JP4235381B2 - 2つの噴射過程の間の間隔を調整するための方法および装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のシリンダにおける燃焼サイクルで第1の噴射過程の開始と第2の噴射過程の開始との間の間隔を調整するための方法および装置に関するものであり、ここで個々の噴射過程は電気操作素子によって制御され、電気操作素子の通電によって該電気操作素子は閉鎖され、これにより噴射過程が開始され、前記電気操作素子の遮断によって該電気操作素子は開放され、これにより前記噴射過程が終了する。
【0002】
内燃機関のシリンダの燃焼サイクルにおいて噴射過程での燃料量を制御するための公知の方法および装置では、電磁弁が噴射の開始と終了を制御するために使用される。
【0003】
本来の噴射は現代の内燃機関では、複数の部分噴射過程に分けられる。有利にはシリンダの1燃焼サイクルごとに1つの予備噴射過程と1つの主噴射過程とが実行される。予備噴射過程では少量の燃料が噴射され、主噴射過程では大部分の燃料が噴射される。4ストローク内燃機関では、1燃焼サイクルが吸気行程、圧縮行程、作動行程、および排気行程を有する。予噴射過程と主噴射過程の他にさらに別の部分噴射過程を設けることもできる。従って例えばさらに後噴射過程を燃焼室の清掃のために設けることができる。さらに予噴射過程、主噴射過程および/または後噴射過程をそれぞれ複数の部分噴射過程に分けることも可能である。
【0004】
DE19860393には、シリンダにおける後続の予噴射に対する制御開始を、当該シリンダにおける予噴射と主噴射との間の所望の間隔、および先行するシリンダでの先行の噴射の際に計算された、主噴射に対する制御開始に基づいて計算することが提案されている。予噴射と主噴射との間隔は内燃機関の回転数と噴射される燃料量の関数として設定される。
【0005】
US5402760は、制御装置を有する内燃機関に対する燃料噴射制御装置を開示している。この制御装置は遮断装置を有し、これによりパイロット噴射とメイン噴射との間の燃料噴射を抑圧する。
【0006】
この形式の多重噴射では、個々の噴射過程がしばしば相互にオーバーラップするという問題が発生する。このことにより例えば、予噴射過程に対する所定の燃料量の一部が主噴射過程でシリンダに噴射されると言うことが生じる。これは貫通噴射と称される。貫通噴射およびこれと結び付いた、噴射過程での燃料量が制御できずに増大することは、カム駆動されるシステムにおいて負の作用を内燃機関の排ガス、内燃機関のトルク、およびノイズ発生に対して及ぼす。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、個々の噴射過程が電気操作素子によって制御される、内燃機関の1つのシリンダの燃料サイクルにおける第1の噴射過程と第2の噴射過程との間の間隔を調整するための方法および装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題は冒頭に述べた方法および装置において、前記電気操作素子が前記第1の噴射過程の終了後に完全に開放したか否かを検出し、
該第1の噴射過程に対する前記電気操作素子の通電シーケンスと前記第2の噴射過程に対する通電シーケンスとがオーバーラップしているか否かを検出し、
前記電気操作素子が前記第1の噴射過程の終了後に完全に開放していない場合、または前記電気操作素子の前記通電シーケンスがオーバーラップしている場合に前記間隔を延長することによって解決される。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明により有利には、予測不能なイベント、例えばバッテリー電圧の突然の低下が発生しても、個々の噴射過程を十分に定義して分離することができる。
【0010】
本発明の有利な構成および改善形態は従属請求項に記載されている。
【0011】
【実施例】
以下、図1と図2を参照して、圧力室を有する噴射装置に基づき燃焼サイクルでの基本過程を説明する。
【0012】
このような装置の圧力室はポンプを有し、ポンプは圧力室の燃料を圧力下におく。圧力室はさらに第1および第2の開口部を有する。第1の開口部は電磁弁の弁ニードルにより閉鎖することができる。第2の開口部(以下、ノズル開口部と称する)はノズルニードルにより閉鎖され、圧力室をシリンダの燃焼室と連通する。第1の開口部が電磁弁の操作により閉鎖されると、カムによるポンプピストンの同時操作の際に圧力室に圧力が形成される。この圧力が所定のノズル開放圧を上回ると、ノズルニードルが開放し、燃料がシリンダの燃焼室に噴射される。第1の開口部が再び開放されると、圧力は第1の開口部を介して低下することができる。圧力が所定のノズル閉鎖圧以下に降下すると、ノズルニードルは再び閉鎖し、シリンダの燃焼室への燃料噴射が終了する。
【0013】
図1は、シリンダの燃焼サイクルでの2つの順次連続する噴射過程における電磁弁の弁ニードル位置の理想的経過をタイムチャートで示す。図1の参照符号1は弁ニードルの位置を表す。弁ニードルは参照符号2により示された時点で完全に開放する。この時点はBIP1(噴射期間1の開始)として、または第1の噴射過程の搬送開始として示される。この理想的図示では、弁ニードルを完全に開放し、完全に閉鎖するのに必要な時間が無視されている。第1の噴射過程の間、弁ニードルは参照符号3により示された持続時間の間、完全に開放したままに留まる。この持続時間は第1の噴射持続時間と称される。この時点はBIP1として示されている。参照符号5により示された、同じシリンダにおける第1の噴射の搬送開始から第2の噴射の搬送開始までの間隔は噴射間隔と称される。さらに、第1の噴射過程に対する噴射持続時間3を噴射間隔5から減算することにより、いわゆる噴射休止6が得られる。この噴射休止6は第1の噴射過程を第2の噴射過程から分離するためのものである。参照符号7は第2の噴射過程の噴射持続時間を示す。
【0014】
電磁弁制御されるシステム、例えばソレノイド弁制御されるシステム、PDEシステム(ポンプニードルユニットまたはポンプノズルシステム)、PLDシステム(ポンプラインノズルシステムまたはポンプ出力ノズルシステム)またはCRシステム(コモンレールシステム)、および圧電操作素子を有する相応のシステムでは、個々の噴射過程が電磁弁の電気制御または相応の圧電操作素子の電気制御により制御される。簡単に示すため、以下本発明では例として電磁弁を有するシステムに基づいて説明する。
【0015】
次に図2を参照する。ここには噴射過程のタイムチャートが示されており、圧力室と電磁弁を有する前記システムの作用が説明される。
【0016】
参照符号8は電磁弁の通電経過を示す。時点t1で、電磁弁に電流が印加され、時点t4で電磁弁への電流供給が遮断される。参照符号9は高速に消失する電流印加の経過を示す。時点t4とt5で電磁弁は負のクランプ電圧の印加により電流除去される。
【0017】
参照符号10は電磁弁のストローク経過を示す。ここで電磁弁は出発時、すなわち時点t1の前で完全に開放されている。参照符号11は、噴射システムのノズルニードルの行程経過を示す。ノズルニードルは出発時、すなわち時点t1で完全に閉鎖されている。
【0018】
図2から分かるように、時点t1での電磁弁の通電開始後、電磁弁が時点t2で完全に閉鎖するまで持続時間[t2−t1]が経過する。電磁弁の完全な閉鎖後に、圧力室に圧力が形成される。時点t3でノズル開放圧を上回り、システムは噴射を開始する。
【0019】
噴射過程の終了は、電磁弁への電流供給の遮断によって時点t4で開始される。これにより電磁弁は再び開放し、圧力室の圧力は低下する。電磁弁の短い制御時間を達成するため、すなわち電磁弁を高速に開放し、かつ開放ノズルを高速に閉鎖するために、電磁弁への電流供給の遮断の時点t4で高速消去が行われる。高速消去の間、すなわち持続時間[t5−t4]の間、負のクランプ電圧が電磁弁に印加され、高速に電流が除去される。すなわち、電磁弁に蓄積されたエネルギーが高速に消去される。
【0020】
電磁弁が完全に閉鎖した状態から完全に開放した状態へ移行するのに必要な持続時間[t6−t4]は、電磁弁の構造形式および高速消去の設定、すなわち高速消去持続時間に応じて、高速消去持続時間[t5−t4]より長くもなり、短くもなる。システムの圧力が電磁弁の開放後、ノズルニードル閉鎖圧を下回るまで低下した後、噴射過程はノズルニードルの閉鎖を以て時点t7で終了する。
【0021】
次に図3に基づいて、個々の噴射過程が電気操作素子により制御される内燃機関のシリンダにおいて、第1の噴射過程と第2の噴射過程との間の間隔を監視するための本発明の装置の実施例を説明する。
【0022】
図3の参照符号Sは噴射装置、例えば機関制御装置を示す。この装置は電気操作素子の通電に対する時間設定を、内燃機関の調整量および制御量を基礎として検出する。電気操作素子はここでは電磁弁12として構成されている。調整量および入力量は内燃機関の目標トルク、回転数、温度および負荷状態を含む。時間設定は時点t1,t4,t5,t11,t12並びに所望間隔[t9−t2]を含む。所望間隔については図4に基づいてさらに詳細に説明する。噴射制御装置Sは時間設定を有利には特性曲線および特性マップに基づいて検出する。
【0023】
電磁弁12は弁ニードル13を有する。弁ニードルは、完全に閉じられた位置では圧力室15の開口部14を閉鎖し、完全に開かれた位置では圧力室15の開口部14を開放する。圧力室15は別の開口部16を有し、この開口部はノズルニードル17により閉鎖される。ノズルニードル17は第1の完全に閉じた位置と第2の完全に開いた位置との間で移動する。ノズルニードルは第1の位置では圧力室のノズル開口部16を完全に閉鎖し、第2の位置では圧力室のノズル開口部16は開放される。圧力室15のノズル開口部16は図示のように配置されており、ノズルニードル17が開放すると、燃料が圧力室15からシリンダ(図示せず)の燃焼室へ噴射される。ノズルニードル17はばね18により第1の完全に閉じた位置にプレロードされる。
【0024】
圧力室15は別の開口部19を有する。この開口部により圧力室15は、圧力室15に燃料圧を形成するための装置20と連通している。この実施例では、圧力室15に燃料圧を形成するための装置20はポンプである。
【0025】
電磁弁12は電流供給線路21によって検出装置22と接続されている。この検出装置は、弁ニードル13が第1の噴射過程の終了後に完全に開放しているか否か、および電磁弁12の通電シーケンスがオーバーラップしているか否かを検出する。検出装置22には特性マップがファイルされている。この特性マップから、弁ニードル13が完全に開放および閉鎖する時点t2とt6が内燃機関の少なくとも1つの状態量に基づいて読み出される。この検出は制御装置で実行することもでき、またソフトウエア手段により制御装置に実現することができる。
【0026】
電磁弁12の電流供給線路21は間隔変更装置25と接続されている。この間隔変更装置はさらに検出装置22と接続されている。間隔変更装置25は、シリンダの燃焼サイクルの第1の噴射過程と第2の噴射過程との間の間隔を延長する。この延長は、検出装置22が、噴射過程の終了後に電磁弁12の弁ニードル13が完全に開放していないこと、または電磁弁12の通電シーケンスがオーバーラップしていることを検出した場合に行われる。間隔変更装置25は、第1の噴射過程と第2の噴射過程との間の間隔を、電流供給線路21と電流供給部26との間の電気接続を制御することにより延長する。間隔変更装置25はまたソフトウエア手段によって制御装置に実現することができる。
【0027】
次に図3に基づいて、図示の装置の機能を説明する。第1のステップで検出装置22は、電磁弁12の弁ニードル13が第1の噴射過程の終了後に完全に開放しているか否かを検出する。さらに検出装置22は、電磁弁12の通電シーケンスがオーバーラップしているか否かを検出する。検出装置22が、弁ニードル13が第1の噴射過程後に完全に開放していないことを検出するか、または電磁弁12の通電シーケンスがオーバーラップしていることを検出すると、間隔変更装置25は第1の噴射過程と第2の噴射過程との間の間隔を延長する。この延長は、間隔変更装置が電磁弁12と電流供給部26との間の電流回路を閉じることにより行われ、これにより電磁弁12の2つの順次連続する通電シーケンスの間隔が相応に変更される。言い替えると、電磁弁12の通電パラメータが変更される。
【0028】
まとめると、本発明の装置は次の周辺条件を監視する:
a)2つの噴射過程相互の分離、
b)第1の噴射過程に対する通電シーケンスと第2の噴射過程に対する通電シーケンスとの分離。
【0029】
周辺条件a)によれば、弁ニードル13は安定した所期の噴射特性のために、第1の噴射過程の終了後であって、第2の噴射過程の開始前に完全に開放された位置であることが必要である。噴射のこの形式は絶対噴射とも称される。
【0030】
周辺条件b)によれば、第2の噴射過程に対する電磁弁の通電は、第1の噴射過程の高速消去が終了する前に開始してはならない。この周辺条件が守られなければ、通電シーケンスの消去が生じ、このことにより制御できない燃料噴射量による制御できない噴射過程が生じる。
【0031】
次に図4を参照してさらに説明する。図4は、2つの順次連続する噴射過程の時間シーケンス図である。これに基づき、図3に示した装置の機能を、上に示した2つの周辺条件が満たされる場合で説明する。
【0032】
参照符号27は、電磁弁12に印加される電流の経過を、参照符号28は高速消去の時間経過を示す。電流経過27と高速消去28の電流経過は電磁弁12の通電シーケンスを示す。通電シーケンスとは電磁弁の通電であり、ここでは第1の噴射過程(t1からt5)に対する通電シーケンスと第2の噴射過程(t8からt12)に対する通電過程とが区別される。2つの電流経過27と28は、時点t1より前では電磁弁12に電流が印加されないことを示している。
【0033】
参照符号29は、電磁弁12の弁ニードル13の行程を示す。ここで弁ニードル13は時点t1では完全に開放された状態にある。すなわち、圧力室15の開口部14は閉鎖されておらず、時点t2で完全に閉鎖された状態となる。すなわち圧力室15の開口部14は閉鎖されている。第1の噴射過程の開始時点t2は図1と同じようにBIP1として示されており、第2の噴射過程の開始時点t9はBIP2として示されている。
【0034】
参照符号30はノズルニードル17のノズルニードル行程の経過を示す。ここで時点t1でノズルニードルは完全に閉鎖された状態にある。すなわち、圧力室15の開口部16は閉鎖されており、従って噴射は行われない。ノズルニードル17は時点t3で完全に開放された状態にあり、従って圧力室15の開口部16によりシリンダへの燃料噴射が行われる。
【0035】
図4から、時点t1での電磁弁の通電開始後に、持続時間[t2−t1]が経過し、それから電磁弁の弁ニードル13が完全に閉鎖された状態となることがわかる。圧力室15の開口部14が閉鎖されると、ポンプが圧力室15に圧力を形成する。さらなる遅延時間[t3−t2]の後、ノズル開放圧を越えると、すなわち図3に示した実施例で圧力室15の圧力が大きくなって、ノズルニードル17がばね18のプレロード力に抗して開放された位置へずらされると、時点t3で開口部16を通ったシリンダへの燃料噴射が開始される。噴射過程の終了は、時点t4で電磁弁12の通電の終了により開始される。このことにより電磁弁12の弁ニードル13は再び開始位置に戻される。すなわち、完全に開放された位置に戻される。このとき圧力室15の圧力は開口部14を通って漏れることができるから、ばね18により決められるノズルニードル閉鎖圧を下回った後、ノズルニードル17はばね18のプレロードにより再び閉鎖された位置へ戻される。これによりノズルニードル17は時点t7で開口部16を完全に閉鎖する。
【0036】
検出装置22は、時点t4での電磁弁12の通電終了(第1の噴射過程の通電シーケンスの終了)から時点t6までの制御遮断持続時間[t6−t4]を検出する。この時点t6で電磁弁12の弁ニードル13は再び完全に開放された位置となる。このことは、特性マップから時点t4とt6を読み出すことにより行われる。
【0037】
電磁弁12の制御遮断[t6−t4]をできるだけ短くする、すなわち電磁弁12の弁ニードル13を高速に開放し、ひいてはノズル開口部16を高速に閉鎖するために、電磁弁12の通電の終了時に高速消去28を行う。高速消去中、すなわち持続時間[t5−t4]の間は、負のクランプ電圧が電磁弁12に印加される。高速消去は、電磁弁に蓄積されたエネルギーを高速に取り消すために用いられる。時間設定t4とt5は噴射制御装置Sにより設定される。有利には高速消去持続時間には安全係数が付加される。この安全係数は内燃機関の最大トルク加速度に依存する。安全係数の付加された高速消去持続時間の終了は時点t5により示されている。安全係数の付加された高速消去全体の間に、負のクランプ電圧を電磁弁12に印加するか否かは選択可能である。
【0038】
同様に噴射制御装置Sによって設定される時点t8で、電磁弁12の通電が第2の噴射過程のために開始される。時点t9で電磁弁の弁ニードル13は完全に閉鎖された位置になる。この時点は第2の噴射過程BIP2に対するものであり、検出装置22によって検出される。検出装置は時点t9とt12を特性マップから、少なくとも1つの内燃機関状態量を基礎にして読み出す。時点t10で第2の噴射過程に対する噴射が開始する。
【0039】
次に図5を参照する。この図は検出装置22と間隔変更装置25の実施例を示す。図5に基づいて、噴射制御装置Sにより電磁弁12に出力された所望間隔[t9−t2]が上記の周辺条件a)とb)に従ってどのように監視されるかを説明する。時点t11で電磁弁12の通電が終了する。図5の参照符号31は第1の減算器を示す。この減算器は、持続時間[t9−t4]を、搬送持続時間[t4−t2]を所望間隔[t9−t2]から減算することによって検出する。弁ニードル13が完全に閉鎖された位置となる時点t2から電磁弁12の通電シーケンスの終了である時点t4までの搬送持続時間[t4−t2]は検出装置22によって、特性マップから少なくとも1つの内燃機関状態量に基づき読み出される。
【0040】
第1の減算器31は減算結果、すなわち持続時間[t9−t4]を第2の減算器32と第3の減算器33に出力する。第2の減算器32は搬送休止期間[t9−t6]を、電磁弁の制御遮断持続時間[t6−t4]を第1の減算器31から送出された持続時間[t9−t4]から減算することにより検出する。第3の減算器33は持続時間[t9−t5’]を、ダイナミック係数により補正された高速消去持続時間[t5’−t4]を第1の減算器31から送出された持続時間[t9−t4]から減算することにより検出する。
【0041】
ダイナミック係数により補正された高速消去持続時間[t5’−t4]は、ここに図示しない計算装置により第1の噴射過程BIP1の開始前に高速消去持続時間[t5−t4]を計算し、高速消去持続時間[t5−t4]をダイナミック係数と乗算することによって計算される。ダイナミック係数は噴射による回転数上昇に基づいて検出される。持続時間[t5’−t4]を計算するための計算装置は有利には噴射制御装置Sに配属されている。
【0042】
第2の減算器32と第3の減算器33はそれぞれ減算結果を比較器34に出力する。
【0043】
検出装置22はさらに、電磁弁12の弁ニードル13の閉鎖時間[t9−t8]を決定するための決定装置35を有する。決定装置35は閉鎖に必要な時間[t9−t8]を決定する。この閉鎖時間[t9−t8]は、電磁弁の通電開始(ここではt8)後に、弁ニードル13が開口部14を完全に閉鎖する(ここではt9)までの経過する持続時間である。決定装置35はまた制御装置(マイクロプロセッサを有する)のソフトウエア手段によって実現することができる。決定装置35はこの閉鎖時間[t9−t8]を比較器34に出力する。
【0044】
比較器34は、閉鎖時間[t9−t8]を第3の減算器33から送出された持続時間[t9−t5’](第1の噴射過程の算出された高速消去終了から第2の噴射過程の開始までの時間)および第2の減算器32から送出された搬送休止期間[t9−t6]と比較する。
【0045】
比較結果に相応して比較器34は信号を、間隔変更装置25に配置された延長装置36に出力する。延長装置36は、所望間隔[t9−t2]を比較器34の出力信号に基づいて次のように延長する。すなわち、閉鎖時間[t9−t8]が持続時間[t9−t5’]または搬送休止期間[t9−t2]より大きいかまたは等しいとき、間隔[t9−t2]を閉鎖時間[t9−t8]から搬送休止期間[t9−t6]を減じた持続時間だけ延長する。延長装置36は所望間隔[t9−t2]を次のようにして延長する。すなわち、電磁弁12と電流供給部26との間の電流回路を延長された間隔に相応して切り替えることにより延長する。これにより第1の噴射は早期にシフトされる。
【0046】
図5に示した実施例の装置の機能を次に図6と図7に基づいて説明する。図6は、図5の装置の機能を周辺条件a)の監視について示す。
【0047】
ステップS1で持続時間[t9−t4]を、搬送持続時間[t4−t2]を所望間隔[t9−t2]から減算することにより求める。持続時間[t9−t4]によってステップS2で、搬送休止期間[t9−t6]の持続時間を計算する。この搬送休止期間は第1の噴射過程と第2の噴射過程の間の時間であり、この間にはシリンダへの噴射が行われない。搬送休止期間[t9−t6]は制御遮断持続時間[t6−t4]を持続時間[t9−t4]から減算することにより得られる。
【0048】
続いてステップS3で、電磁弁12の弁ニードル13の閉鎖時間[t9−t8]がステップS2で求められた搬送休止期間[t9−t6]と比較される。閉鎖時間[t9−t8]が搬送休止期間[t9−t6]より短ければ、搬送休止期間[t9−t6]は十分に大きく、第1の噴射過程と第2の噴射過程のとの間で電磁弁12の弁ニードル13が完全に開放することが保証される。この場合、間隔変更装置25は所望間隔[t9−t2]をステップS4で変更しない。これは図6に[t9−t2]verl=[t9−t2]により示されている。
【0049】
しかしステップS3で、閉鎖時間[t9−t8]が搬送休止期間[t9−t8]より大きいかまたは等しいことが判明すると、ステップS5で所望間隔[t9−t2]が、閉鎖時間[t9−t8]から搬送休止期間[t9−t6]を減じた持続時間だけ延長される。これは図6に、[t9−t2]verl=[t9−t2]+([t9−t8]−[t9−t6])により示されている。所望間隔[t9−t2]を延長することにより延長装置36によって、電磁弁の弁ニードル13が2つの噴射過程の間で完全に開放された状態になることが保証される。
【0050】
次に図7に基づいて図5に示した装置の機能を周辺条件b)の監視について説明する。図7のステップS6は、図6のステップS1に相当する。従って詳細な説明については図6のステップS1についての説明を参照されたい。
【0051】
ステップS7で、ステップS6の減算結果から、ダイナミック係数により補正された高速消去持続時間[t5’−t4]が減算される。これにより持続時間[t9−t5’]が得られ、これがステップS8で閉鎖時間[t9−t8]と比較される。閉鎖時間[t9−t8]が持続時間[t9−t5’]より小さければ、処理はさらにステップS9へ進む。ステップS9は図6のステップS4に相当する。従ってその詳細については図6のステップS4を参照されたい。
【0052】
ステップS8での比較により、閉鎖時間[t9−t8]が持続時間[t9−t5’]より大きいかまたは等しければ、ステップS10で所望間隔[t9−t2]が、閉鎖時間[t9−t8]から持続時間[t9−t5’]を減じた持続時間だけ延長される。これは図7に、[t9−t2]verl=[t9−t2]+([t9−t8]−[t9−t5’])により示されている。
【0053】
記述の方法および装置によって簡単かつ安価に、シリンダの燃焼サイクルにおいて2つの噴射過程の間で噴射の生じないことが保証され、電磁弁の通電シーケンスがオーバーラップしないことも保証される。
【0054】
図8は、図3の検出装置22と間隔変更装置の第2実施例を示す。
【0055】
参照符号37は第1の減算器を示し、この減算器は所望間隔[t9−t2]から搬送持続時間[t4−t2]を減算する。減算結果は第2の減算器38と第3の減算器39に出力される。
【0056】
第2の減算器38は搬送休止期間[t9−t6]を、電磁弁の制御遮断持続時間[t6−t4]を第1の減算器37で求められた持続時間から減算することによって求める。第2の減算器38で求められた搬送休止期間[t9−t6]は最小値検出装置40に出力される。
【0057】
第3の減算器39では、第1の減算器37から送出された持続時間から、ダイナミック係数により補正された高速消去持続時間[t5’−t4]が減算される。ダイナミック係数により補正された高速消去持続時間[t5’−t4]は、図5で説明したのと同じように計算される。第3の減算器39の減算結果は最小値検出装置40に出力される。
【0058】
最小値検出装置40は、2つの入力された持続時間[t9−t5’]、すなわち第1の噴射過程の高速消去の算出された終了から第2の噴射過程の開始までの時間、および搬送休止期間[t9−t6]から比較的に短い持続時間を検出する。
【0059】
最小値検出装置40で検出された比較的に短い持続時間は比較器41に出力される。比較器41は閉鎖時間[t9−t8]を最小値検出装置40から出力された持続時間と比較する。この閉鎖時間は、決定装置45により検出された時間であり、この決定装置45は図5の決定装置35に相当する。比較結果は、間隔変更装置25に配属された延長装置43に供給される。延長装置は所望間隔[t9−t2]をこの結果に基づいて変更する。
【0060】
図8に示した実施例の機能を次に図9のフローチャートに基づいて説明する。
【0061】
ステップS11で持続時間[t9−t4]が、搬送持続時間[t4−t2]を所望間隔[t9−t2]から減算することによって計算される。
【0062】
ステップS12では、ステップS11で求められた持続時間からダイナミック係数により補正された高速消去持続時間[t5’−t4]が減算される。この高速消去持続時間は図5で説明したのと同じようにして求められる。
【0063】
ステップS13では、搬送休止期間[t9−t6]が、制御遮断持続時間[t6−t4]をステップS11で求められた持続時間[t9−t4]から減算することにより求められる。ステップS14では、以下の2つの持続時間、すなわちステップS12で求められた持続時間[t9−t5’]または搬送持続時間[t9−t6]のどちらがより短い持続時間であるかが求められる。ステップS14で求められた比較的に短い持続時間は図9にXにより示されている。この持続時間XはステップS15で閉鎖時間[t9−t8]と比較される。閉鎖時間[t9−t8]がステップS14で求められた比較的に短い持続時間Xより大きければ、所望間隔[t9−t2]がステップS16で、閉鎖時間[t9−t8]からステップS14で求められた持続時間Xを減じた持続時間だけ延長される。これは図9に[t9−t2]verl=[t9−t2]+([t9−t8]−X)により示されている。
【0064】
ステップS15で、閉鎖時間[t9−t8]がステップS14で求められた持続時間より小さいかまたは等しいことが判明すると、ステップS17では図6のステップS4と同じように所望間隔[t9−t2]は延長されない。
【0065】
図10は、図3の検出装置22と間隔変更装置25の第3実施例を示す。
【0066】
参照符号44は第1の減算器44を示し、この減算器は持続時間[t9−t4]を搬送持続時間[t4−t2]を所望間隔[t9−t2]から減算することにより求める。第1の減算器44は減算結果を第2の減算器45に出力する。
【0067】
第2の減算器45は、第1の減算器44の出力から電磁弁12の弁ニードル13の閉鎖時間[t9−t8]を減算する。第2の減算器45の減算結果は比較器46に出力される。
【0068】
参照符号47は最大値検出装置を示す。最大値検出装置47は、以下の2つの持続時間、すなわち電磁弁12の制御遮断持続時間[t6−t4]またはダイナミック係数により補正された高速消去持続時間[t5’−t4]のどちらが長いかを検出する。制御遮断持続時間[t6−t4]およびダイナミック係数により補正された高速消去持続時間[t5’−t4]は前の実施例と同じように検出される。従って詳細については先行する実施例を参照されたい。
【0069】
最大値検出装置47の検出結果は比較器46に出力される。
【0070】
比較器46は2つの入力量、すなわち電磁弁12の2つの通電過程間の持続時間[t8−t4]を、制御遮断持続時間[t6−t4]またはダイナミック係数により補正された高速消去持続時間[t5’−t4]のうち比較的に長い方の持続時間と比較する。
【0071】
比較結果は次に、間隔変更装置25に配属された延長装置48に出力され、延長装置は所望間隔[t9−t2]をこの比較に基づいて延長する。延長装置48は実質的に、図5の延長装置36および図8の延長装置43に相当する。従って延長装置48の詳細についてはこれらの図の説明を参照されたい。
【0072】
次に図11のフローチャートを参照して、図10に示された実施例の機能について説明する。
【0073】
ステップS18で、搬送持続時間[t4−t2]が所望間隔[t9−t4]から減算され、持続時間[t9−t4]が計算される。次に処理はステップS19へさらに進む。
【0074】
ステップS19では、以下の2つの持続時間のうちどちらがより長いかが検出される。すなわち、制御遮断持続時間[t6−t4]、またはダイナミック係数により補正された高速消去持続時間[t5’−t4]のどちらが長いかが検出される。これも図5に基づいて説明したのと同じである。検出された比較的に長い持続時間は図11にYにより示されている。
【0075】
ステップS20では閉鎖時間[t9−t8]が、ステップS18で検出された持続時間[t9−t4]から減算される。ステップS21ではS19で求められた比較的に大きな持続時間Yが、ステップS20で求められた持続時間[t8−t4]と比較される。
【0076】
ステップS21で、ステップ20で検出された持続時間[t8−t4]が、ステップS19で検出された、制御遮断持続時間[t6−t4]またはダイナミック係数により補正された高速消去持続時間[t5’−t4]のうち長い方の持続時間Yより大きいかまたは等しいことが判明すると、ステップ22で所望間隔[t9−t2]は延長されない。
【0077】
ステップS21で、ステップ19で検出された比較的に大きな持続時間が、ステップS20で検出された持続時間[t8−t4]より大きいことが判明すると、ステップS23で所望間隔[t9−t2]が、持続時間Yから持続時間[t8−t4]を減じた持続時間だけ延長される。これは図11に[t9−t2]+(Y−[t8−t4])により示されている。
【0078】
最大値検出装置47の代わりに比較器46を、[t6−t4]および[t5’−t4]が[t8−t4]と比較されるように構成することもできる。次に、[t8−t4]が[t6−t4]および[t5’−t4]よりも小さい場合に比較結果はステップS21からステップS22へ進み、そうでない場合にはステップS23へ進む。
【0079】
図10の実施例で使用された他のパラメータは先行の実施例と同じようにして検出される。
【0080】
従って本発明により有利には、所望間隔[t9−t2]の監視が、ノズルニードル17の実施の位置を検出しなくても可能になる。このことが有利であるのは、ノズルニードルの運動および位置を検出することは、内燃機関のシリンダヘッドでの位置にはアクセスできないため非常に面倒だからである。
【0081】
前に説明した実施例では分かり易くするために端に持続時間だけを使用した。しかしクランクシャフト単位゜KWで指示される持続時間を検出することも可能である。
【0082】
検出装置22および間隔変更装置25の全ての装置は有利にはマイクロプロセッサ装置またはプログラム可能な論理装置、例えばEPLDによって構成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 シリンダの燃焼サイクルにおける順次連続する2つの噴射過程での電磁弁の弁ニードル位置の理想経過を示すタイムチャートである。
【図2】 噴射過程のタイムチャートである。
【図3】 検出装置と間隔変更装置とを有する本発明の実施例である。
【図4】 2つの順次連続する噴射過程のタイムチャートである。
【図5】 図3の検出装置と間隔変更装置の第1実施例である。
【図6】 図5に示された装置の機能の第1実施例のフローチャートである。
【図7】 図5に示された装置の機能の第1実施例のフローチャートである。
【図8】 図3の検出装置および間隔変更装置の第2実施例である。
【図9】 図8に示された装置の機能の実施例のフローチャートである。
【図10】 図3の検出装置および間隔変更装置の第2実施例である。
【図11】 図10に示された装置の機能の実施例のフローチャートである。
【符号の説明】
S 噴射制御装置
12 電磁弁
13 弁ニードル
14 開口部
15 圧力室
16 ノズル開口部
17 ノズルニードル
18 ばね
19 別の開口部
20 圧力形成装置
21 電流供給線路
22 検出装置
25 間隔変更装置
26 電流供給部
Claims (16)
- 内燃機関のシリンダにおける燃焼サイクルで第1の噴射過程の開始と第2の噴射過程の開始との間の間隔([t9−t2])を調整するための方法であって、
前記内燃機関では個々の噴射過程が電気操作素子により制御され、
該電気操作素子の通電によって該電気操作素子は閉鎖され、これにより噴射過程が開始され、前記電気操作素子の遮断によって該電気操作素子は開放され、これにより前記噴射過程が終了する形式の方法において、
前記電気操作素子(12,13)が前記第1の噴射過程の終了後に完全に開放したか否かを検出し、
該第1の噴射過程に対する前記電気操作素子(12,13)の通電シーケンス(27,28)と前記第2の噴射過程に対する通電シーケンスとがオーバーラップしているか否かを検出し、
前記電気操作素子(12,13)が前記第1の噴射過程の終了後に完全に開放していない場合、または前記電気操作素子(12,13)の前記通電シーケンスがオーバーラップしている場合に前記間隔([t9−t2])を延長する、
ことを特徴とする調整方法。 - 前記電気操作素子(12,13)が前記第1の噴射過程の終了後に完全に開放しているか否か、および前記電気操作素子(12,13)の前記通電シーケンスがオーバーラップしているか否かを検出し(S3,S8)、
当該検出は、前記電気操作素子(12,13)の閉鎖時間([t9−t8])と第1の持続時間([t9−t5’])および搬送休止期間([t9−t6])との比較によって行い、
前記第1の持続時間は、前記第1の噴射過程の高速消去の算出された終了から第2の噴射過程の開始までの持続時間であり、
前記間隔([t9−t2])を、前記電気操作素子(12,13)の前記閉鎖時間([t9−t8])と前記第1の持続時間([t9−t5’])および前記搬送休止期間([t9−t6])との比較に基づいて延長する(S16、S17)、請求項1記載の方法。 - 前記第1の噴射過程の高速消去の算出された終了から前記第2の噴射過程の開始までの前記第1の持続時間([t9−t5’])と前記搬送休止期間([t9−t6])のうち比較的に短い持続時間を検出し(S14)、
前記電気操作素子(12,13)が前記第1の噴射過程の終了後に完全に開放しているか否か、および前記電気操作素子(12,13)の前記通電シーケンス(27,28)がオーバーラップしているか否かを、前記電気操作素子(12,13)の前記閉鎖時間([t9−t8])と、前記第1の持続時間([t9−t5’])または前記搬送休止期間([t9−t6])のうち比較的に短いと検出された持続時間との比較によって検出し(S15)、
前記間隔([t9−t2])を前記比較に基づいて延長する(S16,S17)、請求項1記載の方法。 - 第2の持続時間([t9−t4])を、前記搬送持続時間([t4−t2])を前記間隔([t9−t2])から減算することによって求め(S1,S6,S11,S18)、
前記搬送休止期間([t9−t6])を、前記電気操作素子(12,13)の制御遮断持続時間([t6−t4])を前記第2の持続時間([t9−t4])から減ずることにより求め、
ダイナミック係数により補正された高速消去持続時間([t5’−t4])を、前記第1の噴射過程開始前の高速消去持続時間([t5−t4])の計算と、該高速消去持続時間([t5−t4])とダイナミック係数との乗算によって計算し、
該ダイナミック係数は噴射による回転数上昇に基づき検出されるものであり、
前記第1の持続時間([t9−t5’])を、ダイナミック係数により補正された前記高速消去持続時間([t5’−t4])を前記第2の持続時間([t9−t4])から減ずることによって求める(S7,S12)、請求項2または3記載の方法。 - 前記電気操作素子(12,13)が前記第1の噴射過程の終了後に完全に開放しているか否か、および前記電気操作素子(12,13)の前記通電シーケンス(27,28)がオーバーラップしているか否かを、前記電気操作素子(12,13)の2つの通電過程間の第3の持続時間([t8−t4])と、前記電気操作素子(12,13)の前記制御遮断持続時間([t6−t4])およびダイナミック係数により補正された前記高速消去持続時間([t5’−t4])との比較によって検出し、
前記間隔([t9−t2])を当該比較に基づいて延長する、請求項1記載の方法。 - 前記制御遮断持続時間([t6−t4])と、ダイナミック係数により補正された前記高速消去持続時間([t5−t4])のうち比較的に長い方の持続時間を検出し(S19)、
前記電気操作素子(12,13)が前記第1の噴射過程の終了後に完全に開放しているか否か、および前記電気操作素子(12,13)の前記通電シーケンス(27,28)がオーバーラップしているか否かを、前記電気操作素子(12,13)の2つの通電過程間の前記第3の持続時間([t8−t4])と、前記制御遮断持続時間([t6−t4])またはダイナミック係数により補正された前記高速消去持続時間([t5’−t4])のうち比較的に長いとして検出された持続時間との比較によって検出し、
前記間隔([t9−t2])を当該比較に基づいて延長する(S22,S23)、請求項1記載の方法。 - 前記間隔([t9−t2])を、前記電気操作素子(12,13)の前記閉鎖時間([t9−t8])を前記搬送休止期間([t9−t6])から減じた持続時間だけ延長する(S22,S23)、請求項2から6までのいずれか1項記載の方法。
- 前記第2の持続時間([t9−t4])を、前記搬送持続時間([t4−t2])を前記間隔([t9−t2])から減算することによって検出し(S18)、
前記第3の持続時間([t8−t4])を、前記電気操作素子(12,13)の前記閉鎖時間([t9−t8])を前記第2の持続時間([t9−t4])から減算することによって検出し、
ダイナミック係数により補正された前記高速消去持続時間([t5’−t4])を前記第1の噴射過程前での前記高速消去持続時間([t5−t4])の計算、および当該高速消去持続時間([t5−t4])とダイナミック係数との乗算によって計算し、
該ダイナミック係数は噴射による回転数上昇に基づいて検出される、請求項5から7までのいずれか1項記載の方法。 - 内燃機関のシリンダにおける燃焼サイクルでの第1の噴射過程の開始と第2の噴射過程の開始との間の間隔([t9−t2])の監視装置であって、
前記内燃機関では個々の噴射過程が電気操作素子(12,13)により制御され、
該電気操作素子の通電によって該電気操作素子は閉鎖され、これにより噴射過程が開始され、前記電気操作素子の遮断によって該電気操作素子は開放され、これにより前記噴射過程が終了する形式の監視装置において、
検出装置(22)と間隔変更装置(25)とが設けられており、
前記検出装置は、前記電気操作素子(12,13)が前記第1の噴射過程の終了後に完全に開放されているか否かを検出し、さらに前記電気操作素子(12,13)の前記第1の噴射過程に対する通電シーケンス(27)と前記第2の噴射過程の対する通電シーケンス(28)とがオーバーラップしているか否かを検出し、
前記間隔変更装置(25)は、前記電気操作素子(12,13)が前記第1の噴射過程の終了後に完全に開放していないか、または前記電気操作素子(12,13)の前記通電シーケンス(27,28)がオーバーラップしている場合、前記間隔([t9−t2])を延長する、
ことを特徴とする監視装置。 - 前記検出装置(22)は比較器(34)を有し、
該比較器は、前記電気操作素子(12,13)の閉鎖時間([t9−t8])を第1の持続時間([t9−t5’])および搬送休止期間([t9−t6])と比較し、
該第1の持続時間は、前記第1の噴射過程の高速消去の算出された終了から第2の噴射過程の開始までの時間であり、
前記間隔変更装置(25)は延長装置(36)を有し、
該延長装置は、前記間隔([t9−t2])を、前記電気操作素子(12,13)の前記閉鎖時間([t9−t8])と前記第1の持続時間([t9−t5’])および前記搬送休止期間([t9−t6])との比較に基づいて延長する、請求項9記載の装置。 - 前記検出装置(22)は最小値検出装置(40)と第2の比較器とを有しており、
前記最小値検出装置(40)は、前記第1の噴射過程の高速消去の算出された終了から前記第2の噴射過程の開始までの前記第1の持続時間([t9−t5’])および前記搬送休止期間([t9−t6])のうち比較的に短い持続時間を検出し、
前記第2の比較器(41)は、前記電気操作素子(12,13)の前記閉鎖時間([t9−t8])を、前記第1の持続時間([t9−t5’])または前記搬送休止期間([t9−t6])のうち比較的に短いとして検出された持続時間と比較し、
前記間隔変更装置(25)は延長装置(43)を有し、
該延長装置は、前記間隔([t9−t2])を前記比較に基づいて延長する、請求項9記載の装置。 - 第2の持続時間([t9−t4])を、前記搬送持続時間([t4−t2])を前記間隔([t9−t2])から減算することによって検出する第1の減算器(31,37)と、
前記搬送休止期間([t9−t6])を、前記電気操作素子(12,13)の前記制御遮断持続時間([t6−t4])を前記第2の持続時間([t9−t4])から減算することによって検出する第2の減算器(32,38)と、
ダイナミック係数により補正された高速消去持続時間([t5’−t4])を、前記第1の噴射過程前での高速消去持続時間([t5−t4])の計算と、該高速消去持続時間([t5−t4])と、噴射による回転数上昇に基づいて検出されるダイナミック係数との乗算によって計算する計算装置と、
前記第1の持続時間([t9−t5’])を、ダイナミック係数により補正された前記高速消去持続時間([t5’−t4])を前記第2の持続時間([t9−t4])から減算することによって検出する第3の減算器(33,39)とを有する、請求項9から11までのいずれか1項記載の装置。 - 前記検出装置(22)は第3の比較器を有し、
該第3の比較器は、前記電気操作素子(12,13)の2つの通電過程間の第3の持続時間([t8−t4])を、前記電気操作素子(12,13)の前記制御遮断持続時間([t6−t4])、およびダイナミック係数により補正された前記高速消去持続時間([t5’−t4])と比較し、
前記間隔変更装置(25)は、前記間隔([t9−t2])を前記比較に基づいて延長するための延長装置(47)を有する、請求項9記載の装置。 - 前記検出装置(22)は、最大値検出装置(47)と比較器(46)とを有し、
前記最大値検出装置は、前記電気操作素子(12,13)の前記制御遮断持続時間([t6−t4])と、ダイナミック係数により補正された前記高速消去持続時間([t5’−t4])のうち比較的に長い持続時間を検出し、
前記比較器(46)は、前記電気操作素子(12,13)の2つの通電過程(12,13)間の前記第3の持続時間([t8−t4])を、前記制御遮断持続時間([t6−t4])、またはダイナミック係数により補正された前記高速消去持続時間([t5’−t4])のうち比較的に長いと検出された持続時間と比較し、
前記間隔変更装置(25)は、前記間隔([t9−t2])を前記比較に基づいて延長するための延長装置(48)を有する、請求項9記載の装置。 - 前記延長装置(48)は、前記間隔([t9−t2])を、前記電気操作素子(12,13)の閉鎖時間を前記搬送休止期間([t9−t6])から減じた持続時間だけ延長する、請求項10,11,13または14記載の装置。
- 前記第2の持続時間([t9−t4])を、前記搬送持続時間([t4−t2])を前記間隔([t9−t2])から減算することによって検出する第1の減算器(44)と、
前記第3の持続時間([t8−t4])を、前記電気操作素子(12,13)の前記閉鎖時間([t9−t8])を前記第2の持続時間([t9−t4])から減算することにより検出する第2の減算器(45)と、
ダイナミック係数により補正された前記高速消去持続時間([t5’−t4])を、前記第1の噴射過程の開始前での前記高速消去持続時間([t5−t4])の計算と、該高速消去持続時間([t5−t4])と、噴射による回転数上昇に基づき検出されるダイナミック係数との乗算とによって計算するための計算装置とを有する、請求項13から15までのいずれか1項記載の装置。
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