JP6707333B2 - 内燃機関を稼働させるための方法及び制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の内燃機関を稼働させるための方法に関する。さらに、本発明は、当該方法を実施するための制御装置に関する。

実践からは、内燃機関、特に船舶用ディーゼル型内燃機関又はその他の大型エンジンの通常稼働中において、内燃機関によって利用可能とされる出力は、通常稼働の間に内燃機関に導入された、特に噴射された稼働燃料量（Betriebs-Kraftstoffmenge）に応じて決定されることが知られている。その結果、例えば内燃機関を出力制御された方法で稼働させるために、内燃機関に導入される稼働燃料量により、内燃機関の出力が決定され得る。この、先行技術から知られた、内燃機関によって通常稼働の間に利用可能とされる出力を決定するための方法には、出力の決定が、燃料の差異及び内燃機関の燃料供給システム内の摩耗ゆえに不正確であり、したがって、例えば内燃機関の稼働をもはや最適に調節することができないという問題がある。それゆえ、稼働中に内燃機関によって利用可能とされる出力をより正確に決定するために用いられる方法及び制御装置が必要とされる。

したがって、本発明の課題は、内燃機関を稼働させるための新たなタイプの方法と、当該方法を実施するための制御装置と、を作り出すことにある。

本課題は、請求項１に記載の、内燃機関を稼働させるための方法によって解決される。

本発明によると、内燃機関の較正モード（Kalibriermodus）において、内燃機関は所定の回転速度で稼働され、このために、内燃機関が所定の回転速度を維持するために必要な較正燃料量（Kalibrier-Kraftstoffmenge）が決定され、内燃機関の稼働モードにおいては、内燃機関によって利用可能とされる出力は、較正モードにおいて決定された較正燃料量と、稼働モードにおいて内燃機関内に導入される稼働燃料量と、に応じて決定される。

本発明によると、内燃機関の較正モードの間に、較正燃料量が決定され、内燃機関の稼働モードでは、内燃機関によって利用可能とされる出力が、当該較正燃料量に応じて決定される。このようにして、燃料の差異及び燃料供給システムの摩耗を、内燃機関によって稼働モードにおいて利用可能とされる出力を決定する際に考慮することと、内燃機関によって稼働モードにおいて利用可能とされる出力をより正確に決定することと、が可能である。最終的には、これによって、内燃機関をより効率的に稼働させることが可能になる。

選択的に、稼働モードにおいて、内燃機関によって利用可能とされる出力は、内燃機関内に導入される稼働燃料量に応じて、特性（Kennlinie）を用いて決定され、当該特性は、較正モードにおいて決定された較正燃料量に基づいて較正される。内燃機関によって稼働モードにおいて利用可能とされる出力を、稼働燃料量が取り込まれる特性に応じて決定すること、及び、当該特性を、較正モードにおいて決定された較正燃料量を用いて較正することは、容易かつ確実である。

選択的に、内燃機関の較正モードにおいて、内燃機関は、ゼロ負荷で所定のアイドリング回転速度で稼働され、その際、内燃機関がアイドリング回転速度を維持するために必要な較正燃料量が決定される。これによって、較正燃料量を通じた特に容易かつ有利な較正が可能である。

選択的に、内燃機関の較正モードにおいて、内燃機関は、回転速度を制御された方法で稼働される。これによって、較正燃料量を特に有利に決定することが可能になる。

選択的に、内燃機関は、内燃機関の始動直後又は内燃機関の停止直前に、較正モードで稼働される。これは、このようにすることにより、内燃機関の通常の稼働モードが較正モードによって阻害されないことが保証されるためである。

選択的に、較正燃料量は、測定及び／若しくは算定された燃料の粘性、並びに／又は、測定及び／若しくは算定された燃料の温度に応じて修正される。これによって、較正燃料量をさらに正確に決定することが可能になり、内燃機関を通常の稼働モードにおいて、より正確に稼働させることが可能になる。

本発明に係る方法を実施するための制御装置は請求項９に規定されている。

本発明の好ましいさらなる構成は、従属請求項及び以下の説明から明らかになる。本発明の実施例を、これに限定されることなく、図面を用いて詳細に説明する。示されているのは以下の図である。

本発明に係る方法を説明するための図である。

本発明は、内燃機関、特に船舶用ディーゼル型内燃機関のような大型エンジンを稼働させるための方法と、当該方法を実施するための制御装置と、に関する。

内燃機関の通常の稼働モードにおいて、内燃機関のシリンダ内には、燃料供給システムを用いて燃料が導入、特に噴射され、内燃機関内に導入される稼働燃料量が決定され、内燃機関内に導入される稼働燃料量に応じて、稼働モードにおいて内燃機関によって利用可能とされる最新の出力が決定され得る。

それに応じて、図１には特性１０が示されており、当該特性を用いて、内燃機関の通常の稼働モードにおいて内燃機関によって利用可能とされる出力Ｐが、内燃機関内に導入される稼働燃料量Ｅに応じて決定され得る。図１の特性１０は、内燃機関内に導入される稼働燃料量Ｅと、内燃機関によって利用可能とされる出力Ｐと、の間における線形依存性を表している。

その結果、内燃機関の稼働モードにおいて、図１に示された特性１０を用いて、内燃機関によって利用可能とされる出力Ｐが、以下の線形依存性に基づいて決定される：
Ｐ＝ａ＋ｂ*Ｅ
このとき、Ｅは稼働燃料量であり、ａ、ｂは線形依存性の定数である。

図１は、定数ａが、内燃機関が無負荷の稼働、すなわちゼロ負荷の際に必要とする燃料量に対応することを示している。定数ｂは、上記の線形依存性の傾きに対応する。

内燃機関によって利用可能とされる出力Ｐは、内燃機関内に導入される稼働燃料量Ｅに基づいて、非線形依存性によってさえも決定され得る。

本発明によると、内燃機関の較正モードにおいて、内燃機関は、所定の回転速度で稼働され、その際、較正燃料量が決定される。選択的に、内燃機関は、較正モードにおいて、ゼロ負荷で、つまり無負荷の動作点において、所定のアイドリング回転速度で稼働され、その際、内燃機関がゼロ負荷でアイドリング回転速度を維持するために必要な較正燃料量が決定される。

内燃機関によって利用可能とされる出力Ｐと、内燃機関内に導入される稼働燃料量Ｅと、の間における、図１に示された線形依存性にとって、これは、内燃機関の較正モードにおいて、線形依存性の定数ａが較正されるということを意味している。結果として、図１には、２つの定数ａ１及びａ２が示されており、較正された特性１０’は、それまで有効であった特性１０を平行にシフトさせることによって得られる。すなわち、それまで有効であった特性１０は、較正された特性１０’が較正モードによって決定された値ａ２を通過するように平行にシフトさせられる。当該値ａ２は、内燃機関がゼロ負荷で所定のアイドリング回転速度を維持するために必要とする較正燃料量に相当する。

内燃機関の較正モードにおいて、内燃機関は、選択的には回転速度を制御された方法で稼働される。

内燃機関の較正モードは、好ましくは内燃機関の始動直後に開始され、それによって、内燃機関が始動する度に、内燃機関によって利用可能とされる出力Ｐを決定するための特性は新たに較正され、したがって、常に内燃機関の最適な稼働が保証される。

本発明によって、内燃機関の通常の稼働モードの間に、内燃機関によって利用可能とされる出力を先行技術よりも正確に決定することが可能になる。特に、燃料の揺らぎ及び燃料供給システムの摩耗による不正確性を、内燃機関の出力を決定する際に排除することができる。

本発明の有利なさらなる構成によると、較正モードにおいて決定された較正燃料量を、算定及び／若しくは測定された燃料の粘度、並びに／又は、測定及び／若しくは算定された燃料の温度に応じて修正することが可能であり、それによって、内燃機関の稼働モードにおいて内燃機関内に導入される稼働燃料量に応じて内燃機関の出力を決定する際に、これらの影響量が排除される。

本発明に係る制御装置は、当該方法を実施するための手段を含んでいる。当該手段とは、当該方法の実施に関与するアセンブリの間におけるデータ交換のためのデータインターフェース、データを記憶するためのデータ記憶ユニット、及び、データを処理するためのプロセッサである。

１０ 特性
１０’ 較正された特性
ａ１、ａ２ 定数
Ｅ 稼働燃料量
Ｐ 出力

Claims (8)

1. 内燃機関を稼働させるための方法であって、前記内燃機関の稼働モードにおいて、前記内燃機関によって利用可能とされる出力が、前記稼働モードにおいて前記内燃機関内に導入される稼働燃料量に応じて決定される、方法において、
   前記内燃機関の較正モードにおいて、前記内燃機関は所定の回転速度で稼働され、その際、前記内燃機関が前記所定の回転速度を維持するために必要な較正燃料量が決定され、前記内燃機関が負荷をかけられて稼働される前記内燃機関の前記稼働モードにおいては、前記内燃機関によって利用可能とされる出力は、前記較正モードにおいて決定された前記較正燃料量と、前記稼働モードにおいて前記内燃機関内に導入される前記稼働燃料量と、に応じて決定され、
   前記内燃機関の前記較正モードにおいて、前記内燃機関が、ゼロ負荷で所定のアイドリング回転速度で稼働され、その際、前記内燃機関が前記アイドリング回転速度を維持するために必要な前記較正燃料量が決定されることを特徴とする方法。
2. 前記稼働モードにおいて、前記内燃機関によって利用可能とされる出力が、前記内燃機関内に導入される前記稼働燃料量に応じて、所定の特性を用いて決定され、前記所定の特性は、前記較正モードにおいて決定された前記較正燃料量に基づいて較正されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記稼働モードにおいて、前記内燃機関によって利用可能とされる出力が、前記内燃機関内に導入される前記稼働燃料量の線形依存性に基づいて決定され、且つ、前記線形依存性が、前記較正モードにおいて決定された前記較正燃料量に基づいて較正されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記稼働モードにおいて、前記内燃機関によって利用可能とされる出力が、線形依存性：
   Ｐ＝ａ＋ｂ＊Ｅ
   に基づいて決定され、このとき、Ｐは前記内燃機関によって利用可能とされる出力であり、Ｅは前記稼働燃料量であり、ａ、ｂは前記線形依存性の定数であり、前記定数ａは、前記較正モードにおいて決定された前記較正燃料量に基づいて較正されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記内燃機関の前記較正モードにおいて、前記内燃機関が回転速度を制御された方法で稼働されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記内燃機関が、前記内燃機関の始動直後に、前記較正モードで稼働されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記較正燃料量が、測定及び／若しくは算定された燃料の粘性、並びに／又は、測定及び／若しくは算定された燃料の温度に応じて修正されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の方法を実施するための手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。

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