JP2000136749A - ガソリン直接噴射式内燃機関のトルクの決定方法および装置 - Google Patents
ガソリン直接噴射式内燃機関のトルクの決定方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガソリン直接噴射式内燃機関のその時点のト
ルクを決定する。 【解決手段】 運転変数の関数としてモデルにより内燃
機関のトルクを計算する。内燃機関の運転点を特徴づけ
る運転変数に基づいて所定の特性曲線群から標準条件下
で達成されることが期待される最大トルクに対する値を
決定する。トルクを調節する内燃機関の少なくとも１つ
の制御変数に対して効率があらかじめ与えられ、その効
率をこの変数のその時点の値およびこの変数の標準値の
関数として決定する。実際トルクを決定するために最大
トルクをこの少なくとも１つの効率で補正する。
ルクを決定する。 【解決手段】 運転変数の関数としてモデルにより内燃
機関のトルクを計算する。内燃機関の運転点を特徴づけ
る運転変数に基づいて所定の特性曲線群から標準条件下
で達成されることが期待される最大トルクに対する値を
決定する。トルクを調節する内燃機関の少なくとも１つ
の制御変数に対して効率があらかじめ与えられ、その効
率をこの変数のその時点の値およびこの変数の標準値の
関数として決定する。実際トルクを決定するために最大
トルクをこの少なくとも１つの効率で補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガソリン直接噴射
式内燃機関のトルクの決定方法および装置に関するもの
である。
式内燃機関のトルクの決定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１９６３１９８６号
に、内燃機関のトルクに対する目標値から燃料噴射量を
決定するガソリン直接噴射式内燃機関に対する制御装置
が提案され、そしてそれによりこの内燃機関の種々の運
転方式間で切換が行われる方法が提供されている。この
ような内燃機関の本質的な運転方式は、ほとんど絞りの
ない運転における層状給気を有する機関の運転、ならび
に均質噴射を有する内燃機関の絞りのある運転である。
ガソリン直接噴射式内燃機関においてもまた、内燃機関
のその時点のトルクを決定することが重要である。この
値は、さらに評価するために例えば他の制御ユニット
（例えば駆動滑り制御）に出力され、または例えばフィ
ルタの初期化、場合によりモニタリング等のために制御
装置内部で評価される。
に、内燃機関のトルクに対する目標値から燃料噴射量を
決定するガソリン直接噴射式内燃機関に対する制御装置
が提案され、そしてそれによりこの内燃機関の種々の運
転方式間で切換が行われる方法が提供されている。この
ような内燃機関の本質的な運転方式は、ほとんど絞りの
ない運転における層状給気を有する機関の運転、ならび
に均質噴射を有する内燃機関の絞りのある運転である。
ガソリン直接噴射式内燃機関においてもまた、内燃機関
のその時点のトルクを決定することが重要である。この
値は、さらに評価するために例えば他の制御ユニット
（例えば駆動滑り制御）に出力され、または例えばフィ
ルタの初期化、場合によりモニタリング等のために制御
装置内部で評価される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ガソリン直接噴射式内
燃機関のその時点のトルクを決定するための方法および
装置を提供することが本発明の課題である。
燃機関のその時点のトルクを決定するための方法および
装置を提供することが本発明の課題である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は、運転変数の
関数としてモデルにより内燃機関のトルクが計算され、
内燃機関の運転点を特徴づける運転変数に基づいて所定
の特性曲線群から標準条件下で達成されることが期待さ
れる最大トルクに対する値が決定され、トルクを調節す
る内燃機関の少なくとも１つの制御変数に対して効率が
あらかじめ与えられ、その効率がこの変数のその時点の
値およびこの変数の標準値の関数として決定され、実際
トルクを決定するために最大トルクがこの少なくとも１
つの効率で補正される本発明のガソリン直接噴射式内燃
機関のトルクの決定方法により達成される。
関数としてモデルにより内燃機関のトルクが計算され、
内燃機関の運転点を特徴づける運転変数に基づいて所定
の特性曲線群から標準条件下で達成されることが期待さ
れる最大トルクに対する値が決定され、トルクを調節す
る内燃機関の少なくとも１つの制御変数に対して効率が
あらかじめ与えられ、その効率がこの変数のその時点の
値およびこの変数の標準値の関数として決定され、実際
トルクを決定するために最大トルクがこの少なくとも１
つの効率で補正される本発明のガソリン直接噴射式内燃
機関のトルクの決定方法により達成される。
【０００５】上記課題はまた、運転変数の関数として内
燃機関のトルクを計算するモデルと、内燃機関の運転点
を決定する運転変数の関数として標準条件下における最
大トルクを決定する特性曲線群と、その時点の値のそれ
ぞれの標準値からの偏差の関数として、トルクを調節す
る少なくとも１つの制御変数の効率を示す少なくとも１
つの値を形成する手段と、実際トルクを決定するために
少なくとも１つの効率値により最大トルクを補正する補
正手段とを備えた本発明のガソリン直接噴射式内燃機関
のトルクの決定装置により達成される。
燃機関のトルクを計算するモデルと、内燃機関の運転点
を決定する運転変数の関数として標準条件下における最
大トルクを決定する特性曲線群と、その時点の値のそれ
ぞれの標準値からの偏差の関数として、トルクを調節す
る少なくとも１つの制御変数の効率を示す少なくとも１
つの値を形成する手段と、実際トルクを決定するために
少なくとも１つの効率値により最大トルクを補正する補
正手段とを備えた本発明のガソリン直接噴射式内燃機関
のトルクの決定装置により達成される。
【０００６】未公開ドイツ特許出願第１９７２９１０
０．７号からガソリン直接噴射式内燃機関のトルクの決
定モデルが提供され、このモデルにおいては、戻し排気
ガス質量流量、排気ガス中の酸素濃度および換算係数に
基づいてその時点の燃焼燃料質量流量が決定され、そし
てこの計算された燃焼燃料質量流量から内燃機関の実際
トルクが導かれる。なお、このモデルは一貫性がない。
このモデルの使用は、トルクに作用する他の変数が考慮
されないので、いくつかのケースにおいては十分な結果
を導かないことがわかっている。これは、実際トルクを
決定することができるが、モデルの反転すなわち目標ト
ルクの関数としての内燃機関の制御変数の計算が保証さ
れないことを意味する。これにより、実際トルクの決定
および目標トルクの変換のために種々のモデルが使用さ
れ、したがって内燃機関の制御に関して費用が増大す
る。
０．７号からガソリン直接噴射式内燃機関のトルクの決
定モデルが提供され、このモデルにおいては、戻し排気
ガス質量流量、排気ガス中の酸素濃度および換算係数に
基づいてその時点の燃焼燃料質量流量が決定され、そし
てこの計算された燃焼燃料質量流量から内燃機関の実際
トルクが導かれる。なお、このモデルは一貫性がない。
このモデルの使用は、トルクに作用する他の変数が考慮
されないので、いくつかのケースにおいては十分な結果
を導かないことがわかっている。これは、実際トルクを
決定することができるが、モデルの反転すなわち目標ト
ルクの関数としての内燃機関の制御変数の計算が保証さ
れないことを意味する。これにより、実際トルクの決定
および目標トルクの変換のために種々のモデルが使用さ
れ、したがって内燃機関の制御に関して費用が増大す
る。
【０００７】欧州特許第７４９５２４号（米国特許第５
６９２４７１号）から、吸気管噴射式内燃機関に関して
一貫性のあるトルクモデルが既知である。ここでは、機
関回転速度および機関負荷（充填量）の関数として決定
された、標準条件下における内燃機関の最大トルクを示
す最適トルクから、ならびに混合物組成、点火角設定な
らびに燃料噴射の遮断に関する効率から内燃機関のトル
クが計算される。その時点の値の、最適トルクの形成の
基礎となる標準条件からの偏差の影響が効率により考慮
される。対応するモデルの反転により、制御変数から内
燃機関の実際トルクが決定されるのみならず、制御変数
を目標トルク値の関数として決定することができる。こ
こでは異なる運転方式のために他の要求ないし変化する
要求が考慮されなければならないので、このモデルはガ
ソリン直接噴射式内燃機関には無制限に適用可能ではな
い。
６９２４７１号）から、吸気管噴射式内燃機関に関して
一貫性のあるトルクモデルが既知である。ここでは、機
関回転速度および機関負荷（充填量）の関数として決定
された、標準条件下における内燃機関の最大トルクを示
す最適トルクから、ならびに混合物組成、点火角設定な
らびに燃料噴射の遮断に関する効率から内燃機関のトル
クが計算される。その時点の値の、最適トルクの形成の
基礎となる標準条件からの偏差の影響が効率により考慮
される。対応するモデルの反転により、制御変数から内
燃機関の実際トルクが決定されるのみならず、制御変数
を目標トルク値の関数として決定することができる。こ
こでは異なる運転方式のために他の要求ないし変化する
要求が考慮されなければならないので、このモデルはガ
ソリン直接噴射式内燃機関には無制限に適用可能ではな
い。
【０００８】直接噴射式内燃機関のほとんど絞りのない
運転に対して決定された内燃機関のトルクの決定モデル
において、機関トルクへの個々の影響が分離される。こ
れにより、内燃機関のトルクへのすべての影響変数を簡
単に考慮することが可能となり、この場合、トルクの計
算のために必要な計算ステップが低減される。さらに、
制御変数のトルクへの影響において制御変数の横断（ク
ロス）結合が遮断されることが有利である。さらに、例
えば回転弁、カム軸調節等を備えているか否かにかかわ
らず、内燃機関のそれぞれの付属設備の考慮が容易にな
る。
運転に対して決定された内燃機関のトルクの決定モデル
において、機関トルクへの個々の影響が分離される。こ
れにより、内燃機関のトルクへのすべての影響変数を簡
単に考慮することが可能となり、この場合、トルクの計
算のために必要な計算ステップが低減される。さらに、
制御変数のトルクへの影響において制御変数の横断（ク
ロス）結合が遮断されることが有利である。さらに、例
えば回転弁、カム軸調節等を備えているか否かにかかわ
らず、内燃機関のそれぞれの付属設備の考慮が容易にな
る。
【０００９】モデルに一貫性があること、すなわちトル
クに影響を与える変数の測定値から実際トルクの計算が
行われるのみならず、要求トルクに対するこの変数の制
御量の計算が単一のモデルを用いて実行できることがと
くに有利である。
クに影響を与える変数の測定値から実際トルクの計算が
行われるのみならず、要求トルクに対するこの変数の制
御量の計算が単一のモデルを用いて実行できることがと
くに有利である。
【００１０】内燃機関のほとんど絞りのない運転に対す
るガソリン直接噴射式内燃機関の実際トルクを決定する
ために適切であることがわかっているトルクモデルは、
吸気管噴射式でかつ均質燃料混合物を形成する内燃機関
における実際トルクの計算のためのトルクモデルと同様
な構造を有していることがとくに有利である。これによ
り、ガソリン直接噴射式内燃機関における実際トルクの
決定ないし制御量の決定のために、絞りの有無には関係
なくすべての運転方式において使用することができ、こ
の場合、内燃機関の絞りのない運転および絞りのある運
転の間でそれぞれのモデルパラメータが切り換えられる
だけでよい。
るガソリン直接噴射式内燃機関の実際トルクを決定する
ために適切であることがわかっているトルクモデルは、
吸気管噴射式でかつ均質燃料混合物を形成する内燃機関
における実際トルクの計算のためのトルクモデルと同様
な構造を有していることがとくに有利である。これによ
り、ガソリン直接噴射式内燃機関における実際トルクの
決定ないし制御量の決定のために、絞りの有無には関係
なくすべての運転方式において使用することができ、こ
の場合、内燃機関の絞りのない運転および絞りのある運
転の間でそれぞれのモデルパラメータが切り換えられる
だけでよい。
【００１１】その他の利点が実施形態に関する以下の説
明から明らかである。
明から明らかである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に本発明を図面に示す実施形
態により詳細に説明する。図１はガソリン直接噴射式内
燃機関のための制御装置１０を示し、この制御装置１０
は少なくとも１つのマイクロコンピュータ１２、入力回
路１４、出力回路１６およびこれらの構成要素を結合す
る通信系統１８を有している。この場合、好ましい実施
形態においてはバス系統に統一されかつ図１においては
図を見やすくするために、別々に示されている入力ライ
ンを介して入力回路１４に信号が供給され、これらの信
号から内燃機関の制御のために使用される運転変数が導
かれる。好ましい実施形態においてトルクモデルおよび
実際トルク計算に関して必要な運転変数が明示的に示さ
れている。すなわち、機関回転速度Ｎｍｏｔを表わす信
号が対応測定装置２０および入力ライン２２から入力回
路１４に供給される。さらに、測定装置２４から内燃機
関に供給される供給空気質量流量を表わす値ｈｆｍがラ
イン２６を介して供給される。さらに、少なくとも１つ
の測定装置２８から排気ガス組成λを表わす信号がライ
ン３０を介して入力回路１４に供給される。さらに、好
ましい実施形態において、カム軸調節を有する装置すな
わち各シリンダの入口弁／出口弁の制御を有する装置に
おいては測定装置３２からカム軸位置αｎｗを表わす信
号がライン３４を介して制御装置１０に伝送される。同
様に、吸気系統内に給気可動弁ないし回転弁が使用され
ているとき、測定装置３６からこの弁の位置αｌｂを表
わす信号がライン３８を介して供給される。さらに、図
１にその他の入力ライン４０ないし４４が示され、これ
ら入力ライン４０ないし４４は制御装置１０に対応測定
装置４６ないし５０から内燃機関の制御のために必要
な、例えば絞り弁位置、機関温度等のようなその他の運
転変数が供給される。制御装置１０は、出力回路１６を
介して、内燃機関を制御するための制御変数を与え、か
つその他の変数を他の制御ユニットに出力する。これが
図１において出力ラインにより示されている。好ましい
実施形態においては、制御装置１０は、内燃機関のシリ
ンダ内の点火角（出力ライン５２）、噴射燃料質量流量
およびその噴射時期（出力ライン５４）、空気供給量を
設定するための電動操作式絞り弁の位置（出力ライン５
６）、排気管路から吸気管路に戻される排気ガス量の割
合を制御する排気ガス戻し弁（出力ライン５８）、吸い
込まれた運転媒体の量を設定する給気可動弁（出力ライ
ン６０）、ならびに好ましい実施形態において内燃機関
のカム軸位置の対応制御により設定される内燃機関のシ
リンダの入口弁および出口弁の操作時間（出力ライン６
２）を調節する。さらに、内燃機関の実際トルクＭｉが
出力ライン６４を介して（一般にバス系統を介して）駆
動滑り制御ユニット、変速機制御ユニット等のような他
の制御ユニットに出力される。
態により詳細に説明する。図１はガソリン直接噴射式内
燃機関のための制御装置１０を示し、この制御装置１０
は少なくとも１つのマイクロコンピュータ１２、入力回
路１４、出力回路１６およびこれらの構成要素を結合す
る通信系統１８を有している。この場合、好ましい実施
形態においてはバス系統に統一されかつ図１においては
図を見やすくするために、別々に示されている入力ライ
ンを介して入力回路１４に信号が供給され、これらの信
号から内燃機関の制御のために使用される運転変数が導
かれる。好ましい実施形態においてトルクモデルおよび
実際トルク計算に関して必要な運転変数が明示的に示さ
れている。すなわち、機関回転速度Ｎｍｏｔを表わす信
号が対応測定装置２０および入力ライン２２から入力回
路１４に供給される。さらに、測定装置２４から内燃機
関に供給される供給空気質量流量を表わす値ｈｆｍがラ
イン２６を介して供給される。さらに、少なくとも１つ
の測定装置２８から排気ガス組成λを表わす信号がライ
ン３０を介して入力回路１４に供給される。さらに、好
ましい実施形態において、カム軸調節を有する装置すな
わち各シリンダの入口弁／出口弁の制御を有する装置に
おいては測定装置３２からカム軸位置αｎｗを表わす信
号がライン３４を介して制御装置１０に伝送される。同
様に、吸気系統内に給気可動弁ないし回転弁が使用され
ているとき、測定装置３６からこの弁の位置αｌｂを表
わす信号がライン３８を介して供給される。さらに、図
１にその他の入力ライン４０ないし４４が示され、これ
ら入力ライン４０ないし４４は制御装置１０に対応測定
装置４６ないし５０から内燃機関の制御のために必要
な、例えば絞り弁位置、機関温度等のようなその他の運
転変数が供給される。制御装置１０は、出力回路１６を
介して、内燃機関を制御するための制御変数を与え、か
つその他の変数を他の制御ユニットに出力する。これが
図１において出力ラインにより示されている。好ましい
実施形態においては、制御装置１０は、内燃機関のシリ
ンダ内の点火角（出力ライン５２）、噴射燃料質量流量
およびその噴射時期（出力ライン５４）、空気供給量を
設定するための電動操作式絞り弁の位置（出力ライン５
６）、排気管路から吸気管路に戻される排気ガス量の割
合を制御する排気ガス戻し弁（出力ライン５８）、吸い
込まれた運転媒体の量を設定する給気可動弁（出力ライ
ン６０）、ならびに好ましい実施形態において内燃機関
のカム軸位置の対応制御により設定される内燃機関のシ
リンダの入口弁および出口弁の操作時間（出力ライン６
２）を調節する。さらに、内燃機関の実際トルクＭｉが
出力ライン６４を介して（一般にバス系統を介して）駆
動滑り制御ユニット、変速機制御ユニット等のような他
の制御ユニットに出力される。
【００１３】測定された運転変数を供給するほかに、実
際トルクを決定するために評価されるその他の運転変数
（例えば排気ガス戻し率、噴射時期）が、内部で制御量
または測定値から決定される。これは、測定されるもの
として図１に示されている運転変数を決定するための代
替方法として使用される。例えば、給気可動弁の位置お
よびカム軸位置は対応制御信号から導かれてもよい。
際トルクを決定するために評価されるその他の運転変数
（例えば排気ガス戻し率、噴射時期）が、内部で制御量
または測定値から決定される。これは、測定されるもの
として図１に示されている運転変数を決定するための代
替方法として使用される。例えば、給気可動弁の位置お
よびカム軸位置は対応制御信号から導かれてもよい。
【００１４】マイクロコンピュータ１２内でプログラム
が実行され、このプログラムは供給された運転変数から
ドライバによる設定および場合によりその他の制御装置
による設定に対応して内燃機関を制御するための制御量
を決定する。とくに目標トルクが決定され、この目標ト
ルクはその時点の内燃機関の状況を考慮して出力を調節
する変数の制御のための操作信号に変換される。この場
合、負荷領域の関数として内燃機関は種々の運転方式で
運転され、例えば低い負荷領域においてはほとんど絞り
のない層状の混合物分配で、また高い負荷領域内では吸
気管噴射を有する内燃機関に匹敵する絞りのある均質混
合物形成で運転される。内部計算過程のためにおよび／
または他の制御ユニットへの出力のために実際の内燃機
関のトルクを検出することはとくに重要である。
が実行され、このプログラムは供給された運転変数から
ドライバによる設定および場合によりその他の制御装置
による設定に対応して内燃機関を制御するための制御量
を決定する。とくに目標トルクが決定され、この目標ト
ルクはその時点の内燃機関の状況を考慮して出力を調節
する変数の制御のための操作信号に変換される。この場
合、負荷領域の関数として内燃機関は種々の運転方式で
運転され、例えば低い負荷領域においてはほとんど絞り
のない層状の混合物分配で、また高い負荷領域内では吸
気管噴射を有する内燃機関に匹敵する絞りのある均質混
合物形成で運転される。内部計算過程のためにおよび／
または他の制御ユニットへの出力のために実際の内燃機
関のトルクを検出することはとくに重要である。
【００１５】以下に記載のモデルを使用して内燃機関の
すべての運転方式に対して内燃機関の図示高圧トルクが
決定され、この図示高圧トルクは、例えば給気切換損失
および作動された消費機器のトルク需要を考慮して、内
燃機関の他のトルクへの換算により内燃機関の有効トル
クを決定する。
すべての運転方式に対して内燃機関の図示高圧トルクが
決定され、この図示高圧トルクは、例えば給気切換損失
および作動された消費機器のトルク需要を考慮して、内
燃機関の他のトルクへの換算により内燃機関の有効トル
クを決定する。
【００１６】内燃機関の絞りのない運転においては図２
に示すトルクモデルが使用され、これに基づいて実際ト
ルクの計算のみならず目標トルクの制御量への換算が行
われる。
に示すトルクモデルが使用され、これに基づいて実際ト
ルクの計算のみならず目標トルクの制御量への換算が行
われる。
【００１７】図２に示す直接噴射式ガソリン内燃機関の
実際トルクの決定のためのトルクモデルにおいて、トル
クを調節する制御変数に対する標準値が定義される。さ
らに、標準条件下における内燃機関の運転点に対して最
大図示高圧トルクを含む特性曲線群が設けられている。
この場合、運転点は機関回転速度および機関負荷（例え
ば相対空気充填量）により決定され、これらは測定され
た空気質量流量信号から決定される。さらに、トルクを
調節する各制御変数に対し、制御量のその定義された標
準値からの偏差のトルクへの影響を示す効率が定義され
る。
実際トルクの決定のためのトルクモデルにおいて、トル
クを調節する制御変数に対する標準値が定義される。さ
らに、標準条件下における内燃機関の運転点に対して最
大図示高圧トルクを含む特性曲線群が設けられている。
この場合、運転点は機関回転速度および機関負荷（例え
ば相対空気充填量）により決定され、これらは測定され
た空気質量流量信号から決定される。さらに、トルクを
調節する各制御変数に対し、制御量のその定義された標
準値からの偏差のトルクへの影響を示す効率が定義され
る。
【００１８】ガソリン直接噴射式内燃機関がほとんど絞
りのない運転で運転される場合、以下の制御変数、すな
わち空燃比λ、排気ガス戻し率ａｇｒ、噴射時期ｉｔ、
点火角αｚｗ、ならびに設備に応じてそれぞれカム軸し
たがって入口弁および出口弁の制御の可能性が存在する
ときにカム軸位置αｎｗおよび／または給気可動弁が存
在するときにこの給気可動弁の位置αｌｂが機関を調節
する。
りのない運転で運転される場合、以下の制御変数、すな
わち空燃比λ、排気ガス戻し率ａｇｒ、噴射時期ｉｔ、
点火角αｚｗ、ならびに設備に応じてそれぞれカム軸し
たがって入口弁および出口弁の制御の可能性が存在する
ときにカム軸位置αｎｗおよび／または給気可動弁が存
在するときにこの給気可動弁の位置αｌｂが機関を調節
する。
【００１９】標準値は、固定された所定数（例えばλ＝
１）であるか、または例えば点火角の場合のように同様
に運転点（機関回転速度および負荷）の関数であり、こ
の点火角の標準値はそれぞれの運転点において最大トル
クを形成する点火角（最適点火角）を示す。
１）であるか、または例えば点火角の場合のように同様
に運転点（機関回転速度および負荷）の関数であり、こ
の点火角の標準値はそれぞれの運転点において最大トル
クを形成する点火角（最適点火角）を示す。
【００２０】内燃機関が給気可動弁、およびカム軸を調
節するための手段をもたない場合、これらの効率は考慮
されない。モデルは次の決定式で表わされる。
節するための手段をもたない場合、これらの効率は考慮
されない。モデルは次の決定式で表わされる。
【００２１】
【数１】Ｍｉ＝ＫＦ＊η（ｓｔｅｌｌ１） ＊η（ｓｔｅｌｌ２）＊…＊η（ｓｔｅｌｌｎ） ここで Ｍｉ 図示高圧トルク ＫＦ 標準条件下における最大トルク η 効率 ｓｔｅｌｌ１〜ｓｔｅｌｌｎ 考慮される制御変数 好ましい実施形態の例において、具体的に次のように表
わされる。
わされる。
【００２２】
【数２】 Ｍｉ＝Ｍｉｏｐｔ（ｒｌ，Ｎｍｏｔ，ｎｏｒｍ） ＊ηλ＊ηａｇｒ＊ηｉｔ＊ηαｎｗ＊ηαｚｗ＊ηα
ｌｂ ここで Ｍｉｏｐｔ 最大トルク ｒｌ 相対空気充填量 Ｎｍｏｔ 機関回転速度 ｎｏｒｍ 個々の制御変数に対する標準値 ηλ 空気／燃料混合物の効率 ηａｇｒ 排気ガス戻し率の効率 ηｉｔ 噴射時期の効率 ηαｎｗ カム軸位置の効率 ηαｚｗ 点火角の効率 ηαｌｂ 回転弁位置の効率 このモデルの計算が図２に流れ図により示されている。
最大図示高圧トルクのための特性曲線群１００は、機関
回転速度Ｎｍｏｔおよび相対空気充填量ｒｌの関数とし
て最大図示高圧トルクＭｉｏｐｔを与える。この場合、
相対空気充填量は、測定された供給空気質量流量から吸
気管の動特性を考慮して形成される。第１の結合点１０
２において、この最大図示高圧トルク値がその時点に設
定された空燃比のその時点の効率で補正される。このた
めに、その時点の酸素濃度のその標準値からの偏差が比
較段１０４において形成され、そして特性曲線１０６に
より効率ηλが決定され、この効率ηλを用いて最大図
示高圧トルクが好ましくは乗算により補正される。
ｌｂ ここで Ｍｉｏｐｔ 最大トルク ｒｌ 相対空気充填量 Ｎｍｏｔ 機関回転速度 ｎｏｒｍ 個々の制御変数に対する標準値 ηλ 空気／燃料混合物の効率 ηａｇｒ 排気ガス戻し率の効率 ηｉｔ 噴射時期の効率 ηαｎｗ カム軸位置の効率 ηαｚｗ 点火角の効率 ηαｌｂ 回転弁位置の効率 このモデルの計算が図２に流れ図により示されている。
最大図示高圧トルクのための特性曲線群１００は、機関
回転速度Ｎｍｏｔおよび相対空気充填量ｒｌの関数とし
て最大図示高圧トルクＭｉｏｐｔを与える。この場合、
相対空気充填量は、測定された供給空気質量流量から吸
気管の動特性を考慮して形成される。第１の結合点１０
２において、この最大図示高圧トルク値がその時点に設
定された空燃比のその時点の効率で補正される。このた
めに、その時点の酸素濃度のその標準値からの偏差が比
較段１０４において形成され、そして特性曲線１０６に
より効率ηλが決定され、この効率ηλを用いて最大図
示高圧トルクが好ましくは乗算により補正される。
【００２３】このように補正された最大値は、補正段１
０８、１１０、１１２、１１４、１１６において、その
時点の排気ガス戻し率、その時点のカム軸位置、その時
点の噴射時期、その時点の点火角位置、およびその時点
の給気可動弁の位置の対応効率により補正され、そして
このようにして実際トルクＭｉが形成される。
０８、１１０、１１２、１１４、１１６において、その
時点の排気ガス戻し率、その時点のカム軸位置、その時
点の噴射時期、その時点の点火角位置、およびその時点
の給気可動弁の位置の対応効率により補正され、そして
このようにして実際トルクＭｉが形成される。
【００２４】個々の効率の決定のために特性曲線１１
８、１２０、１２２、１２４および１２６が設けられ、
これらの特性曲線においてその時点の設定値のそれぞれ
の標準値からの偏差の関数として効率が導かれる。これ
らの偏差は、比較段１２８、１３０、１３２、１３４お
よび１３６においてそれぞれの変数に対して形成され
る。この場合、効率はこれらの偏差の内燃機関のトルク
への相対影響を表わす。それらの標準値（偏差０）にお
いてはすべての効率は１である。
８、１２０、１２２、１２４および１２６が設けられ、
これらの特性曲線においてその時点の設定値のそれぞれ
の標準値からの偏差の関数として効率が導かれる。これ
らの偏差は、比較段１２８、１３０、１３２、１３４お
よび１３６においてそれぞれの変数に対して形成され
る。この場合、効率はこれらの偏差の内燃機関のトルク
への相対影響を表わす。それらの標準値（偏差０）にお
いてはすべての効率は１である。
【００２５】このモデルは、所定の目標トルク値Ｍｉｓ
ｏｌｌから個々の制御量を計算するために使用される。
これは上記の式の対応変形により行われ、この場合、実
際トルク値の代わりに目標トルク値が使用される。これ
により、決定された制御量に対する目標効率（ηｓｏｌ
ｌ（ｓｔｅｌｌ１））が決定され、次にこの目標効率か
ら所定の標準値を考慮して制御量それ自身が計算され
る。これは、すべての制御変数に対して所定の順番に従
って逐次その時点の制御量ないし効率を考慮して実行さ
れる。
ｏｌｌから個々の制御量を計算するために使用される。
これは上記の式の対応変形により行われ、この場合、実
際トルク値の代わりに目標トルク値が使用される。これ
により、決定された制御量に対する目標効率（ηｓｏｌ
ｌ（ｓｔｅｌｌ１））が決定され、次にこの目標効率か
ら所定の標準値を考慮して制御量それ自身が計算され
る。これは、すべての制御変数に対して所定の順番に従
って逐次その時点の制御量ないし効率を考慮して実行さ
れる。
【００２６】
【数３】 ηｓｏｌｌ（ｓｔｅｌｌ１） ＝Ｍｉｓｏｌｌ／［ＫＦ＊η（ｓｔｅｌｌ２）＊…＊η（ｓｔｅｌｌｎ）］ トルクモデルは図示高圧トルクを計算する。これから内
燃機関の有効トルクを計算するために、給気切換および
付属消費機器の作動からの損失が減算される。最大高圧
トルクに対する上記の効率特性曲線ないし特性曲線群は
各内燃機関タイプに対する最適アルゴリズムにより決定
される。
燃機関の有効トルクを計算するために、給気切換および
付属消費機器の作動からの損失が減算される。最大高圧
トルクに対する上記の効率特性曲線ないし特性曲線群は
各内燃機関タイプに対する最適アルゴリズムにより決定
される。
【００２７】図２に示すトルクモデルはガソリン直接噴
射式内燃機関の絞りのない運転に対して設計されてい
る。絞りのある運転へ切り換えたとき、このモデルは周
辺条件の変化によりもはや十分な結果を提供しないこと
がわかっている。したがって、絞りのない運転および絞
りのある運転に対するモデルまたはモデルの一部の間の
切換が行われるべきである。この場合、効率特性曲線は
他の運転方式に対する最適特性曲線に切り換えられる。
好ましい実施形態においては、最大図示トルクに対する
特性曲線群が含まれているが、この特性曲線群もまた均
質運転に対する最適特性曲線群に切り換えられる使用例
が与えられてもよい。
射式内燃機関の絞りのない運転に対して設計されてい
る。絞りのある運転へ切り換えたとき、このモデルは周
辺条件の変化によりもはや十分な結果を提供しないこと
がわかっている。したがって、絞りのない運転および絞
りのある運転に対するモデルまたはモデルの一部の間の
切換が行われるべきである。この場合、効率特性曲線は
他の運転方式に対する最適特性曲線に切り換えられる。
好ましい実施形態においては、最大図示トルクに対する
特性曲線群が含まれているが、この特性曲線群もまた均
質運転に対する最適特性曲線群に切り換えられる使用例
が与えられてもよい。
【００２８】計算公差によるステップ状移行を回避する
ために、１つのモデルから他のモデルへの切換において
はモデルが、ないしモデルの一部の切換においては実際
トルクＭｉが、所定の値で初期化される。
ために、１つのモデルから他のモデルへの切換において
はモデルが、ないしモデルの一部の切換においては実際
トルクＭｉが、所定の値で初期化される。
【００２９】運転方式の一方から他方への切換において
は少なくともモデルの一部の対応切換が行われる。運転
方式は、層状給気を有する運転、理論混合物またはリー
ン混合物を用いた均質運転、あるいは二重噴射を用いた
混合運転方式（均質−成層）であってもよい。
は少なくともモデルの一部の対応切換が行われる。運転
方式は、層状給気を有する運転、理論混合物またはリー
ン混合物を用いた均質運転、あるいは二重噴射を用いた
混合運転方式（均質−成層）であってもよい。
【図１】ガソリン直接噴射式内燃機関を制御するための
制御装置の全体回路図である。
制御装置の全体回路図である。
【図２】ガソリン直接噴射式内燃機関のトルクを決定す
るためのモデルの好ましい実施形態における絞りのない
運転に対する流れ図の一例である。
るためのモデルの好ましい実施形態における絞りのない
運転に対する流れ図の一例である。
１０ 制御装置 １２ マイクロコンピュータ １４ 入力回路 １６ 出力回路 ２０ 測定装置（機関回転速度） ２４ 測定装置（供給空気質量流量） ２８ 測定装置（排気ガス組成） ３２ 測定装置（カム軸位置） ３６ 測定装置（給気可動弁ないし回転弁位置） ４６、５０ 測定装置（その他の運転変数） １００ 特性曲線群 １０２、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６ 補
正段 １０４、１２８、１３０、１３２、１３４、１３６ 比
較段 １０６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６ 特
性曲線
正段 １０４、１２８、１３０、１３２、１３４、１３６ 比
較段 １０６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６ 特
性曲線
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｆ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ (72)発明者 ディーター・ヴォルツ ドイツ連邦共和国 74080 ハイルブロン, シュヴァルベンヴェーク 14 (72)発明者 ユールゲン・ゲルハルト ドイツ連邦共和国 71739 オーバーリー クシンゲン，ゲルト−ガイザー−シュトラ ーセ 23 (72)発明者 ユールゲン・パントリング ドイツ連邦共和国 71701 シュヴィーベ ルディンゲン，イム・ヴォルフスガルゲン 32 (72)発明者 ミハエル・オーダー ドイツ連邦共和国 75428 イリンゲン, ベルタ−フォン−ザットナー−ヴェーク ７ (72)発明者 ヴェルナー・ヘス ドイツ連邦共和国 70499 シュトゥット ガルト，ツォルンドルファー・シュトラー セ 23 (72)発明者 クリスティアン・ケーラー ドイツ連邦共和国 74391 エアリヒハイ ム，リングシュトラーセ ８
Claims (7)
- 【請求項１】 運転変数の関数としてモデルにより内燃
機関のトルクが計算され、 内燃機関の運転点を特徴づける運転変数に基づいて所定
の特性曲線群から標準条件下で達成されることが期待さ
れる最大トルクに対する値が決定され、 トルクを調節する内燃機関の少なくとも１つの制御変数
に対して効率があらかじめ与えられ、その効率がこの変
数のその時点の値およびこの変数の標準値の関数として
決定され、 実際トルクを決定するために最大トルクがこの少なくと
も１つの効率で補正される、ガソリン直接噴射式内燃機
関のトルクの決定方法。 - 【請求項２】 下記の変数、すなわち空燃比、排気ガス
戻し率、カム軸位置、噴射開始時期、点火角、給気可動
弁位置の少なくとも１つの変数に対して効率が設けられ
ていることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 最大トルクに対する特性曲線群が機関回
転速度および機関負荷ないし相対充填量の関数であるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】 トルクが図示高圧トルクであることを特
徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項５】 給気切換による損失ならびに付属消費機
器の運転による損失を考慮して有効トルクが計算される
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記
載の方法。 - 【請求項６】 少なくとも絞りのない運転から絞りのあ
る運転へまたはその逆への内燃機関の運転方式の切換に
おいて、運転方式に対して適合された特定のモデル間で
切換が行われ、ないしモデルの少なくとも一部が切り換
えられることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
一項に記載の方法。 - 【請求項７】 運転変数の関数として内燃機関のトルク
を計算するモデルと、 内燃機関の運転点を決定する運転変数の関数として標準
条件下における最大トルクを決定する特性曲線群（１０
０）と、 その時点の値のそれぞれの標準値からの偏差の関数とし
て、トルクを調節する少なくとも１つの制御変数の効率
を示す少なくとも１つの値を形成する手段（１０６、１
１８、１２０、１２２、１２４、１２６）と、 実際トルクを決定するために少なくとも１つの効率値に
より最大トルクを補正する補正手段（１０２、１０８、
１１０、１１２、１１４、１１６）と、を備えたガソリ
ン直接噴射式内燃機関のトルクの決定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19850581A DE19850581C1 (de) | 1998-11-03 | 1998-11-03 | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Drehmoments einer Brennkraftmaschine mit Benzindirekteinspritzung |
| DE19850581.7 | 1998-11-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000136749A true JP2000136749A (ja) | 2000-05-16 |
Family
ID=7886499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11310981A Withdrawn JP2000136749A (ja) | 1998-11-03 | 1999-11-01 | ガソリン直接噴射式内燃機関のトルクの決定方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6205973B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000136749A (ja) |
| DE (1) | DE19850581C1 (ja) |
| FR (1) | FR2785332B1 (ja) |
| IT (1) | IT1313942B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014169679A (ja) * | 2013-03-05 | 2014-09-18 | Denso Corp | オルタネータ制御装置 |
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|---|---|---|---|---|
| DE19851990A1 (de) * | 1998-11-03 | 2000-06-21 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Bestimmung von Stellgrößen bei der Steuerung von Benzindirekteinspritzmotoren |
| DE19900740A1 (de) * | 1999-01-12 | 2000-07-13 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
| DE19946634A1 (de) * | 1999-09-29 | 2001-04-05 | Volkswagen Ag | Verfahren zur Regelung eines Ansaugvolumens von Brennkraftmaschinen mit Mehrfachansaugsystemen |
| DE19957200A1 (de) * | 1999-11-27 | 2001-05-31 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Drehmomentes von Dieselmotoren |
| DE10039788B4 (de) * | 2000-08-16 | 2014-02-13 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
| DE10108220A1 (de) * | 2001-02-21 | 2002-09-19 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren, Computerprogramm und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine |
| DE10149477A1 (de) * | 2001-10-08 | 2003-04-17 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung sowie Computerprogramm zur Steuerung eines Verbrennungsmotors |
| DE10202437A1 (de) * | 2002-01-22 | 2003-08-28 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung sowie Computerprogramm zur Steuerung eines Verbrennungsmotors |
| US6876916B2 (en) * | 2002-02-01 | 2005-04-05 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for inferring torque output of a variable compression ratio engine |
| DE10221341B4 (de) * | 2002-05-08 | 2015-03-26 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeuges |
| DE10257566A1 (de) * | 2002-12-10 | 2004-07-01 | Adam Opel Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrennungsmotors mit Erkennung der Ladungsbewegungsklappenstellung |
| DE10333994B4 (de) * | 2003-07-25 | 2015-04-30 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
| DE102004031296B4 (de) * | 2004-06-29 | 2007-12-27 | Audi Ag | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
| DE102004036733A1 (de) * | 2004-07-29 | 2006-03-23 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine |
| US7047125B1 (en) | 2005-02-25 | 2006-05-16 | Caterpillar Inc. | Internal combustion engine performance calibration systems |
| US8014938B2 (en) | 2005-12-29 | 2011-09-06 | GM Global Technology Operations LLC | Fuel efficiency determination for an engine |
| DE102006005701B4 (de) * | 2006-02-08 | 2020-10-01 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Antriebseinheit, Computerprogramm-Produkt und Computerprogramm |
| JP4251228B2 (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| US7980221B2 (en) * | 2007-11-05 | 2011-07-19 | GM Global Technology Operations LLC | Inverse torque model solution and bounding |
| DE102008002623B4 (de) * | 2007-12-20 | 2019-06-27 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Steuergerät zur Überwachung und Begrenzung des Drehmoments in einem Antriebsstrang eines Straßenkraftfahrzeugs |
| DE102009002369A1 (de) * | 2009-04-15 | 2010-10-21 | Zf Friedrichshafen Ag | Verfahren zum Erkennen von leistungssteigernden Maßnahmen |
| DE102011003491A1 (de) * | 2011-02-02 | 2012-08-02 | Robert Bosch Gmbh | Vefahren und Vorrichtung zur Modellierung eies Momentwirkungsgrades eines Verbrennungsmotors für eine Kraftstoffmehrfacheinspritzung in einem Verbrennungstakt |
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|---|---|---|---|---|
| DE4407475C2 (de) * | 1994-03-07 | 2002-11-14 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs |
| DE19505431B4 (de) * | 1995-02-17 | 2010-04-29 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Leistungssteuersystem für Kraftfahrzeuge mit einer Mehrzahl von leistungsumsetzenden Komponenten |
| DE19536038B4 (de) * | 1995-09-28 | 2007-08-16 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs |
| DE19612150A1 (de) * | 1996-03-27 | 1997-10-02 | Bosch Gmbh Robert | Steuereinrichtung für eine Benzin-Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung |
| DE19631986A1 (de) * | 1996-08-08 | 1998-02-12 | Bosch Gmbh Robert | Steuereinrichtung für eine direkteinspritzende Benzinbrennkraftmaschine |
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| DE19729100A1 (de) * | 1997-07-08 | 1999-01-14 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs |
-
1998
- 1998-11-03 DE DE19850581A patent/DE19850581C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-10-14 IT IT1999MI002142A patent/IT1313942B1/it active
- 1999-10-21 US US09/422,065 patent/US6205973B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-29 FR FR9913575A patent/FR2785332B1/fr not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2014169679A (ja) * | 2013-03-05 | 2014-09-18 | Denso Corp | オルタネータ制御装置 |
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|---|---|
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070109 |