JP4650992B2 - 例えば自動車の内燃機関の運転方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、燃焼がリーン運転モードおよびリッチ運転モードにおいて燃焼室に噴射され、かつ２つの運転モード間が切り換えられるという、例えば自動車の内燃機関の運転方法から出発している。本発明は同様に相応する内燃機関並びにこの形式の内燃機関用制御装置から出発している。
【０００２】
ディーゼル機関でもガソリン機関でも、有害物質放出を低減するためにＮＯｘ吸蔵形触媒器を使用することが公知である。ＮＯｘ吸蔵形触媒器の作動のために、内燃機関をリーン運転モードからリッチ運転モード切り換えることが必要である。このリッチ運転モードではＮＯｘ吸蔵形触媒器は再生される。再生の実施後、内燃機関は再びリーン運転モードに戻し切り換えられる。
【０００３】
リーン運転モードとリッチ運転モードとの間の切換の際、殊に切換時衝撃もしくはそのようなものが生じないことが保証されなければならない。従って、内燃機関に供給される空気質量、並びに内燃機関に噴射される燃料量は２つの運転モード間の切換の際に、殊に内燃機関によって生成されるトルクがピークないしジャンプ変化もしくはそのようなものを有することがないように調整されなければならない。
【０００４】
発明の課題および利点
本発明の課題は、リッチ運転モードとリーン運転モードとの間の切換がどんな衝撃ないし圧力またはそのような不連続的な効果を生じることなく可能である、例えば自動車の内燃機関の運転方法を提供することである。
【０００５】
この課題は、冒頭に述べた形式の方法において本発明によれば、リーン運転モードに対する空気質量および噴射量を持続的に求め、該空気質量および噴射量からリーン運転モードに対するλを持続的に求め、リーン運転モードに対するλとは異なっている、リッチ運転モードおよびそこへの移行に対するλを予め決め、かつリッチ運転モードおよびそこへの移行に対する目標空気質量をリーン運転モードに対するλとリッチ運転モードおよびそこへの移行に対するλとから求めることによって解決される。
【０００６】
従ってリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行の際、リッチ運転モード自体においても、内燃機関の開ループ制御および／または閉ループ制御は、それ自体リーン運転モードに対して設定されている噴射量および空気質量に基づいて実施される。リーン運転モードに対するこの空気質量および噴射量からリーン運転モードに対するλが計算される。このλは、リッチ運転モードへの移行またはリッチ運転モードに対する所望のλをそのようなものとして表しているλと結合される。それからリーン運転モードに対する計算されたλ並びにリッチ運転モードまたはそれへの移行に対する所望のλのこの結合から目標空気質量が求められる。内燃機関にはリッチ運転モードへの移行時にまたはリッチ運転モード自体においてもこの目標空気質量が供給されるのである。目標空気質量を求める際、内燃機関の更に別の作動量も関連してくる可能性があることは勿論である。
【０００７】
全体として本発明の開ループ制御および／または閉ループ制御は空気主導のシステムを表している。リーン運転モードに対するλに基づいてリッチ運転モードまたはそこへの移行に対する所望のλに依存して、内燃機関に供給されるべき目標空気質量が計算される。すなわち内燃機関は第１のステップにおいて空気質量をリッチ運転モードへの方向に変化させて調整されるのである。
【０００８】
内燃機関の、リッチ運転モードからリーン運転モードへの切換に対しても相応のことが成り立つのは勿論のことである。
【０００９】
本発明の開ループ制御および／または閉ループ制御において目標空気質量のジャンプ変化が障害となる作用をしないことが重要である。実際空気質量、ひいては目標噴射量および内燃機関によって生成されるトルクもジャンプ変化なしに生じる。内燃機関によって生成されるトルクのどんなピーク形成またはジャンプ変化もこのような手法において確実に回避される。
【００１０】
リーン運転モードに対するλをリーン運転モードに対する効率に変換しかつリッチ運転モードに対するλをリッチ運転モードに対する効率に変換し、リーン運転モードに対する効率をリーン運転モードに対する空気質量と乗算し、かつ乗算結果をリッチ運転モードに対する効率によって割り算すると特別有利である。
【００１１】
これは、リーン運転モードに対するλをリッチ運転モードおよびそこへの移行に対する前以て決められているλと結合することができる特別簡単でかつ効果的な形式および方法である。その際２つのλ値がそれぞれ効率に変換されることが重要である。この変換により、それぞれの量の簡単な結合およびそこから本発明の目標空気質量の計算も可能になる。
【００１２】
実際空気質量が測定またはシミュレーションまたはモデル化されるという、本発明の有利な形態において、リッチ運転モードにおけるλに対するおよびそこへの移行に対する目標値をリーン運転モードに対する空気質量および噴射量に依存して求め、かつリッチ運転モードに対するおよびそこへの移行に対する目標噴射量を実際空気質量およびλに対する目標値から求める。
【００１３】
既に説明したように、本発明の開ループ制御および／または閉ループ制御は空気主導型のシステムである。目標空気質量は本発明によればその都度所望されるλに依存して求められる。本発明の上に述べた形態では、実際空気質量、すなわち内燃機関に実際に供給される空気質量が測定される。実際空気質量を内燃機関の別の作動量からシミュレーションするかまたはモデル化することも可能である。この実際空気質量は目標空気質量に相応して変化する。実際空気質量が変化すると本発明によれば目標噴射量が結果的に変化する。このことは、目標噴射量が最終的に目標空気質量に整合されることを意味している。従って全体として常に、一方において所望のλに依存しておりかつ他方において常に相互に調整をとられている目標噴射量が生成される。
【００１４】
従って実際空気質量に依存して、従って目標空気質量に依存して目標噴射量を変化することによって、本発明の空気主導型のシステムが実現される。目標噴射量および実際空気質量は常に相互に調整されているので、内燃機関によって生成されるトルクにジャンプ変化またはピークなどが生じる可能性がないことが保証される。
【００１５】
リッチ運転モードおよびそこへの移行におけるλに対する目標値をリッチ運転モードおよびそこへの移行に対する目標効率から求め、かつ目標効率を実際空気質量を前記乗算結果によって割り算することによって求めると特別有利である。
【００１６】
このことは、目標噴射量を計算することができる特別簡単かつ効果的な形式および手法である。その際ここでも重要なのは、効率からλへの変換が実施されることである。その際、リーン運転モードに対する空気質量および噴射量から合成されて生じる乗算結果も目標噴射量を求める際に本発明により使用されることが重要である。このようにして目標噴射量においても、運転モード間の切換時に目標噴射量のジャンプ変化が生じないことが保証される。
【００１７】
本発明の有利な形態において、λの、対応する効率への変換またはその逆の変換を参照特性曲線および加算および／または乗算による補正を用いて実施する。このようにして一方において、λと効率との間の変換またはその逆の変換をできるだけ僅かな計算コストで行うことができることが可能になる。他方ではこのようにして、内燃機関の変化を加算的および／または乗算的な適応を用いて補正することができることが保証される。
【００１８】
燃焼室に噴射すべき燃料を２つまたは複数の部分噴射に分けられた噴射で噴射するという形式の、本発明の別の有利な形態において、部分噴射の制御開始および／または制御持続時間を運転モードに依存しておよび／または内燃機関の作動量に依存して異なって求める。その際制御開始および／または制御持続時間に対して運転モード間の切換の際にヒステリシスを考慮すると特別有利である。
【００１９】
この構成によって、特別簡単な手法で、内燃機関を運転するための本発明の方法を、燃料噴射毎に２つまたは複数の部分噴射を実施する機関に適用することができる。このことは殊に、ディーゼル機関において生じる。このことは同様に、直接噴射が行われる内燃機関にも使用される。
【００２０】
本発明の方法を、内燃機関の制御装置に対して設けられているコンピュータプログラムの形において実現することは特別重要である。コンピュータプログラムは制御装置のコンピュータにおいて実行されかつ本発明の方法を実施するのに適している。従ってこの場合本発明はコンピュータプログラムによって実現されるので、このコンピュータプログラムは、コンピュータプログラムが実施するのに適している方法と同じように本発明をなすものである。コンピュータプログラムは有利にはフラッシュメモリに記憶しておくことができる。コンピュータとしてマイクロプロセッサを設けておくことができる。コンピュータプログラムが格納されている制御装置は殊に、内燃機関の多数の制御量を開ループ制御および／または閉ループ制御するために設けられている。
【００２１】
その他の特徴、可能な用途および本発明の利点は、図面の各図に示されている本発明の実施例の以下の説明から明らかである。その際説明するまたは図示されている特徴はそれ自体でもまたは任意の組み合わせにおいても、特許請求の範囲においてまとめられた記載またはその従属関係に無関係に並びに明細書ないし図面における記載ないし表示の仕方に無関係に本発明の対象をなしている。
【００２２】
発明の実施例
図１は、例えば車両の内燃機関を運転するための本発明の方法の実施例のブロック線図であり、
図２ａおよび図２ｂは、効率をλに換算するため、またはその逆の換算のための実施例のブロック線図であり、
図３は、メイン噴射の制御持続時間に対して種々の特性マップを使用する実施例のブロック線図であり、
図４は、内燃機関に燃料を噴射する際にヒステリシスを取り込むための実施例のブロック線図であり、
図５は、ヒステリシスを使用する際の効率とλとの間の関係を説明する線図である。
【００２３】
内燃機関の開ループ制御および／または閉ループ制御のための以下に説明する方法をディーゼル機関に基づいて説明する。しかし、説明する方法は適当に整合された方法でガソリン機関においても使用することができることを指摘しておく。殊に、説明する方法は直接噴射が行われる内燃機関に使用することができる。
【００２４】
ディーゼル式内燃機関の有害物質排出を低減するために、ＮＯｘ吸蔵形触媒器が設けられている。このＮＯｘ吸蔵形触媒器では、内燃機関をリーン運転モードおよびリッチ運転モードにおいて交番的に運転するようになっている。リーン運転モードにおいて生じる窒素酸化物はＮＯｘ吸蔵形触媒器に吸収されかつ一時的に蓄積される。ＮＯｘ吸蔵形触媒器には窒素酸化物がロードされる。ＮＯｘ吸蔵形触媒器が窒素酸化物によって完全にロードされる前に、内燃機関はリッチ運転モードに切り換えられる。このリッチ運転モードにおいて未燃焼の炭化水素並びに炭素酸化物および水素がＮＯｘ吸蔵形触媒器に達する。それからＮＯｘ吸蔵形触媒器に蓄積されている窒素酸化物が炭化水素物質並びに炭素酸化物および水素と反応しかつそれからとりわけ、二酸化炭素および水として大気中に放出することができる。内燃機関のリッチ運転モードは、ＮＯｘ吸蔵形触媒器から窒素酸化物が再びできるだけ完全にアンロードされるまで維持される。窒素酸化物のこの放出はＮＯｘ吸蔵形触媒器の再生とも称される。
【００２５】
従って内燃機関の冒頭に説明した運転のために、リーン運転モードとリッチ運転モードとを切り換えることが必要である。この切換過程で殊にモーメントが跳躍的に変化することがあってはならない。
【００２６】
図１には、モーメントが跳躍的に変化することなく、リーン運転モードとリッチ運転モードとを切り換えることができる制御が示されている。図１の制御の出発点はリーン運転モードに対して前以て決められている噴射量Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}並びにリーン運転モードに対して前以て決められている空気質量Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}である。これら２つの量Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}およびＭ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}は内燃機関の普通の開ループ制御および／または閉ループ制御によって用意される。内燃機関が例えば排気ガス再循環機能を有しているならば、上記の量Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}は通例、この排気ガス再循環に対する閉ループ制御部によって生成される。量Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}は普通、運転者の推進希望ないし生成すべきトルクに相応している。
【００２７】
別の入力量として、図１には、実際空気質量Ｍ_{Ｌ，ｉｓｔ}が存在している。これは空気質量センサを用いて測定される。その際空気質量センサの信号を別の測定量を用いて補正することができる。リーン運転モードとリッチ運転モードとの間の切換は前以て決めることができるλ値λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}を用いて行われる。この値は、説明したように、殊にＮＯｘ吸蔵形触媒器のロード状態に依存してリッチなλ値またはリーンなλ値に変化する可能性があるものである。
【００２８】
噴射量Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}はディーゼル燃料の場合固定の係数１４．５と乗算されて、次いで空気質量Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}によって割り算される。そこでこの割り算の結果はリーン運転モードに対するλ値λ_{ｍａｇｅｒ}である。このλ値λ_{ｍａｇｅｒ}は持続的に、内燃機関がリーン運転モードにあるのかリッチ運転モードにあるのかに関係なく、２つの量Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}およびＭ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}によって生成される。
【００２９】
図２ａおよび図２ｂに基づいて詳細に説明するように、λ値λ_{ｍａｇｅｒ}はブロック１０においてリーン運転モードに対する効率η_{ｍａｇｅｒ}に変換される。それからこの効率η_{ｍａｇｅｒ}は空気質量Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}と乗算結合される。この乗算の結果は図１には参照符号Ａによって特徴付けられている。
【００３０】
前以て決めることができるλ値λ_{ｚｗｉｓｈｃｅｎ}は効率η_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}に変換される。この変換は、図２ａおよび図２ｂとの関連において後で詳細に説明する。
【００３１】
上述した乗算結果Ａは効率η_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}によって割り算される。この割り算の結果は目標空気質量Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}である。この目標空気質量Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}は図１の開ループ制御の出力信号である。目標空気質量Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}は例えば、絞り弁の開放角に影響を及ぼすために使用することができる。その際開放角によって内燃機関に例えば吸気管を介して供給される空気を変化させることができるのである。
【００３２】
目標空気質量Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}は目標値、すなわち内燃機関に供給される所望の空気質量を表している。既に説明したように、内燃機関に実際に供給される空気質量は空気質量センサを用いて測定される。測定信号はそれから、既に説明したように、空気質量Ｍ_{Ｌ，ｉｓｔ}である。
【００３３】
上述した乗算結果Ａは図１に示されているように実際空気質量Ｍ_{Ｌ，ｉｓｔ}によって割り算される。この割り算結果は目標効率η_ｓｏｌｌである。この目標効率η_ｓｏｌｌはブロック１２によってλ目標値λ_ｓｏｌｌに変換される。この変換を図２ａおよび図２ｂに基づいて更に詳細に説明する。
【００３４】
λ目標値λ_ｓｏｌｌはディーゼル燃料においては固定の係数１４．５と乗算される、その後実際空気質量Ｍ_{Ｌ，ｉｓｔ}は１４．５と乗算されたλ目標値λ_ｓｏｌｌによって乗算される。乗算結果Ａは目標噴射量Ｍ_{Ｅ，ｓｏｌｌ}である。
【００３５】
目標噴射量Ｍ_{Ｅ，ｓｏｌｌ}は図１の制御の出力信号になる。この目標噴射量Ｍ_{Ｅ，ｓｏｌｌ}によって例えば、内燃機関の燃焼室に目標噴射量Ｍ_{Ｅ，ｓｏｌｌ}を噴射する、内燃機関の噴射弁を制御する、すなわち噴射弁が操作されるようにすることができる。
【００３６】
図１に示されていて、冒頭にも説明した制御部は空気指令ないし指導型である。このことは、まず、目標空気質量Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}が制御部の入力量から計算されることを意味している。この目標空気質量Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}で、説明したように、結果的に実際空気質量Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}が生じる。それからこの測定された実際空気質量Ｍ_{Ｌ，ｉｓｔ}から目標噴射量Ｍ_{Ｓ，ｓｏｌｌ}が計算される。
【００３７】
内燃機関がリーン運転モードにあると、λ値λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}はリーン運転モードに対するλ値λ_{ｍａｇｅｒ}に相応する。この結果、この目標空気質量Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}はリーン運転モードに対する空気質量Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}に等しいということになる。同様に目標噴射量Ｍ_{Ｅ，ｓｏｌｌ}はリーン運転モードに対する噴射量Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}に等しい。すなわちこのリーン運転モードでは図１の制御部は結果として２つの入力量Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}およびＭ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}を変えないのである。
【００３８】
次にＮＯｘ吸蔵型触媒器の再生のためにリッチ運転モードに切り換えようとすると、λ値λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}はリッチなλ値の方向に変化される。すなわちλ値λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}は例えば値０．９５の方向に低減される。
【００３９】
その結果として、効率η_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}を取り込んで目標空気質量Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}が変化される。所望のリッチ運転モードに基づいて、目標空気質量Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}が低減される。
【００４０】
その結果として、実際空気質量Ｍ_{Ｌ，ｉｓｔ}も小さくなる。図１の制御部に示されているように、更にこの結果として、目標噴射量Ｍ_{Ｅ，ｓｏｌｌ}が増大されることになる。
【００４１】
全体としてこれにより、空気／燃料比がリッチ運転モード、すなわち燃料過剰の方向に変化するということが実現される。
【００４２】
ＮＯｘ吸蔵型触媒器の再生が終了すると、内燃機関のリーン運転モードに再び移行することができる。このことは、λ値λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}が再びリーン運転モードに対するλ値λ_{ｍａｇｅｒ}の方向に高められることによって実現される。その結果として、目標空気質量Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}が大きくなりかつ同時に目標噴射量Ｍ_{Ｅ，ｓｏｌｌ}が小さくなる。すなわち、内燃機関の空気／燃料比はリーン運転モードの方向に変化される。
【００４３】
λ値λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}がリーン運転モードに対するλ値λ_{ｍａｇｅｒ}に達するや否や、目標空気質量Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}がリーン運転モードに対する空気質量Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}に相応しかつ目標噴射量Ｍ_{Ｅ，ｓｏｌｌ}がリーン運転モードに対する噴射量Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}に相応するという既に説明した平衡状態が再び生じる。
【００４４】
図１の制御部では、ブロック１０および１１においてλ値が効率に変換される。ブロック１２において逆に効率がλ値に変換される。図２ａおよび図２ｂには、この変換をどのようにして実施することができるかが示されている。
【００４５】
図２ａでは効率ηが入力量として存在しており、λ値λが出力量として存在している。更に、内燃機関の回転数ｎ並びに内燃機関のリーン運転モードに対する噴射量Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}が予め与えられている。内燃機関のこれら２つの最後に述べた作動量は全体として、４つの特性マップに供給される。これらの作動量に依存して、４つの特性マップから値ｙ_ｏｆｆ，ｙ_ｍｕｌ，ｘ_ｏｆｆおよびｘ_ｍｕｌが生成される。値ｙ_ｏｆｆは効率ηから減算される。生じた差は値ｙ_ｍｕｌによって割り算される。割り算結果は効率をλ値に換算するための参照特性曲線２４に供給される。参照特性曲線２４の出力信号からｘ_ｏｆｆが減算される。減算結果はｘ_ｍｕｌによって割り算される。そのから割り算結果としてλ値を取り出すことができる。
【００４６】
従って特性マップ２０，２１，２２，２３を用いて、参照特性曲線２４の補正を行うことができる。その際特性マップ２０，２２はそれぞれ適応補正のために用いられ、一方特性マップ２１，２３は乗算補正作用をする。
【００４７】
図２ｂではλ値の効率ηへの変換が相応に逆の手法で実施される。ここにも４つの特性マップ２５，２６，２７，２８があり、これらによってλ値を効率ηへ変換するための参照特性曲線２９を補正することができる。その際ここでも参照特性曲線２９の補正は加算および乗算的に可能である。
【００４８】
特性マップ２５は特性マップ２３と同一のものである。その他の特性マップ２６，２７，２８ないし２２，２１，２０に対して相応のことが当てはまる。特性曲線２９は特性曲線２４の反転関数である。
【００４９】
既に説明したように、図１の目標噴射量Ｍ_{Ｅ，ｓｏｌｌ}は、内燃機関の噴射弁を制御するために使用することができる。それからこの噴射弁によって、この目標噴射量Ｍ_{Ｅ，ｓｏｌｌ}は内燃機関の燃焼室において使用される。その際ディーゼル機関では、内燃機関の燃焼室への燃料の噴射を２つの部分噴射に分配すると有利である。すなわち、パイロット噴射の枠内でのパイロット噴射量Ｍ_Ｅ，ＶＥとメイン噴射の枠内でのメイン噴射量Ｍ_Ｅ，ＨＥとが内燃機関の燃焼室に噴射される。それからパイロット噴射量Ｍ_Ｅ，ＶＥとメイン噴射量Ｍ_Ｅ，ＨＥとが一緒に目標噴射量Ｍ_{Ｅ，ｓｏｌｌ}を形成することになる。
【００５０】
上に述べたパイロット噴射とメイン噴射を定めるために、それぞれの制御開始ないし噴射開始およびそれぞれの制御持続時間ないし噴射持続時間が決定的である。その際目標噴射量Ｍ_{Ｅ，ｓｏｌｌ}の、パイロット噴射およびメイン噴射への分配、パイロット噴射およびメイン噴射のそれぞれの制御開始およびそれぞれの制御持続時間の決定も内燃機関の複数の作動量に依存している。その際所定の条件下では、例えば内燃機関のリーン運転モードではパイロット噴射が全く存在しないようすることができる。同様に、例えば内燃機関のリッチ運転モードでは、パイロット噴射とメイン噴射との間の時間間隔が著しく拡大されるようにすることもできる。
【００５１】
この措置に対する基本は、蓄圧器を備えた内燃機関では燃料を噴射弁に供給するいわゆるレール圧力ｐ_Ｒａｉｌは連続するパイロット噴射およびメイン噴射によって影響を受けるという事実である。殊に、パイロット噴射によって、噴射のための燃料を噴射弁を介して取り出すことができるようになっている圧力室に振動が生じる可能性がある。その場合メイン噴射はレール圧力ｐ_Ｒａｉｌのこの振動にある程度依存している。つまり、パイロット噴射に関連したメイン噴射の時間的なずれが直接、メイン噴射の期間に存在するレール圧力ｐ_Ｒａｉｌの変化を来すのである。
【００５２】
図３には、内燃機関の作動状態に依存してメイン噴射に対する制御持続時間ＡＤ_ＨＥを求めることができる１つの手法が例示されている。メイン噴射に対する制御持続時間ＡＤ_ＨＥをこのように求めるために、メイン噴射に対する噴射量Ｍ_Ｅ，ＨＥ並びにレール圧力ｐ_Ｒａｉｌが入力量として前以て与えられるようになっている。これらの入力量は３つの特性マップ３０，３１，３２に供給されるようになっている。
【００５３】
特性マップ３０によって、パイロット噴射が存在していないメイン噴射に対する制御持続時間ＡＤ_ＨＥが出力される。特性マップ３１によって、パイロット噴射が存在しているメイン噴射に対する制御持続時間ＡＤ_ＨＥが出力される。さらに特性マップ３２によって、内燃機関のリッチ運転モードに対して設定されているメイン噴射に対する制御持続時間ＡＤ_ＨＥが出力される。
【００５４】
切換部３３を用いて、３つの特性マップ３０，３１，３２の１つが信号Ｂに依存して選択される。それから切換部３３を介して選択された特性マップ３０，３１，３２のその都度の出力信号が制御持続時間ＡＤ_ＨＥとして先送りされる。信号Ｂは例えば内燃機関の作動状態に依存して前以て与えられる状態信号である。同じく信号Ｂは内燃機関の別の作動量に依存して前以て決めることができる。
【００５５】
図３で例示的に、メイン噴射に対する制御持続時間ＡＤ_ＨＥに基づいて説明した、種々異なった特性マップ間の切換は相応の仕方で、メイン噴射に対する制御開始、パイロット噴射に対する制御持続時間並びにパイロット噴射に対する制御開始にも適用することができる。
【００５６】
別の手段として、リーン運転モードとリッチ運転モードとの間の移行並びにその逆のリッチ運転モードとリーン運転モードとの間の移行にヒステリシスを用いて行うようにすることができる。
【００５７】
図４には、パイロット噴射の制御開始ＡＢ_ＶＥに基づいて、この形式のヒステリシス設定を実施することができる１つの手法が例示されているすなわち、入力信号として内燃機関の回転数ｎ並びに内燃機関のリーン運転モードに対する噴射量Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}が供給されるようになっている特性マップ４０が設けられている。出力信号として特性マップ４０はパイロット噴射の制御開始に対するΔ値ΔＡＢ_ＶＥを生成する。
【００５８】
更に、ヒステリシス特性曲線４１にはλ目標値λ_ｓｏｌｌが供給されるようになっている。λ目標値がリッチ運転モードにあると、ヒステリシス特性曲線４１は出力信号として値１を生成する。これに対してλ目標値がリーン運転モードにあると、ヒステリシス特性曲線４１の出力値は０に等しい。
【００５９】
内燃機関１のこの出力値はパイロット噴射の制御開始に対するΔ値ΔＡＢ_ＶＥをと乗算結合される。このことは、このΔ値ΔＡＢ_ＶＥが内燃機関のリッチ運転モードでは完全に通され、これに対してリーン運転モードでは完全に抑圧されることを意味している。
【００６０】
その後説明した方法で生成された乗算結果が、リーン運転モードにおけるパイロット噴射に対する制御開始ＡＢ_{ＶＥ，ｍａｇｅｒ}と加算結合される。それからこの加算の結果はパイロット噴射に対する制御開始ＡＢ_ＶＥであり、それが最終的にパイロット噴射の目的で噴射弁を開放する時点を確定する。
【００６１】
従って総じて図４では、リーン運転モードにおいて予め与えられる制御開始ＡＢ_{ＶＥ，ｍａｇｅｒ}は、ヒステリシス特性曲線４１の出力信号が０に等しいので変化されない。これに対して内燃機関のリッチ運転モードでは制御開始ＡＢ_{ＶＥ，ｍａｇｅｒ}はΔ値ΔＡＢ_ＶＥだけ変化される。このことは、パイロット噴射の制御開始が内燃機関の上述のリッチ運転モードでは早めの時点に変化されることを意味している。
【００６２】
パイロット噴射の制御開始ＡＢ_ＶＥの今説明した作用は対応する仕方で、メイン噴射の制御開始並びにパイロット噴射および／またはメイン噴射の制御持続時間にも使用することができる。
【００６３】
例として図４との関連において説明したように、ヒステリシスが使用される場合、図１のブロック１０，１１，１２を変形しておいてヒステリシスを使用すると有利であるかまたはそうする必要がある。この形式のヒステリシスは例えば図５に示されている。図５のヒステリシスが図１のブロック１０，１１，１２において使用されるのであれば、図２ａおよび２ｂの参照特性曲線２４および２９の加算的および乗算的補正を部分的に実施する、それも図５に示されているヒステリシスの２つのアームに対してそれぞれ別個に実施すると効果的であるかあるいはそうした方がいい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 車両の内燃機関を運転するための本発明の方法の実施例のブロック線図である。
【図２ａ】 効率をλに換算するための実施例のブロック線図である。
【図２ｂ】 λを効率を換算するための実施例のブロック線図である。
【図３】 メイン噴射の制御持続時間に対して種々の特性マップを使用する実施例のブロック線図である。
【図４】 内燃機関に燃料を噴射する際にヒステリシスを取り込むための実施例のブロック線図である。
【図５】 ヒステリシスを使用する際の効率とλとの間の関係を説明する線図である。

Claims (10)

1. 燃料がリーン運転モードおよびリッチ運転モードにおいて燃焼室に噴射され、かつ２つの運転モード間が切り換えられるという、内燃機関の運転方法において、
   リーン運転モードに対する目標空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}）および目標噴射量（Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}）を持続的に求め、
   該目標空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}）および目標噴射量（Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}）からリーン運転モードに対する目標λ値（λ_{ｍａｇｅｒ}）を持続的に求め、
   リーン運転モードに対する目標λ値（λ_{ｍａｇｅｒ}）とは異なっている、リッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する目標λ値（λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}）を予め決めておき、かつ
   リッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する目標空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}）を、前記リーン運転モードに対する目標λ値（λ_{ｍａｇｅｒ}）と前記リッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する目標λ値（λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}）とから求める
   ことを特徴とする方法。
2. リッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチモードへの移行時に対する目標空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}）を求めるために、
   前記リーン運転モードに対する目標λ値（λ_{ｍａｇｅｒ}）をリーン運転モードに対する燃焼効率（η _{ｍ ａｇｅｒ}）に変換しかつ前記リッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する目標λ値（λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}）をリッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する燃焼効率（η_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}）に変換し、
   前記リーン運転モードに対する燃焼効率（η _{ｍ ａｇｅｒ}）を前記リーン運転モードに対する目標空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}）と乗算し、
   乗算結果を前記リッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する燃焼効率（η_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}）によって割り算し、
   該割り算結果が、前記目標空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}）である、
   請求項１記載の方法。
3. 前記乗算結果を実際空気質量（Ｍ _{Ｌ，ｉｓｔ} ）で割算し、該割算結果であるリッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する目標燃焼効率（η _ｓｏｌｌ ）から、λ目標値λ _{ｓ ｏｌｌ}を求め、
   リッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する目標噴射量（Ｍ_{Ｅ，ｓｏｌｌ}）を、実際空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｉｓｔ}）と前記λ目標値λ _{ｓ ｏｌｌ}とから求める、
   なお、前記実際空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｉｓｔ}）は、測定されるか、またはシミュレーションされる
   請求項１または２のいずれかに記載の方法。
4. λの、対応する燃焼効率への変換またはその逆の変換を参照特性曲線および加算および／または乗算による補正を用いて実施する
   請求項２または３記載の方法。
5. 燃焼室に噴射すべき燃料を２つまたは複数の部分噴射に分けられた噴射で噴射する形式の、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法において、
   部分噴射の、所定の噴射開始に必要とされる制御開始および／または所定の噴射持続時間に必要とされる制御持続時間を運転モードに依存しておよび／または内燃機関の作動量に依存して異なって求める
   請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 所定の噴射開始に必要とされる制御開始および／または所定の噴射持続時間に必要とされる制御持続時間に対して運転モード間の切換の際にヒステリシスを考慮する
   請求項５記載の方法。
7. 燃料がリーン運転モードおよびリッチ運転モードにおいて燃焼室に噴射され、かつ２つの運転モード間が切り換えられる内燃機関の制御装置に用いられるコンピュータ用のコンピュータプログラムであって、
   リーン運転モードに対する目標空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}）および目標噴射量（Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}）を持続的に求め、
   該目標空気質量および目標噴射量からリーン運転モードに対する目標λ値（λ_{ｍａｇｅｒ}）を持続的に求め、
   リーン運転モードに対する目標λ値（λ_{ｍａｇｅｒ}）とは異なっている、リッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する目標λ値（λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}）を予め決めておき、かつ
   リッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する目標空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}）を前記リーン運転モードに対する目標λ値（λ_{ｍａｇｅｒ}）と前記リッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する目標λ値（λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}）とから求める
   ことを前記コンピュータに実現させるためのコンピュータプログラム。
8. 請求項７記載のコンピュータプログラムが記憶されているメモリ。
9. 内燃機関において燃料をリーン運転モードおよびリッチ運転モードにおいて燃焼室に噴射し、かつ
   ２つの運転モード間を切り換える、
   内燃機関の制御装置において、
   該制御装置によって、リーン運転モードに対する目標空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}）および目標噴射量（Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}）を持続的に求め、
   該目標空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}）および目標噴射量（Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}）からリーン運転モードに対する目標λ値（λ_{ｍａｇｅｒ}）を持続的に求め、
   リーン運転モードに対する目標λ値（λ_{ｍａｇｅｒ}）とは異なっている、リッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する目標λ値（λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}）を予め決めておき、
   リッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する目標空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}）を、前記リーン運転モードに対する目標λ値（λ_{ｍａｇｅｒ}）と前記リッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する目標λ値（λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}）とから求める
   ことを特徴とする制御装置。
10. 燃料がリーン運転モードおよびリッチ運転モードにおいて燃焼室に噴射し、かつ
    ２つの運転モード間を切り換える、
    内燃機関において、
    制御装置によって、リーン運転モードに対する目標空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}）および目標噴射量（Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}）を持続的に求め、
    該目標空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}）および目標噴射量（Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}）からリーン運転モードに対する目標λ値（λ_{ｍａｇｅｒ}）を持続的に求め、
    リーン運転モードに対する目標λ値（λ_{ｍａｇｅｒ}）とは異なっている、リッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する目標λ値（λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}）を予め決めておき、
    リッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する目標空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}）を、前記リーン運転モードに対する目標λ値（λ_{ｍａｇｅｒ}）と前記リッチ運転モードおよびリーン運転モードからリッチ運転モードへの移行時に対する目標λ値（λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}）とから求める
    ことを特徴とする内燃機関。

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