JP3793257B2 - 内燃機関の制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は内燃機関の制御のための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
その種の方法ないし装置はＤＥ４２３９７１１Ａから公知である。ここでは機関制御システムが提示されており、該制御システムには更なる制御ユニット、例えばトラクションコントロールシステムから目標機関トルクが供給される。上記トルクは機関制御ユニットにより点火角補正及び個々の噴射の中断により生成される。
【０００３】
内燃機関の動作特性を殊に有害物質に関して改善するため、内燃機関の電子制御と関連して、付加的作動媒体量の供給により有害物質の低下を引き起こすための付加機能が実現される。その種の付加機能の例はＥＧＲ（排気再循環）及び所謂タンク換気システムである。その種の制御システムは当業者にとっては例えば“Ｂｏｓｃｈ、Ｋｒａｆｔｆａｈｒｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ Ｔａｓｃｈｅｎｂｕｃｈ，２１． Ａｕｆｌ．，１９９１，第４７０〜４７１頁”から公知である。
【０００４】
個々の噴射の中断すなわち個々のシリンダへの燃料供給の中断、及び点火角の補正を冒頭において述べた従来技術によるトラクションコントロールにおいて行うことは、内燃機関制御への大幅な介入を意味する。該操作要因は個々の場合において、上記の付加機能のうちの１つと関連して、有害物質エミッションに対して不都合な影響を及ぼす可能性がある。
【０００５】
【解決すべき課題】
従って本発明の課題とするところは、殊に制御の場合に、噴射の中断及び点火角の補正によるトルク低減を行わせるような内燃機関制御部への操作と上述の付加機能とを、できるだけ有害物質エミッションを僅かにするという観点から整合させ、当該の付加機能の有利な作用が失われずに保有されるようにすることである。
【０００６】
【課題解決のための手段】
上記課題は独立的請求項の構成要件により解決される。
【０００７】
【発明の効果】
本発明の手法により得られる利点とするところは個々の噴射の中断及び点火角補正によりトルク低減を行わせるような操作に際して、有害物質削減のため 付加機能が当該のトルク低減のための操作と整合され、ここにおいて 有害物質エミッションの増大が回避されることである。
【０００８】
ここで特に有利には、当該の付加機能に有利な作用を破棄しなくてもよいのである。
【０００９】
更に有利には、当該付加機能の遮断は、噴射の中断を介して行われるトルク低減のための操作の場合のみ行われ、一方点火角補正のみを介して行われるトルク低減のための操作の場合は、当該付加機能の機能は維持される。それにより得られる利点は、点火角補正を介してのみ実施されることに短いトラクションコントロールの際のみ、例えば始動過程の際に、付加機能の遮断を放棄できることである。
【００１０】
更なる利点は以降の実施例の記載及び引用請求項から明らかである。
【００１１】
【実施例】
次に、図示の実施例を用いて本発明を説明する。ここで、図１は内燃機関用の制御システムのブロック接続図であり、図２〜図４はコンピュータプログラムとしての本発明の手法の実現形態を略示するフローチャートである。
【００１２】
図１は個々のシリンダの例についての内燃機関用の制御システムの概観的ブロック接続図である。内燃機関の吸込管系１０（ここには絞り弁１２が配置されている）及び排出管系１４が示されている。絞り弁１２と流入弁１６との間の吸込管系内にはＥＧＲ導管１８及びタンク換気導管２０が入り込んでいる。更に噴射弁２２が示されており、該噴射弁２２は燃料をシリンダの燃焼空間２４内に噴射する。燃焼空間２４内にはピストン２８により吸引された混合気の点火のための点火プラグ２６が突入している。燃焼ガスはピストン２８から排出弁３０を介して、排出管系１４内に押し込まれる。ここからはＥＧＲ導管１８内には電磁弁３２が挿入されており、該電磁弁３２は機関制御ユニット３６により導線（線路）３４を介して制御される。更に上記機関制御ユニット３６は線路３８を介して点火プラグ２６を制御し、線路４０を介しては噴射弁２２を制御する。更に機関制御ユニット３６は線路４２を介して更なる電磁弁４４（これはタンク換気導管２０内に挿入されている）を制御する。ここでタンク排気導管２０は自動車のタンク容器４６からの蒸発ガスを導く。機関制御ユニット３６には入力線路４８〜５０を介して測定装置５２〜５４から内燃機関及び自動車の作動特性量、例えば機関回転数、機関温度、機関負荷（吸込管圧、空気質量又は空気量）、作動電圧走行速度等が供給される。更に機関制御ユニット３６は入力線路５６を有し、該線路５６によっては当該ユニット３６が更なる制御ユニット５８と接続される。当該の更なる制御ユニットは有利な実施例では、トラクションコントロールに対する制御ユニットを成し、該制御ユニットには少なくとも、自動車の車輪の回転数検出のための測定センサ６４〜６６から線路６０〜６２（における信号）が供給される。
分かり易さのため図１では多数のコンポーネントが省いてあり、例えばタンク換気機能に関連して使用される活性炭、フィルタ等が省かれている。
【００１３】
機関制御ユニット３６は公知のように調量さるべき燃料量及び調整設定さるべき点火角を、少なくとも機関回転数及び機関負荷に基づいて特性マップから求め、ここで、シリンダ個別の燃料噴射が使用される。換言すれば各シリンダに対して噴射さるべき燃料量が個別に、且つ実際に計算される。更に、機関制御ユニット３６は窒素酸化物エミッションの低下のためＥＧＲ弁を制御し、空気‐燃料混合気に混合さるべき消費した排ガスの量を求め、それにより燃焼ピーク温度が低下され得る。ＥＧＲ弁の制御は公知のシステムでは、機関回転数、機関負荷、機関温度に依存して行われ、有利な実施例では位置制御回路にてパルス幅信号により行われる。ＥＧＲは、殊に部分負荷領域にて作動され、一方無負荷作動ではＥＧＲが遮断されるか、ないしは通過流量が調整される。それというのは、無負荷作動時には作動不安定性が過度に増大し、ないし、弁オーバーラップによる残存成分が既に比較的大になるからである。
【００１４】
更に機関制御ユニット３６は、タンク換気弁４４を制御する。該弁４４を用いて、燃料タンクにおける燃料の蒸発生成物が内燃機関の吸込管系内に供給され、従って、燃料のために供給される。ここでも通過流量はタンク換気弁４４のクロック制御により、パラメータ、機関負荷、機関回転数を有する適合した特性マップに依存して制御される。タンク換気は、作動が過度に不安定である場合には遮断されるか、ないし通過流量は０に低減される。
【００１５】
制御ユニット５８は供給される回転数信号を用いて少なくとも１つの駆動輪の空転傾向を検出し、その際に内燃機関から送出さるべき機関トルクを求める。上記機関トルクは次のように選定されている。即ち、自動車の駆動輪にて所定のスリップ値が維持されるように選定されている。目標機関トルクは線路５６を介して制御ユニット３６に供給され、該制御ユニットは既知の計算過程に基づいて、点火角補正及び／又は個々の噴射の中断により目標機関トルクを生成する。有利な実施例ではトルク低減を行わせる操作は、トラクションコントロールの場合においてのみ実施するものである。この実施例では線路５６を介して相応のマーク（“ＡＳＲアクティブ”）が送信される。
【００１６】
トラクションコントロール作動中に、機関制御ユニット３６が駆動輪におけるスリップの調整を行うために機関トルクを調節する際には、個々の噴射の中断の際、排気再循環レートは、点火してないシリンダに由来する排出管系中の付加的な空気により誤ったものにされる。そういうことが起こると過度に高い空気成分の故に、空気比の誤り、及び機関作動の回転むらが発生してしまう。同様にＥＧＲ作動時には、個々のシリンダへの燃料供給中断の際、続行しているタンク換気機能により、非燃焼作動状態のシリンダすなわち遮断状態のシリンダにおける燃料成分が、非燃焼状態で排出管系内に押し込まれ、その結果、ここでも、有害物質エミッションの増大を引き起こすことになる。
【００１７】
従って本発明によれば、トラクションコントロール及びタンク換気の機能を、個々の噴射の中断の際に、強制的に遮断するかないしは通過流量を０に調整設定し、トラクションコントロール作動中には、すべてのシリンダの燃焼作動下でもっぱら点火角操作によって機関トルクの低減を行う場合は、当該両機能は作動状態におかれる。それにより不都合な影響が回避され、同時に当該付加機能の有利な作用が維持される。
【００１８】
トラクションコントロールのほかに、点火角補正及び噴射中断によって、回転数制限及び／又は走行速度制限および／又は当該手段の使用がエンジンブレーキ作動にて燃料供給と組み合わせて実現され得、ここで、相応して当該手段は付加機能に関して成立つ。
【００１９】
制限システムにてＥＧＲ又はタンク換気のみが行われる場合は、相応の手段が個別に適用される。
【００２０】
図２〜図４は、本発明の方法を計算オペレーションとして実現する様子を略示するフローチャートである。所定時点又は所定のクランク軸角度で図２中のプログラム部分がスタートされた後、第１ステップ２００にて、制御ユニット５８により求められた目標トルクＭｓｏｌｌ及びアクティブなＡＳＲ作動状態に対するマークが読み込まれる。ステップ２００につづくステップ２０２では公知のように、トラクションコントロール作動中、中断さるべきシリンダの数及びシリンダ角度補正が決定される。その際に行われるべきストラテジは、冒頭に述べた従来技術の刊行物に記載されている。後続のステップ２０４では当該の決定にて目標トルクの生成のためもっぱら点火角補正を行ったか否かがチェックされる。中断さるべきシリンダの数が０であり、点火角補正のみが実施される場合には、ステップ２０６にて、マークは値０にセットされる。一方、そうでない場合、少なくとも１つのシリンダが中断される場合には、ステップ２０８に従ってマークは値１にセットされる。その後、ステップ２１０に従って、点火角補正及び場合により中断さるべきシリンダに関する情報が出力され、プログラム部分は終了され、所定時に繰り返される。
【００２１】
図３においてはＥＧＲの制御のためのプログラム部分が記載されている所定時点でのプログラム部分の呼出後、読み込まれたマークを用いて第１プログラム部分３００にて、トラクションコントロールがアクティブか否かがチェックされる。ＮＯの場合にはステップ３０２にて、ＥＧＲ作動が公知のように、機関回転数、機関負荷および機関温度に基づいて実施され、次いでプログラム部分が終了され、所定時に反復される。トラクションコントロールがアクティブの場合には、後続のステップ３０４にてマークは値１についてチェックされる。要するに、噴射の中断のもとで機関への制御操作が行われる場合（マーク＝１）、ステップ３０６にてＥＧＲが遮断される。換言すれば、相応の制御信号の出力ないしは形成がストップされ、及び／又はＥＧＲレートが値０にセットされ、弁は閉じられる。その後プログラム部分は終了され、所定時に繰り返される。ステップ３０４にてアクティブなＥＧＲにも拘わらずマークが値１を有さず、従って点火角補正操作のみがトルク低減のために実施されることが確かめられた場合、ステップ３０２にて、ＥＧＲの通常作動が続行される。
【００２２】
有利な実施例ではＥＧＲは点火角操作の際、所定の作動領域内においてのみアクティブ状態に保持される。高い回転数（例えば＞４０００ｒｐｍ）又は高い負荷の（例えば絞り弁位置＞７５％）場合に大きなＥＧＲレートがセッティングされると、“遅れ”方向への点火角補正を行った場合にミスファイヤの危険が存する。従って、トルク低減のためにもっぱら点火角操作が行われる際には、ＥＧＲを当該の作動領域に相応するステップ３０６にて遮断すると有利である。この目的のため有利な実施例では、次のようなステップ３０８を設けるとよい。すなわち、機関回転数および／又は機関負荷を用いて、もっぱら点火角操作が行われている場合にもＥＧＲを遮断すべきである作動領域が存在するか否かがチェックされる。ＹＥＳの場合はステップ３０６にて、そうでない場合（ＮＯ）の場合にはステップ３０２が継続される。
【００２３】
図４に示すようにタンク換気機能に関連しても、相応の手段が実施される。所定時点でのプログラム部分の呼出後、ステップ４００に従って、トラクションコントロールのケースが生じたか否かがチェックされる。ＮＯの場合にはステップ４０２に従って、タンク換気作動が、公知のように機関回転数及び機関負荷に依存して従来のように実施され、該プログラム部分は終了される。トラクションコントロールがアクティブの場合にはステップ４０４にて、マークが１にセットされたか否か、換言すればシリンダ遮断によるトルク低減が行われたか否かがチェックされる。ＹＥＳの場合にはステップ４０６に従って、タンク換気機能が遮断される、換言すれば相応の制御信号の出力ないし形成がストップされ、および／又は通過流量が０に低下され、弁は閉鎖される。しかる後プログラム部分は終了され、所定の時に反復される。ステップ４０４にて、マークが値１を有しておらず、従って、トルク低減がもっぱら点火角操作により行われる場合には、ステップ４０２が実施され、タンク換気機能の通常の実施が継続される。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、殊にトラクション制御の場合に、噴射の中断及び点火角の補正によるトルク低減を行わせるような内燃機関制御部への操作と上述の付加機能とを、できるだけ有害物質エミッションを僅かにするという観点から整合させ、当該の付加機能の有利な作用が失われずに保有されるようにできるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 内燃機関用の制御システムの概観的ブロック図である。
【図２】 計算過程にて本発明の手法を実現する様子を示す流れ図である。
【図３】 ＥＧＲ（排気再循環）の制御のためのプログラム部分を示す流れ図である。
【図４】 タンク換気器と関連して示す相応の手段を表す流れ図である。
【符号の説明】
１０ 吸込管系
１２ 絞り弁
１４ 排出管系
１６ 入口弁
１８ ＥＧＲ（排気再循環）導管
２０ タンク換気導管
２２ 噴射弁
２４ 燃焼室

Claims (8)

1. 内燃機関の制御方法であって、
   内燃機関のトルクの低減のため個別の噴射を中断して、点火角を補正し、
   ここで、少なくとも１つの付加機能が設けられており、
   該付加機能は、空気供給及び燃料噴射のほかの付加的な作動媒体量の供給により空気／内燃混合気に影響を与えるものであり、
   個々の噴射を遮断することによるトルク低減が作動中である場合には、上記の少なくとも１つの付加機能を強制的に遮断し、
   全てのシリンダが点火される場合に、もっぱら点火角の補正によるトルク低減が作動中である場合には、上記の付加機能を維持することを特徴とする内燃機関の制御方法。
2. 上記の少なくとも１つの付加機能はＥＧＲ（排気再循環）及び／又はタンク換気である請求項１記載の方法。
3. 内燃機関のトルク低減を、トラクションコントロールのために用いる請求項１又は２記載の方法。
4. 目標トルク設定に基づき、中断さるべき噴射の数及び点火角の補正を決定し、中断すべき噴射の数が０より大きい場合、当該の少なくとも１つの付加機能を遮断する請求項１から３までのうちいずれか１項記載の方法。
5. 当該の少なくとも１つの付加機能の遮断を、出力の停止又は相応の制御信号の形成により行うか、又は通過流量を０に設定することないしは相応の設定値を設定することにより行う、請求項１から４までのうちいずれか１項記載の方法。
6. トラクションコントロールのためにもっぱら点火角補正を行う場合、当該の少なくとも１つの付加機能の通常作動を維持する請求項１から５までのうちいずれか１項記載の方法。
7. 点火角補正によりトルク低減を行う際、高い回転数及び／又は負荷のもとではＥＧＲ（排気再循環）が遮断される請求項１及び２記載の方法。
8. 内燃機関の制御装置であって、
   制御ユニットを有し、
   該制御ユニットはトルク低減のために、個々の噴射の中断及び点火角の補正を行い、少なくとも１つの付加機能を実施するための手段を有し、
   該手段は、空気供給及び燃料噴射のほかに付加的な作動媒体量の供給により、空気／燃料混合気に影響を及ぼし、
   該制御ユニットは更に、付加機能遮断手段を有し、
   該付加機能遮断手段は、個々の噴射の中断により行われるトルク低減が作動中である場合、当該の少なくとも１つの付加機能を遮断し、全てのシリンダが点火される場合に、もっぱら点火角補正によるトルク低減が作動中である場合には、上記の少なくとも１つの付加機能を維持するように構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置

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