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JP2000282931A - 内燃機関の制御方法および装置 - Google Patents

内燃機関の制御方法および装置

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Publication number
JP2000282931A
JP2000282931A JP2000076137A JP2000076137A JP2000282931A JP 2000282931 A JP2000282931 A JP 2000282931A JP 2000076137 A JP2000076137 A JP 2000076137A JP 2000076137 A JP2000076137 A JP 2000076137A JP 2000282931 A JP2000282931 A JP 2000282931A
Authority
JP
Japan
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internal combustion
combustion engine
torque
rotation speed
rotational speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000076137A
Other languages
English (en)
Inventor
Helmut Denz
ヘルムート・デンツ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2000282931A publication Critical patent/JP2000282931A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料供給の遮断なしに希望の回転速度制限を
維持し、エラーの場合においても内燃機関制御の作動の
確実性を確保する。 【解決手段】 内燃機関のトルクがドライバの希望の関
数として設定され、内燃機関の回転速度が測定され且つ
所定の値に制限される、内燃機関の制御方法および装置
において、機関回転速度を制限するために、機関回転速
度を所定のモニタ回転速度に制限する回転速度制限制御
器が使用され、制限制御器は、先ず、機関回転速度をモ
ニタ回転速度に制限するように、内燃機関の空気供給お
よび／または点火および／または燃料供給への係合によ
りトルクを低減し、少なくとも１つの特定のエラー・ケ
ースが存在したとき、それに追加して、内燃機関の少な
くとも１つのシリンダへの燃料供給を完全に遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御方
法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ特許公開第１９５３６０３８号か
ら、内燃機関制御の作動の確実性を確保するために、少
なくともドライバにより操作可能な操作要素の位置に基
づいて内燃機関の最大許容トルクが形成される内燃機関
の制御方法および装置が既知である。この最大許容トル
クは、内燃機関の実際トルクと比較される。実際トルク
が最大許容トルクを超えた場合、制御のエラー状態が推
測され、実際トルクが再び最大許容トルクを下回るま
で、エラー応答のための手段が導かれる。このトルク・
モニタリングは、実際トルクの測定精度に著しく影響さ
れる。したがって、内燃機関制御の作動におけるモニタ
リングの確実性を改善するために、１９９７年９月２４
日付の未公開ドイツ特許出願第１９７４２０８３．４号
において、トルク測定の範囲またはこれの基礎となる充
填量測定（空気質量流量測定）の範囲においてエラーが
推測されたとき、このトルク・モニタリングが遮断され
ることが補足された。作動の確実性を確保するために、
加速ペダルの所定の位置において機関回転速度が所定の
機関回転速度を超えたとき、内燃機関への燃料供給が遮
断される。
【０００３】これらの方法においては、所定の機関回転
速度を超えたとき、内燃機関の制御の範囲においてエラ
ーがない場合においても、一般に、作動の確実性のため
に燃料の遮断が実行される。しかしながら、いくつかの
実施態様においては、特定の条件のもと、例えば、触媒
を加熱しているとき、触媒温度を上げて触媒を保護して
いるとき等においては、燃料遮断の抑制が望ましいの
で、この方法は受け入れることができない。それにもか
かわらず、エラーの場合には、加速ペダルを解放したと
き、制限回転速度を超えないことが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】燃料供給の遮断なしに
希望の回転速度制限を維持し、且つエラーの場合におい
ても内燃機関制御の作動の確実性を確保することが本発
明の課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、内燃機
関のトルクがドライバの希望の関数として設定され、そ
の際に、内燃機関の回転速度が測定され且つ所定の値に
制限される、内燃機関の制御方法および装置において、
機関回転速度を制限するために、機関回転速度を所定の
モニタ回転速度に制限する回転速度制限制御器が使用さ
れ、回転速度制限制御器が、先ず、機関回転速度を前記
モニタ回転速度に制限するように、内燃機関の空気供給
および／または点火および／または燃料供給への係合に
よりトルクを低減し、そして少なくとも１つの所定のエ
ラー状態が存在するときに、付加的に、内燃機関の少な
くとも１つのシリンダへの燃料供給が完全に遮断され
る。
【０００６】ドイツ特許公開第４２３２７１１号から、
目標トルク値が、内燃機関の充填量に、点火角を調節す
るための制御量に、および／または遮断すべきシリンダ
の数に、変換される方法の一例は、既知である。
【０００７】機関回転速度は、少なくとも１つの所定の
運転状態においては安全回転速度に制限され、燃料供給
の遮断がなく且つエラー情報が存在しない正常な場合に
は、充填量係合および点火角係合および／または燃料供
給への係合により制限される。それに追加して、ある周
辺条件が存在したとき、特に、制御装置、または制御装
置に接続された、好ましくない回転速度上昇の原因とな
る構成要素に、エラー特性が存在するとき、少なくとも
個々のシリンダへの燃料供給の遮断が許容される。これ
により、正常運転においては、安全回転速度への制限に
もかかわらず、燃料供給の遮断が行われることのない機
能を維持することが可能となり、一方、エラーが検出さ
れたとき、このときに可能な燃料遮断により確実性が保
証される。さらに、回転速度上昇がエラーによるもので
あるかどうかの判定は必要ではない。
【０００８】回転速度上昇を導くことがある検出可能で
はないエラーもまた、燃料供給の遮断なしに抑制可能で
あることが有利である。
【０００９】安全回転速度しきい値に到達した場合にお
いても、燃料供給の遮断が行われないことにより、装置
の利用性が向上されることが有利である。
【００１０】特に、加速ペダルを解放したときにおけ
る、本発明による機関回転速度の制限手段と、冒頭記載
の内燃機関制御のモニタリングのためのトルク比較との
組み合わせが特に有利である。両方の手段の組み合わせ
は、あらゆる運転状態をカバーする極めて信頼性のある
完全なモニタ手段を構成する。
【００１１】トルク比較が使用されない場合、例えば最
大許容トルクが設定される必要がないので、適応費用の
著しい低減が達成されることが有利である。
【００１２】以下に記載の方法による回転速度の制限
は、燃料遮断を開始させる車両応答とは異なり、車両応
答が本質的に緩やかであるので、エラーの場合において
乗り心地を向上させることが有利である。これは、回転
速度が、最初に、充填量および／または点火角によるト
ルク低減を介して低く保持されることによる。これによ
り、回転速度が、極めて急速に制限値を超えて上昇し、
次に噴射の遮断により急に制限されることが回避され
る。このような制御は、ドライバに不快感を与える急な
動きをもたらすであろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を、図面に示した
充填量係合および点火角係合を有する一例に対する実施
態様により詳細に説明する。
【００１４】図１は電子式の制御ユニット１０を示し、
制御ユニット１０は、少なくとも１つの入力回路１２、
少なくとも１つのマイクロコンピュータ１４、および少
なくとも１つの出力回路１６を備えている。入力回路１
２、マイクロコンピュータ１４、および出力回路１６
は、通信系統１８を介して相互間のデータ交換のために
相互に結合されている。入力回路１２には、次の入力ラ
イン、即ち加速ペダル位置ｗｐｅｄを測定するための測
定装置２２からの入力ライン２０、絞り弁位置ｗｄｋを
測定するための測定装置２６からの入力ライン２４、内
燃機関に供給される空気質量流量ｈｆｍを測定するため
の測定装置３０からの入力ライン２８、機関回転速度ｎ
ｍｏｔを測定するための測定装置３４からの入力ライン
３２、および機関制御を実行するために必要な、例えば
吸気温度、大気圧等のような内燃機関および／または車
両のその他の運転変数を測定するための測定装置４２な
いし４６からの入力ライン３６ないし４０が供給され
る。出力回路１６を介して、電子式の制御ユニット１０
は、内燃機関の出力パラメータを制御する。したがっ
て、内燃機関の充填量は、絞り弁４８を介して内燃機関
の空気供給量を調節することにより制御される。さら
に、点火時点が設定され（５０）、燃料供給量が調節さ
れ（５２）、および／またはターボ・チャージャ（５
４）が制御される。
【００１５】制御ユニット１０により行われる機関制御
の原理的機能は、冒頭記載の従来技術から既知である。
少なくとも加速ペダル位置ｗｐｅｄに基づいて、ドライ
バの希望に対応する、内燃機関のトルクに対する目標値
が決定される。このドライバの希望は、場合により、駆
動滑り制御、回転速度制限、速度制限等のような外部お
よび内部の機能からの他の目標トルクを考慮して、トル
ク目標値に換算される。次に、このトルク目標値は、少
なくとも機関回転速度を考慮して、対応する特性曲線
群、表または計算ステップにおいて、充填量に対する目
標値、即ち最大可能シリンダ充填量で正規化された、シ
リンダ・ストローク当たりの相対空気充填量に対する目
標値に換算される。この目標充填量値の関数として、吸
気管内の物理的関係を考慮して、一方で目標絞り弁位置
値が決定される。次に、対応の制御回路により目標値に
制御される。さらに、場合により、例えば空気質量流量
信号に基づいて計算された実際トルクを考慮して、点火
角および／または燃料供給量が調節され、この場合、実
際トルクは目標トルクに制御される。さらに、ある実施
態様においては、制御ユニット１０により、エラーの場
合に、所定のエラー応答手段を用いて冒頭記載のトルク
比較が行われる。
【００１６】トルク比較に補足して、またはある実施態
様においてはトルク比較の代わりに、回転速度制限制御
器が使用され、この回転速度制限制御器は、目標トルク
を燃焼運転に対する許容最小トルクまで低減させること
により、機関回転速度を、特に加速ペダル位置またはド
ライバの希望トルクの関数である所定のモニタ回転速度
に制限する。噴射遮断が許容されたとき、最小トルクは
０にセットされる。内燃機関の制御またはそれに接続さ
れた構成要素の範囲内のエラーが検出されたとき、噴射
遮断が許容される。
【００１７】図２ないし図４の流れ図は、回転速度制限
制御器の好ましい実施態様を示す。図２は、そのような
制限制御器の基本機能に対する流れ図を示し、図３に
は、制限制御器に対する最小トルク値を補正する流れ図
が示されている。図４には、噴射遮断の開始条件の検査
を示す流れ図が示されている。
【００１８】既知のように、トルク指向の内燃機関制御
の構成では、加速ペダル位置および機関回転速度のよう
な変数に基づき、ドライバの希望目標トルクｍｉｆａが
形成される（１００）。ドライバの希望目標トルクｍｉ
ｆａは、損失または消費トルクｍｉｖｅｒと結合され、
好ましくは加算され（結合段１０２）、この場合、損失
または消費トルクｍｉｖｅｒは、機関回転速度、機関温
度、ないし関連の消費機器の状態のような変数の関数と
して形成される（１０４）。このようにして形成された
目標トルクは、アイドリング回転速度制御器の係合によ
り補正される（結合段１０６）。この目標値ｍｉｓｏｌ
ｌは、次に、以下に記載の回転速度制限制御器により得
られた目標値ｍｉｓｏｌｌ＿ｒｅｓとして、既知のよう
に、シリンダ充填量に対する目標値ｒＬｓｏｌｌ並びに
点火角に対する目標値αｚに変換される。これは計算プ
ログラム１０８の範囲内で行われ、計算プログラム１０
８の基本的性質は、冒頭記載の従来技術から既知であ
る。したがって、このプログラムについては詳細に説明
しない。同様に、プログラムによる充填量目標値および
点火角目標値の実際制御量（ｄＫ、ｄｚ、ｔｉ）への変
換（１１０）の詳細図示は、図を見やすくするために省
略されている。この変換の概略は、同様に冒頭記載の従
来技術から既知である。従来技術とは異なり、少なくと
も１つの条件Ｂ＿ｅａｕｅｗが存在するとき、噴射遮断
（ＥＡ）、即ち個々のシリンダの遮断が制御量における
目標トルク値の変換に同時に考慮されることのみが異な
っている。条件Ｂ＿ｅａｕｅｗが存在するときの遮断の
開始は、計算プログラム１０８における切換要素１１４
により記号で示されている。
【００１９】この実施態様は、λ＝１の運転を有する機
関制御に対して示されている。しかしながら、同様に、
この方法を、均質燃焼リーン運転または成層燃焼リーン
運転によるガソリン直接噴射式機関に使用することが可
能である。このような実施態様においては、トルクｍｉ
ｓｏｌｌ＿ｒｅｓが、さらに、出力すべき空燃比および
このために必要な燃料供給量に換算される。
【００２０】結合段１０６において考慮されるアイドリ
ング回転速度制御器の制御出力は、通常のように形成さ
れる。場合により、運転変数の関数として設定される目
標回転速度ｎＬＬＲｓｏｌｌ（特性曲線群１１６）は、
制御偏差を形成するために、測定された実際回転速度ｎ
ｉｓｔと比較される。制御偏差は、好ましくはＰＩＤ特
性を有する制御器１１８に供給され、制御器１１８は、
制御偏差の関数である出力信号を発生する。この出力信
号は、制限器１２０により最大値ないし最小値に制限さ
れ、次いで目標トルクと結合される（１０６、例えば加
算される）。この場合、アイドリング回転速度制御器
は、アイドリング運転状態（Ｂ＿ｌｌｒ）が存在すると
きのみ、即ち特に加速ペダルが解放され、まやは絞り弁
が閉じられているときにのみ作動している。これは切換
要素１２２により示され、切換要素１２２は、条件Ｂ＿
ｌｌｒが存在するときに閉じられる。
【００２１】損失トルクｍｉｖｅｒおよび／またはドラ
イバの希望トルクｍｉｆａが誤って極めて高く計算され
た場合、アイドリング制御は、最小制限のために目標回
転速度をもはや設定することができない。このエラー状
態は、冒頭記載のトルク・モニタリングによっても検出
されない。アイドリング回転速度制御信号の制限は、正
常運転においてクラッチを切り離したときの機関の逸走
を防止するために使用される。
【００２２】モニタ回転速度制限器は、このような運転
状態においてもまた、機関回転速度の異常な上昇、特
に、例えば１５００ｒｐｍの所定の安全回転速度を超え
る上昇を防止する。モニタ回転速度制限器は、機関回転
速度を所定の安全回転速度ＮＵＥＷＢに制限し、安全回
転速度ＮＵＥＷＢは、固定設定されているか、または例
えば加速ペダル位置の関数として可変である（メモリ・
セルないし特性曲線群１２４参照）。制限器はその時点
の機関回転速度ｎｉｓｔと制限値ＮＵＥＷＢとの偏差を
形成する（結合１２６、好ましくは減算）。次に、この
偏差は正の値（回転速度は安全回転速度の上側にある）
に制限される（１２８、０への最小制限）。次に、偏差
は制御器１３０に供給され、制御器１３０は、好ましい
実施態様においてはＰＩＤ制御器として設計されてい
る。制御偏差の関数として制御器１３０が形成する出力
信号は、結合段１３２において目標トルク値ｍｉｓｏｌ
ｌを変化させる。好ましい実施態様においては、制限制
御器の出力信号が目標トルク値から減算される。これ
は、安全回転速度を超えたとき、目標トルクを低減する
制御係合が行われることを意味する。
【００２３】モニタ制限制御器は、特定の運転状態にお
いてのみ作動していることが好ましい。これは切換要素
１３４により示されている。好ましい実施態様において
は、制限制御器は、加速ペダルが解放されているときに
のみ作動される。それに対応して、加速ペダル位置ｗｐ
ｅｄが、比較段１３６において、加速ペダルが解放され
ていることを表わす値と比較され、この場合、この運転
状態に最初に到達してから所定の時間ＴＷＵＥＢが経過
したのち、切換要素が閉じられる（遅延要素１３８参
照）。この運転状態から再び離れたとき、モニタ制限制
御器１３０の積分特性は作動しない。したがって、この
運転状態を離れたとき、即ちペダルを操作したとき、制
限制御器は切り離される。この場合、これは、図２に示
すように、１４０において、比較段１３６の信号の負の
勾配を検出することにより示され、制御出力の０への定
常的な復帰が、例えば積分値の対応の制御により導かれ
る。制御出力の定常的復帰により、即ち制御器１３０の
積分部分の定常的解消制御により、制限制御器を切り離
したときにガソリン供給が極めて僅かであるので、急激
なトルク変化が防止される。制御器が加速ペダル位置の
範囲の部分範囲において作動しているときも、同様のこ
とが適用される。この代わりに、存在する全目標トルク
から出発して、定常的に且つ衝撃なく新しい希望トルク
に制御する負荷切換緩衝機能が使用されているとき、制
御部分は急激にリセットされる。この実施態様は図示さ
れていない。
【００２４】制限制御器が全加速ペダル範囲にわたり作
動している場合、要素１３４ないし１４０は必要ではな
い。
【００２５】アイドリング回転速度制御器とは異なり、
モニタ回転速度制限器は、最初に制限なくトルクを低減
させることができるので、制限のない回転速度低下を行
わせることができる。制限回転速度を下回ったとき、制
御機能は０となるので、クラッチを切り離したときの機
関の逸走は回避される。
【００２６】次に、制限器１４２において、モニタ回転
速度制限器により調節された目標値は、場合により、正
常運転において適用される最小値ｍｎに制限される。こ
の最小値は、最小充填量および可能なかぎり遅延された
点火角においてもなお燃焼が保証されるように適用され
る。他の実施態様において、トルクの最小値は、惰行に
おける最小希望ブレーキ・トルクである。場合により最
小値に制限される、モニタ回転速度制限器により低減さ
れた目標トルクは、次に、計算プログラム１０８の範囲
内で、対応する充填量値および点火角値に変換される。
このようにして、正常運転においては、少なくともある
運転状態において所定の安全回転速度が保持され、この
場合、この安全回転速度を超えた場合に、充填量および
／または点火角の変化により制限制御結合が行われる。
【００２７】所定の条件（Ｂ＿ｅａｕｅｗ）の形成が図
４に示されており、この所定の条件（Ｂ＿ｅａｕｅｗ）
がエラー状態を指摘し、且つ所定の条件（Ｂ＿ｅａｕｅ
ｗ）が存在したとき、制限器１４２の最小制限トルクが
０にセットされ、且つ噴射遮断のための方法が開始され
る。この場合、モニタ回転速度を保持するために、回転
速度制限制御器は、トルクを定常的に０に低減させるこ
とができる。したがって、モニタ制限制御器により、す
べての場合に、エラーの場合においても、安全回転速度
の保持が保証される。
【００２８】制限器１４２の最小値ｍｎは、噴射遮断を
開始させるための条件が存在したとき、値０にセットさ
れる。この条件が存在しない場合、最小値は、要素１４
４において、機関回転速度、機関目標アイドル回転速度
並びに投入されたギヤ変速比の関数として決定される。
この値と最小値との間の関係は、上記のように適用され
る。計算されたこの最小値と最小値０との間の切換は、
切換要素１４６により記号で表わされ、切換要素１４６
は、条件Ｂ＿ｅａｕｅｗが存在したときに０に切り換え
られる。要素１４４において形成された最小値は、好ま
しくは乗算段である結合段１４８において、係数ｆｋｍ
ｉｍｉｎにより重みづけされ、係数ｆｋｍｉｍｉｎによ
り、測定された空気質量流量信号または吸気管圧力信号
から得られた内燃機関制御の主負荷信号が低い値に誤設
定されるようなエラー・ケースが考慮される。このよう
なエラー・ケースの場合、充填量は低い測定値に設定さ
れ、これは極めて高い実際値に対応し、且つ回転速度を
異常上昇させるであろう。これを最初に予め検出し且つ
補正するために、最小値は、補正係数ｆｋｍｉｍｉｎに
より低下される。
【００２９】図３（図３ａ）は、この補正係数が形成さ
れる方法の一実施態様を示す。値の低い方向に誤設定さ
れた主負荷信号は、空気質量流量積分器２０２および乗
算的混合物補正係数Ｆｒａと同じエラー傾向で現われ
る。この場合、空気質量流量積分値は、空気質量流量セ
ンサに基づいて決定された空気質量流量値ｍｓｈｆｍ
と、積分値から補正された空気質量流量値ｍｓｄｋとの
間の偏差の積分であり、補正された空気質量流量値ｍｓ
ｄｋは、絞り弁開度角および吸気管圧力と大気圧との圧
力比から計算される（補正２０４、偏差形成２００）。
この場合、乗算的混合物補正係数Ｆｒａは本質的にλ制
御の出力信号である。最小トルクに対する補正係数を決
定するために、混合物補正係数Ｆｒａの１からの偏差
と、反転積分値との最小値が補正項として使用される。
Ｆｒａの１からの偏差は要素２０７において形成され、
積分の反転は要素２０６において形成される。このよう
に形成された中立値および偏差値は最小値選択段２０８
に供給される。両方の値の小さいほうが正の値に制限さ
れ（制限器２１０）、これにより補正は最小値を低下さ
せる方向にのみ許容される（補正係数は１より小さいか
または１に等しい）。他の方向におけるエラー、即ち主
負荷信号のより高い値への誤上昇はより小さい実際トル
クを与え、したがって回転速度制限器を制限しない。補
正係数ｆｋｍｉｍｉｎを形成するために、制限された最
小値が１から減算される（結合段２１２）。
【００３０】最小トルクを係数ｆｋｍｉｍｉｎにより低
下させる代わりに、実際充填量信号もまたこの係数によ
り除算され、したがって上昇される。エラーによる低す
ぎる空気質量流量信号が推測されたとき、空気質量流量
信号はこれにより再び正しい値に補正され、および回転
速度制限制御は同様にもはや制約されない（図３ｂ参
照）。
【００３１】上記のように、特定の条件下において、回
転速度制限のために充填量係合および点火角係合および
／または燃料供給量を低減させる係合のほかに、噴射の
遮断、即ち特定数のシリンダの遮断が、トルク低減のた
めに許容される。図４に、この条件の存在を決定するた
めの好ましい実施態様を示す流れ図が示されている。
【００３２】第１の前提条件は、モニタ回転速度制限器
を作動するための条件が存在すること、即ち、好ましい
実施態様においては、加速ペダルが解放されていること
である（ｗｐｅｄのしきい値比較３００）。さらに、機
関回転速度がモニタ回転速度ＮＵＥＷＢ以上であること
が前提条件である。これは、結合段３０２において形成
される、機関回転速度とモニタ回転速度ＮＵＥＷＢとの
偏差と、しきい値３０４との比較により行われる。これ
らの両方の条件は、論理積ＡＮＤで結合され（３０
６）、条件信号Ｂ＿ｕｅｗｄｂを形成する。
【００３３】実際充填量信号ｒＬｉｓｔが目標充填量信
号ｒＬｓｏｌｌと比較され（比較段３０８参照）、勾配
形成段３１０において形成された実際充填量信号の時間
勾配（ｄｒｌｉｓｔ／ｄｔ）が低域フィルタ３１２にお
いてフィルタリングされ、それに続く比較段３１４にお
いて所定の制限値と比較される。さらに、比較段３００
において測定された運転状態の発生後の待ち時間（ＴＷ
ＤＰ、遅延３１６）が考慮される。この信号（ＴＷＤ
Ｐ）は、ＯＲ結合（Ｖ）３１７およびＡＮＤ結合（＆）
３１８により結合される。実際充填量が目標充填量以上
であり、且つ待ち時間が経過され、または実際トルクの
大きな勾配が検出されたとき、ＡＮＤ結合から出力信号
が出力される。ＡＮＤ結合３１８の出力信号は，ＯＲ結
合（Ｖ）３２８を介してＡＮＤ結合（＆）３３０におい
て運転状態信号と結合され、この場合、両方の信号の比
較において遮断が許容される。それにより実際充填量内
にエラーに基づく急変化が検出された場合、直ちに噴射
の遮断により対応の制御が行われ、これにより、種々の
エラー・ケースにおいて車両の緩やかなエラー応答が導
かれる。さらに、ある時間が経過したのち、実際充填量
がなお目標値より大きいとき、噴射の遮断により対応の
制御が行われる。この代わりに、実際トルクが最小トル
クと比較されてもよい。
【００３４】噴射遮断を許容するための第２の独立した
経路は、モニタ制限制御器を作動するための条件が存在
したときの空気質量流量測定におけるエラーである。図
３ａにおいて形成された空気質量流量調整値ｆｋｍｓｄ
ｋが、値１から減算され（３１９）、その絶対値が絶対
値形成段３２０において形成され、比較段３２２におい
て制限値と比較される。空気質量流量調整が許容されて
いるとき（切換要素３２４参照）、比較結果がさらに処
理される。この条件が存在したときに重みづけ補正係数
の絶対値が制限値（ＴＷＤＳＭ）以上である場合、ある
待ち時間の後（３２５）、フリップ・フロップ３２６が
セットされる。このフリップ・フロップは、点火の投入
において再びリセットされ（Ｓ＿ｋｌ１５）、またエラ
ーが一旦発生したとき継続的にセットされている。フリ
ップ・フロップ３２６の出力信号は、ＯＲ結合３２８に
おいて、論理ＡＮＤ結合３１８において形成された信号
と結合される。調整係数が制限値を超えたとき、空気質
量流量測定内にエラーが存在するので、制限制御を作動
させるための運転状態が存在したとき、制限のために噴
射の遮断が開始される。
【００３５】ＡＮＤ結合３３０の出力信号はフリップ・
フロップ３３２に供給され、フリップ・フロップ３３２
は、上記の条件が発生したときにセットされる。フリッ
プ・フロップ３３２の出力信号（Ｂ＿ｅａｕｅｗｄ）
は、ＯＲ結合３３４を介して、噴射の遮断を開始させる
ための条件Ｂ＿ｅａｕｅｗを形成する。フリップ・フロ
ップ３３２は、セットされたのち、点火の新たな投入
（Ｓ＿ｋｌ１５）により再びリセットされる。存在する
運転サイクルに対して、遮断は継続的に許容されてい
る。
【００３６】要約すると、モニタ回転速度制限制御の実
行のために存在する運転範囲が存在するとき、およびエ
ラーを有する空気質量流量調整または最小値以上に存在
する実際トルクおよび極めて大きい実際トルク勾配また
は待ち時間を経過したのちに最小値以上に存在する実際
トルクが検出されたとき、噴射遮断が許容されるという
ことができる。
【００３７】さらに、噴射遮断を一時的に許容するだけ
の条件が存在する。これは、ＯＲ結合３３６において信
号Ｂ＿ｅａｕｅｗｖにまとめられ、ＯＲ結合の範囲内
で、継続許容のための条件の存在に対する信号と結合さ
れて、許容信号Ｂ＿ｅａｕｅｗを形成する。車両速度Ｖ
ｆｚｇが所定の最小しきい値を下回っているとき（比較
段３３８参照）、車両速度測定センサ内のエラーＥ＿Ｖ
ｆｚｇ、空気質量流量測定センサ内のエラーＥ＿ｈｆ
ｍ、または絞り弁センサ内のエラーＥ＿ｄｋｇが存在す
るとき、一時的な噴射遮断が許容される。
【００３８】ここでは詳細に説明されていない、トルク
が燃料供給量により制御されるガソリン直接噴射式機関
の例においては、回転速度制限制御のために、最初に噴
射時間およびタンク通気再生率の他の低減が行われ、前
記のエラー・ケースのいずれかが検出されたとき、同様
に噴射遮断およびタンク通気の完全な遮断が行われる。
【００３９】好ましい実施態様においては、加速ペダル
が解放された特定の運転状況において、モニタ回転速度
制限器が作動している。この運転状態においては、冒頭
記載のトルク比較は作動していない。好ましい実施態様
においては、この運転状態以外のすべての部分負荷範囲
において、トルク比較が作動している。他の有利な実施
態様においては、特にガソリン直接噴射式機関におい
て、トルク比較が、ペダル角が０付近の範囲に制約され
る。
【００４０】トルク比較制御は、機関制御装置内の同じ
マイクロコンピュータで実行されてもよい。この場合、
有利な実施態様においては、モニタ回転速度制限器が、
他のソフトウェア・チャネル内に制御機能として設けら
れている。有利な実施態様においては、回転速度制限制
御は、クランク軸センサに基づいて実行されないで、位
相センサに基づいて実行され、これにより機能とモニタ
リングとの間の純粋な二重チャネル性が達成される。
【００４１】有利な実施態様においては、加速ペダルを
操作したときにおいても、加速ペダル位置と共に上昇す
るモニタ回転速度に制限される方法が使用される。特に
この場合、冒頭記載のトルク・モニタリングは行われな
い。
【００４２】有利な実施態様においては、冗長なモニタ
・コンピュータにより、または別のソフトウェア経路に
おいて、第２のモニタ回転速度制限が実行される。ここ
では、回転速度が位相伝送器信号に基づいて計算される
ことが好ましく、一方、第１のモニタ回転速度制限器
は、回転速度の情報としてのクランク軸センサに基づい
て作動する。したがって、完全に二重チャネルのモニタ
リングが実行されている。
【００４３】このようなモニタ回転速度制限器は、吸気
管噴射式ガソリン内燃機関、直接噴射式ガソリン内燃機
関のみならず、ディーゼル機関においても使用される。
【００４４】目標トルクの設定のほかに、目標出力また
は内燃機関のその他の各出力変数が設定される。
【００４５】制限器が全運転範囲において作動している
場合、遮断を許容するときに解放された加速ペダルの存
在という条件は必要ではない。
【００４６】他の実施態様においては、制限器は直接絞
り弁角および点火角を低減する。回転速度制限制御は、
内燃機関への空気供給量が最低値に低減され且つ点火角
が所定の遅延角に低減されることにより、内燃機関のト
ルクを所定の最小値まで低減する。さらに、機関回転速
度をモニタ回転速度に制限するために、空気供給量を調
節する調節要素が完全に閉じられてもよい。
【００４７】直接噴射式機関またはリーン運転機関にお
いては、回転速度制限制御器によりトルクを低減するた
めに、これに追加してまたはこれの代わりに、燃料供給
量が、均質燃焼運転におけるリーン運転限界まで、また
は成層燃焼運転における燃焼可能限界まで低減されても
よい。
【００４８】モニタ回転速度（安全回転速度）はアイド
リング目標回転速度（好ましくは約１５００ｒｐｍ）よ
り大きい。
【００４９】他の実施態様においては、図４における変
数ｒＬｓｏｌｌおよびｒＬｉｓｔを使用する代わりに、
目標トルクｍｉｓｏｌｌおよび実際トルクｍｉｉｓｔに
対する値がそれに対応して評価される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、内燃機関のための制御装置のブロック
回路図である。
【図２】図２は、本発明による、回転速度制限制御器の
基本機能を、制御装置の少なくとも１つのマイクロコン
ピュータのプログラムとして示した流れ図である。
【図３】図３ａおよび図３ｂは、回転速度制限制御器に
対する最小トルク値の補正係数の決定方法を、制御装置
の少なくとも１つのマイクロコンピュータのプログラム
として示した流れ図である。
【図４】図４は、噴射遮断の開始条件の検査を、制御装
置の少なくとも１つのマイクロコンピュータのプログラ
ムとして示した流れ図である。
【符号の説明】
１０ 制御ユニット １２ 入力回路 １４ マイクロコンピュータ １６ 出力回路 １８ 通信系統 ２０、２４、２８、３２、３６…４０、５０、５２、５
４ ライン ２２ 測定装置（加速ペダル位置） ２６ 測定装置（絞り弁位置） ３０ 測定装置（空気質量流量） ３４ 測定装置（機関回転速度） ４２…４６ 測定装置（その他の運転変数） ４８ 絞り弁 １００ ドライバの希望の目標トルク形成段 １０２、１０６、１２６、１３２、１４８、２００、２
０７、２１２、３０２、３１９ 結合段 １０４ 損失または消費トルク形成段 １０８ 計算プログラム １１０ 変換段 １１４、１２２、１３４、１４６、３２４ 切換要素 １１６ 特性曲線群 １１８、１３０ 制御器（ＰＩＤ） １２０、１２８、１４２、２１０ 制限器 １２４ メモリ・セルまたは特性曲線群 １３６ 比較段 １３８ 遅延要素 １４０ 負勾配検出段 １４４ 最小トルク値形成段 ２０２ 積分器 ２０４ 補正段 ２０６ 反転段 ２０８ 最小値選択段 ３００、３０４、３０８、３１４、３２２、３３８ 比
較段 ３０６、３１８、３３０ ＡＮＤ結合 ３１０ 勾配形成段 ３１２ 低域フィルタ ３１６、３２５ 遅延段 ３１７、３２８、３３４、３３６ ＯＲ結合 ３２０ 絶対値形成段 ３２９、３３２ フリップ・フロップ Ｂ＿ａｂｇｌｉｃｈ 空気質量流量調整の許容条件 Ｂ＿ｅａｕｅｗ 噴射遮断の許容条件 Ｂ＿ｅａｕｅｗｄ 噴射遮断の継続許容条件 Ｂ＿ｅａｕｅｗｖ 噴射遮断の一時的許容条件 Ｂ＿ｅａｕｅｗｂ 運転状態信号 Ｂ＿ｌｌｒ アイドリング運転状態 ＤＭＳＥＡＵＥＷ 制限値 ｄｋ 制御量（充填量） ＤＲＬＤＴＥＡＵＥＷ 制限値 ｄｚ 制御量（点火角） ＥＡ 噴射遮断 Ｅ＿ｄｋｇ 絞り弁伝送器内のエラー Ｅ＿ｈｆｍ 空気質量流量測定センサ内のエラー Ｅ＿Ｖｆｚｇ 車両速度測定センサ内のエラー ｆｋｍｉｍｉｎ 最小トルク値の補正係数 ｆｋｍｓｄｋ 空気質量流量調整値 Ｆｒａ 混合物補正係数 Ｇａｎｇ ギヤ変速比 ｈｆｍ 空気質量流量 ｍｉｆａ ドライバの希望目標トルク ｍｉｍｉｎ 計算最小トルク値 ｍｉｍｉｎｋ 補正最小トルク値 ｍｉｓｏｌｌ 補正トルク目標値 ｍｉｓｏｌｌ＿ｒｅｓ トルク目標値 ｍｉｖｅｒ 損失または消費トルク ｍｎ 正常運転におけるトルク最小値 ｍｓｄｋ 補正空気質量流量値 ｍｓｈｆｍ 測定空気質量流量値 ｎｉｓｔ 実際回転速度 ｎＬＬＲｓｏｌｌ 機関目標アイドリング回転速度 ｎｍｏｔ 機関回転速度 ＮＵＥＷＢ 安全回転速度（モニタ回転速度） ｒＬｉｓｔ 実際充填量信号 ｒＬｋｏｒｒ 最小トルク値の補正係数 ｒＬｓｏｌｌ 充填量目標値 Ｓ＿ｋｌ１５ 点火の投入 ｔｉ 制御量（噴射遮断） ＴＷＤＰ 待ち時間 ＴＷＤＳＭ 待ち時間 ＴＷＵＥＢ 所定の時間 ＶＥＡＵＥＷＭＮ 車両速度しきい値 Ｖｆｚｇ 車両速度 ｗｄｋ 絞り弁位置 ｗｐｅｄ 加速ペダル位置 αｚ 点火角目標値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｍ

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関のトルクがドライバの希望の関
    数として設定され、その際に、内燃機関の回転速度が測
    定され且つ所定の値に制限される、内燃機関の制御方法
    において、 機関回転速度を制限するために、機関回転速度を所定の
    モニタ回転速度に制限する回転速度制限制御器が使用さ
    れ、 回転速度制限制御器が、先ず、機関回転速度を前記モニ
    タ回転速度に制限するように、内燃機関の空気供給およ
    び／または点火および／または燃料供給への係合により
    トルクを低減し、そして少なくとも１つの所定のエラー
    状態が存在するときに、付加的に、内燃機関の少なくと
    も１つのシリンダへの燃料供給が完全に遮断される、こ
    とを特徴とする内燃機関の制御方法。
  2. 【請求項２】 ドライバの希望の関数として、内燃機関
    の目標トルクが決定され、この目標トルクは、回転速度
    が前記所定のモニタ回転速度を超えているときに、前記
    回転速度制限制御器によって低減されることを特徴とす
    る請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 前記モニタ回転速度が、加速ペダル位置
    またはドライバの希望の関数であることを特徴とする請
    求項１または２の方法。
  4. 【請求項４】 内燃機関に対する空気供給量が最小値に
    低減され、且つ点火角が所定の遅れ点火角に低減される
    ことによって、前記回転速度制限制御器が、内燃機関の
    トルク出力を、燃焼ミスファイヤなしに所定の可能な最
    小値まで低減することを特徴とする請求項１ないし３の
    いずれかの方法。
  5. 【請求項５】 内燃機関に対する燃料供給量が成層運転
    において燃焼ミスファイヤなしの可能な値まで低減され
    ることによって、前記回転速度制限制御器が、内燃機関
    のトルク出力を、燃焼ミスファイヤなしに可能な値まで
    低減することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
    の方法。
  6. 【請求項６】 内燃機関に対する空気供給量および燃料
    供給量が、均質運転において燃焼ミスファイヤなしに可
    能な値まで低減されることによって、前記回転速度制限
    制御器が、内燃機関のトルク出力を、燃焼ミスファイヤ
    なしに可能な値まで低減することを特徴とする請求項１
    ないし５のいずれかの方法。
  7. 【請求項７】 燃料供給量を低減するために、燃料供給
    量が、噴射弁および／またはタンク通気弁を介して、低
    減されまたは完全に遮断されることを特徴とする請求項
    １ないし６のいずれかの方法。
  8. 【請求項８】 所定の目標アイドリング回転速度を与え
    るアイドリング回転速度制御器が設けられ、前記モニタ
    回転速度が前記目標アイドリング回転速度より高いこと
    を特徴とする請求項１ないし７のいずれかの方法。
  9. 【請求項９】 機関回転速度を前記モニタ回転速度に制
    限するために、空気供給量を制御する調節要素を完全に
    閉じることができることを特徴とする請求項１ないし８
    のいずれかの方法。
  10. 【請求項１０】 モニタ回転速度制限制御器が燃料供給
    を遮断せずに補正可能な所定の最小トルクは、混合物の
    補正から得られ、および／または前記空気質量流量信号
    と冗長なセンサからの空気質量流量信号との比較から得
    られる特性値により補正されることを特徴とする請求項
    １ないし９のいずれかの方法。
  11. 【請求項１１】 基本噴射時間の基準を示す充填量信号
    の補正が、混合物の特性値を介して、および／または冗
    長なセンサからの空気質量流量信号を介して行われるこ
    とを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかの方法。
  12. 【請求項１２】 前記補正が、混合物適合および空気質
    量流量適合の同一方向の補正値の最小値から形成される
    ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかの方
    法。
  13. 【請求項１３】 設定可能な最小トルクが設定可能でな
    いときに、前記遮断が行われることを特徴とする請求項
    １の方法。
  14. 【請求項１４】 主の負荷センサの空気質量信号と第２
    の負荷センサの空気質量信号との比較が許容制限値を超
    えたときに、前記遮断が行われることを特徴とする請求
    項１の方法。
  15. 【請求項１５】 主の負荷センサにおけるエラーが検出
    されたときに、前記遮断が行われることを特徴とする請
    求項１の方法。
  16. 【請求項１６】 走行速度が所定のしきい値を下回ると
    きに、前記遮断が行われることを特徴とする請求項１の
    方法。
  17. 【請求項１７】 燃料供給の遮断を行うための条件が一
    旦確定されると、この遮断が残りの全走行サイクルに対
    して維持されることを特徴とする請求項１ないし１６の
    いずれかの方法。
  18. 【請求項１８】 前記回転速度制限制御器が、内燃機関
    の制御のための制御ユニットのマイクロコンピュータの
    第２の冗長なソフトウェア・チャンネルにおいて、また
    は第２のモニタ・コンピュータにおいて、選択的にまた
    は付加的に設けられることを特徴とする請求項１ないし
    １７のいずれかの方法。
  19. 【請求項１９】 前記モニタ回転速度の制限が、回転速
    度信号として、冗長な回転速度センサ、例えばカム軸の
    位相センサから導き出された回転速度信号を処理するこ
    とを特徴とする請求項１ないし１８のいずれかの方法。
  20. 【請求項２０】 前記モニタ制限制御器が、加速ペダル
    を解放しているときだけ、作動していることを特徴とす
    る請求項１ないし１９のいずれかの方法。
  21. 【請求項２１】 前記回転速度制限制御器が、絞り弁角
    および点火角を直接、および／または燃料供給を低減す
    ることを特徴とする請求項１ないし２０のいずれかの方
    法。
  22. 【請求項２２】 内燃機関のトルクをドライバの希望の
    関数として制御する電子的な制御ユニットであって、内
    燃機関の回転速度を測定し、且つ内燃機関の回転速度を
    所定の回転速度に制限する制限制御器を含む電子的な制
    御ユニットを備えた内燃機関の制御装置において、 所定のモニタ回転速度を超えたときに、先ず、空気供給
    係合および点火係合および／または燃料供給への係合に
    より前記トルクを低減し、且つ少なくとも１つの所定の
    のエラー状態の存在で、付加的に、少なくとも１つのシ
    リンダへの燃料供給を完全に遮断することによって、機
    関回転速度を前記所定のモニタ回転速度に制限するモニ
    タ回転速度制限制御器を備えたことを特徴とする内燃機
    関の制御装置。
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