JP2004502069A

JP2004502069A - For example, the operation method of an internal combustion engine of a car

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Publication number: JP2004502069A
Application number: JP2002506355A
Authority: JP
Inventors: アンドレアス　ミヒャルスケ
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-06-24
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2021-04-26
Also published as: KR20020033769A; DE50108395D1; EP1297249A1; WO2002001056A1; DE10030936A1; KR100749195B1; EP1297249B1; JP4650992B2

Abstract

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、例えば自動車の内燃機関が記載される。制御装置によって、リーン運転モードに対する空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}）および噴射量（Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}）を持続的に求めることができる。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（λ_{ｍａｇｅｒ}）を持続的に求めることができる。リーン運転モードに対するλとは異なっているλ（λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}）をリッチ運転モードおよびそこへの移行に対して予め決めておくことができる。制御装置によって、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（Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}）をリーン運転モードに対するλおよびリッチ運転モードおよびそこへの移行に対するλから求めることができる。For example, an internal combustion engine of a motor vehicle is described in which fuel is injected into a combustion chamber in a lean operating mode and a rich operating mode and is switched between two operating modes. The controller can continuously determine the air mass (M _{L, mager} ) and injection quantity (M _{E, mager} ) for the lean operating mode. Λ (λ _manager ) for the lean operation mode can be continuously obtained from the air mass and the injection amount. Λ (λ _zwischen ), which is different from λ for the lean operating mode, can be predetermined for the rich operating mode and the transition _thereto . The controller can determine the target air mass (M _{L, soll} ) for the rich operation mode and the transition therefrom from λ for the lean operation mode and λ for the rich operation mode and the transition therefrom.

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。[0001]
The invention starts from a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle, for example, in which combustion is injected into a combustion chamber in a lean operating mode and a rich operating mode and is switched between two operating modes. The invention likewise starts from a corresponding internal combustion engine and a control device for this type of internal combustion engine.
[0002]
It is known for both diesel and gasoline engines to use NOx storage catalysts to reduce harmful emissions. In order to operate the NOx storage catalyst, it is necessary to switch the internal combustion engine from the lean operation mode to the rich operation mode. In this rich operation mode, the NOx storage catalyst is regenerated. After the regeneration, the internal combustion engine is switched back to the lean operation mode.
[0003]
When switching between the lean operating mode and the rich operating mode, it must be ensured that, in particular, no switching shocks or the like occur. The mass of air supplied to the internal combustion engine and the quantity of fuel injected into the internal combustion engine are therefore likely to change when switching between the two modes of operation, especially when the torque produced by the internal combustion engine undergoes a peak or jump change or such a change. It must be adjusted to have nothing.
[0004]
Problems and advantages of the invention
The object of the present invention is to provide a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle, for example, in which switching between a rich operating mode and a lean operating mode is possible without producing any impact or pressure or such a discontinuous effect. It is to be.
[0005]
According to the invention, in a method of the type described at the outset, the object is to continuously determine the air mass and the injection quantity for the lean operating mode, and to continuously determine λ for the lean operating mode from the air mass and the injection quantity. , Different from λ for the lean operating mode, predetermines λ for the rich operating mode and the transition thereto, and sets the target air mass for the rich operating mode and the transition thereto to λ and the rich operating mode for the lean operating mode and It is solved by obtaining from λ for the transition there.
[0006]
Therefore, at the time of transition from the lean operation mode to the rich operation mode, even in the rich operation mode itself, the open-loop control and / or the closed-loop control of the internal combustion engine uses the injection amount and the air that are set for the lean operation mode. Performed on a mass basis. From this air mass and injection quantity for the lean operating mode, λ for the lean operating mode is calculated. This λ is combined with λ representing as such the transition to or the desired λ for the rich operating mode. The desired air mass is then determined from this combination of the calculated λ for the lean operating mode and the desired λ for the rich operating mode or transition to it. The target air mass is supplied to the internal combustion engine at the time of transition to the rich operation mode or even in the rich operation mode itself. In determining the target air mass, it goes without saying that further operating quantities of the internal combustion engine may also be relevant.
[0007]
Overall, the open loop control and / or closed loop control of the present invention represents an air-driven system. The target air mass to be supplied to the internal combustion engine is calculated on the basis of λ for the lean operating mode and as a function of the desired λ for the rich operating mode or the transition thereto. That is, the internal combustion engine is adjusted in the first step by changing the air mass in the direction of the rich operation mode.
[0008]
It goes without saying that the switching of the internal combustion engine from the rich operation mode to the lean operation mode is also appropriate.
[0009]
It is important in the open-loop control and / or closed-loop control of the present invention that the jump change in the target air mass does not have a disturbing effect. The actual air mass and thus also the target injection quantity and the torque generated by the internal combustion engine occur without jump changes. Any peaking or jump changes in the torque generated by the internal combustion engine are reliably avoided in such an approach.
[0010]
Converting λ for lean operating mode to efficiency for lean operating mode and converting λ for rich operating mode to efficiency for rich operating mode, multiplying efficiency for lean operating mode by air mass for lean operating mode, and multiplying the result It is particularly advantageous to divide by the efficiency for the rich operating mode.
[0011]
This is a particularly simple and effective form and method by which λ for the lean mode of operation can be combined with a predetermined λ for the rich mode of operation and the transition thereto. It is important that the two λ values be converted into efficiencies. This conversion also allows a simple combination of the respective quantities and the calculation of the target air mass according to the invention therefrom.
[0012]
In an advantageous embodiment of the invention, in which the actual air mass is measured or simulated or modeled, the desired values for λ in and to the transition in the rich operating mode depend on the air mass and the injection quantity for the lean operating mode. A desired injection quantity for the rich operating mode and for its transition is determined from the actual air mass and the desired value for λ.
[0013]
As described above, the open loop control and / or the closed loop control of the present invention is an air-driven system. According to the invention, the desired air mass is determined as a function of the desired λ. In the above-described embodiment of the invention, the actual air mass, ie the air mass actually supplied to the internal combustion engine, is measured. It is also possible to simulate or model the actual air mass from other operating quantities of the internal combustion engine. This actual air mass changes corresponding to the target air mass. When the actual air mass changes, according to the invention, the target injection quantity changes consequently. This means that the target injection quantity is finally matched to the target air mass. As a result, a target injection quantity is generated which is, as a whole, always dependent on the desired λ on the one hand and always mutually adjusted on the other hand.
[0014]
Thus, by varying the target injection quantity depending on the actual air mass and therefore on the target air mass, the air-driven system of the invention is realized. Since the target injection quantity and the actual air mass are constantly adjusted with one another, it is ensured that there is no possibility of jump changes or peaks in the torque generated by the internal combustion engine.
[0015]
It is particularly advantageous to determine the target value for λ in the rich operation mode and the transition therefrom from the target efficiency for the rich operation mode and the transition therefrom, and to determine the target efficiency by dividing the actual air mass by the result of the multiplication. .
[0016]
This is a particularly simple and effective form and method by which the target injection quantity can be calculated. What is important here is that the conversion from efficiency to λ is performed. It is important that the multiplication result generated from the air mass and the injection amount for the lean operation mode is also used by the present invention in determining the target injection amount. In this way, it is ensured that no jump in the target injection amount occurs even when the target injection amount is switched between the operation modes.
[0017]
In an advantageous embodiment of the invention, the conversion of λ to the corresponding efficiency or vice versa is performed with reference characteristic curves and correction by addition and / or multiplication. In this way, on the one hand, it is possible that a conversion between λ and efficiency or vice versa can be performed with as little computational cost as possible. On the other hand, it is ensured in this way that changes in the internal combustion engine can be corrected using additive and / or multiplicative adaptation.
[0018]
In another advantageous embodiment of the invention, in which the fuel to be injected into the combustion chamber is injected in two or more partial injections, the control start and / or the control duration of the partial injection is controlled. It is determined differently depending on the mode and / or on the amount of operation of the internal combustion engine. It is particularly advantageous to take into account hysteresis when switching between operating modes for the control start and / or control duration.
[0019]
With this arrangement, the method according to the invention for operating an internal combustion engine can be applied in a particularly simple manner to an engine which performs two or more partial injections per fuel injection. This occurs especially in diesel engines. This also applies to internal combustion engines in which direct injection takes place.
[0020]
It is of particular importance to implement the method according to the invention in the form of a computer program provided for the control device of the internal combustion engine. The computer program is executed on the computer of the control device and is suitable for implementing the method of the invention. Accordingly, in this case, the present invention is realized by a computer program, and the computer program implements the present invention in the same manner as the computer program is suitable to carry out. The computer program can advantageously be stored in flash memory. A microprocessor can be provided as a computer. The control device in which the computer program is stored is provided in particular for controlling and / or controlling a number of control variables of the internal combustion engine.
[0021]
Other features, possible applications and advantages of the invention will be apparent from the following description of an embodiment of the invention, as illustrated in the drawings. The features described or illustrated in this connection, either by themselves or in any combination, are independent of the statement summarized in the claims or of their dependencies and of the description or representation in the description or drawings. This is the object of the present invention.
[0022]
Embodiment of the Invention
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the method of the invention for operating an internal combustion engine of a vehicle, for example.
2a and 2b are block diagrams of embodiments for converting efficiency to λ or vice versa;
FIG. 3 is a block diagram of an embodiment using various characteristic maps for the control duration of the main injection;
FIG. 4 is a block diagram of an embodiment for incorporating hysteresis when injecting fuel into an internal combustion engine;
FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between efficiency and λ when using hysteresis.
[0023]
The method described below for open-loop control and / or closed-loop control of an internal combustion engine is described based on a diesel engine. However, it should be pointed out that the described method can also be used in gasoline engines in a suitably adapted manner. In particular, the method described can be used for internal combustion engines in which direct injection takes place.
[0024]
In order to reduce the emission of harmful substances from a diesel internal combustion engine, a NOx storage type catalyst is provided. In this NOx storage type catalyst, the internal combustion engine is alternately operated in the lean operation mode and the rich operation mode. Nitrogen oxides generated in the lean operation mode are absorbed and temporarily stored in the NOx storage catalyst. The NOx storage catalyst is loaded with nitrogen oxides. Before the NOx storage catalyst is completely loaded with nitrogen oxides, the internal combustion engine is switched to the rich operation mode. In this rich operation mode, unburned hydrocarbons and carbon oxides and hydrogen reach the NOx storage catalyst. The nitrogen oxides stored in the NOx storage catalyst can then react with the hydrocarbon materials and carbon oxides and hydrogen and then be released to the atmosphere, inter alia, as carbon dioxide and water. The rich operating mode of the internal combustion engine is maintained until the nitrogen oxides are again unloaded from the NOx storage catalytic converter as completely as possible. This release of nitrogen oxides is also called regeneration of the NOx storage catalyst.
[0025]
Therefore, it is necessary to switch between the lean operation mode and the rich operation mode for the operation described at the beginning of the internal combustion engine. In particular, there should be no sudden change in the moment during this switching process.
[0026]
FIG. 1 shows a control capable of switching between a lean operation mode and a rich operation mode without a sudden change in moment. The starting point of the control of FIG. 1 is a predetermined injection quantity M for the lean operating mode. _{E, mager} And the predetermined air mass M for the lean operating mode _{L, mager} It is. These two quantities M _{E, mager} And M _{L, mager} Is provided by conventional open-loop and / or closed-loop control of the internal combustion engine. If the internal combustion engine has, for example, an exhaust gas recirculation function, the quantity M _{L, mager} Is typically generated by a closed loop control for this exhaust gas recirculation. Quantity M _{E, mager} Usually corresponds to the driver's propulsion desire or the torque to be generated.
[0027]
As another input quantity, FIG. 1 shows the actual air mass M _{L, ist} Exists. This is measured using an air mass sensor. In this case, the signal of the air mass sensor can be corrected by means of another measured variable. The switching between the lean operating mode and the rich operating mode can be predetermined by a λ value λ _zwischen This is performed using As described above, this value may change to a rich λ value or a lean λ value, particularly depending on the load state of the NOx storage catalyst.
[0028]
Injection amount M _{E, mager} Is multiplied by a fixed factor of 14.5 for diesel fuel and then the air mass M _{L, mager} Divided by So the result of this division is the λ value λ _manager It is. This λ value λ _manager Continuously, the two quantities M, regardless of whether the internal combustion engine is in lean or rich operating mode. _{E, mager} And M _{L, mager} Generated by
[0029]
As described in detail with reference to FIGS. 2a and 2b, the λ value λ _manager Is the efficiency η for the lean operating mode in block 10 _manager Is converted to Then this efficiency η _manager Is the air mass M _{L, mager} Is multiplied and combined. The result of this multiplication is characterized in FIG.
[0030]
Λ value λ that can be determined in advance _zwishcen Is the efficiency η _zwischen Is converted to This conversion is described in more detail below in connection with FIGS. 2a and 2b.
[0031]
The multiplication result A described above has an efficiency η _zwischen Divided by The result of this division is the target air mass M _{L, soll} It is. This target air mass M _{L, soll} Is an output signal of the open loop control of FIG. Target air mass M _{L, soll} Can be used, for example, to affect the opening angle of the throttle flap. In this case, the air supplied to the internal combustion engine via, for example, an intake pipe can be changed by the opening angle.
[0032]
Target air mass M _{L, soll} Represents the target value, that is, the desired air mass supplied to the internal combustion engine. As already explained, the air mass actually supplied to the internal combustion engine is measured using an air mass sensor. The measurement signal is then, as already explained, the air mass M _{L, ist} It is.
[0033]
The above-described multiplication result A is, as shown in FIG. _{L, ist} Divided by The result of this division is the target efficiency η _soll It is. This target efficiency η _soll Is the λ target value λ _soll Is converted to This conversion will be described in more detail with reference to FIGS. 2A and 2B.
[0034]
λ target value λ _soll Is multiplied by a fixed factor of 14.5 in diesel fuel, after which the actual air mass M _{L, ist} Is the λ target value λ multiplied by 14.5 _soll Multiplied by The multiplication result A is the target injection amount M _{E, soll} It is.
[0035]
Target injection amount M _{E, soll} Is the output signal of the control of FIG. This target injection amount M _{E, soll} Thus, for example, the target injection amount M _{E, soll} To control the injection valve of the internal combustion engine, that is, to operate the injection valve.
[0036]
The control unit shown in FIG. 1 and described at the outset is a pneumatic command or guidance type. This means that the target air mass M _{L, soll} Is calculated from the input amount of the control unit. This target air mass M _{L, soll} As described above, as a result, the actual air mass M _{L, soll} Occurs. Then this measured actual air mass M _{L, ist} From the target injection amount M _{S, soll} Is calculated.
[0037]
When the internal combustion engine is in the lean operation mode, the λ value λ _zwischen Is the λ value λ for the lean operation mode _manager Corresponds to As a result, this target air mass M _{L, soll} Is the air mass M for lean operating mode _{L, mager} Is equivalent to Similarly, the target injection amount M _{E, soll} Is the injection amount M for the lean operation mode _{E, mager} be equivalent to. That is, in this lean operation mode, the control unit of FIG. _{L, mager} And M _{E, mager} Is not changed.
[0038]
Next, when an attempt is made to switch to the rich operation mode for regeneration of the NOx storage type catalyst, the λ value λ _zwischen Is changed in the direction of the rich λ value. That is, the λ value λ _zwischen Is reduced, for example, in the direction of the value 0.95.
[0039]
As a result, the efficiency η _zwischen And the target air mass M _{L, soll} Is changed. Based on the desired rich operation mode, the target air mass M _{L, soll} Is reduced.
[0040]
As a result, the actual air mass M _{L, ist} Is also smaller. As further shown in the control section of FIG. 1, this further results in the target injection quantity M _{E, soll} Will be increased.
[0041]
Overall, this achieves that the air / fuel ratio changes in a rich operating mode, ie in the direction of excess fuel.
[0042]
When the regeneration of the NOx storage type catalyst is completed, it is possible to return to the lean operation mode of the internal combustion engine. This means that the λ value λ _zwischen Is again the λ value λ for the lean mode of operation. _manager Is realized by being raised in the direction of. As a result, the target air mass M _{L, soll} Increases and at the same time the target injection amount M _{E, soll} Becomes smaller. That is, the air / fuel ratio of the internal combustion engine is changed in the direction of the lean operation mode.
[0043]
λ value λ _zwischen Is the λ value λ for the lean operation mode _manager As soon as the target air mass M _{L, soll} Is the air mass M for the lean operating mode _{L, mager} And the target injection amount M _{E, soll} Is the injection amount M for the lean operation mode _{E, mager} The equilibrium already described, which corresponds to
[0044]
In the control unit of FIG. 1, in blocks 10 and 11, the λ value is converted to efficiency. Conversely, in block 12, the efficiency is converted to a λ value. 2a and 2b show how this transformation can be implemented.
[0045]
In FIG. 2a, the efficiency η is present as an input quantity and the λ value λ is present as an output quantity. Further, the engine speed n and the injection amount M for the lean operation mode of the internal combustion engine _{E, mager} Is given in advance. These two last-mentioned operating quantities of the internal combustion engine are supplied as a whole to four characteristic maps. Depending on these actuation quantities, the value y from the four characteristic maps _off , Y _mul , X _off And x _mul Is generated. Value y _off Is subtracted from the efficiency η. The resulting difference is the value y _mul Divided by The result of the division is supplied to a reference characteristic curve 24 for converting the efficiency into a λ value. From the output signal of the reference characteristic curve 24, x _off Is subtracted. The subtraction result is x _mul Divided by Then, a λ value can be obtained as a division result.
[0046]
Therefore, the reference characteristic curve 24 can be corrected using the characteristic maps 20, 21, 22, and 23. In this case, the characteristic maps 20, 22 are used for adaptive correction, respectively, while the characteristic maps 21, 23 serve for multiplication correction.
[0047]
In FIG. 2b, the conversion of the λ value into the efficiency η is performed in a correspondingly reverse manner. Here, too, there are four characteristic maps 25, 26, 27, 28 with which the reference characteristic curve 29 for converting the λ value into the efficiency η can be corrected. Here, the correction of the reference characteristic curve 29 is also possible in an additive and multiplicative manner.
[0048]
The characteristic map 25 is the same as the characteristic map 23. The corresponding applies to the other characteristic maps 26, 27, 28 to 22, 21, 20. The characteristic curve 29 is an inversion function of the characteristic curve 24.
[0049]
As already described, the target injection amount M in FIG. _{E, soll} Can be used to control an injection valve of an internal combustion engine. Then, by means of this injector, this target injection quantity M _{E, soll} Is used in the combustion chamber of an internal combustion engine. In diesel engines, it is advantageous if the injection of fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine is divided into two partial injections. That is, the pilot injection amount M within the pilot injection frame _{E, VE} And main injection amount M within the frame of main injection _{E, HE} Are injected into the combustion chamber of the internal combustion engine. Then the pilot injection amount M _{E, VE} And main injection amount M _{E, HE} Together with the target injection amount M _{E, soll} Will be formed.
[0050]
To determine the pilot injection and the main injection described above, the respective control start or injection start and the respective control duration or injection duration are decisive. At that time, the target injection amount M _{E, soll} Of the pilot injection and the main injection, the start of the respective control of the pilot injection and the main injection, and the determination of the respective control duration also depend on a plurality of operating quantities of the internal combustion engine. Under certain conditions, for example, there can be no pilot injection at all, for example in a lean operating mode of the internal combustion engine. Similarly, for example, in the rich operation mode of the internal combustion engine, the time interval between the pilot injection and the main injection can be significantly increased.
[0051]
The basis for this measure is the so-called rail pressure p, which supplies fuel to the injector in an internal combustion engine with an accumulator. _Rail Is the fact that it is affected by successive pilot and main injections. In particular, pilot injections can cause oscillations in the pressure chambers in which fuel for injection can be removed via injection valves. In that case, the main injection is the rail pressure p _Rail Depends to some extent on this vibration of That is, the time lag of the main injection related to the pilot injection is directly caused by the rail pressure p existing during the main injection. _Rail Changes.
[0052]
FIG. 3 shows the control duration AD for the main injection depending on the operating state of the internal combustion engine. _HE Is illustrated by way of example. Control duration AD for main injection _HE In this manner, the injection amount M for the main injection is calculated. _{E, HE} And rail pressure p _Rail Is given in advance as an input quantity. These input amounts are supplied to three characteristic maps 30, 31, and 32.
[0053]
According to the characteristic map 30, the control duration AD for the main injection where no pilot injection exists _HE Is output. According to the characteristic map 31, the control duration AD for the main injection in which the pilot injection exists is shown. _HE Is output. In addition, the control duration AD for the main injection set for the rich operation mode of the internal combustion engine is determined by the characteristic map 32. _HE Is output.
[0054]
Using the switching unit 33, one of the three characteristic maps 30, 31, 32 is selected depending on the signal B. The respective output signal of the characteristic map 30, 31, 32 selected via the switching unit 33 is then switched to the control duration AD _HE Will be postponed. The signal B is, for example, a status signal given in advance depending on the operating state of the internal combustion engine. Similarly, the signal B can be predetermined depending on another operating quantity of the internal combustion engine.
[0055]
The control duration AD for the main injection is exemplarily shown in FIG. _HE The switching between the different characteristic maps described on the basis of the above can also be applied in a corresponding manner to the control start for the main injection, the control duration for the pilot injection and the control start for the pilot injection.
[0056]
As another means, the transition between the lean operation mode and the rich operation mode and the reverse transition between the rich operation mode and the lean operation mode can be performed using hysteresis.
[0057]
FIG. 4 shows control start AB of pilot injection. _VE One way in which this type of hysteresis setting can be implemented on the basis of the following is illustrated: the input speed M of the internal combustion engine and the injection quantity M for the lean operating mode of the internal combustion engine as input signals. _{E, mager} Is provided. As an output signal, the characteristic map 40 is a Δ value ΔAB with respect to the start of pilot injection control. _VE Generate
[0058]
Further, the hysteresis characteristic curve 41 has the λ target value λ _soll Is supplied. When the λ target value is in the rich operation mode, the hysteresis characteristic curve 41 generates a value 1 as an output signal. On the other hand, when the λ target value is in the lean operation mode, the output value of the hysteresis characteristic curve 41 is equal to zero.
[0059]
This output value of the internal combustion engine 1 is the Δ value ΔAB with respect to the start of pilot injection control. _VE Is multiplied with. This means that this Δ value ΔAB _VE Is completely passed in the rich operation mode of the internal combustion engine, whereas it is completely suppressed in the lean operation mode.
[0060]
The multiplication result generated by the method described later is used as a control start AB for pilot injection in the lean operation mode. _{VE, mager} Is added and combined. Then, the result of this addition is the control start AB for pilot injection. _VE Which ultimately determines when to open the injector for pilot injection purposes.
[0061]
Therefore, generally in FIG. 4, the control start AB given in advance in the lean operation mode _{VE, mager} Is not changed because the output signal of the hysteresis characteristic curve 41 is equal to zero. On the other hand, in the rich operation mode of the internal combustion engine, the control start AB _{VE, mager} Is the Δ value ΔAB _VE Only be changed. This means that the control start of the pilot injection is changed earlier in the above-described rich operation mode of the internal combustion engine.
[0062]
Control start AB for pilot injection _VE The action just described can be used in a corresponding manner also for the control start of the main injection and for the control duration of the pilot injection and / or the main injection.
[0063]
If hysteresis is used, as described by way of example in connection with FIG. 4, it may be advantageous or necessary to modify blocks 10, 11, 12 of FIG. 1 to use hysteresis. This type of hysteresis is shown, for example, in FIG. If the hysteresis of FIG. 5 is used in blocks 10, 11, 12 of FIG. 1, the additive and multiplicative corrections of the reference characteristic curves 24 and 29 of FIGS. 2a and 2b are also partially performed. It may be effective or better to implement each separately for the two arms of hysteresis shown in FIG.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the method of the invention for operating an internal combustion engine of a vehicle.
FIG. 2a is a block diagram of an embodiment for converting efficiency to λ.
FIG. 2b is a block diagram of an embodiment for converting λ to efficiency.
FIG. 3 is a block diagram of an embodiment using various characteristic maps for the control duration of the main injection.
FIG. 4 is a block diagram of an embodiment for taking in hysteresis when injecting fuel into an internal combustion engine.
FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between efficiency and λ when using hysteresis.

Claims

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、例えば自動車の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空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}）および噴射量（Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}）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（λ_{ｍａｇｅｒ}）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（λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}）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（Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}）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
ことを特徴とする方法。In a method of operating an internal combustion engine of a motor vehicle, for example, in which fuel is injected into a combustion chamber in a lean operation mode and a rich operation mode and is switched between two operation modes,
Air mass _{(M L, Mager)} for the lean operation mode and the injection quantity _{(M E, Mager)} continuously sought,
Λ (λ _manager ) for the lean operation mode is continuously obtained from the air mass and the injection amount,
Different from λ for the lean operating mode, λ (λ _zwischen ) for the rich operating mode and the transition _thereto is predetermined, and the target air mass (ML _{, soll} ) for the rich operating mode and the transition _thereto is lean. Determining from λ for the operating mode and λ for the rich operating mode and its transition.

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およびリッチ運転モードへの移行に対するλをリッチ運転モードおよびリッチ運転モードへの移行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およびリッチ運転モードへの移行に対する効率によって割り算する
請求項１記載の方法。Converting λ for the lean operation mode to efficiency for the lean operation mode and λ for the rich operation mode and transition to the rich operation mode to efficiency for the transition to the rich operation mode and the rich operation mode;
2. The method of claim 1 wherein the efficiency for the lean mode of operation is multiplied by the air mass for the lean mode of operation and the result of the multiplication is divided by the efficiency for the rich mode of operation and the transition to the rich mode of operation.

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形式の、請求項１または２のいずれかに記載の方法であって、
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とλに対する目標値とから求める
請求項１または２のいずれかに記載の方法。3. The method according to claim 1, wherein the actual air mass is measured or simulated or modeled,
The target value for λ in the rich operation mode and the transition to the same is determined as a function of the air mass and the injection amount for the lean operation mode, and the target injection amount for the rich operation mode and the transition therefor is set as the target value for the actual air mass and λ 3. The method according to claim 1, wherein the value is obtained from the value.

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
請求項２および３記載の方法。3. A target value for λ in the rich operation mode and the transition thereto is determined from the target efficiency for the rich operation mode and the transition thereto, and the target efficiency is determined by dividing the actual air mass by the multiplication result. 3. The method according to 3.

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
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。5. The method according to claim 1, wherein the conversion of [lambda] to the corresponding efficiency or vice versa is performed using a reference characteristic curve and correction by addition and / or multiplication.

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
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。6. The method according to claim 1, wherein the fuel to be injected into the combustion chamber is injected in two or more sub-injections.
6. The method as claimed in claim 1, wherein the control start and / or control duration of the partial injection is determined differently depending on the operating mode and / or as a function of the operating quantity of the internal combustion engine.

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
請求項６記載の方法。7. The method as claimed in claim 6, wherein hysteresis is taken into account when switching between operating modes for control start and / or control duration.

請求項１から７までのいずれか１項記載の方法を実施するために、該方法がコンピュータにおいて実施されるときに適している
ことを特徴とするコンピュータプログラム。A computer program characterized in that the method is suitable for performing the method according to any one of claims 1 to 7 when the method is performed on a computer.

メモリ、例えばフラッシュメモリに記憶されている
請求項８記載のコンピュータプログラム。9. The computer program according to claim 8, which is stored in a memory, for example, a flash memory.

内燃機関において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可能であり、かつ
２つの運転モード間を切り換えることができるという、
例えば自動車の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空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}）および噴射量（Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}）を持続的に求めることができ、
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（λ_{ｍａｇｅｒ}）を持続的に求めることができ、
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（λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}）を予め決めることができ、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（Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}）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とから求めることができる
ことを特徴とする制御装置。That in an internal combustion engine fuel can be injected into the combustion chamber in a lean operating mode and a rich operating mode, and that it is possible to switch between the two operating modes;
For example, in a control device for an internal combustion engine of an automobile,
By the control device, the air mass _{(M L, Mager)} for the lean operation mode and the injection quantity _{(M E, Mager)} can be continuously seek,
For lean operation mode from the air temperament amount and injection quantity lambda (lambda _Mager) can be continuously seek,
Different from λ for the lean operating mode, λ (λ _zwischen ) for the rich operating mode and its transition can be predetermined and the target air mass (ML _{, soll} ) for the rich operating mode and its transition to ) Can be obtained from λ for the lean operation mode and λ for the rich operation mode and the transition to the rich operation mode.

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可能であり、かつ
２つの運転モード間を切り換えることができるという、
例えば自動車の内燃機関において、
制御装置によって、リーン運転モードに対する空気質量（Ｍ_{Ｌ，ｍａｇｅｒ}）および噴射量（Ｍ_{Ｅ，ｍａｇｅｒ}）を持続的に求めることができ、
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（λ_{ｍａｇｅｒ}）を持続的に求めることができ、
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（λ_{ｚｗｉｓｃｈｅｎ}）を予め決めることができ、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（Ｍ_{Ｌ，ｓｏｌｌ}）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とから求めることができる
ことを特徴とする内燃機関。That fuel can be injected into the combustion chamber in lean and rich operating modes and can switch between the two operating modes;
For example, in an internal combustion engine of a car,
The controller can continuously determine the air mass (M _{L, mager} ) and injection quantity (M _{E, mager} ) for the lean operating mode,
For lean operation mode from the air temperament amount and injection quantity lambda (lambda _Mager) can be continuously seek,
Different from λ for the lean operating mode, λ (λ _zwischen ) for the rich operating mode and its transition can be predetermined and the target air mass (ML _{, soll} ) for the rich operating mode and its transition to ) Can be determined from λ for the lean operation mode and λ for the rich operation mode and the transition to the rich operation mode.