JP4495384B2 - 内燃機関、特に自動車用内燃機関におけるシリンダ遮断のための方法及び相応の装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による、内燃機関、特に自動車の内燃機関における遮断プログラムに相応したシリンダ遮断のための方法に関している。
【０００２】
さらに本発明は請求項８の上位概念による、内燃機関、特に自動車用内園期間におけるシリンダ遮断のための装置であって、内燃機関の複数のシリンダと運転作用コンタクトを生じている制御ユニットを有しており、該制御ユニットはコントロールユニットとノッキング制御ユニットと噴射弁遮断ユニットとを有している、シリンダ遮断のための装置に関している。
【０００３】
従来技術
予め定められた遮断プログラムに相応した内燃機関、特に自動車用内燃機関におけるシリンダ遮断は公知である。この場合はシリンダ選択的に相応の噴射弁の遮断が行われ、それによって、それぞれの所属のシリンダないし燃焼室への燃料の供給がもはやカットされる。このようにして遮断されたシリンダにおいてはもはや燃焼が行われなくなる。その際燃料噴射弁の遮断ないしシリンダ遮断は、以下の動機から行われる。
【０００４】
−アンチスリップ制御（ＡＳＲ）ないしはアンチロックシステム（ＡＢＳ）のもとで必要とされるトルク低減の置換えのため、または迅速なトルク形成に対する燃費最適化のためのトルク余裕度の獲得のため
−より高い効率を得るための部分負荷領域におけるトルク中庸的なスロットル損失の低減のため、
−燃焼失火の際の触媒保護のため
前述の全てのケースにおいてはシリンダ遮断がマスキングパターンを用いて行われる。これは最初の２つのケースに対しては固定的に設定されており、１つ又は複数のシリンダの自由な遮断を可能にする。それに対して第３のケースではマスキングパターンが失火識別によって設定されている。このマスキングパターンを用いたシリンダ遮断の欠点としては、前記ケースの１つまたは複数においてエンジン効率の悪化が挙げられる。
【０００５】
発明の利点
本発明による、遮断プログラムに相応した内燃機関、特に自動車の内燃機関におけるシリンダ遮断のための方法は、シリンダ遮断が遮断プログラムのコーディネートを用いて内燃機関のシリンダ個別のノッキング制御と共に行われる。それ自体公知のシリンダ個別のノッキング制御を用いることにより、内燃機関の各シリンダは、最適な効率もしくはノッキング限界における様々な作動条件の考慮のもとで作動される。シリンダ個別に設定される、圧縮、充填、熱的負荷、空気過剰率値（ラムダ値）およびその他の作動パラメータに関する制御に基づいて、理論上の最適効率並びに点火角効率と実際のノッキング限界との開きはシリンダ毎に異なった大きさである。さらにシリンダ毎のノッキング制御は、それ自体公知のノッキング制御−リードシリンダ機能の活用を可能にする。この機能を用いれば、ノッキング識別が劣悪もしくは皆無のシリンダをノッキング識別の良好な内燃機関の他のシリンダによって導くことができる。このリード役のシリンダは、リードシリンダとも称される。それによりシリンダ個別のノッキング制御は、効率の最適化されたシリンダ遮断の達成に重要な意味をなすデータや情報を供給する。シリンダ遮断のコーディネートとシリンダ個別のノッキング制御を用いることにより、高い信頼性のもとで、必要に応じて有利には次のようなシリンダを遮断させることが保証される。すなわち比較的低い効率で動作しているかおよび/またはリードされたシリンダとして動作しているシリンダを遮断させることである。それによって高い効率で動作しているシリンダおよび/またはリードシリンダを遮断させるような形態のエンジン効率を著しく低減させるシリンダ遮断は、、遮断に係わるシリンダ個別ノッキング制御のデータの考慮のもとでできるだけ有利に避けられる。
【０００６】
第１の変化実施例によれば、シリンダ遮断基準としてシリンダ個別の点火角−遅角調整値が用いられる。このシリンダ毎の点火角−遅角調整値は、各シリンダ毎の点火角−効率の確定を可能にし、遮断すべきシリンダの相応の選択によって、つまりそのつどの点火角−遅角調整が最大で点火角−効率が最小のシリンダを選択することによって、最適効率のシリンダを獲得することが可能となる。
【０００７】
第２の代替的な変化実施例によれば、シリンダ遮断基準としてシリンダのノッキン制御−リードシリンダ機能に関するクラス分けが用いられる。ノッキング制御リードシリンダ機能が活用されている場合にはリードされるシリンダが常に絶対値の割合でリードシリンダよりも大きいかまたは同じ点火角−遅角調整値を有しているので、リードされるシリンダがまだ遮断されていない時点より以前にリードシリンダが遮断されることは確実に回避される。
【０００８】
有利にはシリンダのクラス分けに従ってシリンダ遮断は、序列に応じて行われる。事前に定められたオーダー基準に相応した序列の作成によって、特に効果的な形で、自動的な有利には制御ユニットを用いて導入可能な最適効率のシリンダ遮断を保証することが可能である。この場合この序列は、例えばビットマトリックスとして構成されてもよい。これは有利にはそこに記憶されているデータに対する迅速なアクセスを可能にし、それによって特に効果的な自動のシリンダ遮断を可能にする。
【０００９】
有利には、シリンダはシリンダ遮断優先度の低減に伴う序列に従って、リードされるシリンダ、中立なシリンダ、リードシリンダのオーダーグループに割当てられる。これは最適な効率のシリンダ遮断を可能にする。それを用いて必要に応じて、まずノッキング制御によってリードされるように定められたシリンダが遮断され、そしてリードされる全てのシリンダが遮断された後で初めて中立なシリンダ（リードされるわけでもリードするわけでもないシリンダ）が遮断のためにイネーブルされる。そしてリードされるシリンダと中立なシリンダの全てが遮断されたことを前提とするもとで初めて、必要に応じてリードシリンダの遮断が許可される。このようにして、不所望なシリンダ遮断に基づく回避可能なエンジン効率の悪化が避けられ、それによって内燃機関が所与の条件のもとで最良の点火角−効率で作動される。このことは、相応に燃費の低減にも結び付き、また内燃機関の作動中の排出ガスの軽減にもつながる。
【００１０】
第３の代替的な変化実施例によれば、シリンダ遮断基準として、それぞれのシリンダ固有の燃費が用いられる。このシリンダ固有の燃費は、そのつどの噴射時間とそのつどのシリンダトルク（これは測定されたセグメント時間から求めることができる）から精確に算出できる。それにより、この固有の燃費も、シリンダ遮断基準としての点火角に対する代替例として適する。
【００１１】
有利には、シリンダ遮断が、遮断すべきシリンダの所属の燃料噴射弁の遮断の形で行われる。これにより、特に迅速で信頼性の高い精確に制御可能なシリンダ遮断が可能となる。
【００１２】
本発明による装置は、噴射弁遮断ユニットがコーディネートされたシリンダ遮断の達成のためにノッキング制御ユニットと機能的に接続されていることを特徴とする。そのように構成されている装置を用いることにより、前述したような利点の得られる内燃機関におけるシリンダ遮断のための方法の実施が可能となる。
【００１３】
有利な実施形態によれば、噴射弁−遮断ユニットがシリンダ遮断プログラムを記憶するメモリ手段を備えている。このことは、１つまたは場合によっては複数のシリンダ遮断基準に従って作成された最適効率のシリンダ遮断のための制御プログラムの集中的な記憶を可能にする。
【００１４】
本発明のさらに別の有利な実施例は、以下の明細書で説明する。
【００１５】
図面
図面には以下の明細書で詳細に説明する本発明の実施例が示されており、これは、制御ユニットに機能的に接続されている内燃機関の概略図である。
【００１６】
実施例の説明
図１には、内燃機関１０が概略的に示されている。この内燃機関１０は、このケースでは４つのシリンダ１１，１２，１３，１４を有している。全体的に符号１５が付されている制御ユニットは、それぞれシリンダ１１，１２，１３，１４と（図中双方向矢印で示されている）制御線路１６，１７，１８，１９を用いて機能的に接続されている。制御ユニット１５は、ノッキング制御ユニット２０と、コントロールユニット２１と、噴射弁−遮断ユニット２２を有している。これらのユニットは相互に（図中双方向矢印で示されている）データ伝送線路２４，２５，２６を用いて機能的に接続されている。噴射弁−遮断ユニット２２は、メモリ手段２３を備えている。
【００１７】
制御ユニット１５は、内燃機関１０のシリンダ個別のノッキング制御を用いたコーディネートの中でシリンダ遮断を導入するのに適したものである。これに対しては、特に内燃機関１０のシリンダ個別の作動固有のパラメータ値がコントロールユニット２１を用いて求められ、それらがノッキング制御ユニット２０および/または噴射弁−遮断ユニット２２へ所属のデータ伝送線路（双方向矢印２４，２６）を用いて伝送される。さらにノッキング制御ユニット２０は、双方向矢印２５で示されているデータ伝送線路を用いて、シリンダ遮断に関与している作動データを伝送する。ノッキングユニット２０とコントロールユニット２１から噴射弁−遮断ユニット２２に伝送される、シリンダ遮断に関与したデータは、最終的に次のように継続処理される。すなわちシリンダ固有の遮断順序ないし規則が作成されるように処理される。これはメモリ手段２３内に記憶され、それに従って遮断プログラムが、内燃機関１０のシリンダ個別のノッキング制御とのコーディネートの中でシリンダ遮断を必要に応じて導入する。シリンダ固有の遮断規則は、それによって遮断プログラムの一部となる。このシリンダ固有の遮断規則の作成のためのシリンダ遮断基準としては、ノッキング制御のシリンダ個別の点火角遅角調整値、ノッキング制御リードシリンダ機能、および/またはシリンダ個別の固有の燃費などが用いられてもよい。
【００１８】
シリンダ遮断規則は、例えば次のような構造のビットマトリックスの形態で実現することも可能である。
【００１９】
シリンダナンバー： ４ ３ ２ １
[シリンダ−遮断]
シリンダ遮断[１] ０ ０ １ ０
＝２番シリンダが場合によって第１のシリンダとして遮断される
シリンダ遮断[２] ０ １ １ ０
＝２番及び３番シリンダが場合によって遮断される
シリンダ遮断[３] ０ １ １ １
＝１番、２番、３番シリンダが場合によって遮断される
シリンダ遮断[４] １ １ １ １
＝１番、２番、３番、４番シリンダが場合によって遮断される
この例示的な遮断規則によれば、場合によって必要となるシリンダ遮断が、２番シリンダ、３番シリンダ、１番シリンダ、４番シリンダの順序で行われる。その際にこの遮断規則によれば、２番シリンダが最低の効率（点火角遅角調整値が大きく固有の燃料消費も大きいリードされるシリンダ）を有し、４番シリンダは最良の効率（点火角遅角調整値が小さくて固有の燃料消費も少ないリードシリンダ）を有する。このシリンダ遮断は具体的には、内燃機関１０のそのつどの遮断すべきシリンダに所属している噴射弁（図示していない）を遮断する形態で行われる。
【００２０】
メモリ手段２３内に記憶されているシリンダ遮断規則は、そのつどの存在する作動パラメータ値に依存して連続的に適合化されるものなので、内燃機関１０のシリンダ個別のノッキング制御とのコーディネートに基づいて最適な効率のシリンダ遮断が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例を概略的に示したものである。

Claims (9)

1. 複数のシリンダを備えた内燃機関における、遮断プログラムに相応したシリンダ遮断のための方法において、
   前記シリンダ遮断が、内燃機関（１０）のシリンダ個別のノッキング制御と遮断プログラムのコーディネートを用いて行われ、それによって、効率の低いシリンダが優先的に遮断されるようにしたことを特徴とする方法。
2. シリンダ遮断基準として、シリンダ個別の点火角遅角調整値が用いられる、請求項１記載の方法。
3. シリンダ遮断基準として、ノッキング制御−先導的シリンダ機能に関するシリンダのクラス分け（１１，１２，１３，１４）が用いられる、請求項１または２記載の方法。
4. シリンダ（１１，１２，１３，１４）のクラス分けに従ってシリンダ遮断が序列に応じて行われる、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
5. シリンダ（１１，１２，１３，１４）は、シリンダ遮断優先度の低減していく序列に従って次のようなオーダグループ、すなわち"被先導的シリンダ""中立的シリンダ""先導的シリンダ"に割当てられる、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
6. シリンダ遮断基準として、それぞれのシリンダ（１１，１２，１３，１４）固有の燃費が用いられる、請求項１から５いずれか１項記載の方法。
7. シリンダ遮断は、遮断すべきシリンダの所属の噴射弁を遮断する形態で行われる、請求項１から６いずれか１項記載の方法。
8. 複数のシリンダを備えた内燃機関におけるシリンダ遮断のための装置であって、
   内燃機関のシリンダに能動的に作用接触する制御ユニットを有しており、該制御ユニットは、コントロールユニットとノッキング制御ユニットと噴射弁−遮断ユニットを有している形式のものにおいて、
   噴射弁−遮断ユニット（２２）が、コーディネートされたシリンダ遮断を達成するためにノッキング制御ユニット（２０）と作用的に接続されており、それによって前記噴射弁−遮断ユニット（２２）が効率の低いシリンダを優先的に遮断することを特徴とする装置。
9. 前記噴射弁−遮断ユニット（２２）は、シリンダ遮断プログラムの記憶のためのメモリ手段（２３）を備えている、請求項８記載の装置。

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