JP2004108368A - 内燃機関の過給圧調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の作動特性量の目標値と該作動特性量の実際値との間の調整偏差から操作量を生成し、該操作量は積分調整器から供給される少なくとも１つの成分を有しておりかつ該積分成分に対して少なくとも１つの限界値を前以て定め、該限界値は内燃機関の複数の作動特性量から求められる、内燃機関の過給調整方法を過給圧目標値が低い場合にも適正な積分成分制限が行われて過給圧に過振動が生じないようにする。
【解決手段】限界値を求めるために使用される作動特性量の第１の作動特性量を第２の作動特性量に依存して適合的に決定することによって該限界値を適合する。
【選択図】図４

Description

　本発明は、内燃機関の作動特性量の目標値と該作動特性量の実際値との調整偏差から、積分調整器から供給される少なくとも１つの成分を有している操作量を発生しかつ該積分成分に対して、内燃機関の複数の作動特性量から求められる限界値を前以て決める、内燃機関の過給調整方法に関する。

　この形式の方法は、ＤＥ１９７１２８６１Ａ１から公知である。そこには、目標過給圧と実際過給圧との間の調整偏差から、積分調整器から供給される少なくとも１つの成分を有している操作量を発生しかつ該積分成分に対して、内燃機関の複数の作動特性量に依存している基本値と該基本値に重畳された補正値とから求められる限界値を前以て決める、内燃機関の過給調整方法が提案される。更に補正値が回転数に依存して適応的に決定され、その際複数の回転数領域が前以て決められている。適応された補正値は、調整偏差がしきい値より小さくかつ積分成分が実時点の限界値より小さいとき、ステップ状に低減される。調整偏差が零より大きくかつ積分成分が実時点の限界値に等しいかまたはそれより大きいとき、適応された補正値はステップ状に拡大される。

　チャージャに対する操作量は比例成分、微分成分および積分成分から合成されて成る。積分成分は内燃機関のスタチックな作動においてもダイナミックな作動においても制限される。ダイナミックな作動における積分成分の限界値は、作動特性量に依存して特性曲線から取り出される基本値とこの基本値に重畳されている補正値とから成っている。補正値は、過給気温度、周囲圧力および内燃機関の回転数に依存して適合化される。

　ＤＥ１９８１２８４３Ａ１号から、目標過給圧と実際過給圧との調整偏差から、排気ガスターボチャージャのタービンを介して供給される排気ガス流に作用する調整操作部材に対する操作量が発生される、内燃機関の過給圧調整方法が公知である。操作量または該操作量を形成する別の１つまたは複数の量が特性マップにおいて、変換後、操作量と調整量（過給圧）との間に少なくとも近似的に線形の関係が成り立つような値に変換される。

　過給圧調整区間の生じる特性は直線といわゆる基本過給圧の形のオフセットとによってにおいて記述することができる。この基本過給圧は例えばガソリン機関において通例である排気ガス逃がし弁（ウェスト・ゲート）アクチュエータの所望しない（負の）特性である。これは過給圧からの過圧の供給のためである。基本過給圧は任意の内燃機関、すなわち例えばオットーおよびディーゼル機関に対して、過給圧調整の最も下側の操作限界（０％のキーイング比）でありかつ機関制御部内でモデル化される。

　これまで、オフセット値の形の、限界値に対する適合値はキーイング比レベルにおいて形成される。この適合オフセットは機関回転数を介してアドレス指定可能に格納されるセルに記憶される。

　積分成分の制限はとりわけ、調整器に規定されて生じる、過給圧における過振動を回避するという課題を持っている。このために、絶対過給圧マイナス基本過給圧に等しい相対目標過給圧と回転数とに依存して、適用される所要操作量が求められる。このキーイング比は、上述した適合補正の他に過給気温度およびウォームアップ介入操作によっても補正される。

　このストラテジーにおいて問題なのは、過給圧目標値が基本過給圧の下方にある場合コンスタントに、上に述べた適合オフセットが出力され、このために著しく正の適合値では積分成分の制限は極めて高いところにくることになり、過給圧中に相応の過振動が伴う。
ＤＥ１９７１２８６１Ａ１ ＤＥ１９８１２８４３Ａ１

　従って本発明の課題は、過給圧目標値が低い場合にも適正な積分成分制限が行われて過給圧に過振動が生じないようにする過給圧調整方法を提供することである。

　この課題は、冒頭に述べた形式の方法から出発して本発明によれば、請求項１の特徴部分に記載のように、限界値を求めるために使用される作動特性量の第１の作動特性量を第２の作動特性量に依存して適合的に決定することによって該限界値を適合するという構成によって解決される。このようにして、限界値の適合は、操作量、例えばキーイング比のレベルから第１の作動特性量、例えば限界値を求めるために使用される調整量のレベルへ移行される。従って限界値の適合オフセットは生じないですむ。従って上に述べた過振動は回避される。

　従属請求項に記載の構成によって請求項１に記載の方法の発展形態および改良形態が可能である。

　第１の作動特性量を内燃機関の少なくとも１つの第３の作動特性量に依存している基本値と該基本値に重畳された補正値とから求め、ここで補正値は第２の作動特性量に依存して適合的に決定されるようにすれば特別有利である。このようにして、限界値の適合は特別簡単かつ僅かな手間で実現されかつ補正値の適合に制限される。

　調整偏差がしきい値より小さくかつ積分成分が実時点の限界値より小さいとき、適合された補正値をステップ状に低減しかつ調整偏差が零より大きくかつ積分成分が実時点の限界値に等しいかまたはそれより大きいとき、適合された補正値をステップ状に拡大するようにすれば一層の利点が得られる。積分成分の限界値に対するこのようにして形成された補正値によって、過給圧調整時の著しい過振動を回避することができ、にも拘わらず調整器の迅速な過渡振動特性を実現することができる。ダイナミック作動で走行されることが多い非常に出力の大きい車両では特に、本発明の方法は操作量の積分成分に対する限界値の非常に申し分ない適合能力のために過給圧調整の優れた調整特性を可能にする。本発明の方法によって、調整回路における許容偏差は信頼性を以てうまくあしらわれる。

　更に、限界値の基本値を第２の作動特性量と実時点の周囲条件を特徴付けている量とに依存して特性マップから導出するようにすれば有利である。

　過給領域におけるキーイング比偏差は実質的に基本過給圧の変化にその原因を求めることができることが経験で分かっている。このような変化は機関回転数に応じて著しく異なって現れる可能性があるので、ここで回転数に依存した適合が有意味であるように思われる。

　次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細に説明する。

　図１には、吸気管１２と排気通路１３とを備えた内燃機関１０が示されている。吸気管１２には、絞り弁１４と、該絞り弁１の開放角度αを検出するためのセンサ１５とが設けられている。更に吸気管１２には絞り弁１４の下流側に、実際過給圧ｐｖｄｋを検出するための圧力センサ１６が配置されている。内燃機関１０には、機関回転数ｎｍｏｔを検出するための回転数センサ１７が取り付けられている。内燃機関１０はターボチャージャを備えており、その際排気タービン１８は排気通路１３に配置されておりかつ圧縮機１９は吸気管１２に配置されている。圧縮機１９は軸１１（破線で示されている）を介して排気タービン１８によって駆動される。排気タービン１８は周知のように、バイパス弁２１が配置されているバイパス導管２０によってバイパスされている。バイパス弁２１は、周知のように、エレクトロニューマチックなタンク弁と接続されているばね負荷されている圧力ボックスを介して制御される。エレクトロニューマチックなタンク弁を有するばね負荷されている圧力ボックスは図１ではブロック２２によって象徴的に示されている。

　後で一層詳しく説明する、入力信号として絞り弁開放角度α、測定された実際過給圧ｐｖｄｋおよび機関回転数ｎｍｏｔが供給される調整器２３は、バイパス弁２１に対する操作量ｌｄｔｖを発生する。より正確に言えば、操作量ｌｄｔｖはパルス幅変調された信号としてエレクトロニューマチックなタンク弁を制御する。弁はばね負荷されている圧力ボックスに対する圧力を生成し、圧力ボックスがバイパス弁に作用する。タービン１８を介する排気流は、タービンの幾何学形状（タービンジオメトリー）を変化させることでも制御することができる。

　次に図２ないし図６に基づいて、調整器２３に対する例を説明する。その際それはＰＩＤ調整器である、しかし別のいずれかの形式の調整器を使用することもできる。

　図２の機能ダイヤグラムからわかるように、特性マップＫＦＬＤＰＳから機関回転数ｎｍｏｔと絞り弁位置αとに依存して目標過給圧ｐｌｓｏｌが読み出される。更に、絞り弁の前の圧力センサによって実際過給圧ｐｖｄｋが測定される。結合点Ｖ１において目標過給圧ｐｌｓｏｌと実際過給圧ｐｖｄｋとの間の差が決定される。この差は調整偏差Ｉｄｅと称される。過給圧調整を活性化するための条件Ｂ　ｌｄｒが存在していればスイッチＳ１が結合点Ｖ１の出力側に接続され、その結果スイッチＳ１の出力側に調整偏差ｌｄｅとして目標過給圧ｐｌｓｏｌと実際過給圧ｐｖｄｋとの間の上記の差が現れる。過給圧調整がアクティブでなければ、即ち条件Ｂ　ｌｄｒが生じていなければ、スイッチＳ１は０．０に加えられている。従って調整偏差ｌｄｅはこの場合零である。

　しきい値決定器ＳＥ１は、調整偏差ｌｄｅがしきい値ＵＭＤＹＬＤＲを上回るとき、ＳＲフリップフロップＦＦのＳ入力側に論理１を加える。ＳＲフリップフロップＦＦのＲ入力側はコンパレータＫ１の出力側に接続されている。このコンパレータＫ１は、調整偏差が０．０より小さいかまたは０．０に等しいとき、論理１を送出する。上述の条件下で、調整偏差ｌｄｅが値ＵＭＤＹＬＤＲを上回るとき、即ち定常作動からダイナミック作動への移行が行われるとき、ＳＲフリップフロップＦＦの出力側Ｑに論理１が現れる。ＳＲフリップフロップＦＦのＲ入力側に論理１が加えられる、即ち調整偏差ｌｄｅが０より小さい場合（実際過給圧は目標過給圧より大きい）、フリップフロップＦＦはリセットされかつその出力側Ｑに論理０が現れる。フリップフロップＦＦのＱ出力側における出力信号Ｂ　ｌｄｄｙは、ダイナミック作動（論理１）が生じているかまたは定常作動（論理０）が生じているかを指示する。

　機能ブロックＲ１において、作動条件Ｂ　ｌｄｄｙおよび機関回転数ｎｍｏｔに依存して比例調整パラメータｌｄｒｋｐ、微分調整パラメータｌｄｒｋｄおよび積分調整パラメータｌｄｒｋｉが求められる。機能ブロックＲ１における調整パラメータｌｄｒｋｐ、ｌｄｒｋｄおよびｌｄｒｋｉの決定を後で図３に基づいて更に説明する。

　乗算器Ｖ２における比例調整パラメータｌｄｒｋｐの、調整偏差ｌｄｅとの積形成によって、ターボチャージャの操作量ｌｄｔｖに対する比例成分ｌｄｐｔｖが生じる。

　操作量ｌｄｔｖに対する微分成分ｌｄｒｄｔｖは、微分調整パラメータｌｄｒｋｄと、その時点の調整偏差ｌｄｅと１時間クロック（約５０ｍｓ）前に求められた調整偏差ｌｄｅ（ｉ−１）との間のずれとの、乗算器Ｖ３における積形成から結果的に得られる。その時点の調整偏差ｌｄｅとその前に求められた調整偏差ｌｄｅ（ｉ−１）との間の差は、結合点Ｖ４において形成される。遅延素子ＶＺ１は、１時間クロック時間分だけ遅延された調整偏差ｌｄｅ（ｉ−１）を送出する。

　操作量ｌｄｔｖに対する積分成分ｌｄｉｔｖは、積分器ＩＮＴによって形成される。積分器は、積分調整パラメータｌｄｒｋｉと遅延された調整偏差ｌｄｅ（ｉ−１）とから積を計算しかつこの積を先行する時間クロックにおいて求められた積分成分ｌｄｉｔｖ（ｉ−１）に重畳する。

　結合点Ｖ５において更に、比例成分ｌｄｐｔｖ、微分成分ｌｄｒｄｔｖおよび積分成分ｌｄｉｔｖが加算され、そこからターボチャージャのバイパス弁に対する操作量Ｉｄｔｖが結果的に得られる。

　積分成分ｌｄｉｔｖは、過給圧の調整時の過振動を回避するために上方に向かって制限される。積分成分ｌｄｉｔｖに対する限界値ｌｄｉｍｘは、後で図４に基づいて説明する回路ブロックＲ２において、調整偏差ｌｄｅ、積分成分ｌｄｉｔｖ、目標過給圧ｐｌｓｏｌ、機関回転数ｎｍｏｔおよびシリンダの目標充填と最大充填との間の比ｖｒｌｓｏｌに依存して求められる。

　図３に図示の機能ブロックＲ１は、機関回転数ｎｍｏｔに依存している３つの特性曲線マップＬＤＲＱ１ＤＹ，ＬＤＲＱ１ＳＴおよびＬＤＲＱ２ＤＹを含んでいる。ダイナミック作動に対する条件Ｂ　ｌｄｄｙが加わると、スイッチＳ２によって、ダイナミック作動に対する特性曲線ＬＤＲＱ１ＤＹからの積分調整パラメータｌｄｒｋｉが出力側に通し接続される。スイッチＳ３からは、特性曲線ＬＤＲＱ２ＤＹから微分調整パラメータｌｄｒｋｄが出力側に通し接続される。比例調整パラメータｌｄｒｋｐは、スイッチＳ４から結合点Ｖ６に通される固定値ＬＤＲＱＯＤと、微分調整パラメータｌｄｒｋｄとの間の、結合点Ｖ６における差形成によって生じる。

　ダイナミック作動に対する条件Ｂ　ｌｄｄｙが存在せず、機関が定常作動にあれば、積分調整パラメータｌｄｒｋｉは特性曲線ＬＤＲＱ１ＳＴから取り出される。このことに相応してそのときスイッチＳ２は特性曲線ＬＤＲＱ１ＳＴに接続されている。微分調整パラメータｌｄｒｋｄはスイッチＳＲ３を介して０．０に接続され、かつ比例調整パラメータｌｄｒｋｐはスイッチＳ４によって固定値ＬＤＲＱＯＳにセットされる。固定値ＬＤＲＱＯＤ，ＬＤＲＱＯＳおよび特性曲線ＬＤＲ１ＤＹ，ＬＤＲＱ１ＳＴおよびＬＤＲＱ２ＤＹは、機関検査台における実験によって、過給調整がダイナミック作動においても定常作動においても最適化されているように、適応化される。

　図４には、機能ブロックＲ２が示されている。これは、機関回転数ｎｍｏｔ、目標過給圧ｐｌｓｏｌ、補正された基本過給圧ｐｌｇｒｕｋ、調整偏差ｌｄｅ、シリンダの目標充填の、最大充填に対する比ｖｒｌｓｏｌおよび操作量の積分成分ｌｄｉｔｖから、積分成分ｌｄｉｔｖに対する限界値ｌｄｉｍｘを導出する。

　相対目標過給圧ｐｌｓｏｌｒは、基本値、すなわち絶対目標過給圧ｐｌｓｏｌと、これに結合点Ｖ２０においてマイナス方向に重畳される補正値ｐｌｇｒｕｋ、すなわち補正された基本過給圧とから形成されて成る。限界値ｌｄｉｍｘの前制御値（Vorsteuerwert）ｌｄｉｍｘｒは回転数ｎｍｏｔと相対目標過給圧ｐｌｓｏｌｒとに依存して特性マップＫＦＬＤＩＭＸから取り出される。付加的に、前制御値ｌｄｉｍｘｒに結合点９において更に、前以て固定的に決められている値ＬＤＤＩＭＸを付加加算することができる。この値ＬＤＤＩＭＸは限界値ｌｄｉｍｘの小さな分数部分（約０〜５％）に相応し、それは、この小さな値を下回ることがないようにするものである。その時点の積分成分が安全間隔を表している値ＬＤＤＩＭＸなしの限界値より大きければ、補償調整すべき過給圧偏差がＬＤＤＩＭＸより大きい値を形成しない限り、限界値を高めないでも過給圧を自然に調整することができる。

　前制御値ｌｄｉｍｘｒによって、積分成分の可変の最小値および最大値制限の形の途中の前制御（Semivorsteuerung）が実現可能である。最小値および最大値制限の形成は固定的に定められているキーイング比値を用いた加算的補正によって行われる。ここでキーイング比値は前制御値ｌｄｉｍｘｒとは制限値ＬＤＤＩＭＮＮによる最小値制限に対してマイナス方向にもしくは制限値ＬＤＤＩＭＮＸＮによる最大値制限に対してプラス方向に相異しているので、この前制御値ｌｄｉｍｘｒを中心に最小−最大値制限内で積分成分の動作領域が確定される。図４の説明している例では最大値制限は例えば値ＬＤＤＩＭＸによって実現することができるので、積分成分に対する上側の限界値として限界値Ｉｄｉｍｘが生じる。その場合値ＬＤＤＩＭＸは最大値制限に対する制限値ＬＤＤＩＭＸＮに相応している。相応に、積分成分に対する下側の限界値ｌｄｉｍｎを、前制御値ｌｄｉｍｘｒから制限値ＬＤＤＩＭＮＮを差し引くことによって形成することができる。しかしこのことは分かり易くする理由から図には示されていない。

　制限段ＢＧ１は限界値ｌｄｉｍｘを前以て決められた値ＴＶＬＤＭＸに制限する。この値は例えば、過給圧調整に対する操作量のキーイング比の９５％に相応する。

　基本過給圧ｐｌｇｒｕｋに対するその時点の補正値ｄｐｌｇｕｄｉａは、加算器ＳＵの出力側に現れる。この加算器ＳＵにおいてその入力側１に加わる補正値が所定の条件下でステップ状に低減されるかまたはステップ状に増大される。

　加算器ＳＵにおいて補正値のステップ状の低減が行われるには、次の条件が満たされるべきである：
過給調整はアクティブでなければならない、即ち条件Ｂ　ｌｄｒが設定されていなければならず、かつその時点の限界値ｌｄｉｍｘは制限段ＢＧ１の上側の端部または下側の端部にあることは許されない。２つの情報は、ＡＮＤゲートＡＮ１の入力側に加わり、ＡＮＤゲートは、上述の２つの条件が満たされているとき、別のＡＮＤゲートＡＮ２に論理１を送出する。別の条件は、調整偏差ｌｄｅの絶対値がしきい値ＬＤＥＩＡより小さくなければならないという点にある。このために、調整偏差ｌｄｅは絶対値形成器ＢＢおよび引き続いてしきい値決定器ＳＥ２に供給され、しきい値決定器はその出力側に、ＡＮＤゲートＡＮ２に対して、調整偏差ｌｄｅの絶対値がしきい値ＬＤＥＬＡの下方にあるとき、論理１を送出する。このしきい値ＬＤＥＩＡはほぼ０である。

　更に、しきい値決定器ＳＥ３において、シリンダの目標充填の、最大充填に対する比ｖｒｌｓｏｌがしきい値ＬＤＲＶＬの上方にあるかどうかが検査される。そうであれば、機関の全負荷作動が生じておりかつしきい値決定器ＳＥ３は論理１をＡＮＤゲートＡＮ２の入力側に送出する。

　最後の条件として、更に、積分成分ｌｄｉｔｖが限界値ｌｄｉｍｘより小さいことが満たされるべきである。コンパレータＫ２は、これに応じて、操作量における積分成分ｌｄｉｔｖと結合点Ｖ９の前の限界値ｌｄｉｍｘとを比較する。コンパレータＫ２の出力側に、積分成分ｌｄｉｔｖが限界値ｌｄｉｍｘｒより大きいとき、論理１が現れる。コンパレータＫ２の出力側に、積分成分ｌｄｉｔｖが前制御値ｌｄｉｍｘｒより大きいとき、論理１が現れる。インバータＮＯＴを介して、コンパレータＫ２の出力信号がＡＮＤゲートＡＮ２の１つの入力側に達する。従って、ＡＮＤゲートＡＮ２のこの入力側に、積分成分ｌｄｉｔｖが限界値ｌｄｉｍｘより小さいとき、論理１が加わる。

　上述のすべての条件が満たされているとき、ＡＮＤゲートＡＮ２の出力側に論理１が現れる。加算器ＳＵにおける補正値の負の方向のステップ状の追従に対するこの条件Ｂ　ｌｄｉｍｘｎは、遅延素子ＶＺ２において固定のチャタリング防止時間ＴＬＤＩＡＮだけ遅延されてスイッチＳ５およびＯＲゲートＯＲ１に導かれる。補正値の負の方向のステップ状の追従に対するこの条件Ｂ　ｌｄｉｍｘｎが生じていれば、スイッチＳ５は加算器ＳＵの入力側４を固定値メモリＳＰ１に接続する。このメモリには、補正値の負の方向の追従に対するステップ幅ＬＤＤＩＡＮがファイルされている。条件Ｂ　ｌｄｉｍｘｎが満たされていなければ（ＡＮＤゲートＡＮ２の出力側における論理０に相応する）、スイッチＳ５はメモリＳＰ２に切り替わる。このメモリには、補正値の正の方向の追従に対するステップ幅ＬＤＤＩＡＰがファイルされている。

　補正値のステップ状の正方向の追従に対して次の３つの条件が満たされるべきである：
−負のステップ状の追従の場合に上述したように、ＡＮＤゲートＡＮ１の出力側に、論理１が現れる。
−更に、調整偏差ｌｄｅは０より大きくなければならず、その際既に０からの非常に小さな偏差で十分である。しきい値決定器ＳＥ４はその出力側に、この条件が満たされているとき、論理１を発生する。
−更に、操作量のその時の積分成分ｌｄｉｔｖがその時点の限界値ｌｄｉｍａｘより大きくなければならない。既に先に説明したように、この条件はコンパレータＫ２によって検査される。

　このコンパレータＫ２の出力側並びにしきい値決定器ＳＥ４の出力側もＡＮＤゲートＡＮ１の出力側もＡＮＤゲートＡＮ３に接続されている。上述の３つの条件が満たされているとき、ＡＮＤゲートＡＮ３の出力側には論理１が現れる。

　ＡＮＤゲートＡＮ３の出力信号、補正値のステップ状の正方向の追従に対する条件Ｂ　ｌｄｉｍｘｐは遅延素子ＶＺ３を介して導かれる。遅延素子の遅延時間は、機関回転数ｎｍｏｔに依存している特性曲線ＴＬＤＩＡＰＮから取り出されるチャタリング防止時間に等しい。補正値の方向のステップ状の追従に対する条件Ｂ　ｌｄｉｍｘｎおよび正方向のステップ状の追従に対する条件Ｂ　ｌｄｉｍｘｐは両方とも、ＯＲゲートＯＲ１の入力側に加わる。加算器ＳＵの入力側２に加わるその出力信号は加算器ＳＵに、その入力側１に加わる補正値の正方向のステップ状の追従が行われるべきであるかまたは負方向のステップ状の追従が行われるべきであるかを信号報知する。

　加算器ＳＵの出力側に現れる補正値ｄｐｌｇｕｄｉａは、機能ブロックＡＳの入力側５にも供給され、そこで補正値の適合が行われる。この適合は、一方において機関の全負荷作動が生じておりかつ他方において補正値の正または負方向のステップ状の追従に対する条件が満たされているときにだけ行われる。全負荷作動に関する情報は、上述したしきい値決定器ＳＥ３の出力側において取り出すことができる。補正値の正方向のステップ状の追従が行われるか、負方向のステップ状の追従が行われるかについての情報は、ＯＲゲートＯＲ１の出力信号から取り出すことができる。しきい値決定器ＳＥ３の出力信号もＯＲゲートＯＲ１の出力信号もＡＮＤゲートＡＮ４の入力側に供給される。上述の２つの条件が満たされていれば、ＡＮＤゲートＡＮ４の出力信号Ｂ　ｌｄｉｍｘａは論理１である。補正値の適合に対する条件Ｂ　ｌｄｉｍｘａは機能ブロックＡＳの入力側６に加わる。条件Ｂ　ｌｄｉｍｘａ＝１であるときはいつも、加算器ＳＵのその時の値は機能ブロックＡＳの相応のメモリセルに転送される。そこには適合特性曲線をシミュレートする沢山の値が記憶されている。

　機能ブロックＡＳにおける補正値の適合に対する支援基準値ｓｔｌｄｉａは機能ブロックＲ３から供給される。機能ブロックＲ３は更に、支援基準値交代に関する情報Ｂ　ｓｔｌｄｗを送出する。

　補正値ｄｐｌｇｌｄｉａの形成のために加算器ＳＵの入力側１に、適合された補正値Ｉｄｉｍａｘａが機能ブロックＡＳから供給されるかまたは適合された補正値ｌｄｉｍｘａａが供給される。後者では、負の方向において発生する急激な変化が最小値に制限されている。スイッチＳ６を介して、適合された補正値ｌｄｍｉｘａと制限された適合された補正値ｌｄｉｍｘａａとで選択が行われる。スイッチＳ６は、制限されていない適合された補正値ｌｄｉｍｘａに過給圧調整の活性化の開始時に、即ち過給圧調整に対する条件Ｂ　ｌｄｒの上昇側縁の出現後直ちに切り替わる。信号Ｂ　ｌｄｒの上昇側縁はフリップフロップＡＦが検出する。その他の場合は、スイッチＳ６は他方の位置にありかつ加算器ＳＵの入力側１に制限された適合された補正値ｌｄｉｍｘａａを供給する。

　加算器ＳＵの入力側３には、ＯＲゲートＯＲ２の出力側から、過給圧活性化信号Ｂ　ｌｄｒの上昇側縁が存在するかまたは信号Ｂ　ｓｔｌｄｗが機能ブロックＲ３における支援基準値交代を指示しているかどうかの情報が供給される。

　制限された適合された補正値ｌｄｉｍｘａａは次のように形成される。機能ブロックＡＳの出力側に現れる適合された補正値ｌｄｉｍｘａから、結合点Ｖ１０において、加算器ＳＵから出力されたその時点の補正値ｄｐｌｇｕｄｌｉａが減算される。差信号ｌｄｉｍｘａｄは制限段ＢＧ２に供給される。制限段ＢＧ２は差信号ｌｄｉｍｘａｄの負方向の急激な変化を前以て決められた限界値ＬＤＭＸＮＮに制限する。制限段ＢＧ２の出力側における制限された差信号ｌｄｉｍｘａｂは、結合点Ｖ１１においてその時点の補正値ｄｐｌｇｕｌｄｉａに再び加算されるので、そこから最終的に制限された適合された補正値ｌｄｉｍｘａａが生じる。

　図７には、調整特性曲線の経過ａが示されている。その際、特性曲線は、調整量−過給圧ｐｖｄｋ−の、操作量ｌｄｔｖに対する依存性を示している。特性曲線ａは通例、非線形の経過を有しており、それは主に、エレクトロニューマチックタンク弁と、これによって制御されるばね負荷された圧力ボックスとこれによって操作されるバイパス弁とから成る操作部材によって引き起こされる。その非線形性のために、特性曲線ａは、図７に示されているように、相互に大きく離れている動作点Ａ１およびＡ２において異なった急峻度を有している。例えば調整器が動作点Ａ１に調整設定されているとすれば、操作量が値Δｌｄｔｖだけ変化すると過給圧は４０ミリバールであるΔｐｖｄｋ１変化することになる。それから動作点がＡ２に移動すると、操作量の同じ変化Δｌｄｔｖにより、約２２０ミリバールである値Δｐｖｄｋ２分の著しく大きな変化を引き起こすことになる。即ち、Ａ１からＡ２への動作点移動において過給圧調整では、約１８０ミリバールの過振動が調整設定されることになる。この種の不都合な効果は、非線形の特性曲線ａを線形の特性曲線ｂに変換することによって回避される。線形の特性曲線ｂでは、操作量ｌｄｔｖの、値Δｌｄｔｖだけの変化で同じ過給圧変化が引き起こされることになる。

　調整特性曲線の線形化は次の手段によって実現することができる：
　図２に示されているように、結合点Ｖ５の出力側に現れる操作量ｌｄｔｖが特性マップＫＦＬＤに供給される。この特性マップＫＦＬＤにおいて、それぞれの可能な動作点に対して、調整器によって求められた操作量が、操作量ｌｄｔｖの変換された値と過給圧ｐｖｄｋとの間で最終的に、線形の関係が成り立つような値に変換される。調整器の適合の期間に既知の非線形の特性曲線ａから導出された変換値が特性マップＫＦＬＤに記憶されるので、調整器の通常の作動期間中、操作量のそれぞれ計算された値に、相応する変換された値を対応付けてやることができる。

　操作量の変換のために特性マップＫＦＬＤに代わって、操作量ｌｄｔｖに導く比例成分ｌｄｐｔｖを特性マップＫＦＰＴにおいて変換するおよび／または微分成分ｌｄｒｄｔｖを特性マップＫＦＤＴにおいて変換するおよび／または積分成分ｌｄｉｔｖを特性マップＫＦＩＴにおいて変換することもできる。すべての特性マップＫＦＰＴ，ＫＦＤＴ，ＫＦＩＴを唯一の特性マップにまとめることもできる。またこれらの特性マップに対して付加的に、結果生じる操作量ｌｄｔｖに対する特性マップＫＦＬＤを設けるようにしてもよい。別の択一例は、積分成分ｌｄｉｔｖに対する最大値ｌｄｉｍｘを特性マップＫＦＭＸにおいて変換することである。列記した特性マップＫＦＬＤ，ＫＦＰＴ，ＫＦＤＴ，ＫＦＩＴ，ＫＦＭＸは単独でもまたは他のものと組み合わせて設けられていてもよい。いずれの場合にも、これらは、最終的に操作量ｌｄｔｖと過給圧ｐｖｄｋとの間に少なくとも近似的に線形の関係が成り立つように、適合されるべきである。

　機能ブロックＡＳにおける補正値の適合に対する支援基準値ｓｔｌｄｉａは機能ブロックＲ３から供給される。このブロックについては図６に基づいて後で更に説明する。機能ブロックＲ３は更に支援基準値交代に関する情報Ｂ　ｓｔｌｄｗを送出する。

　適合のための機能ブロックＡＳに入力側７にて供給される基準値ｓｔｌｄｉａがどのように形成されるかは図６から読み取ることができる。例えばヒステリシスを発生する４つの回路Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３およびＨ４が設けられている。すべての回路Ｈ１ないしＨ４に加わるヒステリシス定数ＬＤＨＩＡがヒステリシス幅を予め決める。４つの回路Ｈ１ないしＨ４のヒステリシスは回転数ｎｍｏｔに関して、それぞれのヒステリシスが４つの回転数領域の１つをカバーするように分配されている。個々のヒステリシスのこの回転数に依存している位置は定数ＳＴＬＤＩＡ１，ＳＴＬＤＩＡ２，ＳＴＬＤＩＡ３およびＳＴＬＤＡ４によって個々のヒステリシス回路Ｈ１ないしＨ４に前以て与えられる。４つの回転数領域のいずれにその時点の回転数ｎｍｏｔがあるかに応じて、ヒステリシス回路Ｈ１またはＨ２またはＨ３またはＨ４の出力側に信号が現れる。出力信号のそれぞれがスイッチＳ７，Ｓ８，Ｓ９およびＳ１０を制御する。これらスイッチＳ７，Ｓ８，Ｓ９およびＳ１０の入力側には５つの支援基準値１．０，２．０，３．０，４．０および５．０が加わるようになっている。スイッチの位置に応じて、すなわち実時点の回転数領域ｎｍｏｔに依存して、５つの支援基準値の１つが出力信号ｓｔｌｄｉａとして通されかつ適合回路ＡＳの入力側７に達する。支援基準値ｓｔｌｄｉａの大きさ次第で、適合特性曲線の急峻度が拡大されるかまたは低減される；すなわち適合された補正値ｌｄｉｍｘａは適合によって大きくなるかまたは小さくなる。

　ヒステリシス回路Ｈ１〜Ｈ４において右側の切換点ＳＴＬＤＩＡ１…４および左側の切換点ＳＴＬＤＩＡ１…４−ＬＤＨＩＡがある。回転数の上昇時、すなわちｎｍｏｔ≧ＳＴＬＤＩＡ１…４であるとき、当該のヒステリシス回路Ｈ１〜Ｈ４の出力側は「１」に切り換えられる。その後ｎｍｏｔ≦ＳＴＬＤＩＡ１…４−ＬＤＨＩＡであるとき、「０」への復帰が続く。

　支援基準値交代Ｂ　ｓｔｌｄｗに関する情報はコンパレータＫ３を用いて取り出される。これは実時点の基準値ｓｔｌｄｉａを１時間クロック前に求められた基準値ｓｔｌｄｉａ（ｉ−１）と比較する。遅延素子ＶＺ４は先行する支援基準値ｓｔｌｄｉａ（ｉ−１）をコンパレータＫ３のために用意する。コンパレータＫ３の入力側に加わる２つの基準値ｓｔｌｄｉａおよびｓｔｌｄｉａ（ｉ−１）が相互に相異しているならば、コンパレータＫ３はその出力側に支援基準値交代Ｂ　ｓｔｌｄｗの情報を送出する。

　回路ブロックＲ２において求められた補正値ｄｐｌｇｕｌｄｉａは図２に示されているように別の回路ブロックＲ１０に供給される。回路ブロックＲ１０は補正値ｄｐｌｇｕｌｄｉａ、吸入空気温度ｔｓｅｌ、ノーマルゼロに関する適応高度ＦＨＢＡＳＡＰＰおよびノーマルゼロに関する内燃機関１０の実時点の高度ｆｈｏから補正された基本過給圧ｐｌｇｒｕｋを求める。これは次いで回路ブロックＲ２に供給されかつそこで説明したように、結合点Ｖ２０において目標過給圧ｐｌｓｏｌから減算されて、相対目標過給圧ｐｌｓｏｌｒが形成される。

　回路ブロックＲ１０の構成および動作の仕方を図５の機能線図に基づいて説明する。その際回転数領域ｎｍｏｔに依存して特性曲線ＰＬＧＵＢに従って基本過給圧ｐｌｇｒｕが適応高度ＦＨＢＡＳＡＰＰにおいて求められる。その際特性曲線ＰＬＧＵＢは適応高度ＦＨＢＡＳＡＰＰにおいて例えば機関試験台で適合された。適応高度ＦＨＢＡＳＡＰＰは例えば大体ノーマルゼロであってよい。その際基本過給圧ｐｌｇｒｕは、絞り弁が完全に開放されている場合であって、調整区間の下側の操作限界値を特徴付けている、操作量としての０％のキーイング比を有する最小の表現可能な過給圧を表している。

　別の特性曲線ＤＰＬＧＵを用いて機関回転数ｎｍｏｔから、適用高度ＦＨＢＡＳＡＰＰに関連付けられた補正基本過給圧ｋｐｌｇｒｕが計算される。これは実時点の高度ｆｈｏと適用高度ＦＨＢＡＳＡＰＰとの間の実時点の高度差ＨＤと乗算されて基本過給圧ｐｌｇｒｕｋを高度により変化しようというものである。その際特性曲線ＤＰＬＧＵは例えば約２５００ｍの高度差までの補正基本過給圧ｋｐｌｇｒｕを供給することができる。実時点の高度差ＨＤは結合点Ｖ４０において実時点の高度ｆｈｏを適用高度ＦＨＢＡＳＡＰＰから減算することによって求められる。それからこの実時点の高度差ＨＤは結合点Ｖ３０において補正基本過給圧ｋｐｌｇｒｕと乗算される。このようにして、高度補正された基本過給圧ｐｌｇｒｕｋが生じる。その際補正基本過給圧ｋｐｌｇｒｕは負であるので、実時点の高度ｆｈｏが適用高度ＦＨＢＡＳＡＰＰより大きい場合には、プラス方向に高度補正された基本過給圧ｐｌｇｒｕｋが生じる。実時点の高度ｆｈｏが適用高度ＦＨＢＡＳＡＰＰより小さい場合には、相応にマイナス方向に高度補正された基本過給圧ｐｌｇｒｕｋが生じる。それから結合点Ｖ２５において基本過給圧ｐｌｇｒｕｋから高度補正された基本過給圧ｐｌｇｒｕｋおよび補正値ｄｐｌｇｕｌｄｉａが減算される。その際補正値ｄｐｌｇｕｌｄｉａは限界値ｌｄｉｍｘの適合のために必要な補正基本過給圧を表している。更に最適には、結合点Ｖ２５における減算結果を結合点Ｖ３５において係数ＫＦと乗算して、温度の影響を考慮するようにすることができる。その際補正係数は特性マップＫ１０から機関回転数ｎｍｏｔおよび吸入空気温度ｔｓｅｌに依存して求められる。結合点Ｖ３５の出力側に補正された基本過給圧ｐｌｇｒｕｋが生じる。

　今や、限界値ｌｄｉｍｘの適合はもはや、キーイング比オフセットとして直接、前制御値ｉｄｉｍｘｒに加算するためではなく、オフセットまたは補正値ｄｐｌｇｕｌｄｉａの形において基本過給圧ｐｌｇｒｕから減算するようにして行われる。

　例えば少し正の補正値は計算された基本過給圧ｐｌｇｒｕを低減するので、上昇する相対目標過給圧ｐｌｓｏｌｒが算出される。この上昇する相対目標過給圧ｐｌｓｏｌｒにより特性マップＫＦＬＤＩＭＸにおいて上昇する前制御値ｉｄｉｍｘｒが生じるようになる。引き続く、適合値による前制御値ｉｄｉｍｘｒの直接的な補正は省略されるので、適合の立上がり振動時であっても、基本値ｌｄｉｍｘは調整器の積分成分の所要操作量ないしキーイング比ｌｄｉｔｖに相応している。

　図８には、積分成分ｌｄｉｔｖの経過が相対目標過給圧ｐｌｓｏｌｒに関して示されている。その際本発明の方法によれば、後で実施される上で説明した、図７の調整特性曲線の線形化を考慮して、キーイング比のオフセットのない理想的な経過ＶＥＲＬ１が生じる。オフセットがあるとＸだけ上方にシフトされた特性曲線ＶＥＲＬ２が生じることになる。

　従って、相対目標過給圧ｐｌｓｏｌｒが零より小さいかまたは零に等しい場合、すなわち絶対目標過給圧が補正された基本過給圧ｐｌｇｒｕｋより小さいかまたは零に等しい場合、理想的には積分成分ｌｄｉｔｖに対するキーイング比０％が生じる。このことは例えば、補正された基本過給圧ｐｌｇｒｕｋより小さい周囲圧ｐｕに相応している絶対目標過給圧ｐｌｓｏｌにも当てはまる。

　この例において、請求項に記載の作動特性量の目標値は目標過給圧を表し、作動特性量の実際値は実際過給圧を表し、第１の作動特性量も目標過給圧を表し、第２の作動特性量は機関回転数を表し、第３の作動特性量は絞り弁位置を表しかつ実時点の周囲条件を特徴付けている量は吸入空気温度および／または内燃機関の実時点の高度を表している。

　本発明の実現のために、説明した量とは別の量を使用することができるのは勿論のことである。

過給圧調整が行われる機関のブロック線図 過給圧調整器の機能を説明するブロック線図 調整パラメータを求めるための機能を説明するブロック線図 過給圧の操作量の積分成分に対する限界値を求めるための機能を説明するブロック線図 第１の作動特性量に対する補正値を求めるための機能を説明するブロック線図 補正値の回転数に依存した適合のための機能を説明するブロック線図 調整特性曲線を示す線図 相対目標過給圧に関しての積分成分の経過を示す特性図

符号の説明

　１０　内燃機関
　１２　吸気管
　１３　排気通路
　１５，１６，１７　センサ
　１８　排気タービン
　１９　圧縮機
　２０　バイパス導管
　２１　バイパス弁
　２２　圧力ボックス
　２３　ＰＩＤ調整器
　ＫＦＬＤ，ＫＦＰＴ，ＫＦＤＴ，ＫＦＩＴ，ＫＦＭＸ　特性マップ
　ｐｖｄｋ　調整量
　ｌｄｔｖ　操作量
　ｌｄｉｍｘ　積分限界値
　ｐｌｇｒｕｋ　高度補正された基本過給圧

Claims (10)

1. 　内燃機関の過給調整方法であって、
   内燃機関の作動特性量の目標値と該作動特性量の実際値との間の調整偏差から操作量を生成し、該操作量は積分調整器から供給される少なくとも１つの成分を有しており、かつ
   該積分成分に対して少なくとも１つの限界値を前以て定め、該限界値は内燃機関の複数の作動特性量から求められる
   という形式の方法において、
   前記限界値を求めるために使用される作動特性量の第１の作動特性量を第２の作動特性量に依存して適合的に決定することによって該限界値を適合する
   ことを特徴とする方法。
2. 　第１の作動特性量を内燃機関の少なくとも１つの第３の作動特性量に依存している基本値と該基本値に重畳された補正値とから求め、ここで補正値は第２の作動特性量に依存して適合的に決定される
   請求項１記載の方法。
3. 　調整偏差がしきい値より小さくかつ積分成分が実時点の限界値より小さいとき、適合された補正値をステップ状に低減しかつ
   調整偏差が零より大きくかつ積分成分が実時点の限界値に等しいかまたはそれより大きいとき、適合された補正値をステップ状に拡大する
   請求項２記載の方法。
4. 　適合された補正値をステップ状の低減を、機関の全負荷作動が生じているときかつ積分成分の実時点の限界値が操作量の下側のしきい値にないときにだけ実施する
   請求項２または３記載の方法。
5. 　適合された補正値のステップ状の拡大を、積分成分の実時点の限界値が操作量の上側のしきい値にないときにだけ実施する
   請求項２から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 　限界値に、操作量の上側のしきい値のほぼ０〜５％に当たる固定の値を加算する
   請求項２から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 　適合された補正値の拡大または低減を、適合された補正値のステップ状の拡大または低減に対する条件が充足された後チャタリング防止期間だけ遅延して行う
   請求項２から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 　適合された補正値の低減の際のチャタリング防止期間は固定的に前以て決められている値でありかつ
   適合された補正値の拡大の際のチャタリング防止期間は第２の作動特性量に依存している特性曲線から取り出される
   請求項７記載の方法。
9. 　第２の作動特性量の第１の領域から第２の領域への移行の際に発生する、適合された補正値の、負の方向における跳躍的な変化を最大値に制限しかつ
   該制限は過給圧調整の活性化後ただちに解除される
   請求項２から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 　補正値を第２の作動特性量と実時点の周囲条件を特徴付けている量とに依存して特性マップから導出する
    請求項２から９までのいずれか１項記載の方法。

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