JPH09112305A - 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Info
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- JPH09112305A JPH09112305A JP8266115A JP26611596A JPH09112305A JP H09112305 A JPH09112305 A JP H09112305A JP 8266115 A JP8266115 A JP 8266115A JP 26611596 A JP26611596 A JP 26611596A JP H09112305 A JPH09112305 A JP H09112305A
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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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
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
て、許容できないトルク上昇を発生することがあるエラ
ーを検出する手段を提供する。 【解決手段】 負荷と、バッテリ電圧、希望の空燃比、
混合物制御器の制御信号、壁膜修正値のような内燃機関
の少なくとも1つのその他の運転変数とが測定され、噴
射時間が、測定された負荷の関数として決定され、少な
くとも1つのその他の運転変数の関数として修正され
る。この場合、測定された負荷の関数として決定された
噴射時間と、少なくとも1つのその他の運転変数の関数
として修正された噴射時間とが、相互に許容値以上に相
違するとき、エラー状態が検出され、または少なくとも
1つのエラー反応が導かれる。
Description
および装置に関するものである。
空気/燃料混合物で運転することがドイツ特許公開第3
808696号(米国特許第5014668号)から既
知である。この場合、燃料噴射パルスを形成するため
に、測定されたエンジン負荷(空気質量流量、空気容積
流量または吸気管圧力)およびエンジン回転速度から求
められた充填量信号が、空燃比に対する所定の目標値な
らびに制御装置の出力信号により修正される。この制御
装置は、空気/燃料混合物に対する所定の目標値を設定
するための制御回路を形成している。さらに、既知の内
燃機関の制御においては、内燃機関への空気供給量がド
ライバの希望の関数として電動操作式出力設定要素、た
とえば電動操作式絞り弁により設定される。
に反して増大された燃料供給量が許容できないほどのト
ルク上昇を発生することがある。この場合、増大された
燃料供給量は、負荷測定(空気質量流量測定、空気容積
流量測定または吸気管圧力測定)におけるエラー、空燃
比制御回路におけるエラー(たとえばゾンデのエラ
ー)、電子式制御ユニットにおける信号処理におけるエ
ラー、または噴射時間のバッテリ電圧修正におけるエラ
ーの結果として発生することがある。
論混合物を用いた内燃機関の通常の運転においてもまた
エンジントルクの許容できない上昇として作用すること
があることに注目すべきである。たとえば、空気質量流
量計が小さすぎる充填量信号(たとえば1.5倍小さ
い)を測定した場合、混合物制御および/またはレベル
適応がなければ、混合物は完全にリーンな状態となり、
これによりエンジントルクは増大されずにむしろ低下さ
れる。しかしながら、通常の制御は混合物制御器および
/またはレベル適応を備えているので、これらの機能が
空気質量流量エラーをその所定の限界内で修正する。こ
れらの機能は、これらのエラーが発生した場合でも、実
質的に正常なエンジン運転を維持するように作動する。
ここで、充填量信号におけるこの潜在エラーに応答し
て、絞り弁を電動式で調節する装置において、絞り弁が
許容値以上に開放され、これにより充填量がたとえば
1.5倍に上昇した場合、これが予期しない1、5倍の
エンジントルク上昇を発生することがある。これは、絞
り弁の電動式制御のモニタリングが、位置信号に基づい
て行われないで、小さすぎる充填量信号から計算により
求められた実際エンジントルクに基づいて行われたとき
に発生するのである。
のための手段は記載されていない。
内燃機関の燃料供給のための電子式制御装置が既知であ
り、この電子式制御装置においては、充填量信号が過渡
修正(壁膜修正)に対する修正信号により修正される。
修正された充填量信号に対して、さらに、実際の噴射時
間を形成するためにバッテリ電圧に関する他の修正が行
われる。この場合もまた、エラーを検出するための手段
は記載されていない。
信号の形成範囲内において、許容できないトルク上昇を
発生することがあるエラーを検出する手段を提供するこ
とが本発明の課題である。
希望の空燃比、混合物制御器の制御信号、壁膜修正値の
ような内燃機関の少なくとも1つのその他の運転変数と
が測定され、噴射時間が、測定された負荷の関数として
決定され、少なくとも1つのその他の運転変数の関数と
して修正される内燃機関の制御方法および装置におい
て、測定された負荷の関数として決定された噴射時間
と、少なくとも1つのその他の運転変数の関数として修
正された噴射時間とが、相互に許容値以上に相違してい
るときに、エラー状態が検出され、および/または少な
くとも1つのエラー反応が導かれる。
し、内燃機関10の吸気系統12内に電動操作式絞り弁
14ならびに負荷(空気質量流量、空気容積流量、吸気
管圧力)を測定するための測定装置16が設けられてい
る。内燃機関10の排気系統18内に少なくとも1つの
排気ガスセンサ(λゾンデ)20が設けられている。内
燃機関10の各シリンダ22ないし24に燃料を供給す
るために噴射弁26ないし28が設けられている。電子
式制御ユニット30は、供給された運転変数の関数とし
て、出力ライン32ないし34を介して、燃料供給のた
めの噴射弁26ないし28を操作し、ならびに出力ライ
ン36および電動機38を介して絞り弁14を操作す
る。燃料供給量および空気供給量を調節するほかに、制
御ユニット30は内燃機関の点火角もまた調節する。電
子式制御ユニット30には排気ガスセンサ20から入力
ライン40が供給され、入力ライン40を介して排気ガ
スの組成を示す測定信号が伝送される。負荷を測定する
ための測定装置16から電子式制御ユニット30に入力
ライン42が供給され、入力ライン42を介してエンジ
ン負荷を示す測定信号が伝送される。さらに、測定装置
44ないし46が設けられ、測定装置44ないし46は
入力ライン48ないし50を介して電子式制御ユニット
30に接続されている。これらの測定装置により、内燃
機関および/または自動車のその他の運転変数、たとえ
ばエンジン回転速度、エンジン温度、ドライバの希望等
が測定され、これらの運転変数はライン48ないし50
を介して電子式制御ユニット30に伝送される。その他
の入力ライン52を介して電子式制御ユニット30に、
自動車の少なくとも1つのバッテリ54から、バッテリ
電圧を示す信号が供給される。
に、これらは次のように設けられている。負荷信号およ
びエンジン回転速度に基づいて、特性曲線群により充填
量信号が決定される。充填量信号は、空燃比に対する目
標値、壁膜修正ならびに有効噴射時間のための混合物制
御器の制御動作を考慮して修正される。このとき、有効
噴射時間は、噴射弁特性が考慮されて行われるバッテリ
電圧修正により実際の噴射時間に変換され、実際の噴射
時間は個々の噴射弁に出力される。有効噴射時間の形
成、したがってエンジントルクに影響を与えるエラー
(負荷測定、混合物制御回路または信号処理制御装置に
おけるエラー)を検出するために、求められた有効噴射
時間が理論λ値を形成するための充填量信号と比較され
る。この理論λ値は空燃比のための目標値と比較され、
この場合、一致が見られなかったときエラーが検出され
る。バッテリ電圧修正におけるエラーは、原則として、
実際の噴射時間と有効噴射時間との間の時間差が所定の
制限値と比較されることにより検出され、この場合、こ
の制限値を超えたときにエラーが検出される。
れ図により説明する。
計算方法を、図示の流れ図により説明する。
トした後、第1のステップ200において、実際の操作
時間を計算するための運転変数が読み込まれる。これら
の運転変数には、混合物組成のための目標値λsol
l、負荷信号QL、エンジン回転速度Nmot、バッテ
リ電圧Ubat、混合物制御器の出力信号λR、従来技
術により他のプログラム部分の範囲内において求められ
る壁膜修正値Korr等が含まれる。それに続くステッ
プ202において、あらかじめプログラミングされた特
性曲線群に基づいて、負荷信号QLおよびエンジン回転
速度Nmotから、充填量信号tLが形成される。次に
これに続くステップ204において、充填量信号t
Lが、空気/燃料組成のための目標値λsollにより
修正される(tE 1)。これは乗算の範囲内で行われるこ
とが好ましい。たとえば、目標値がλ=1.5のとき、
求められた充填量信号tLに係数1.5が乗算される。
それに応じて、それに続くステップ206において、最
初に修正された充填量値が2回目に壁膜修正係数で修正
される(tE2)。それに続くステップ208において、
2回目に修正された充填量信号値ならびに混合物制御の
出力信号λRに基づき、好ましくは乗算により有効噴射
時間tEが形成される。有効噴射時間tEは、与えられた
条件下で物理的に噴射すべき燃料供給量を示す。この燃
料供給量は、それに続くステップ210の範囲内におい
て、噴射弁の実際の操作時間tiを決定するために実際
のバッテリ電圧Ubatにより修正される。これは、実
際の電源を背景とした噴射弁の電気特性を考慮してい
る。その後プログラム部分は終了され、所定時間経過後
反復される。
は、ステップ204を省略することができる。
とえば混合物制御回路におけるエラーにより、とくにリ
ーン混合物で運転される内燃機関の場合、上記の計算の
結果として過大な有効噴射時間ないしは噴射弁に対する
過大な操作時間が得られ、したがって過大な燃料噴射量
となることがあり、これは、対応する空気供給量におい
て、それぞれの混合物組成に対して与えられる目標値に
対応しないものである。この結果過大なエンジントルク
が発生することになる。
内燃機関の量論運転に対して必要な燃料供給量に比例す
る。有効噴射時間tEと充填量信号tLとの比を形成する
ことにより、理論λ値が求められる。この理論λ値が所
定のλ目標値と比較される。一致が検出されない場合、
充填量信号内および/または混合物制御回路内ないしは
制御装置の信号処理部分内にエラーが存在することが特
定される。このようなエラーが検出されたとき、適切な
エラー反応、たとえばすべてのシリンダまたは選択され
たシリンダへの燃料供給の遮断、空気供給量の制限ない
し絞り弁の電動操作の遮断、および/または警報ランプ
を介してのエラーの指示ないしエラーメモリ内における
指示等が導かれる。
流れ図に示されている。所定時点においてプログラムが
スタートした後、第1のステップ300において、求め
られた充填量信号tLならびに計算により求められた有
効噴射時間tEが読み込まれる。さらに、制御ユニット
により与えられる実際運転状態に対する燃料混合物の目
標組成λsollが読み込まれる。次にステップ302
において、有効噴射時間tEと充填量信号tLとの間の比
を形成することにより、理論λ値λerwが求められ
る。図3に示す両方の信号の商の形成のほかに、比を形
成するための他の数学的手法を用いてもよい。たとえ
ば、信号値間のパーセント偏差を求め、それからλer
wを導くことも可能である。それに続く問い合わせステ
ップ304において、制御ユニットによりあらかじめ決
定された混合物組成のための目標値λsollが理論λ
値λerwと比較される。好ましい実施態様において
は、これは、ステップ304において、両方の値の差を
形成し、この差を所定の公差値Δと比較することにより
示されている。この公差値としては、充填量信号から有
効噴射時間を求める計算過程において存在する公差が使
用される。そのほかに、2つの値の間の一致を決定する
各数学手法を使用してもよい。目標値と理論値との間の
一致が存在したとき、このことから、制御ユニットはエ
ラーなしに作動することが特定されるので、プログラム
部分は終了され、所定時間経過後反復される。好ましく
は複数回のプログラムランの後に、またはフィルタリン
グ時間の経過後に、両方の値が相互に公差値以上に相違
している場合、ステップ306により、充填量信号形成
の範囲内または混合物制御回路の範囲内にエラーが特定
され、非常運転に対する対応手段が導かれ、ないしはエ
ラー情報の出力が行われる。ステップ306の後も同様
に、プログラム部分は終了され、所定時間経過後反復さ
れる。
がある場合、このエラーにより噴射弁の開放時間が長く
なり、これにより過大なエンジントルクを発生すること
がある。したがって、このエラーもまた検出することが
必要である。本発明による方法の範囲内で、噴射時間の
バッテリ電圧修正におけるエラーは、噴射弁の実際の操
作時間tiと有効噴射弁tEとの間の時間差を所定の制限
値と比較することにより求められる。両方の噴射時間の
値の差は、最大でもバッテリ電圧修正の最大可能値に対
応していなければならない。正常状態においては、最大
可能な修正は、所定の回転速度値(たとえば1000r
pm)以下の回転速度においてのみ許容される。その理
由は、この回転速度範囲において、発電機が正常である
かぎり、(たとえばアイドリング中に負荷を投入するこ
とにより)バッテリ電圧が著しく低下することがあるか
らである。これに対して、より高い回転速度に対して
は、小さいバッテリ電圧修正のみが許容される。いずれ
にしても、発電機または歯付ベルトが故障した場合は、
回転速度が高い場合においても、低い回転数範囲に対応
する最大バッテリ電圧修正が行われ、この場合、より高
い回転速度の場合においてもまた、最大可能な修正値が
許容される。したがって、本発明の方法により、制限回
転速度以下の回転速度においては、時間差と所定の最大
値との比較が行われる。回転速度が制限回転速度を超え
ている場合、この差は、場合によりスタート値から出発
して時間と共に少しずつ変化するある制限値と比較さ
れ、この比較は制限値が最大可能値に到達するまで行わ
れる。これにより、小さい回転速度の範囲内において
は、時間差が最大可能修正値よりも大きいときにエラー
が検出される。より大きい回転速度においては、制限値
より大きい急激な電圧修正が行われたときにエラーが検
出される。バッテリ電圧が(発電機または歯付ベルトの
故障により)次第に低下した場合、制限値は次第に最大
値まで上昇し、これにより大きい回転速度の場合におい
ても、修正値が最大可能最大値に到達したときにエラー
が検出される。図4に、本発明による方法を説明するそ
の流れ図が示されている。
スタートした後、第1のステップ400において、有効
噴射時間tE、実際の操作時間tiおよびエンジン回転速
度Nmotが読み込まれる。それに続く問い合わせステ
ップ402において、エンジン回転速度がより大きい回
転速度の範囲内に存在するか否か、すなわちエンジン回
転速度Nmotが、好ましい実施態様においては100
0rpmの値を有する制限値Nmot0より大きいか否
かが検査される。これが否定の場合、ステップ406に
おいて、制限値Δtが最大許容値t0(好ましい実施態
様においては、3ミリ秒)にセットされる。次にそれに
続くステップ408において、実際操作時間と有効噴射
時間との間の時間差(ti−tE)が所定の制限値Δtと
比較される。時間差がこの制限値を下回った場合、エラ
ーのないバッテリ電圧修正が特定されてプログラム部分
は終了され、所定時間経過後反復される。この差がこの
所定の制限値を超えた場合、ステップ410によりバッ
テリ電圧修正内のエラーが特定され、エラー情報が出力
され、および/または非常走行運転が導かれる。
場合、すなわち回転速度が制限値Nmot0を超えた場
合、それに続くステップ412において、実際の噴射時
間tiと有効噴射時間tEとの間の差が適用制限値Δtの
付近に存在するか否かが検査される。このために、好ま
しい実施態様においては、この差が、値Δ1だけ低減さ
れた制限値Δtと比較される。これが否定の場合、ステ
ップ414において、実際噴射時間tiと有効噴射時間
tEとの差がさらに、適用制限値Δt以下にあるか否か
が検査される。このために、好ましい実施態様において
は、この差が、値Δ1より大きい値Δ2だけ低減された
制限値Δtと比較される。
間の差が適用制限値Δtの付近に存在する場合、ステッ
プ416において、時間的に可変な制限値Δtが、最小
制限値(スタート値、好ましくは0.5ミリ秒)と時間
的に可変な部分とのいずれかの最大値として形成され
る。時間的に可変な部分は、前のプログラムランの制限
値Δtaltを所定の増分dt2だけ増加した値として
計算される。その後ステップ418において、時間的に
可変な制限値Δtが制限値t0に制限され、ステップ4
08がそれに続く。この場合、制限値Δtの時間的な可
変性は、発電機または歯付ベルトが故障したときにはエ
ラーが検出されないように与えられている。
効噴射時間tEとの間の差がさらに適用制限値Δt以下
にあることを与えた場合、ステップ420において、時
間的に可変な制限値Δtが、最小制限値t1(スタート
値、好ましくは0.5ミリ秒)と時間的に可変な部分と
のいずれかの最大値として形成される。時間的に可変な
部分は、前のプログラムランの制限値Δtaltから所
定の減分dt1だけ低減された値として計算される。そ
れに続くステップ422において、時間的に可変な制限
値Δtが最小制限値t1に制限され、ステップ408が
それに続く。この場合、制限値Δtの時間的な可変性
は、とくに負の方向の変化が他の方向の変化より急速に
行われるように与えられる(dt1>dt2)。
値Δtの付近になく、またステップ414により適用制
限値Δt以下にない場合、ステップ424において、適
用制限値Δtは不変のまま保持され、プログラム部分は
ステップ408にさらに導かれる。
おいて、許容できないエンジントルク上昇を発生するこ
とがあるエラーが確実に検出される。
燃機関において、混合物をリッチにしたことが原因で許
容できないトルク上昇を発生することがある燃料供給エ
ラーがとくに検出される。
て行われる混合物制御回路および/またはレベル適応に
おけるエラー適応およびその他のエラーと関連して、と
くに意図しないエンジントルクの上昇を発生することが
ある前記充填量信号における潜在エラーがさらに検出可
能であることはとくに有利である。
実に検出されることはとくに有利である。
の全体ブロック回路図である。
燃料噴射弁の実際の操作時間の計算の流れ図である。
負荷測定および混合物制御回路におけるエラーの検出の
流れ図である。
有効噴射時間のバッテリ電圧修正におけるエラーの検出
の流れ図である。
圧力) 18 排気系統 20 λゾンデ(排気ガスセンサ) 22−24 シリンダ 26−28 燃料噴射弁 30 電子式制御ユニット 32、34、36、40、42、48、50、52 ラ
イン 38 電動機 44−46 測定装置(運転変数) 54 バッテリ dt1 減分 dt2 増分 Korr 壁膜修正値 Nmot エンジン回転速度 Nmot0 エンジン回転速度の制限値 QL 負荷信号 tE 有効噴射時間 tE1、tE2 修正充填量信号 ti 噴射弁の実際の操作時間(実際の噴射時間) tL 充填量信号 t0 適用制限値の最大制限値 t1 適用制限値の最小制限値 Ubat バッテリ電圧 Δ 公差値 Δt 適用制限値 Δtalt 前のプログラムランの制限値 λerw 理論λ値 λR 出力信号(混合物制御器) λsoll 目標値(混合物組成)
Claims (11)
- 【請求項1】 負荷と、バッテリ電圧、希望の空燃比、
混合物制御器の制御信号、壁膜修正値のような内燃機関
の少なくとも1つのその他の運転変数とが測定され、噴
射時間が、測定された負荷の関数として決定され、少な
くとも1つのその他の運転変数の関数として修正される
内燃機関の制御方法において、 測定された負荷の関数として決定された噴射時間と、少
なくとも1つのその他の運転変数の関数として修正され
た噴射時間とが、相互に許容値以上に相違しているとき
に、エラー状態が検出され、または少なくとも1つのエ
ラー反応が導かれることを特徴とする内燃機関の制御方
法。 - 【請求項2】 所定の空燃比と、修正された噴射時間に
基づいて求められた期待の空燃比とが一致しなかったと
きに、エラー状態が検出され、または少なくとも1つの
エラー反応が導かれることを特徴とする請求項1の方
法。 - 【請求項3】 負荷を示す信号から導かれた充填量信号
と、修正された噴射時間との比が形成され、この比が、
空燃比の所定値の関数である目標の比と比較されること
を特徴とする請求項1または2の方法。 - 【請求項4】 一致しなかったときに、負荷の測定にお
けるエラーおよび混合物制御回路におけるエラーが特定
されることを特徴とする請求項2または3の方法。 - 【請求項5】 噴射時間として有効噴射時間の計算値が
使用され、この計算値は、それがバッテリ電圧の関数で
ある修正を含まないことにより、弁に出力される噴射パ
ルスとは異な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。 - 【請求項6】 修正され、実際に出力された噴射時間
と、少なくともエンジン負荷の関数として求められた噴
射時間との間の差が最大許容値を超えたとき、エラーが
検出され、少なくとも1つのエラー反応が導かれること
を特徴とする請求項1ないし5のいずれかの方法。 - 【請求項7】 エンジン回転速度が低いときにより大き
い差が許容されるように、最大許容差がエンジン回転速
度の関数であることを特徴とする請求項6の方法。 - 【請求項8】 最大許容差が適応性を有して可変である
ことを特徴とする請求項6または7の方法。 - 【請求項9】 まず小さい差が許容されるが、出力され
た噴射時間と、計算により求められた噴射時間との間
の、求められた差が、最大許容差付近に近づいたとき
に、この許容制限値が少しずつ増加されるように適応す
る可変が行われることを特徴とする請求項8の方法。 - 【請求項10】 出力された噴射時間と有効噴射時間と
の間の差が、現在適用されている制限値より実質的に小
さいとき、最大許容差が小さい値に低減されることを特
徴とする請求項8または9の方法。 - 【請求項11】 内燃機関の負荷を示す少なくとも1つ
の値と、バッテリ電圧、希望の空燃比、混合物制御器の
制御信号、壁膜修正値のような内燃機関の少なくとも1
つのその他の運転変数とを測定し、噴射時間が、少なく
とも測定された負荷の関数として決定され、少なくとも
1つのその他の運転変数の関数として修正される電子式
制御ユニットを備えた内燃機関の制御装置において、 少なくとも測定された負荷の関数として決定された噴射
時間と、少なくとも1つのその他の運転変数の関数とし
て修正された噴射時間とが、相互に許容値以上に相違し
ているときに、電子式制御ユニットが、エラー状態を検
出し、または少なくとも1つのエラー反応を導くことを
特徴とする内燃機関の制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
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