JP3466192B2 - 内燃機関の燃料調量用制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料調量用制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】 従来の技術 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念による、内燃
機関の燃料調量用の制御装置から出発する。ドイツ連邦
共和国特許第2805805号からラムダ制御による燃料供給
装置作動方法および作動装置が公知である。そこでは、
ゾンデが動作準備状態である他に、所定の内燃機関温度
に達した際にラムダ制御に切り替えられる。この温度の
大きさは有利には50゜Ｃから85゜Ｃである。さらにドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第3024606号から、内燃機関
で燃焼される駆動混合気組成の制御装置が公知である。
この刊行物には、ラムダ制御が２つの異なる排気ガス温
度においてアイドル状態が存在するか否かに依存して切
り替えられることが記載されている。
この公知の方法はすべての駆動状態で最適に動作でき
るものではないことが示されている。従って本発明の課
題は、この従来技術から出発して内燃機関の燃料調量用
の制御装置を、これまで公知の装置と比較してとりわけ
フレキシブルに構成することである。
発明の利点 請求の範囲第１項の構成を有する本発明の制御装置は
公知の装置に対して、最適化の枠内で内燃機関の走行特
性が良好な場合にはラムダ制御をすでに非常に早期の時
点で投入することができ、これにより有害物質放出がさ
らに低減されるという利点がある。
本発明の別の利点は、従属請求項に関連して実施例の
以下の説明から明らかである。
図面 本発明の実施例（選択的解決手段）が図面に示されて
おり、以下詳細に説明する。図１は、内燃機関の制御装
置の概略図、図２は、ラムダ制御の投入時点を検出する
ためのフローチャート、図３は、図２のフローチャート
に関連した数値を示す線図である。
実施例の説明 図１は、本発明に関連する重要な装置要素および動作
特性量を示す。ここで内燃機関自体には10が付されてお
り、その吸気管には11、排気管には12が付されている。
吸気管11には流れ方向で順次、空気質量または空気量セ
ンサ14、スロットルバルブ15並びに噴射弁16が配置され
ている。排気管にはラムダゾンデ18が設けられており、
ゾンデはそれ自体公知のように、その動作温度に達した
後は排ガス中の酸素の到来に応答する。付加的に排ガス
温度センサ25が排気管に設けられている。
内燃機関10自体には回転数センサ19並びに温度センサ
20が配属されている。制御装置22は入力信号を、スロッ
トルバルブ15に連結されているスロットルバルブセンサ
24、空気量センサ14、ラムダゾンデ18、理想的には存在
する排ガス温度センサ25並びに回転数と内燃機関温度TM
otに対する２つのセンサ19と20から受け取る。排ガス温
度も触媒機温度も制御装置内でモデルとして、内燃機関
の他の動作特性量から計算することができる。出力側で
は制御装置20は、少なくとも１つの噴射弁16に対する少
なくとも１つの噴射信号並びに内燃機関のとくに図示し
ない点火プラグに対する点火信号を使用する。
図１に示された内燃機関用の制御装置の構造および作
用は公知である。負荷および回転数並びに他の動作特性
量（例えば内燃機関温度およびスロットルバルブセンサ
24からの信号）に依存して、制御装置22はパルス幅変調
信号を少なくとも１つの噴射弁16並びに個々の点火プラ
グに対する点火信号を形成する。内燃機関およびラムダ
ゾンデが暖機された状態では燃料調量の制御は所定のラ
ムダ値、有利にはλ＝１で行われる。本発明は、できる
だけ最適の結果が得られるよう排ガス中の有害物質がで
きるだけ少なくするためにラムダ制御をできるだけ早期
に使用するという観点からの手段を提供するものであ
る。ここでは冒頭に述べた従来の技術に基づく。
図２はラムダ制御の投入時点を検出するためのフローチ
ャートを示す。ラムダ制御は始動過程では開ループ制御
動作から出発する。まず始動過程が存在するか否かが問
い合わされる。これは30で示されている。始動過程が存
在していれば、後続の特性曲線か31からそれぞれ２つの
閾値が、始動時点での内燃機関温度TMot−Start（スタ
ート温度）に依存して読出される。
２つの閾値は、アイドル運転（LL）に対するX0LLとX0
NLL（非アイドル運転）である。後続の特性曲線32から
時間値TV0が同様に始動時点での内燃機関温度TMot−Sta
rtに依存して読出される。後続の問い合わせ33では、始
動時点から所定の時間TV0が経過したか否かが検出され
る。
経過していれば続いて、アイドル運転であるか否かに
ついて述べることができる（問い合わせ34）。アイドル
運転の場合は次の問い合わせ35が行われる。ここでは所
定の値Ｘが特性曲線31から読出した閾値X0LLにすでに達
しているか否かが検出される。相応して走行動作、すな
わち非アイドル運転の場合には問い合わせ36で、値Ｘが
閾値X0LLに達しているか否か検出される。２つの問い合
わせ35および36の１つにおいて閾値に達していなけれ
ば、装置はさらに開ループ制御動作にあり（ブロック3
8）、その他の場合には閉ループ制御動作（ブロック3
9）に移行する。後続のブロック41と42については後で
説明する。
本発明の最も簡単な実施例の枠内では、負荷に依存し
ない閾値だけを２つの閾値X0LLまたはX0NLLの代わりに
使用することができる。さらに所定の待ち時間を、内燃
機関の動作持続時間を表す特性量の少なくとも１つの閾
値と共に、または択一的にラムダ制御に対する投入基準
として使用することができる。
さらに、触媒機の動作パラメータを表す変数を投入基
準として用いることもできる。この変数は内燃機関の動
作パラメータからモデルとして計算することができる。
図２のフローチャートの作用を図３に示された信号経
過に基づいて説明する。横軸には始動時点での内燃機関
温度がプロットされている（始動温度、TMot−Star
t）。縦軸には待ち時間TVおよび値X0がプロットされて
いる。破線は待ち時間値の経過を示す。さらに実線で２
つの曲線がプロットされている。ここでX0LLはアイドル
運転時に対する温度経過を示し、X0NLLは非アイドル運
転時に対する温度経過を示す。
プロットされた曲線経過は例としてのみ用いるべきで
あり、個々の装置における有利な値はそれぞれ所定の内
燃機関形式において求めるべきであることを述べてお
く。
しかし図３からわかる重要なことは、アイドル時（L
L）と非アイドル時（NLL）の場合についてラムダ制御を
作動するためには、内燃機関の始動時点で個々の温度値
ごとに異なる内燃機関温度X0に達していなければならな
いことである。２つの曲線X0LLとX0NLLの値は図２のフ
ローチャートのブロック31での特性曲線から発生するも
のである。
相応にして、図３の待ち時間値TV0は図２のフローチ
ャートの特性曲線32から読出される。ここで待ち時間は
始動時点での内燃機関の温度の上昇と共に比較的に小さ
く選択されることがわかる。
図２から、図３の曲線経過と関連して本発明の制御装
置の作用が明らかである。
始動されるとブロック31で２つの特性曲線から、所定
の始動温度に対して当てはまる値がアイドル時（X0LL）
および非アイドル時（X0NLL）に対して読出される。引
き続きブロック32で待ち時間TV0に対する値が読出され
る。この待ち時間の経過後に、相応のプログラム経過の
時点でアイドル運転が存在するか否かがブロック34で問
い合わされる。
アイドル運転が存在すれば閾値X0LLにまだ達していな
いので、開ループ制御動作がブロック38で保持される。
非アイドル運転時に閾値X0NLLにまだ達していない場合
も同じことが行われる。それ以外の場合はブロック39で
の閉ループ制御に移行する。
値Ｘに対しては特性マップ値X0LLおよびX0NLLに関連
して種々異なるパラメータを使用することができる。こ
こでは最も重要なパラメータとして温度をあげておく。
このことは、始動温度に関するブロック31からアイドル
運転時と非アイドル運転時とに対して温度閾値を読出
し、問い合わせ35と36で瞬時の温度測定値がアイドル運
転と非アイドル運転に対する２つの閾値にすでに達して
いるか否か検出できることを意味する。アイドル運転時
ないし非アイドル運転時でこれらの閾値を越えて初め
て、開ループ制御から閉ループ制御に移行される。
Tmotの代わりに測定すべき別のパラメータとして、内
燃機関での始動以降のエネルギー代謝を直接的または間
接的に表す信号を使用することができる。すなわち、以
下のパラメータの少なくとも１つを直接的にまたは間接
的に検出するができる。
−始動以降に行われた点火数、 −始動以降に吸気された空気質量ないし空気量の和、 −始動以降に供給された燃料質量の和、例えば出力され
た噴射時間の和、 −スロットルバルブ角度についての積分値、これは負荷
信号の和に相応する。
−触媒温度、これは例えば内燃機関の動作特性量からモ
デルとして計算することができる。また排ガス温度セン
サ25により測定された排ガス温度、またはラムダゾンデ
18の内部抵抗から公知のように導出された排ガス温度を
用いて、モデルとして触媒温度、ひいては触媒機の動作
準備状態を推定することができる。
図２のブロック41は開ループ制御時（ブロック38）の
種々の有利な手段を表す。アイドル運転時回転数目標値
を暖機フェーズでは所定のΔだけ高め、さらに択一的に
または付加的に、エンジンブレーキ動作時の燃料遮断後
に燃料供給を再びイネーブルするための回転数を高める
か、点火を遅角調整すると有利であることが判明した。
図２のフローチャートのブロック42は、閉ループ制御
の投入時にまたはその作用の遅延中に、暖機運転濃厚化
係数WLを時間および／または点火に依存してランプによ
り調整し、２次空気供給ができる場合には、択一的にま
たは付加的にこの２時空気供給をまず遮断し、選択可能
な遅延に続いてブロック39での閉ループ制御を開始する
手段を示す。
フロントページの続き (72)発明者 ヘルツラー，ジークフリート ドイツ連邦共和国 70439 シュツット ガルト ホイティングスハイマー シュ トラーセ ２ (72)発明者 チョア，ジャン−チャン ドイツ連邦共和国 71638 ルートヴィ ヒスブルク アルト―ヴュルテンベルク ―アレー 29 (56)参考文献 特開 昭56−41433（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−72628（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−280651（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−126440（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−160529（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−60133（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−35136（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−36033（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−51936（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−172434（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−151133（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/14 310 F02D 41/06 330 F02D 45/00 314

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関の動作特性量、例えば負荷、回転
    数および温度に依存して内燃機関の燃料調量を制御する
    ための装置であって、 内燃機関の排ガス管に配置されたゾンデの出力信号に依
    存して燃料調量を制御し、閉ループ制御と開ループ制御
    とを動作特性量に依存して切り替えるための手段を有す
    る装置において、 始動時点での内燃機関の温度に依存して、所定の待ち時
    間を決定し、かつ内燃機関の動作持続時間を表すパラメ
    ータの少なくとも１つの閾値を決定するための手段と、 所定の待ち時間が経過し、かつ内燃機関の動作持続時間
    を表すパラメータが閾値に達したときに閉ループ制御に
    切り替えるための手段とが設けられている ことを特徴とする、内燃機関の燃料調量用制御装置。
  2. 【請求項２】内燃機関の動作特性量、例えば負荷、回転
    数および温度に依存して燃料調量を行うための内燃機関
    の制御装置であって、 内燃機関の排ガス管に配置されたゾンデの出力信号に依
    存して燃料調量を制御するための手段と、閉ループ制御
    と開ループ制御とを動作特性量に依存して切り替えるた
    めの手段とを有し、 該動作特性量は、始動時点での内燃機関の温度に依存し
    てセットされる形式の制御装置において、 動作特性量は次のパラメータの少なくとも１つに対する
    閾値である： ・始動以降に行われた点火数、 ・始動以降に吸気された空気質量または空気量の和、 ・始動以降に供給された燃料質量の和、 ・スロットルバルブ角度についての積分値、 ・吸気管圧についての積分値、 ・排ガス温度値、 ・触媒温度値、 ことを特徴とする制御装置。
JP52048794A 1993-03-19 1994-02-19 内燃機関の燃料調量用制御装置 Expired - Lifetime JP3466192B2 (ja)

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