JPH06193492A - 全負荷運転における内燃機関の作動方法 - Google Patents
全負荷運転における内燃機関の作動方法Info
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- JPH06193492A JPH06193492A JP5283948A JP28394893A JPH06193492A JP H06193492 A JPH06193492 A JP H06193492A JP 5283948 A JP5283948 A JP 5283948A JP 28394893 A JP28394893 A JP 28394893A JP H06193492 A JPH06193492 A JP H06193492A
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1486—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
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- F02D41/10—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration
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- F02D41/1488—Inhibiting the regulation
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 空気流量の捕捉検出に誤りがあっても全負荷
運転において少なくとも化学量論的混合気を保証するよ
うにした、空気量の供給される噴射装置により作動する
内燃機関の作動方法を提供する。 【構成】 全負荷運転中でありその際に一般的にλ混合
気調整が解除されている場合、混合気の希薄化を回避す
るために、（λ調整の投入に必要である）”エンジン温
度が閾値よりも高い”という温度条件がまだ満たされて
いなくても、スタンバイ状態にある排気ガスゾンデが限
界値よりも長い期間、希薄化された混合気組成であるこ
とを表すとただちに、内燃機関が全負荷状態でも混合気
調整を投入する。
運転において少なくとも化学量論的混合気を保証するよ
うにした、空気量の供給される噴射装置により作動する
内燃機関の作動方法を提供する。 【構成】 全負荷運転中でありその際に一般的にλ混合
気調整が解除されている場合、混合気の希薄化を回避す
るために、（λ調整の投入に必要である）”エンジン温
度が閾値よりも高い”という温度条件がまだ満たされて
いなくても、スタンバイ状態にある排気ガスゾンデが限
界値よりも長い期間、希薄化された混合気組成であるこ
とを表すとただちに、内燃機関が全負荷状態でも混合気
調整を投入する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、λ調整装置と混合気制
御装置とが設けられており、前記λ調整装置はλゾンデ
とλ調整器を有しており、該λ調整器は、全負荷運転以
外のときに前記λゾンデの出力信号に依存して、内燃機
関へ供給すべき燃料−空気混合気を目標値に調整し、前
記混合気制御装置は、内燃機関が全負荷運転中でありλ
調整が解除されているときに、燃料−空気混合気を前記
目標値よりも低い値に設定調整する形式の、全負荷運転
における内燃機関の作動方法に関する。
御装置とが設けられており、前記λ調整装置はλゾンデ
とλ調整器を有しており、該λ調整器は、全負荷運転以
外のときに前記λゾンデの出力信号に依存して、内燃機
関へ供給すべき燃料−空気混合気を目標値に調整し、前
記混合気制御装置は、内燃機関が全負荷運転中でありλ
調整が解除されているときに、燃料−空気混合気を前記
目標値よりも低い値に設定調整する形式の、全負荷運転
における内燃機関の作動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】全負荷運転の際、内燃機関はその最大出
力を送出する。しかしこのことは、空気−燃料混合気が
部分負荷の際の組成よりも濃縮されている（濃厚混合
気、約１０％の空気不足）ときにしか得られない。
力を送出する。しかしこのことは、空気−燃料混合気が
部分負荷の際の組成よりも濃縮されている（濃厚混合
気、約１０％の空気不足）ときにしか得られない。
【０００３】法律上要求されている排気ガス放出に対す
る限界値を越えないようにする目的で、最新の内燃機関
にはλ調整器が装備されており、これにより混合気組成
の必要な精度が保証される。この場合、閉じた調整回路
において連続的に排気ガス中の残留酸素含有量がλゾン
デにより測定され、化学量論的混合気（λ＝１）が生じ
るように供給燃料量が補正されるので、全負荷の際には
λ調整器を遮断する必要がある。内燃機関はこの運転状
態中、事前の混合気の濃厚化制御により運転される。適
切に混合気を準備供給するために、燃料調量システム−
キャブレタ機構または噴射装置−は機関の目下の負荷状
態に関する正確な情報を必要とし、それにより適切な量
の燃料を吸い込まれた空気に加えて混合できる。この場
合、負荷パラメータとして１行程ごとに吸い込まれる空
気量が用いられるため、空気流量の誤まりのある捕捉検
出により事前の混合気制御が希薄化制御になる結果にな
る可能性がある。このような誤りのある測定値はたとえ
ば、サーミスタフィルム形空気量測定器または熱線形空
気量測定器のように迅速に応答する空気測定機器により
測定値が捕捉検出される場合に生じる可能性がある。高
い応答速度のために、空気測定機器の出力信号は空気流
中のそのつどの脈動に追従する。したがってこのような
脈動が生じるとただちに、空気測定機器は場合によって
はもはや正しい測定値を供給しなくなり、それらの不正
確な測定値が混合気準備処理のために用いられてしまう
可能性がある。内燃機関がこの運転状態にある場合、λ
調整は解除されているので、λ調整によってこのような
誤りのある負荷捕捉検出を補償することもできない。
る限界値を越えないようにする目的で、最新の内燃機関
にはλ調整器が装備されており、これにより混合気組成
の必要な精度が保証される。この場合、閉じた調整回路
において連続的に排気ガス中の残留酸素含有量がλゾン
デにより測定され、化学量論的混合気（λ＝１）が生じ
るように供給燃料量が補正されるので、全負荷の際には
λ調整器を遮断する必要がある。内燃機関はこの運転状
態中、事前の混合気の濃厚化制御により運転される。適
切に混合気を準備供給するために、燃料調量システム−
キャブレタ機構または噴射装置−は機関の目下の負荷状
態に関する正確な情報を必要とし、それにより適切な量
の燃料を吸い込まれた空気に加えて混合できる。この場
合、負荷パラメータとして１行程ごとに吸い込まれる空
気量が用いられるため、空気流量の誤まりのある捕捉検
出により事前の混合気制御が希薄化制御になる結果にな
る可能性がある。このような誤りのある測定値はたとえ
ば、サーミスタフィルム形空気量測定器または熱線形空
気量測定器のように迅速に応答する空気測定機器により
測定値が捕捉検出される場合に生じる可能性がある。高
い応答速度のために、空気測定機器の出力信号は空気流
中のそのつどの脈動に追従する。したがってこのような
脈動が生じるとただちに、空気測定機器は場合によって
はもはや正しい測定値を供給しなくなり、それらの不正
確な測定値が混合気準備処理のために用いられてしまう
可能性がある。内燃機関がこの運転状態にある場合、λ
調整は解除されているので、λ調整によってこのような
誤りのある負荷捕捉検出を補償することもできない。
【０００４】ＷＯ９１／０５１５３号には、内燃機関の
特殊な運転状態中の混合気制御を改善する方法が示され
ている。この場合、λ調整は制御作動中も制限された調
整範囲で投入されたまま保持され、λ調整器はこの特殊
な作動状態中、非対称に作用するので、このλ調整器は
燃料空気混合気を”濃厚化”方向にしか調整しない。
特殊な運転状態中の混合気制御を改善する方法が示され
ている。この場合、λ調整は制御作動中も制限された調
整範囲で投入されたまま保持され、λ調整器はこの特殊
な作動状態中、非対称に作用するので、このλ調整器は
燃料空気混合気を”濃厚化”方向にしか調整しない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、空気流量の捕捉検出に誤りがあっても全負荷運転
において少なくとも化学量論的混合気を保証するように
した、空気量の供給される噴射装置により作動する内燃
機関の作動方法を提供することにある。
題は、空気流量の捕捉検出に誤りがあっても全負荷運転
において少なくとも化学量論的混合気を保証するように
した、空気量の供給される噴射装置により作動する内燃
機関の作動方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、λ調整が解除されていてもλゾンデの出力信号を継
続的に捕捉検出して濃厚閾値ないし希薄閾値と比較し、
所定の期間よりも長い期間、前記λゾンデの出力信号が
希薄閾値を下回ると、選択可能な回数の混合状態変化
（濃厚から希薄へないし希薄から濃厚への変化）のため
にλ調整を投入し、λ調整値の平均値が濃厚基本混合気
であることを示すまで、λ調整を投入し続けることによ
り解決される。
は、λ調整が解除されていてもλゾンデの出力信号を継
続的に捕捉検出して濃厚閾値ないし希薄閾値と比較し、
所定の期間よりも長い期間、前記λゾンデの出力信号が
希薄閾値を下回ると、選択可能な回数の混合状態変化
（濃厚から希薄へないし希薄から濃厚への変化）のため
にλ調整を投入し、λ調整値の平均値が濃厚基本混合気
であることを示すまで、λ調整を投入し続けることによ
り解決される。
【０００７】
【発明の利点】全負荷運転においてλ調整が解除されて
もλゾンデの出力信号を捕捉検出し評価することによ
り、たとえば負荷パラメータの誤った検出により全負荷
運転において希薄化するような、混合気組成中のエラー
を識別し、ただちに補正することができる。したがって
内燃機関の規則正しい運転に必要な混合気組成が保証さ
れる。
もλゾンデの出力信号を捕捉検出し評価することによ
り、たとえば負荷パラメータの誤った検出により全負荷
運転において希薄化するような、混合気組成中のエラー
を識別し、ただちに補正することができる。したがって
内燃機関の規則正しい運転に必要な混合気組成が保証さ
れる。
【０００８】次に、２つの図面に基づき本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
【０００９】
【実施例の説明】図１に示された内燃機関１０の構成に
おいては、本発明による方法を理解するのに必要な部分
しか示されていない。内燃機関１０の各シリンダには噴
射バルブ１４が配属されており、ここではそれらのうち
ただ１つの噴射バルブしか示されていない。これらの噴
射バルブは図示されていない燃料循環系の一部であり、
この燃料循環系はそれ自体周知のように貯蔵タンク、圧
力調整装置、燃料ポンプ、燃料フィルタならびに相応の
導管により構成されている。内燃機関１０は、エアフィ
ルタ２２、吸気管１１およびスロットルバルブ２５を介
して燃焼ガスを受け取る。吸気管１１中にはさらに、吸
気温度センサ２０および空気量測定器２１が設けられて
いる。この空気量測定器は、サーミスタフィルム形空気
量測定器としても実現できるし、あるいは熱線形空気量
測定器としても実現できる。さらにスロットルバルブ２
５には、全負荷運転を検出するために位置センサ１５が
配属されており、この位置センサはスロットルバルブ開
度に相応する信号を発生する。この場合、位置センサ１
５をスロットルバルブスイッチとすることができ、この
スイッチは、回転数とは無関係に所定のスロットルバル
ブ開度でトリガされるか、またはスロットルバルブ開度
が内燃機関回転数に依存してあらかじめ設定されたスロ
ットルバルブ角度よりも大きければトリガされる。
おいては、本発明による方法を理解するのに必要な部分
しか示されていない。内燃機関１０の各シリンダには噴
射バルブ１４が配属されており、ここではそれらのうち
ただ１つの噴射バルブしか示されていない。これらの噴
射バルブは図示されていない燃料循環系の一部であり、
この燃料循環系はそれ自体周知のように貯蔵タンク、圧
力調整装置、燃料ポンプ、燃料フィルタならびに相応の
導管により構成されている。内燃機関１０は、エアフィ
ルタ２２、吸気管１１およびスロットルバルブ２５を介
して燃焼ガスを受け取る。吸気管１１中にはさらに、吸
気温度センサ２０および空気量測定器２１が設けられて
いる。この空気量測定器は、サーミスタフィルム形空気
量測定器としても実現できるし、あるいは熱線形空気量
測定器としても実現できる。さらにスロットルバルブ２
５には、全負荷運転を検出するために位置センサ１５が
配属されており、この位置センサはスロットルバルブ開
度に相応する信号を発生する。この場合、位置センサ１
５をスロットルバルブスイッチとすることができ、この
スイッチは、回転数とは無関係に所定のスロットルバル
ブ開度でトリガされるか、またはスロットルバルブ開度
が内燃機関回転数に依存してあらかじめ設定されたスロ
ットルバルブ角度よりも大きければトリガされる。
【００１０】排気管１２内には、排気ガス中に含まれる
成分ＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘを除去するために３元触媒
装置２３が設けられている。排気ガス中の酸素濃度を検
出するために、排気管１２中において３元触媒装置の上
流側にλゾンデが挿入されている。さらに内燃機関の適
切な個所に、機関回転数検出用の回転数センサ１７と冷
却媒体温度センサ１９も設けられている。これらのセン
サの出力側ならびに前述の調整部材の入力側は、インタ
ーフェースを介して電子制御装置１３と接続されてい
る。
成分ＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘを除去するために３元触媒
装置２３が設けられている。排気ガス中の酸素濃度を検
出するために、排気管１２中において３元触媒装置の上
流側にλゾンデが挿入されている。さらに内燃機関の適
切な個所に、機関回転数検出用の回転数センサ１７と冷
却媒体温度センサ１９も設けられている。これらのセン
サの出力側ならびに前述の調整部材の入力側は、インタ
ーフェースを介して電子制御装置１３と接続されてい
る。
【００１１】燃料噴射のほかに多数のその他の役割（た
とえば点火調整）を担うことのできる内燃機関用のこの
種の電子制御装置はそれ自体公知であるので、以下では
本発明と関連する構成および作用についてのみ言及す
る。
とえば点火調整）を担うことのできる内燃機関用のこの
種の電子制御装置はそれ自体公知であるので、以下では
本発明と関連する構成および作用についてのみ言及す
る。
【００１２】電子制御装置１３の中核はマイクロコンピ
ュータであって、これは設定されたプログラムにしたが
って必要な機能を制御する。センサ（空気量測定器およ
び回転数センサ）から供給され相応の回路で処理された
信号により基本噴射時間または基礎噴射時間が算出さ
れ、通常の場合、λ調整を投入することにより化学量論
的比率（λ＝１）に相応する燃料空気混合気が得られる
ように、その他の作動パラメータに依存して上記の基本
噴射時間の補正が実施される。
ュータであって、これは設定されたプログラムにしたが
って必要な機能を制御する。センサ（空気量測定器およ
び回転数センサ）から供給され相応の回路で処理された
信号により基本噴射時間または基礎噴射時間が算出さ
れ、通常の場合、λ調整を投入することにより化学量論
的比率（λ＝１）に相応する燃料空気混合気が得られる
ように、その他の作動パラメータに依存して上記の基本
噴射時間の補正が実施される。
【００１３】図２のフローチャートに基づいて、全負荷
運転状態における混合気濃縮について説明する。
運転状態における混合気濃縮について説明する。
【００１４】全負荷運転時に場合によっては必要とされ
る混合気補正を実施できるようにするために、第１のス
テップＳ１において、λゾンデがスタンバイ状態にあり
λ調整を必要に応じて投入できるか否かが検査される。
ゾンデ温度ＴＳがゾンデ作動温度ＴＳＢよりも低けれ
ば、内燃機関はそのまま混合気制御により運転される。
しかしλゾンデがその作動温度ＴＳＢにすでに達してい
れば、第２のステップＳ２において、内燃機関が全負荷
運転状態にあるか否かが検査される。このためにスロッ
トルバルブの開度および機関の回転数が評価される。ス
ロットルバルブ開度ＤＫＷが所定の限界値ＤＫＷＧを越
えていれば、全負荷運転であると推定される。ステップ
Ｓ２における答がノーであれば全負荷運転状態にはな
く、必要な前提条件が与えられていれば（冷却媒体温度
が所定の閾値よりも高く、エンジンはほぼ定常状態にあ
り、エンジンは運転状態”エンジンブレーキ解除”には
ない）、内燃機関は通常のλ調整で運転され、これによ
り混合気は化学量論的比率λ＝１に調整される。しかし
全負荷運転が検出されると、ステップＳ３において、λ
調整がその前に投入されていたのであればこれが解除さ
れ、λ調整が解除されてもλゾンデの出力信号ＵＳは引
き続き捕捉検出されて評価され、つまり濃厚閾値ないし
希薄閾値と比較される。
る混合気補正を実施できるようにするために、第１のス
テップＳ１において、λゾンデがスタンバイ状態にあり
λ調整を必要に応じて投入できるか否かが検査される。
ゾンデ温度ＴＳがゾンデ作動温度ＴＳＢよりも低けれ
ば、内燃機関はそのまま混合気制御により運転される。
しかしλゾンデがその作動温度ＴＳＢにすでに達してい
れば、第２のステップＳ２において、内燃機関が全負荷
運転状態にあるか否かが検査される。このためにスロッ
トルバルブの開度および機関の回転数が評価される。ス
ロットルバルブ開度ＤＫＷが所定の限界値ＤＫＷＧを越
えていれば、全負荷運転であると推定される。ステップ
Ｓ２における答がノーであれば全負荷運転状態にはな
く、必要な前提条件が与えられていれば（冷却媒体温度
が所定の閾値よりも高く、エンジンはほぼ定常状態にあ
り、エンジンは運転状態”エンジンブレーキ解除”には
ない）、内燃機関は通常のλ調整で運転され、これによ
り混合気は化学量論的比率λ＝１に調整される。しかし
全負荷運転が検出されると、ステップＳ３において、λ
調整がその前に投入されていたのであればこれが解除さ
れ、λ調整が解除されてもλゾンデの出力信号ＵＳは引
き続き捕捉検出されて評価され、つまり濃厚閾値ないし
希薄閾値と比較される。
【００１５】次にステップＳ４において、この評価に基
づき所定の時間ｔｇよりも長い時間ｔｍにわたり”希
薄”混合状態にあるか否かが検査される。”希薄”混合
状態になければλ調整は解除されたままであり、ステッ
プＳ３が繰り返し実行される。”希薄”混合状態にある
ならば、全負荷運転において混合気が希薄化しており、
ステップＳ５において、少なくとも所定数の混合状態変
化（濃厚から希薄へないし希薄から濃厚への変化）のた
めにλ調整が投入される。λ調整は、ステップＳ６にお
いてλ調整値の平均値Ｗが濃厚基本混合気であるこを示
しているか否かの質問に対し肯定の結果が得られるま
で、投入され続けられる。このことは、内燃機関が再び
全負荷運転に対し所望の濃厚混合気で運転されることを
意味する。λ調整はステップＳ３において再び解除で
き、その際、λゾンデの出力信号ＵＳはそのまま監視さ
れる。
づき所定の時間ｔｇよりも長い時間ｔｍにわたり”希
薄”混合状態にあるか否かが検査される。”希薄”混合
状態になければλ調整は解除されたままであり、ステッ
プＳ３が繰り返し実行される。”希薄”混合状態にある
ならば、全負荷運転において混合気が希薄化しており、
ステップＳ５において、少なくとも所定数の混合状態変
化（濃厚から希薄へないし希薄から濃厚への変化）のた
めにλ調整が投入される。λ調整は、ステップＳ６にお
いてλ調整値の平均値Ｗが濃厚基本混合気であるこを示
しているか否かの質問に対し肯定の結果が得られるま
で、投入され続けられる。このことは、内燃機関が再び
全負荷運転に対し所望の濃厚混合気で運転されることを
意味する。λ調整はステップＳ３において再び解除で
き、その際、λゾンデの出力信号ＵＳはそのまま監視さ
れる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、空気量の供給される噴
射装置により作動する内燃機関の作動方法において、空
気流量の捕捉検出に誤りがあっても全負荷運転において
少なくとも化学量論的混合気が保証されるようになる。
射装置により作動する内燃機関の作動方法において、空
気流量の捕捉検出に誤りがあっても全負荷運転において
少なくとも化学量論的混合気が保証されるようになる。
【図１】本発明による方法を実施する構成を備えた内燃
機関のブロック回路略図である。
機関のブロック回路略図である。
【図２】全負荷濃厚化を実施するフローチャートであ
る。
る。
１０ 内燃機関 １１ 吸気管 １２ 排気管 １３ 制御装置 １４ 噴射バルブ １５ 位置センサ １６ λゾンデ １７ 回転数センサ １９ 冷却媒体温度センサ ２０ 吸気温度センサ ２１ 空気量測定器 ２２ エアフィルタ ２３ ３元触媒装置 ２５ スロットルバルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュテファン クレープス ドイツ連邦共和国 レーゲンスブルク ア ルトドルファー シュトラーセ ２ アー
Claims (2)
- 【請求項１】 λ調整装置と混合気制御装置とが設けら
れており、 前記λ調整装置はλゾンデ（１６）とλ調整器を有して
おり、該λ調整器は、全負荷運転以外のときに前記λゾ
ンデ（１６）の出力信号に依存して、内燃機関へ供給す
べき燃料−空気混合気を目標値（λ＝１）に調整し、 前記混合気制御装置は、内燃機関が全負荷運転中であり
λ調整が解除されているときに、燃料−空気混合気を前
記目標値よりも低い値（λ＜１）に設定調整する形式
の、全負荷運転における内燃機関の作動方法において、 λ調整が解除されていても前記λゾンデ（１６）の出力
信号を継続的に捕捉検出して濃厚閾値ないし希薄閾値と
比較し、 所定の期間よりも長い期間（ｔｍ）、前記λゾンデ（１
６）の出力信号（ＵＳ）が希薄閾値を下回ると、選択可
能な回数の混合状態変化（濃厚から希薄へないし希薄か
ら濃厚への変化）のためにλ調整を投入し、 λ調整値の平均値（ＭＷ）が濃厚基本混合気であること
を示すまで、λ調整を投入し続けることを特徴とする、
全負荷運転における内燃機関の作動方法。 - 【請求項２】 全負荷状態に入ったときのλ調整の解除
判定基準としてスロットルバルブ（２５）の位置を利用
し、該スロットルバルブが所定のスロットルバルブ開度
（ＤＫＷＧ）以上に旋回したときに全負荷運転であると
推定する、請求項１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP92117861A EP0593800B1 (de) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine im Vollastbetrieb |
| DE92117861.2 | 1992-10-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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