されている。
130はアイドリング制御器を示し、このアイドリング制
御器は、131で示される信号によって制御される。132は
走行特性マップであり、この走行特性マップにおいては
内燃機関に供給する燃料量が入力パラメータ133に依存
して決定される。ブロック140は、信号142による初期化
の後、ランプ波形の出力信号を送出する。このランプ波
形信号の勾配は、141を介して内燃機関の回転数に依存
する。ブロック140の出力信号は加算器137へ供給され、
この加算器137には別のパラメータとして135で示された
トルク−予制御部の出力信号が供給される。このトルク
−予制御は136を介して内燃機関の回転数に依存する。
図示の装置は以下のように動作する。始動、アイドリ
ングおよび部分負荷などの動作状態においては内燃機関
に供給される燃料量はラムダ制御による制御作用を受け
ない。内燃機関の燃料量は、動作状態に依存して、アイ
ドリング制御器130、トルク−予制御部135、または走行
特性マップ132によって定められる。燃料量のいずれが
最終的に機関に供給されるかは、最小値選択段125,134
および138に依存する。最小値選択値選択段138の出力信
号はポンプ特性マップ113に供給される。このポンプ特
性マップでは、動作パラメータに依存した、操作調整器
111に対する１つの制御信号が燃料量信号に対応付けさ
れる。上記操作調整器111は、ポンプ特性マップ113の信
号に相応する燃料量への調整を行なう。この場合、ポン
プ110、センサ112および操作調整器111からなる回路素
子が閉ループ制御回路を形成している。前述してきた動
作状態ではラムダ閉ループ制御の作用は外されている。
なぜなら、部分負荷領域でのラムダ制御器122の出力信
号はトルク予制御部135の出力信号よりも常に大きいか
らである。ラムダ閉ループ制御を用いる全負荷時制限作
用は第２図および第３図に基づき説明する。
第２図はラムダ閉ループ制御に必要な回路素子のみが
含まれているブロック回路図である。この場合第１図と
同じ回路素子には同じ参照番号が付与されている。トル
ク予制御部135はM1で示された燃料量信号を送出する。
ランプ波形ブロック140は、スイッチオンされていると
きはいつでもΔMで示された付加信号を送出する。加算
器137では信号M1とΔMが加算されて信号M2が形成され
る。最小値選択段125には２つの信号M2およびＭλが加
わる。部分負荷領域ではＭλはM2よりも大きいので信号
M2が最小値選択段125の出力側から送出される。この信
号は符号MRで示される。信号MRおよびMXは最小値選択段
138に達する。この最小値選択段138の出力側からは信号
M3が取出される。信号MXは最小値選択段134の出力信号
であり、アイドリング制御器131かまたは走行特性マッ
プ132から供給される。基本的には最小値選択段125と13
8を統合することもできるが、図面ではわかり易く別個
に示されている。
第３図中3aは、信号M1，M2,Mλ，MR・MXおよびΔMの
時間的経過である。第３図中3bには、ラムダ実際値（λ
ist）とラムダ目標値（λsoll）の時間経過がプロット
されている。第3c図には、付加信号ΔMを形成するラン
プ波形信号が作用化される時間領域が示されている。第
３図中3aの直線は燃料量信号M3を示している。時点310
までは燃料量M3はMXによって定められる。なぜなら、MX
＜M1＜Ｍλの関係が成り立つからである。時点310では
車両が加速されており、これは、アクセルペダルの操作
により信号化される。走行特性マップ132から取出され
る燃料量MXは、ここから可能最大量まで（破線）増加す
る。時点310以後の時間経過に対しては以下の関係が成
り立つ。
MR＜MX およびM1＜Ｍλ＜MX およびM2＝M1＋λM（ｔ） 最後に挙げた条件が該当する場合はブロック140から
付加信号ΔMによるランプ波形信号が作用化される。時
点311では燃料量M3は燃料量M1に等しい。時点310以降
は、零から始まる燃料量ΔMが燃料量M1に加えられる。
燃料量の増加によって、ラムダ実際値信号は低減する
（第３図中3b参照）。時点312では信号M2とＭλは等し
い。この時点からは全負荷制限がラムダ閉ループ制御に
よって行なわれる。この場合、M3＝MR＝Ｍλが成り立
つ。第３図中3bには、ラムダ実際値がこの時点でラムダ
目標値に等しいことを示している。
時点320では、ドライバがアクセルペダルを戻す。図
中一点鎖線で示されている量MXは、値M1よりも下方に低
減する。この時、最小値選択段138の作用によって機関
に供給される量M3は量MXに等しくなる。これによって燃
料供給はラムダ閉ループ制御から切り離され通常の手段
で行なわれる。さらに、時点320ではランプ波形信号ブ
ロック140に対する開始条件がなくなるので、付加量ΔM
もリセットされる。
最小値選択段125,134および138によれば、燃料量を制
御する種々異なる制御信号に対する極めて簡易な代替メ
カニズムを達成することができる。本発明の方法によれ
ば、閉ループ制御系で生じる特有のむだ時間（機関にお
ける充填むだ時間）にもかかわらず、ダイナミック特性
の大きな損失は生じない。なぜなら、ランプ波形信号の
勾配が一方では回転数に依存し、他方ではこの特有のむ
だ時間に依存するからである。この事実関係は、第４図
によって明確にされている。弟４図では付加量ΔMが時
間に依存してプロットされている。その他のパラメータ
への依存性は、破線により示されている。
実施例の説明に対してはブロック回路図が用いられて
いるが、これはブロック回路図によって、本発明の方法
をわかり易くするためである。しかしながら、この方法
ステップは、マイクロコンピュータに記憶されるプログ
ラムの部分プログラムであってもよい。従来技術に対す
る解決策に本発明を用いることは、専門家には推考可能
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−111015（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−138851（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−189343（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−89955（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−172246（ＪＰ，Ｕ)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】機関に供給される燃料量を、内燃機関の動
    作状態と動作パラメータに依存して求め、一面ではラム
    ダ値への制限を行い、燃料ポンプの操作調整器を介して
    供給する、ディーゼル内燃機関の燃料調量方法におい
    て、 全負荷動作時以外では、内燃機関に供給される燃料量を
    回転数とアクセルペダル位置等の動作パラメータに依存
    して開ループ制御し、 特性マップから取出される燃料量の値がトルクに依存す
    る予制御値よりも大きい場合に全負荷状態に対する識別
    を行い、 該全負荷状態においては前記開ループ制御を、少なくと
    も機関回転数に依存するラムダ値への閉ループ制御に切
    換え、この場合のラムダ実際値は排気管内に設けられた
    ラムダプローブによって測定されることを特徴とするデ
    ィーゼル内燃機関の燃料調量方法。
  2. 【請求項２】前記切換えを、最小値選択手法によって行
    う、請求の範囲第１項記載の方法。
  3. 【請求項３】内燃機関に供給される燃料量を特性マップ
    から取り出す、請求の範囲第１項又は２項記載の方法。
  4. 【請求項４】燃料量を機関の所望トルクに依存して予制
    御する、請求の範囲第１項〜３項いずれか１項記載の方
    法。
  5. 【請求項５】全負荷状態の際に、トルクに依存する燃料
    量信号に時間的に変化する負荷信号を加算する、請求の
    範囲第１項記載の方法。
  6. 【請求項６】前記負荷信号は時間と共に直線的に増大す
    るランプ波形信号である、請求の範囲第５項記載の方
    法。
  7. 【請求項７】前記ランプ波形信号の勾配は、内燃機関の
    回転数に依存する、請求の範囲第６項記載の方法。
  8. 【請求項８】前記ランプ波形信号の勾配は、ラムダ閉ル
    ープ制御のむだ時間に依存する、請求の範囲第６項又は
    ７項記載の方法。
  9. 【請求項９】内燃機関の動作パラメータを検出するため
    のセンサと、ラムダ制御器と、ラムダ目標値のためのラ
    ムダ制限部と、特性マップと、予制御部と、最小値選択
    段と、制御装置とを有しており、前記制御装置は内燃機
    関の動作パラメータと動作状態に依存する燃料量信号を
    形成し、該燃料量信号は、一面ではラムダ値へ制限さ
    れ、燃料噴射ポンプを制御する操作調整回路の制御に用
    いられる、請求の範囲第１項〜８項記載のディーゼル内
    燃機関の燃料調量方法を実施するための装置において、 排気管内にラムダプローブが設けられており、 さらに全負荷動作時以外では、内燃機関に供給される燃
    料量を回転数とアクセルペダル位置等の動作パラメータ
    に依存して開ループ制御し、特性マップから取出される
    燃料量の値がトルクに依存する予制御値よりも大きい場
    合に全負荷状態を識別し、該全負荷状態では前記開ルー
    プ制御を少なくとも機関回転数に依存するラムダ値への
    閉ループ制御に切換える手段が設けられていることを特
    徴とする装置。
JP63506169A 1987-09-05 1988-07-28 デイーゼル内燃機関の燃料調量方法および装置 Expired - Lifetime JP2695217B2 (ja)

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DE3729771.6 1987-09-05

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