JP2957279B2 - 内燃機関の運転変数を制御する方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来の技術 本発明は請求の範囲独立項の前文に記載の内燃機関の
運転変数を開ループ及び／あるいは閉ループ制御する方
法及び装置に関するものである。

内燃機関の運転変数を開ループ及び／あるいは閉ルー
プ制御する方法及び装置においては、例えば電気的に操
作可能なアクチュエータのような開ループないし閉ルー
プ制御すべき運転変数に間接的あるいは直接的に作用す
る伝達要素が種々に使用されている。このような伝達要
素によって定められる。入力量と出力量の関係、ないし
アクチュエータの場合には電気的な駆動量と運転変数な
いし運転変数を調節する量との関係は特性マップあるい
は特性曲線として表現することができる。その場合、こ
の特性マップあるいは特性曲線は特性マップないし特性
曲線に可変的に作用する影響を受けるので、運転変数の
開ループ及び／あるいは閉ループ制御は通常運転で設定
される動作点以外で、場合によっては信号領域周辺部で
行なわれる。それによって最終的には誤った開ループ及
び／あるいは閉ループ制御が行われる結果となり、特に
開ループ及び／あるいは閉ループ制御の安定性、精度及
び／あるいは動物性に悪い影響を与えてしまう。

この種の影響は、例えばアクチュエータの場合にはア
クチュエータの特性曲線なし特性マップがアクチュエー
タの巻線温度に関係することに表れる。駆動信号値が同
じなときアクチュエータが冷えている場合にはアクチュ
エータの巻線はアクチュエータが温まっている場合に比
べて電流が大きいので、駆動信号値が同じなとき運転変
数ないし運転変数を調節する量の値は異ったものにな
る。

バッテリー電圧が変動したり、空気供給量を制御する
アクチュエータの場合にはアクチュエータによって制御
できない漏れ空気量が変化したりあるいは周囲気圧に変
化があると同様な作用がもたらされる。

従ってDE−OS3415183には、内燃機関への空気供給量
を制御するアイドリング回転数制御に使用される所定の
特性曲線を備えた電磁アクチュエータに関して、アクチ
ュエータ特性曲線の値を適応させる手段が記載されてい
る。

この適応により、アクチュエータによって調節される
量に関し制御器によって計算された目標値と測定された
実際値の比較が行われ、その比較結果に従ってほぼ線形
に形成されている特性曲線の分枝部で互いに独立して脚
点（オフセット適応）と勾配（勾配適応）の調節が行わ
れる。誤った適応を防止し、適応過程を促進するため
に、DE−OS3415183においては互いに関連するオフセッ
ト適応と勾配適応の開始条件が記載されている。

しかし、同公報に記載されているオフセット適応は、
個々の動作点において特性曲線の補正を行うことしかで
きない。従ってアクチュエータの特性曲線に及ぼす影響
が急速に変化する運転状態においては、適応特性は満足
できるものではない。この種の運転状態において、急速
な補正用に設定されたオフセット適応は常時動作する。
それによってこの運転状態においては内燃機関の回転円
滑度が望ましくないものになる恐れがある。脚点を適応
することなく勾配の適応が繰り返されることによって開
ループないし閉ループ制御装置に誤動作が発生するの
で、機能上の理由から強化された開始条件の元において
行なわれる勾配の適応によって始めて、特性曲線は変化
した状態に適合され、それによって適応過程と内燃機関
の回転特性が安定化される。

圧力制御される装置、すなわち供給すべき噴射量を決
定するために必要な負荷情報を吸気管内の圧力を示す信
号に基づいて得る装置に公知のアクチュエータの特性曲
線の適応を適用することは不可能である。特に部分負荷
領域からアイドリング状態へ移行する場合には、圧力信
号に基づいて決められる負荷値は大きくなり過ぎる。と
いうのは圧力信号からは複数の動作サイクル後でなけれ
ば正確な負荷信号が得られないからである。この過度領
域において適応を行っても誤りがあり、望ましくない運
転状態に移行する結果になる。

従って、本発明の課題は、アクチュエータの駆動特性
が短期的な要因により変動しても内燃機関の運転変数を
最適に制御できる内燃機関の運転変数を制御する方法及
び装置を提供することをその課題とする。

この課題は、請求の範囲第１項及び第５項に記載の構
成により解決される。

発明の効果 請求の範囲第１項及び第５項に記載の発明では、アク
チュエータの温度あるいはバッテリー電圧の変化に無関
係な点を基準点にしその点を中心にして運転変数の設定
値と実際値間のずれに従って特性曲線を回動させてその
勾配を変化させるようにしているので、少ない工程数で
特性曲線をアクチュエータの温度あるいはバッテリー電
圧の変化等の環境変化に合わせて効果的に補正でき、内
燃機関の運転変数を最適に制御することが可能になる。

また、請求の範囲第２項及び第６項に記載の発明で
は、基準点が特性曲線で駆動信号ゼロとしたときの運転
変数の仮想の値によって求められるので、基準点をアク
チュエータの温度あるいはバッテリー電圧の変化に無関
係な点にすることができる。

また、請求の範囲第３項及び第７項に記載の発明で
は、特性曲線の勾配をアイドリング回転数制御に好適な
運転状態で補正することができるので、内燃機関のアイ
ドリング回転数を最適に制御することが可能になる。

また、請求の範囲第４項及び第９項に記載の発明で
は、特性曲線の勾配を運転変数の設定値と実際値間のず
れだけでなく、バッテリー電圧によっても補正すること
ができるので、更に内燃機関の運転変数を最適に制御す
ることが可能になる。

また、請求の範囲第８項に記載の発明では、運転変数
の設定値と実際値間のずれが積分され、その積分値にし
たがって特性曲線の勾配が補正されるので、ずれが僅か
の場合でも有効な補正を行なうことができる。

本発明の他の利点は、以下に述べる実施例の説明から
明らかである。

図面 以下、図面に示す実施例を用いて本発明を詳細に説明
する。

第１図は、アクチュエータ特性曲線の適応を行なうア
イドリング回転数制御の例を用いた制御装置の一般的な
概略ブロック図を示し、第２図には、特性曲線と特性曲
線適応の効果が図示されている。第３図は特性曲線の適
応を行なう詳細なブロック回路図を示し、第４図には特
性曲線の適応をコンピュータによって行うためのフロー
チャートが示されている。

第５図には特性曲線の線図を用いた回動点及び勾配の
適応が示されており、第６図は回動点及び勾配適応に関
する実施例がブロック回路図の形で概略図示されてい
る。第７図にはコンピュータプログラムの形で回動点及
び勾配適応を実施するフローチャートが示されている。

実施例の説明 第１図にはアクチュエータの特性曲線を適応させる手
段を有する内燃機関の運転変数を開ループ及び／閉ルー
プ制御する制御装置がアイドリング回転数制御装置を例
にして概略ブロック図として示されている。その場合、
特に制御ユニット12と、適応ユニット14と、記憶ないし
計算ユニット16を有するコンピュータユニット10が設け
られている。

制御ユニット12には、入力線18〜20を介して測定装置
22〜24によって検出された不図示の内燃機関ないし自動
車の運転パラメータが入力される。この運転パラメータ
は運転変数の開ループ及び／あるいは閉ループ制御に必
要な従来技術から知られているパラメータである。アイ
ドリング回転数制御の場合には、特に回転数、エンジン
温度、バッテリ電圧、負荷検出信号、アイドリング状態
信号などである。

制御ユニット12は供給される運転パラメータから回転
数の目標値を求め、それを実際に測定された回転実際値
と比較して、その差から、例えば空気量、空気重量、吸
気管内の圧力あるいは絞り弁位置など内燃機関を通過す
る空気流量を特徴付ける量の設定値Ｖを求める。この設
定値は制御ユニット12の出力線26を介して適応ユニット
14に出力されると共に記憶ないし計算ユニット16にも出
力される。

この求められた量に従って記憶ないし計算ユニット16
により第2b図に対応した反転特性曲線を示す計算式に従
って駆動信号値τが計算され、ないしはテーブル形式で
格納されている反転アクチュエータ特性曲線を用いてア
クチュエータの駆動信号値τが求められる。この駆動信
号値はコンピュータユニット10の出力線28を介して運転
変数を間接あるいは直接調節するアクチュエータを駆動
する出力段回路30へ出力される。

アイドリング回転数制御の実施例の場合には、アクチ
ュエータ32は絞り弁あるいはバイパス弁など内燃機関へ
の空気供給量あるいは内燃機関への燃料供給量を調節す
るアクチュエータであって、ディーゼル内燃機関の場合
には、コントロールロッドである。開ループ及び／ある
いは閉ループ制御すべき運転変数ないしそれを示す信号
の量と駆動信号τとの関係を示すアクチュエータ32のア
クチュエータ特性曲線は、内燃機関への空気供給量を調
節するいわゆる単巻回転アクチュエータの場合には第2a
図に示すように形成される。これより第2b図に示す反転
アクチュエータ特性曲線が導き出される。これは記憶及
び計算ユニット16に例えば計算式として、あるいはテー
ブル形式で格納される。

アクチュエータ32によって調節される運転変数の実際
値がアクチュエータ32と接続されている測定装置34にお
いて測定され、導線36を介してコンピュータユニット10
ないし適応ユニット14へ供給される。内燃機関への空気
供給量を調節するアクチュエータの場合には測定装置34
によって測定された内燃機関への空気供給量の値Ｑは、
現在内燃機関へ供給される空気量、空気重量、吸気圧及
び／あるいは絞り弁位置であって、測定装置34自体はそ
れに対応して空気量センサ、空気重量センサ、圧力セン
サあるいは絞り弁位置センサとなる。

制御ユニット12によって求められた運転変数の目標値
あるいは設定値Ｖと測定装置34によって求められたこれ
らの運転変数の実際値Ｑの他に、適応ユニット14には所
定の測定装置42〜44から他の入力線38〜40を介して内燃
機関の運転状態に関する情報が供給される。目標値Ｖ
は、適応ユニット14と導線26を互いに接続する導線27を
介して適応ユニット14へ供給される。その場合、上記情
報は、特に内燃機関の始動及びアイドリング状態、負荷
信号及びバッテリー電圧に関する情報である。この場合
に測定装置42〜44は、制御ユニット12との関連で説明し
た測定装置22〜24と同一にすることができる。

入力信号に従って適応ユニット14により得られた特性
曲線パラメータは、適応ユニットと記憶ないし計算ユニ
ット16を接続する導線ないしバス接続線46を介して適応
ユニット14から記憶ないし計算ユニット16へ出力され、
記憶ないし計算ユニット16内に計算式あるいはテーブル
形式で格納される反転特性曲線は、適応ユニット14から
導線46を介して出力される値に従って調節ないし適合さ
れる。

第１図に示す装置は原理的には、外部の影響により可
変な特性曲線を有するアクチュエータを使用する内燃機
関のすべての開ループ及び／あるいは閉ループ制御装置
について使用できるものである。特に本発明は電子エン
ジン出力装置、すなわち電子アクセルペダルのアクチュ
エータに使用することができる。

好ましくはこの装置は回転数制御装置に使用すること
ができる。その場合には目標値Ｖと実際値Ｑは内燃機関
の回転数を示す量である。

さらにこの装置と後述の方法は好ましい実施例におい
ては特性マップを有する伝達要素に使用することもでき
る。

第2a図と第2b図には、単相モータを有する単巻回転ア
クチュエータあるいは２相モータを有する２巻回転アク
チュエータについて示されるようなアクチュエータ特性
曲線の例が示されている。これは特にアイドリング制御
のバイパスアクチュエータとして使用される。しかし、
本発明は他のタイプの特性曲線にも効果的に使用するこ
とができる。

第2a図にはアクチュエータの開口断面によって供給さ
れる空気供給量の実際値Ｑが駆動信号値τに対して図示
されている。同図において実線100はアクチュエータ32
の特性曲線を示す。右の部分にアクチュエータの動作領
域となる直線状の特性を有する特性曲線の領域が示され
ている。この動作領域を本発明との関連において特に考
察する。これは数学的には正の勾配Ｓと負の軸交点Ａを
有する直線式として記述できる（点線で示す直線101を
参照）。

この軸交点Ａは、所定の駆動信号値でアクチュエータ
を通過する空気量が、仮にτ/Q座標系の原点を特性曲線
が通過したとき得られる空気量よりも少なくなる分を示
す値である。従ってこの軸交点はそれぞれのアクチュエ
ータの構造的な点を示している。

言い替えると、軸交点Ａはτ/Q座標系の垂直軸が特性
曲線100の動作領域の延長部101と交わる交点であり、従
って特性曲線の所定の領域（この場合には直線状の部
分）を用いた場合、すなわち特性曲線ないし特性マップ
のそれぞれ選択された領域に基づいて駆動信号値τ＝ゼ
ロとした場合に供給される空気量の仮想の値である。

軸交点Ａはさらに、アクチュエータ固有ないし内燃機
関固有の漏れ空気、すなわちアクチュエータによって調
節されない供給空気量によってもたらされる変化を受け
る。それによって特性曲線の軸交点Ａがさらに上方へ移
動される。

駆動信号値が小さくなる領域については、空気量は水
平部分の後に、所定の値、即ち制御信号が欠落した場合
ないしサーボモータが故障した場合に内燃機関の運転を
可能にするいわゆる非常走行断面値に達するまで、再び
上昇する。

Ｅガスシステムに関連する所定の特性曲線を有するア
クチュエータは、DE−OS3631283に記載されている。

第2b図には第2a図から導き出された反転特性曲線10
0′が示されており、同図においては駆動信号値τが制
御ユニット12によって求められた設定値Ｖに対して図示
されている。この場合の反転された動作領域も勾配Ｓ′
と軸交点Ａ′によって特徴づけられている（点線で示す
直線101′を参照）。理想的な場合には特性曲線を特徴
づける量ないしパラメータは量的に一致する。この一致
は冒頭で述べた影響によって乱される。

第３図には適応ユニット14の実施例が示されている。
点線で示すユニット14は入力線としてすでに第１図を用
いて説明した導線27と36を有し、この導線を介して制御
ユニット12によって求められた設定値Ｖと測定された実
際値Ｑが供給される。

比較点150において設定値と実際値の差が形成され、
この差値は導線152によってスイッチ154を介して積分ユ
ニット156へ供給される。スイッチ154は、導線158を介
して供給され処理ユニット160において求められた信号
によって起動される。処理ユニット160には起動信号を
形成するために次のような入力量が供給される。アイド
リング判別回路162からは接続線164を介して内燃機関の
アイドリング状態を示す信号が供給される。一方測定ユ
ニット166によって内燃機関の負荷を示す信号が求めら
れ、接続線168、比較スイッチ170及び接続線172を介し
て処理ユニット160へ供給される。さらに内燃機関の始
動状態を検出する検出ユニット174が設けられており、
この検出ユニットは導線176を介して処理ユニット160と
接続されると共に他のスイッチングユニット178とも接
続されている。検出ユニット174から発生された信号は
処理ユニット160において反転処理される。

積分ユニット156の第２の入力は、積分ユニット156と
スイッチングユニット178を接続する接続線180によって
形成される。スイッチングユニット178はさらに積分ユ
ニット156の初期値を格納したメモリ素子184と接続線18
2を介して接続されている。積分ユニット156の出力線18
6は制御器188を介してバッテリー電圧補正ユニット190
へ導かれる。この補正ユニット190はさらに導線192を介
してバッテリー電圧値を検出する測定装置194と接続さ
れている。ユニット190の出力線196により適応ユニット
14は反転アクチュエータ特性曲線の記憶ないし計算ユニ
ット16と接続される。

適応ユニット14はスイッチ154が閉成された場合に起
動される。適応を起動させるためになけらばならない条
件は、適応が実施可能な内燃機関の運転状態により示さ
れる。従って処理ユニット160の機能は論理的なアンド
ゲートに相当する。適応を起動させるためには内燃機関
は安定したアイドリング状態になければならない。これ
は、測定ユニット162によって、例えば絞り弁のアイド
リングスイッチの閉成とそれに続く所定期間の経過を検
出することによって求められる。

さらにユニット174によって検出された始動信号を反
転処理することを介して内燃機関の始動の場合が排除さ
れる。始動の間は、空気流量を示す量Ｑの信号は適応に
は使用することができない。

他の条件は比較スイッチ170によって設定される。そ
の場合、測定装置166によって検出された負荷信号は比
較スイッチ170によって設定された負荷しきい値以下で
なければならない。この処置によって、適応は吸気装置
の圧力比が臨界値を越えた運転領域に制限される。圧力
比が臨界値を越える場合には、アクチュエータの特性曲
線は吸気圧と外気圧との圧力差に無関係になる。臨界値
を越えると圧力比は、吸気管圧と外気圧の比が所定の値
より小さいときに存在する。

上述の３つの条件がすべて同時に存在する場合に、処
理ユニット160は出力線158を介してスイッチ154を閉成
することによって適応を起動させる。それによって後述
の方法を圧力制御される装置にも使用することが可能に
なる。

測定装置174によって検出される始動過程の間はスイ
ッチングユニット178が閉成されるので、積分ユニット1
56はメモリ素子184に格納されている初期値にセットさ
れる。

適応が起動された場合には、設定値と実際値から形成
される差が導線152を介して積分ユニット156へ供給され
る。積分ユニットは差を積分するので、導線186に現れ
る出力信号は設定値と実際値の偏差を示す値になる。出
力信号は制御ユニット188によって物理的に意味のある
値に制限される。

ユニット190において積分ユニット156の出力信号はバ
ッテリー電圧の関数としてバッテリー電圧に関係した特
性曲線を介してないしはバッテリー電圧に関係する値と
結合させることにより補正される。

適応ユニット14の出力線に現れる適応値は、後述する
ようにメモリないし計算ユニット16内で処理され反転ア
クチュエータ特性曲線の補正が行なわれる。

すでに説明したように、第2a図の特性曲線100は多数
の領域から形成されており、直線状の特性領域は駆動信
号値τ０の上方に存在する。

駆動信号τに従ってアクチュエータの位置、従って制
御すべき内燃機関の運転変数の値を定める電流は、アク
チュエータ駆動装置の巻線抵抗を介して温度に関係す
る。さらに電流はバッテリー電圧にも関係する。

従って温度及びバッテリー電圧の変化によって駆動信
号と運転変数の関係が変化する。このことは、特性曲線
100の動作領域がその勾配に関して少なくとも温度及び
／あるいはバッテリー電圧に関係することを意味してい
る。

それに対して特性曲線100の軸交点Ａは上述の影響と
は無関係である。従って特性曲線を上述の影響によって
もたらされる変化に適合させることは、特性曲線のこの
部分をエンジン固有の所定の軸交点Ａを中心に回動させ
ることによって特性曲線の直線状部分の勾配Ｓを適合さ
せることによって行われる（第2a図の点線で示す特性曲
線102ないし第2b図の特性曲線102′を参照）。

積分ユニット156ないしその出力信号は特性曲線の変
化を示す値を表す。というのはその出力信号はアイドリ
ング状態において設定値Ｖと実際値Ｑの偏差から導き出
される実際の変化に従って形成されたものであるからで
ある。

従って、特性曲線に使用する変化に関する情報を表し
場合によってバッテリー電圧に従って補正される積分ユ
ニットの出力信号は、特性曲線を上述の影響に適合させ
るために必要な特性曲線勾配の変化量に相当する。

従って反転アクチュエータ特性曲線の特性曲線勾配
は、積分ユニットの出力信号に従って補正され、特性曲
線はエンジン固有の所定の軸交点Ａを中心に回動され
る。

第４図は、第３図のブロック回路図を用いて説明され
た本発明を明瞭にする。

プログラム部分の開始後にステップ200において、内
燃機関の始動状態があるかがチェックされる。存在する
場合にはステップ202に従って装置は初期化される。初
期化においては好ましくは積分ユニットが初期値に設定
される。その後このプログラム部分が終了され、新たに
開始される。

ステップ200において始動段階が終了したこと、すな
わち内燃機関が始動状態以外にあると判断された場合に
は、ステップ204において内燃機関が安定なアイドリン
グ状態にあるかどうかが調べられる。そうでない場合に
は、安定なアイドリング状態に達するまでステップ200
と204が繰り返される。

安定なアイドリング状態が検出された場合には、制御
ユニット12はステップ206において入力信号から制御す
べき運転変数の設定値Ｖを計算する。ステップ208にお
いて、特性曲線の適応を実施るための上述の条件が存在
するかどうかが調べられる。否定の場合にはステップ21
0において上述の反転特性曲線の式に従って駆動信号値
τが計算され、ないしは特性曲線が記憶されている場合
には読み出されて、プログラム部分が終了され、新たに
開始される。

ステップ208において適応条件が満たされたことが検
出された場合には、ステップ212において制御すべき運
転変数の設定値Ｖと測定された実際値Ｑの差が計算され
る。

その後に、この値の差が所定の数値範囲内があるかど
うかを検査する判断ステップを設けることもできる（ス
テップ213）。そうである場合には、適応は行われず、
ステップ210に進む。こうすることによって小さい偏差
に対して適応が行なわれ従って適応が定常的に行われる
ことを防止することができる。

ステップ213にさらに、差値が時間的に一定であるか
どうかを検査する判断ステップを含めることもできる。
変化の影響が短期間である場合に誤ってアクチュエータ
特性曲線に対して適応が行なわれることを防止するため
に、適応の前提として設定値Ｖと実際値Ｑの差が所定の
期間にわたって一定でなければならないという条件を設
けることもできる。否定された場合にはステップ210へ
進む。

必須ではないが、設けた方が好ましいステップ213の
次にステップ214において差が積分される。積分結果は
次にステップ216で制御されて、積分結果は最大値ない
しは負の値の積分結果である場合には最小値への制限が
行われる。

制限された積分結果はステップ218において、例えば
バッテリー電圧に関係する値を用いた乗算により補正さ
れるので、ステップ218の後積分値は上述の変化作用の
影響を表す値となる。その場合、ステップ218後得られ
る積分値はステップ220において反転特性曲線の新しい
勾配値と見なされる。

その後ステップ222において、所定の軸交点Ａ′、す
なわち回動点とステップ214〜218によって求められた積
分値に相当する新しく形成された勾配Ｓ′とに基づき反
転特性曲線の上述の式に従って駆動信号値τが計算され
る。特性曲線がテーブル形式で格納されている場合に
は、ステップ222において特性曲線の値が新しいパラメ
ータに従って適合され、駆動信号値τが制御器の出力信
号に従って読み出される。

その後プログラム部分が終了され、新たに開始され
る。

本発明の考え方は、更にエンジン固有の軸交点ないし
回動点を変化する漏れ空気比に適合させる場合にも効果
的に使用することができる。

各アクチュエータは、個々の部材の製造許容誤差によ
ってあるいは調節処理の結果としてそのアクチュエータ
を特徴づける特性曲線を有する。特性曲線ないし特性マ
ップ外部にあるアクチュエータ固有の回動点を中心に回
動させることによる上述の勾配適応によって、コンピュ
ータに記憶されている駆動信号を形成する特性曲線をあ
る点で適合させることができる。従って勾配適応は必ず
しも完全にアクチュエータ固有の条件を考慮するもので
はない。アクチュエータの駆動点が例えば勾配適応の基
礎になる基準点外部にある場合には、さらに所定の駆動
点と実際に調節された駆動点の間に偏差が存在する。記
憶された特性曲線をアクチュエータ固有の条件に完全に
適合させることは、特性曲線ないし特性マップ外部に存
在する回動点を勾配適応と関連させて長期間適応させる
ことによって得られる。

第５図には、第２図で用いられた内燃機関への空気供
給量を調節するアイドリングアクチュエータの特性曲線
が示されている。図において水平軸には駆動量、すなわ
ちアクチュエータないしアクチュエータを流れる電流の
パルスデューティー比が図示されており、垂直軸は調節
された空気量ないし空気重量を示す。特性曲線（実線）
は、動作領域において基準点τrefとQrefに対して回動
点Ａを中心に回動することによって適合されている。

適合されていない特性曲線の場合には、特性曲線が基
準点に関して適応されている場合でも、任意の駆動点τ
においてはアクチュエータによって実際に調節された空
気量ないし空気重量と記憶された特性曲線に従って設定
される空気量ないし空気重量には偏差が検出される。回
動点を適応することによって更に特性曲線を適合させる
ために、以下のように処理が行われる。偏差が検出され
た場合には、回動点が変化される（新しい回動点Ａ
（新））。これは偏差を拡大する方向へ特性曲線の動作
領域を平行移動させることを意味している（特性曲線30
0）。その後勾配を上述のように適応させることによっ
て、特性曲線は駆動点τにおいてアクチュエータ固有の
条件に適合される（特性曲線302）。それによってアク
チュエータ固有の条件を考慮した特性曲線が最終的に記
憶される。アクチュエータの駆動期間の間にアクチュエ
ータにはそれほど頻繁に変化が生じないので、回動点適
応は勾配適応に比べて長期間の適応と言える。

第５図に示す、空気量ないし空気重量を増大させる方
向への回動点適応の他に、他の状況においては同様に低
下、すなわち回動点を下方へ移動させることも行うこと
ができる。

上述の方法は第2b図に示す反転特性曲線に所定の作用
を与える。さらに後述の実施例も同様に反転特性曲線に
適用される。

第６図には勾配適応に関連して回動点適応を実施する
第１の実施例が概略ブロック回路図の形で示されてい
る。

なお、第３図で出てきている部材には同一の参照符号
が付されている。この機能については第３図の説明を参
照することができる。

適応ユニット14には本実施例においてはさらに導線40
1を介して導線36と接続される他のスイッチング素子400
が設けられている。スイッチング素子400は接続線402を
介して開始手段404によって操作することができる。他
の導線406によってスイッチング素子400がメモリ素子40
8の入力と接続されている。メモリ素子408の出力は、メ
モリ素子408と結合点412を接続する導線410を形成して
いる。結合点412には第２の入力として導線414が設けら
れ、結合点の出力線416によって結合点412は他の結合点
418と接続される。結合点418は第２の入力線として導線
420を有する。結合点418は出力線422によって計算素子4
24と接続されている。

導線414は計算素子424の出力線を形成し、一方導線42
6は計算素子424と適応ユニット14自体の出力線となる。
導線420によってスイッチング素子428は結合点418と接
続される。スイッチング素子428の他方の端部は導線430
を介してメモリ及び計算ユニット432と接続される。ス
イッチング素子428は導線434を介して開始手段436と接
続され、この開始手段によって操作することができる。
メモリ及び計算ユニット432には導線152、導線36及び41
0並びに導線438が接続されており、導線438は適応ユニ
ット14の出力線196から分岐している。

計算ユニット16には適応ユニット14の２つの出力線42
6と196及び導線27が接続されている。第１の結合点440
において導線27と426が結合される。結合点440の出力線
442は結合素子444を介して導線196と接続されている。
結合素子444の出力線は計算ユニット16の出力線28とな
る。

全体を見やすくするために第３図においては、開始手
段404と436にスイッチング素子400ないし428の開閉を行
わせる所定の情報を供給する導線は略されている。しか
し当業者は後述の説明から容易に対応する関係を得るこ
とができる。

勾配適応が起動された場合、すなわちスイッチ154が
閉成された場合に空気量ないし空気重量の目標値と実際
値との差が所定の値を下回った場合には、開始手段404
によってスイッチング素子400が閉成され、空気量ない
し空気質量のその時の実際値が基準値Qrefとしてメモリ
ユニット408に伝達される。このように格納される基準
値に対して特性曲線の勾配が適応によって適合される。

回動点Ａの適応は以下の基本的な考え方に基づいてい
る。勾配適応を有する回動点適応の前に格納された空気
量ないし空気重量の基準値は勾配適応を有する回動点適
応の終了後に特性曲線の要素として存続しなければなら
ない。さらに新しい駆動点に関して特性曲線の適合を行
わなければならないので、実際に供給される空気量ない
し空気重量は適応された特性曲線を介して設定された基
準点及び駆動点に対応する。

メモリ及び計算ユニット432により基準点と空気量な
いし空気重量の測定された実際値に基づいて基準点並び
に新しい駆動点を含む新しい特性曲線の勾配が求められ
る。勾配の計算は、公知の特性曲線式を用いて導線154
に供給される空気量ないし空気重量の目標値と実際値と
の差、導線36を介して供給される空気量ないし空気重量
の測定値と導線410を介して供給される基準値との偏
差、及び導線438を介して供給される特性曲線の勾配
（勾配三角形）に基づいて行われる。計算された新しい
勾配と既知の前の勾配からメモリ及び計算ユニットによ
って相対的な勾配変化（（勾配（新）−勾配（前））／
勾配（新））が求められる。

上述の要請を満たしかつ基準点と測定点を含む変化し
た勾配及び回動点を有する特性曲線式に基づいて、相対
的な勾配変化を用いて新しい回動点が算出される。その
場合、回動点の変化量は、基準点の値とこれまでの回動
点の値の合計に相対的な勾配変化を乗算することにより
得られる。

回動点適応を実施するために設定された条件が存在す
る場合には、開始手段436によりスイッチング素子428が
閉成される。回動点適応はアイドリングスイッチが閉じ
た後の時間窓内で実施される。その場合、下方の時間し
きい値は、圧力制御される装置の場合さらに吸気管が充
填されることにより空気量ないし空気重量の測定値が違
ったものになるのが防止されるように選ばれ、また時間
窓の最大値は、その前に学習された基準点が有効である
ように選ばれる。さらにスイッチング素子428が閉じる
前、例えば回動点適応起動より所定時間前に勾配適応が
成功していなければならないので、学習された基準値を
それ以降の計算の基礎とすることができる。さらに実際
の空気量ないし空気重量を記憶されている基準値よりか
なり大きくし、十分な差を得て十分な精度が保証される
ようにしなければならない。あるいはまた、エンジンブ
レーキ条件（アイドリングスイッチの閉成、高い回転
数）と上述の条件が存在する場合に、選択された駆動点
において回動点適応を実施することも可能である。

スイッチング素子428が閉成されている場合には、導
線426ないし414に回動点を示す値を出力する計算ユニッ
ト424は、勾配適応間の相対的な勾配変化と、基準空気
量値ないし空気重量値とそのときの回動点の和、すなわ
ち上述の計算された必要な回動点変化との積で結合点41
8で形成される積を積分する。

次に上述の勾配適応によって新しい勾配が設定され
る。

計算ユニット16において、制御器によって導線27を介
して設定される目標値と導線426を介して出力される回
動点を加算することにより、また続いてこの加算値を導
線196に供給される特性曲線の勾配で乗算することによ
って上述のアクチュエータ特性曲線式が形成される。計
算ユニット16から導線28に目標値の調節に用いられる駆
動信号が出力される。

第７図には、本発明の方法の他の実施例がコンピュー
タプログラムの形式で概略図示されている。その実施例
は簡単であるので好ましいものである。

第７図に示す要素は、すでに第４図で出てきているも
のである。これらの部分は同一の参照符号を有し、同一
の機能を満たす。従ってその機能については第４図の説
明を参照することができる。

プログラム部分の開始とステップ200〜220の処理の後
に、ステップ500において回動点適応を実施するための
上述の条件が存在するかどうかが判断される。その場
合、勾配適応が成功裏に終了している場合でステップ21
3で否定の判断が行われた場合に基準値が格納される。
回動点適応を実施するための条件は、例えば同期カウン
タ及びフラグのセットによって判断される。回動点適応
を実施するための条件が存在しない場合には、判断ステ
ップ500の後ステップ502が実施され、同ステップで駆動
信号値が計算された勾配及び回動点値に基づいて反転特
性曲線を介して計算される。ステップ500において回動
点適応を実施するための条件が存在する場合には、判断
ステップ504において、現在の回動点について所定の設
定値△より大きい空気量ないし空気重量の目標値と実際
値の差が存在するかどうかが調べられる。否定の場合に
は、ステップ502に進み、反対の場合で前述の差が存在
する場合にはステップ506において、回動点の変化を示
す値を記憶する積分器が所定の値だけ変化される。

その場合、積分器の状態の変化は偏差の符号に従って
行われ、好ましく実施例においてはこの偏差の大きさに
従って行なわれる。その際、特性曲線の移動が偏差を増
大させる結果になるように常に回動点を変化させること
が重要である。すなわち、目標値と実際値の偏差が正で
ある場合に積分状態が増加する。それによってまずは比
較的大きな偏差が発生するが、この偏差は次に勾配適応
によって減少される。さらにステップ508において駆動
信号値の計算に利用される回動点が積分器にセットされ
る。その後ステップ502に従って駆動信号値が計算さ
れ、出力される。

回動点は内燃機関に供給される漏れ空気量を示す値で
あるので、診断の目的で記憶されている学習された回動
点から漏れ空気量に関する値が得られる。

以上説明した２つの実施例の他に、両実施例を組み合
せて使用する好ましい適応方法も可能である。

フロントページの続き (72)発明者 イェーネツケ・ヘルムート ドイツ連邦共和国 ヴェー 7254 ヘミ ンゲン・オイゲンボルツシュトラーセ ７ (72)発明者 グリーザー・クレメンス ドイツ連邦共和国 ヴェー 4018 ラン ゲンフェルト／ラインラント・ザイデン ヴェーバーシュトラーセ 46 (56)参考文献 特開 昭60−224950（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 45/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関への空気供給を調節しアイドリン
   グ回転数制御時に用いられるアクチュエータ（32）を介
   して自動車の内燃機関の運転変数を制御する方法におい
   て、 アクチュエータの温度あるいはバッテリー電圧のパラメ
   ータの少なくとも一つに従って変化するアクチュエータ
   の反転特性曲線に対応する特性曲線（100）に基づいて
   アクチュエータ（32）により変化される内燃機関の運転
   変数に対する設定値（Ｖ）から計算によりアクチュエー
   タの駆動信号（τ）が形成され、 前記特性曲線（100）は少なくとも所定の運転領域にお
   いて直線状の特性を有していてその勾配（Ｓ）と基準点
   （Ａ）により特徴付けられており、 前記勾配は、特性曲線を基準点（Ａ）を中心にして回動
   させることにより、運転変数の設定値（Ｖ）と実際値
   （Ｑ）間のずれに従って実際値が設定値に近づくように
   補正され、 前記基準点（Ａ）が前記パラメータの変化に無関係な特
   性曲線の点から得られることを特徴とする内燃機関の運
   転変数を制御する方法。
2. 【請求項２】前記基準点（Ａ）が、特性曲線で駆動信号
   ゼロとしたときの運転変数の仮想の値によって求められ
   ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
3. 【請求項３】前記勾配の補正は、内燃機関の負荷が所定
   のしきい値を下回ったときに、内燃機関の始動時以外で
   内燃機関のアイドリング運転期間においてのみ行われる
   ことを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の
   方法。
4. 【請求項４】前記勾配がさらにバッテリー電圧に従って
   補正されることを特徴とする請求の範囲第１項から第３
   項のいずれか１項に記載の方法。
5. 【請求項５】自動車の内燃機関の運転変数を制御する装
   置であって、 内燃機関への空気供給を調節しアイドリング回転数制御
   時に用いてアクチュエータ（32）と、 アクチュエータの温度あるいはバッテリー電圧のパラメ
   ータの少なくとも一つに従って変化するアクチュエータ
   の反転特性曲線に対応する特性曲線（100）に基づいて
   アクチュエータ（32）により変化される内燃機関の運転
   変数に対する設定値（Ｖ）から計算によりアクチュエー
   タの駆動信号（τ）を形成するコンピュータユニット
   （10）とを有し、 前記特性曲線（100）は少なくとも所定の運転領域にお
   いて直線状の特性を有していてその勾配（Ｓ）と基準点
   （Ａ）により特徴付けられており、 また、前記コンピュータユニット（10）は、特性曲線を
   基準点（Ａ）を中心にして回動させることにより、運転
   変数の設定値（Ｖ）と実際値（Ｑ）間のずれに従って実
   際値が設定値に近づくように前記勾配を補正する手段
   （14）を有しており、 前記基準点（Ａ）が前記パラメータの変化に無関係な特
   性曲線の点から得られることを特徴とする内燃機関の運
   転変数を制御する装置。
6. 【請求項６】前記基準点（Ａ）が、特性曲線で駆動信号
   ゼロとしたときの運転変数の仮想の値によって求められ
   ることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の装置。
7. 【請求項７】前記勾配の補正は、内燃機関の負荷が所定
   のしきい値を下回ったときに、内燃機関の始動時以外で
   内燃機関のアイドリング運転期間においてのみ行われる
   ことを特徴とする請求の範囲第５項又は第６項に記載の
   装置。
8. 【請求項８】前記補正する手段が、運転変数の設定値
   （Ｖ）と実際値（Ｑ）間のずれを積分する積分ユニット
   （156）を有し、その積分ユニットの出力値に従って前
   記勾配が補正されることを特徴とする請求の範囲第５項
   から第７項のいずれか１項に記載の装置。
9. 【請求項９】前記勾配がさらにバッテリー電圧に従って
   補正されることを特徴とする請求の範囲第５項から第８
   項のいずれか１項に記載の装置。