JP2004232645A - 内燃機関を制御するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、内燃機関を制御するための方法および装置において、
内燃機関のトルク経過が非常に良好であることを保証する方法および装置である。
【解決手段】前記課題は、上方の限界が第１の閾値である第１の回転数領域内では、前記調整部材を閉鎖位置に制御し、回転数が第１の閾値より大きく第２の閾値より小さい場合、前記調整部材をリーク位置に制御し、回転数が第２の閾値より大きい場合、前記調整部材を開放位置に制御することによって解決される。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関のシリンダのインレットへの吸気管と、該吸気管から中空体への少なくとも１つの開口部を閉鎖または開放することによって吸気管の有効な管長を調整するための調整部材と、該調整部材を制御するための少なくとも１つの調整駆動装置とを有する吸気装置を備えた内燃機関を制御するための方法および装置に関する。

内燃機関内のこの種の吸気装置は、ＤＥ１９７１７３４７Ｃ１から公知である。切替フラップとして構成された調整部材は、内燃機関のクランクシャフトの回転数Ｎおよび／または空気質量流および／または吸気管圧に依存して、開放位置または閉鎖位置へ調整駆動装置によって旋回する。有効吸気管長は、その都度ガス柱が吸気管内で旋回する長さに相応する。これは、切替フラップが閉鎖位置に旋回されている場合は吸気管の全長であり、ないしは該切替フラップが開放位置にある場合は、シリンダのインレットから切替フラップへの吸気管の一部である。
ＤＥ１９７１７３４７Ｃ１

本発明の課題は、内燃機関のトルク経過が非常に良好であることを保証する方法および装置である。

前記課題は、上方の限界が第１の閾値である第１の回転数領域内では、前記調整部材を閉鎖位置に制御し、回転数が第１の閾値より大きく第２の閾値より小さい場合、前記調整部材をリーク位置に制御し、回転数が第２の閾値より大きい場合、前記調整部材を開放位置に制御することによって解決される。

本発明の有利な実施形態は、従属項に記載されている。本発明の特徴は、上方の限界が第１の閾値である第１の回転数領域内で調整部材が閉鎖位置へ制御され、回転数が第１の閾値より大きく第２の閾値より小さい場合、該調整部材はリーク位置へ制御され、回転数が第２の閾値より大きい場合、該調整部材は開放位置へ制御されることである。このことにより、第１の回転数領域では有効吸気管長が長く、第２の閾値より大きな回転数領域では有効吸気管長が短くなることが保証される。したがってこれらの回転数領域においてその都度、内燃機関のシリンダを非常に良好に過給することができる。さらに、第１の閾値よりも大きく第２の閾値よりも小さい回転数の領域では、シリンダの過給は、調整部材のリーク位置によって格段に改善される。

同一の構成の構成要素および同機能の構成要素は、全図面にわたって同一の参照番号によって示されている。

内燃機関の吸気装置１（図１）は吸気管片２を有している。この吸気管片２には、有利にはスロットルバルブ３が配置されている。吸気管片２は第１のコレクタ４に連通されており、このコレクタ４から吸気管５，６，７，８がエンジンブロックのインレット１１，１２，１３，１４へ繋がっている。第２のコレクタ９が、第１のコレクタ４の下流であってインテーク１１〜１４の上流に形成されている。第２のコレクタ９の領域には、切替フラップ２０，２１，２２として構成された調整部材が構成されており、これらの調整部材によって、吸気路から中空体への少なくとも１つの開口部が閉鎖または開放される。この実施形態では、中空体はそれぞれ、隣接する吸気管５〜８に対する容量である。しかし択一的な実施形態では、付加的な容積とすることもできる。中空体は、それ自体で第１のコレクタとするか、または間接的に第１のコレクタ４に連通することもできる。ここでは中空体は、たとえば短い管片を介して、間接的に第１のコレクタに連通することができる。

さらに、調整駆動装置１８が設けられている。この調整駆動装置１８は、切替フラップを開放位置、閉鎖位置および少なくとも１つのリーク位置に制御するのに適するように構成されている。調整駆動装置１８は有利には、モータとして構成されている。さらに、内燃機関を制御するための装置１９が設けられている。この装置１９は、内燃機関の運転量に依存して調整駆動装置１８に対する調整駆動信号を形成する。前記運転量は、たとえば内燃機関のクランクシャフトの回転数Ｎである。

図３は、図２に示された切替フラップの可能な実施形態を示している。切替フラップ２０は軸２３を有し、この軸２３は自由端部で直角に反られている。軸２３は形状接続的に翼体４０に結合されている。シール剤が、切替フラップの縁部側でシールリップ３７を形成するように、翼体４０の周囲に射出成形されている。このシールリップ３７は、閉鎖位置で開口部の当接フランジと当接することにより、開口部を密閉して封止する。さらに、シール剤は第１のシールキャップ３９および第２のシールキャップ４０を形成している。これらの第１のシールキャップ３９および第２のシールキャップ４０は、切替フラップ２０の反対側の同軸の端部に、同心で配置されている。

内燃機関を制御するためのプログラムは、ステップＳ１で開始される。ステップＳ２では、回転数Ｎが第３の閾値Ｎ０より小さいか否かが検査される。もしそうであれば、ステップＳ３で切替フラップ２０〜２２の位置が開放位置ＯＰへ制御される。開放位置ＯＰにおいて切替フラップ２０〜２２は、隣接する吸気管５〜８への開口部を開放する。こうすることによって有効な吸気管長が、切替フラップ２０〜２２が配置されている各開口部とエンジンブロックのインレット１１〜１４との間の吸気管の長さに短くされる。第３の閾値Ｎ０は有利には、９００〜１５００ｒｐｍの領域内で、たとえば１０００ｒｐｍで選択される。エンジン試験台でのテストにより、回転数がこのように低い場合、比較的短い有効吸気管長によって、シリンダの過給が改善されることが判明している。

しかし、ステップＳ２の条件が満たされなかった場合、ステップＳ４において、回転数Ｎが第１の閾値より大きいか否かが検査される。もしそうであれば、ステップＳ５において切替フラップ２０〜２２が閉鎖状態ＣＬに制御される。閉鎖状態Ｓ５では吸気管２０〜２２は中空体に連通されない。この実施例では中空体は、それぞれ隣接している吸気管に相応する。このようにして、切替フラップ２０〜２２が配置されている開口部は閉鎖される。したがって、第１のコレクタ４からインレット１１〜１４までの全長に相応する有効吸気管長が得られる。第１の閾値は有利には、２８００〜４０００ｒｐｍの領域内で、たとえば３４００ｒｐｍで選択される。このようにして、第３の閾値Ｎ０と第１の閾値Ｎ１との間の領域で、確実にシリンダが非常に良好に過給される。

しかし、回転数ＮがステップＳ４において第１の閾値より大きい場合、ステップＳ６において、回転数が第２の閾値Ｎ２より大きいか否かが検査される。第２の閾値Ｎ２は有利には、４０００〜４８００ｒｐｍの領域内にあり、たとえば４２００ｒｐｍである。回転数がステップＳ６で第２の閾値Ｎ２より小さい場合、ステップＳ７においてリーク位置ＩＭが回転数Ｎに依存して求められる。特に簡単な実施形態では、リーク位置ＩＭは固定的に設定されている。しかし、リーク位置を可変にし、回転数に依存して検出すると、トルク経過をより改善することができる。特に良好なトルク経過は、回転数Ｎが増加するとリークが上昇されるようにリーク位置ＩＭを寸法決めすると得られる。リーク位置では、開口部は切替フラップ２０〜２２により、空気流が吸気管のこの領域において完全には途切れない程度に小さく開放される。リーク位置ＩＭでは、開口部は最大で、各切替フラップによって閉鎖される開口部面積の１５％のリークに相応する程度の大きさで、切替フラップ２０〜２２によって開放される。

ステップＳ８では、切替フラップの位置Ｓがリーク状態に制御される。このようにして第１の閾値Ｎ１と第２の閾値Ｎ２との間の回転数領域において、驚くべきことに内燃機関のシリンダの過給が格段に向上され、ひいてはトルクが向上される。切替フラップは有利には、図３に示された切替フラップに基づいて説明されているように、非常に良好に密閉するように構成されているので、第３の閾値Ｎ０と第１の閾値Ｎ１との間の回転数領域において、開口部がフラップ面積の約１％より小さなリークで非常に気密に閉鎖される。このことは、この回転数領域において特に有利である。それに対して、第１の回転数閾値と第２の回転数閾値との間の回転数領域では、リーク位置ＩＭがさらに有利にトルク経過に影響する。

しかし、ステップＳ６の条件が満たされた場合、すなわち回転数が閾値Ｎ２より大きい場合、ステップＳ２において切替フラップ２０〜２２の位置ＳがステップＳ３において開放位置ＯＰに制御される。このようにして、回転数が第２の閾値Ｎ２より大きい場合、非常に良好なトルク経過が得られる。

有利には、リーク位置への調整部材の制御は、付加的に内燃機関の負荷量に依存する。このことによって、リーク位置がたとえば近似的に全負荷の領域でのみ制御される。たとえばリーク位置は、吸気管圧が近似的に、各回転数で周囲圧力に相応する場合にのみ制御される。

吸気系統を有する内燃機関が示されている。

図１に示されている吸気装置のラインII‐II' に沿った断面図である。

吸気装置１に配置されている切替フラップが示されている。

内燃機関を制御するためのプログラムの経過グラフである。

符号の説明

１ 吸気装置
２ 吸気管片
３ スロットルバルブ
４ 第１コレクタ
５，６，７，８ 吸気管
９ 第２コレクタ
１０，１１，１２，１３ インレット
１８ 調整駆動装置（モータ）
１９ 内燃機関を制御するための装置
２０，２１，２２ 調整部材（切替フラップ）
２３ 軸
３７ シールリップ
３９，４０ シールキャップ
Ｎ０ 第３の閾値
Ｎ１ 第１の閾値
Ｎ２ 第２の閾値
Ｓ 切替フラップの位置
ＣＬ 閉鎖位置
ＯＰ 開放位置
ＩＭ リーク位置

Claims (9)

1. 吸気装置（１）を有する内燃機関を制御するための方法であって、
   前記吸気装置（１）は、該内燃機関のシリンダのインレット（１１〜１４）までの吸気管（２０〜２２）と、前記吸気管から中空体までの開口部を閉鎖または開放することによって前記吸気管（６〜８）の有効な管長を調整するための調整部材と、前記調整部材を制御するための少なくとも１つの調整駆動装置とを有している形式のものにおいて、
   上方の限界が第１の閾値（Ｎ１）である第１の回転数領域内では、前記調整部材を閉鎖位置に制御し、
   回転数（Ｎ）が第１の閾値（Ｎ１）より大きく第２の閾値（Ｎ２）より小さい場合、前記調整部材をリーク位置に制御し、
   回転数（Ｎ）が第２の閾値より大きい場合、前記調整部材を開放位置に制御することを特徴とする方法。
2. 回転数が第１の閾値（Ｎ１）より大きく第２の閾値（Ｎ２）より小さい場合、リーク位置を該回転数（Ｎ）に依存して求める、請求項１記載の方法。
3. 回転数が増加した場合、リークを上昇させる、請求項２記載の方法。
4. 前記調整部材を、付加的に内燃機関の負荷量に依存して、リーク位置に制御する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 回転数（Ｎ）が、第１の閾値より小さい第３の閾値（Ｎ０）より小さい場合、前記調整部材を開放位置に制御する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 第３の閾値（Ｎ０）は、９００〜１５００ｒｐｍの領域内にある、請求項５記載の方法。
7. 第１の閾値（Ｎ１）は、２８００〜４０００ｒｐｍの領域内にある、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 第２の閾値（Ｎ２）は、３４００〜４８００ｒｐｍの領域内にある、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 吸気装置（１）を有する内燃機関を制御するための装置であって、
   前記吸気装置（１）は、該内燃機関のシリンダのインレット（１１〜１４）までの吸気管（２０〜２２）と、吸気管（６〜８）から中空体への少なくとも１つの開口部を閉鎖または開放することによって前記吸気管の有効な管長を調整するための調整部材と、前記調整部材を制御するための少なくとも１つの調整駆動装置とを有している形式のものにおいて、
   上方の限界が第１の閾値（Ｎ１）である第１の回転数領域において、前記調整部材を閉鎖位置に制御する第１の手段と、
   回転数（Ｎ）が第１の閾値（Ｎ１）より大きく第２の閾値（Ｎ２）より小さい場合、前記調整部材をリーク位置に制御する第２の手段と、
   回転数（Ｎ）が第２の閾値（Ｎ２）より大きい場合、前記調整部材を開放位置に制御する第３の手段とを有することを特徴とする装置。

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