JPH06502899A - 内燃機関の操作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関の操作方法 本発明は、請求項１の前提部にもとづく、特に自動車の内燃機関の操作方法に関 する。

できる限り存置物質を排出しない状態で特に自動車の内燃機関を効率的に操作す るためには、その制御の複雑度か大きく増加する。

特に点火制御と燃料供給とかますます複雑になり、また吸気システムか改良され る。内燃機関の回転数領域にわたって燃焼室へ均等に充填させるために、吸気マ ニホルドか用いられる。これによって、低速低負荷の領域では長い吸気管（共振 吸気）が用いられ、また高回転数領域では短い吸気管で吸気量を増大させるもの が効果を発揮する。この場合、２段または多段の仕様も可能であり、その切り換 えは、おおむね回転数に依存して、また場合によっては負荷に依存して行われる 。しかし、何ら問題を生じることなしに、存置物質値を有利な程度に抑えたうえ で出力と効率とを改善させることか、きわめて重要である。

したかって本発明の課題は、吸気システムの問題を簡単な手段で識別でき、また この問題を少なくとも部分的に補償する方法を示すことにある。

本発明によれば、この課題は、請求の範囲の請求項１の特徴によって解決される 。本発明の有利な発展を、付帯の請求項から知ることかできる。

本発明にもとづき、吸気マニホルドの切り換え機能をモニタし、切り換え手段に 調整不能があれば処置を講じることか提案される。

この処置は最も簡単な場合は警告表示部の起動であってよく、これによって内燃 機関が規則正しく正規に作動していないことが操作員に示される。しかしこれら の処置は好ましくはエラーメモリの起動であってよく、たとえばサービスステー ションでエラーメモリの内容を読み出すことで、障害の種類と場合によってはそ の持続時間とを把握することができる。これに代わり、あるいはこれに加えて、 内燃機関の制御中に、たとえば点火の調整（点火時点の移動）により、あるいは 燃料供給または排気ガス還流の調整により、処置を講することができる。これに より、切り換え手段の欠陥によって生じる機関の運転および、または排気ガスエ ミッションへの不利な影響が補償される。

請求項２により、吸気マニホルドの切り換え装置として、電気式の位置センサ（ ポテンショメータ）または電気機械式の位置センサを配置することができ、切り 換え手段が調整不能のときにこれらが故障信号を発する。

しかし砕ましくは請求項３から６までの特徴にしたがい、燃焼気の流量または内 燃機関の充填度をモニタ用のパラメータとして使用することが提案される。この 場合には、たとえば燃料供給の際にはいずれにせよ内燃機関の充填度が計算され 、したがってそのために必要な制御手段は通常すでに設けられている点に留意し なければならない。

燃焼流量すなわち充填度について内燃機関が規則正しく正規に作０している場合 のこれらの目標値と実際値とを比較することにより、吸気マニホルドの切り換え 装置に欠陥があるか否かを、構造的に比較的値かなコストで調べることができる 。なぜなら常に実際値が目標値よりも下にあるためである。この場合に、空気圧 が大きく変動した時の不適切なエラーメツセージを除外するために、絶対空気圧 をも考慮することができる。

以下、この発明の一実施例を、その細部とともにさらに詳細に説明する。図面に おいて、 図１は短い吸気管と長い吸気管と切り換え装置とを存する吸気マニホルドを備え た４気筒ピストン往復内燃機関を示し、図２は、はぼ同じ構造であるが、内燃機 関の充填度に応じて切り換え装置を監視するための制御装置を備えた別の吸気マ ニホルドを示し、そして 図３は、内燃機関の回転数と図２による吸気管の充填曲線との関係を示す。

図１は、各シリンダごとに２個の排気弁と２個の吸気弁とを備えた４気筒ビスｌ −ン往復機関のシリンダヘッドを概略的に示す。吸気弁１４は各シリンダごとに 吸気ポート１６を制御し、この吸気ボート１６に周知の方法て吸気マニホルド１ ８か接続している。

吸気マニホルド１８は、主に、第１のヘッダー２０と、第２のヘッダー２２と、 内燃機関の各シリンダごとの短い単管２４および長い単管２６とを備えている。

単管２４はヘッダー２２に接続され、また単管２６はヘッダー２０に接続されて いる。吸気管路１６へ接続する手前で、単管２４．２６は、それぞれ共通の単管 へと統合されている。ヘッダー２０．２２は、連結管２８を介して互いに連通し ている。

ヘッダー２０において、その吸気接続部３２の中には、任意に制御できる絞り弁 ３０が配置されている。この絞り弁は、自動車のアクセルペダル（ＵＡ示されて いない）と連結しており、内燃機関の出力制御のために用いられる。さらに短い 単管２４にはバタフライ弁３４が設けられており、これは−の位置では（図示し たように）短い単管２４を閉鎖し、他の位置ではこれを完全に開放する。

バタフライ弁３４は、部分的にしか図示されていない連動ロッド３６とモータ３ ８とによって作動される。モータ３８は２本アームのレバー４０を備え、その一 端には作動ロッド３６か連結され、その他端は、２個の位置センサ４２．４４と 共働する。

モータ３８は制御装置４６によって作動され、この制御装置は、特に内燃機関の 回転数信号ｎを処理する。これによって制御されるバタフライ弁３４は、回転数 ｎ＜３０００回／分では閉じており、３０００回／分の切り換え回転数ｎｓの時 に、モータ３８への対応する信号によって開位置へと旋回される。バタフライ弁 ３４の開あるいは閉の位置において、レバー４０のフリーアームは、位置センサ ４２または位置センサ４４のいずれかに密接するため、バタフライ弁３４の実際 の位置かこれらセンサを通じて制御装置４６に示される。

バタフライ弁が調節不能の場合、すなわちたとえば回転数〉３０００回／分てモ ータ３８が故障してバタフライ弁３４がまだ閉じている時には、制御装置４６に よって故障が識別され、警告表示部４８へエラーメツセージが出力される。バタ フライ弁３４か部分的にしか閉じていない（位置センサ４２．４４が作動しない ）場合にも、調節不能事態が発生する。

図２と図３は別の実施例を示し、同し部分には同じ参照番号が施されている。

位置センサ４２．４４の代わりに、短い単管２４におけるバタフライ弁３４の位 置は、内燃機関の充填度に応じてモニタされる。このために中央コンピュータ（ たとえば商標Ｍｏｔｒｏｎｉｃ）　５０が設けられており、これによって、まず 周知の方法で点火制置および噴射弁５２への燃料供給が行われる。特に、このと き中央コンピュータ５０には次の値か入力される： ＰＡ＝絶対空気圧 Ｐ　＝吸気マニホルド１８の中の圧力 ｍ　＝空気の質量／量（たとえば吸気部における熱線または旋回可能なバタフラ イ弁により決定される）ｎ　＝機関回転数 α　＝負荷状態（たとえば絞り弁３２の開度）Ｔ　−内燃機関の温度 充填度λａは、次の式を用いて演算される。

λａ＝に−ｍ／ｎ ただし■（は定数である。λａは、内燃機関の１サイクルあたりの燃料噴射量を 演算するときの基礎となる。

切り＆−回回転数ｎ上してたとえば３０００回転／分を有する図示した吸気マニ ホルド１８の場合、全負荷位置（絞り弁３０が完全に開）では、図３で実線で示 したような充填曲線となる。バタフライ弁３４が正規に切り換えられる場合、曲 線部分λａＬ（回転数ｎＳ以下）は、ｎｓにおいて、再び上昇する曲線部分λａ Ｋに移行する。一方、バタフライ弁３４か調節不能の場合には、その下方に存在 する実線の曲線部分が関係付けられる。

図３に示された曲線（正常運転状態）は、他の負荷状態にのための他の曲線とと もに、中央コンピュータ５０において操作マツプの目標値として記憶されており 、機関の運転の実際値と常に比較される。実際値か定められた閾値（破線）を下 回ると、バタフライ弁３４の調節不能か認識され、読み出し可能なエラーメモリ ４８ヘエラーメツセージが発せられる。

さらに、このエラーメツセージにともない、中央コンピュータ５０ては、変化し た点火・燃料量値にもとづく補助プログラムがスタートする。

比較的大きい空気圧変動が生じた際の不正確なエラーメツセージを避けるため、 中央コンピュータ５０ては同時に絶対空気圧Ｐ、、。

に関する情報か処理され、空気圧か低下した時に特性マツプにおいて目標値曲線 すなわち閾値曲線か下方ヘシフトされる（たとえば一点鎖線で示したように）。

しかし、実際値を、空気圧に応じた修正係数で修正することもできる。

最後に述へた実施例と異なり、吸気マニホルド１８における燃焼空気の流量も、 たとえば対応する圧力センサまたは吸気マニホルドの内部の空気流によって旋回 される他のバタフライ弁によって、バタフライ弁３４の機能の判定に利用するこ とができる。

どフ Ｕ− 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成　５年　３月　５日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．燃焼室に燃焼気を供給する吸気マニホルドを備え、この吸気マニホルドにお いて共振吸気またはパルス吸気のために吸気管の長さおよび、または体積をさま ざまに切り換えることができるようにした、特に自動車の内燃機関の操作方法で あって、吸気マニホルド（１８）の切り換え機能をモニタし、調整不能の場合に それに応じた処置を開始することを特徴とする内燃機関の操作方法。
2. ２．吸気マニホルド（１８）の切り換え装置（３８）に位置センサ（４２、４４ ）を配置し、調整不能の際にこれらセンサにて障害信号を発することを特徴とす る請求項１記載の内燃機関の操作方法。
3. ３．吸気マニホルド（１８）内の燃焼気流量を求め、正規の流量の時の値よりも 小さいときに、調整不能状態を表示することを特徴とする請求項１記載の内燃機 関の操作方法。
4. ４．内燃機関は燃料噴射式の内燃機関であって、充填度が、λａ＝Ｋ・ｍ／ｎ によって計算され、ここで λａ＝充填度 Ｋ＝定数 ｍ＝空気質量／量 ｎ＝エンジン回転数 であって、正規の充填度に満たない値である場合に、調整不能状態であることを 報知することを特徴とする請求項３記載の内燃機関の操作方法。
5. ５．吸気マニホルド（１８）についての機関回転数ｎにわたった少なくとも一つ の充填曲線（全負荷）を操作マップに格納し、目標充填値を実際の充填値と比較 し、実際の充填値が閾値よりも下方に存在する場合に調整不能状態を報知するこ とを特徴とする請求項４記載の内燃機関の操作方法。
6. ６．操作マップに絶対空気圧Ｐａｂｃを取り入れ、これに対応して目標値および 、または実際値をシフトさせることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の操作 方法。
7. ７．吸気マニホルドの切り換え手段が調整不能である場合に警告表示部（４８） を作動させることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項記載の内燃機 関の操作方法。
8. ８．吸気マニホルド（１８）の切り換え手段が調整不能である場合に、対応する エラーメッセージを、読み出し可能なエラーメモリへ入力することを特徴とする 請求項１から７までのいずれか１項記載の内燃機関の操作方法。
9. ９．切り換え手段が調整不能である場合に、点火時期および、または燃料供給お よび、または排気ガスエミッションに影響するその他の機関制御パラメータを変 化させることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項記載の内燃機関の 操作方法。