JP4588125B2

JP4588125B2 - 内燃機関の制御方法及び装置

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Publication number: JP4588125B2
Application number: JP54337798A
Authority: JP
Inventors: キュー，キャン; ニコラオウ，ミハエル; ノイベルト，ユールゲン; ヘス，ヴェルナー
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1998-04-11
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2018-04-11
Also published as: WO1998046878A1; DE59811637D1; EP0931217A1; EP0931217B1; DE19715774A1; JP2000512713A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
従来技術
本発明は、独立請求項の上位概念に記載の内燃機関の制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
このような方法ないしこのような装置がドイツ特許第１９５１８８１３号から既知である。この方法ないし装置においては、機関牽引トルク制御の範囲内でこの制御により決定された目標機関トルク値を目標点火角に変換し、そして内燃機関のアイドリング空気量を制御するために使用される設定要素の設定に変換することが記載されている。
【０００３】
ドイツ特許公開第４４０７４７５号からトルク構造を有する内燃機関に対する制御装置が既知である。例えばドライバにより又は駆動滑り制御ないし変速機制御等のような外部システムにより与えられる目標トルク値の関数として、電気操作式絞り弁を介して内燃機関への空気供給量を設定することにより、また点火角及び場合により燃料供給量を調節することにより、内燃機関の実際トルクを目標トルク値へ接近させることが達成される。トルクに基づくこのような機関制御の利点は、排気ガス品質、変速機制御、駆動滑り制御、走行動特性制御等のような内燃機関の外部装置からの車両の運転に関する信号が関与するケース、この関与の迅速性及び特定の運転状態においてトルクを急速に上昇させるための特定の余裕トルクの保持に関して得られる。
【０００４】
トルクに基づく機関制御のこれらの利点を内燃機関へのアイドリング空気量だけが電気的に調節可能な通常の装置においても達成することが本発明の課題である。更に、電子式加速ペダルを有する装置において、あらゆるトルク要求に十分な動特性で応答できる内燃機関の適切な運転状態の設定を形成することが本発明の課題である。
【０００５】
この課題は独立請求項の特徴項に記載の特徴により達成される。
【０００６】
ドイツ特許公開第１９５２３８９８号から、実際回転速度のモデル回転速度からの偏差の関数として振動が遮断される防振機能が既知であり、これにより低減するために必要なトルク変化が決定され且つ点火角変化に変換される。
【０００７】
発明の利点
本発明による方法は、電子式加速ペダルを備えていない、即ち加速ペダルと絞り弁との間の通常の機械式結合を有する通常の制御装置においてもトルクに基づく機関制御を可能にする。トルクに基づく機関制御の、排気ガスに関する利点、駆動滑り制御、変速機制御等のような内燃機関の外部装置からの車両の運転に関する信号が関与するケースに関する利点、この関与の迅速性に関する利点、及び特定の運転状態における特定の余裕トルクの保持に関する利点が利用可能であることは特に有利である。
【０００８】
このような通常の制御設計においてもまた中央位置におけるトルク調整により更に良好な運転状態の設定及び更に良好な動特性が達成されることは特に有利である。
【０００９】
点火角調節の動特性により急速なトルク低下が達成される。アイドリング設定装置の動特性により、状況に応じて必要となるドライバとは無関係のトルク上昇が与えられる。上記の余裕トルクの形成により運転状態は静的に移動され、これにより全てのトルク要求に対し十分な動特性で応答することができる。
【００１０】
運転状態の設定方法が電子式加速ペダルを備えた装置においてもまた使用可能であることは特に有利である。
【００１１】
更に、アイドリングからアイドリング範囲外の運転への移行のときに点火角設定における急変が有効に回避されることは有利である。
【００１２】
トルク変化を点火角を介してのみ行うことができるかぎり空気量調節が行われず且つ機関の回転速度が一定に保持されることから他の利点が得られる。この限界値を超えたトルク要求のあったときにはじめて空気供給量が変化される。この結果、安定な運転特性及び改善された乗り心地が達成される。
【００１３】
その他の利点が実施形態に関する以下の説明及び従属請求項から明らかである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面に示す実施形態により詳細に説明する。図１は内燃機関に対する制御装置の一実施形態を示し、この制御装置において図２に流れ図で示した方法が行われる。図３は図２の流れ図に追加され且つ補足される他の流れ図を示し、これらの流れ図は個々に又は任意の組合せで使用可能である。
【００１５】
図１は、電子式制御ユニット１０を有する内燃機関に対する制御装置の好ましい実施形態を示す。制御ユニット１０は、入力回路１２、少なくとも１つのマイクロコンピュータ１４及び出力回路１６を含む。通信系統１８は、データ及び情報交換のために入力回路１２、少なくとも１つのマイクロコンピュータ１４及び出力回路１６を結合している。入力回路１２に種々の入力ラインが接続され、これらの入力ラインを介して対応測定装置から内燃機関の制御に必要な運転変数が供給される。好ましい実施形態においては、入力ライン２０を介して測定装置２２から内燃機関の回転速度ｎ＿ｍｏｔが供給され、ライン２４を介して測定装置２６からドライバにより操作可能な絞り弁の位置ｗ＿ｄｋが供給され、ライン２８を介して測定装置３０から内燃機関への空気流量に対する尺度ＨＦＭ又は吸気管圧力が供給され、ライン３２を介して測定装置３４から排気ガス組成に対する尺度λ＿ｉｓｔが供給される。更に、入力ライン３６ないし３８が設けられ、これら入力ライン３６ないし３８は測定装置４０ないし４２により測定された、機関温度ｔ＿ｍｏｔ、変速機制御、駆動滑り制御、走行動特性制御等のような内燃機関の外部装置からの車両の運転に関する信号、空調装置等のような付属消費装置の状態、ノッキング燃焼を表わす少なくとも１つの信号ｋｌ等を供給する。出力回路１６に出力ラインが接続され、該出力ラインを介して調節可能な内燃機関の出力パラメータが制御される。図１に、点火時点を制御するための出力ライン４４、種々のシリンダへの燃料噴射量を制御するための出力ライン４６、並びにそれを介して内燃機関への空気供給量、好ましい実施形態においてはアイドリング空気量を調節するための制御弁５０が操作される出力ライン４８が記号で示されている。好ましい実施形態においては、制御弁５０は主絞り弁５２のバイパス管路内に配置され、該主絞り弁５２は通常のように機械式結合５４例えばボーデン（Ｂｏｗｄｅｎ）ケーブルを介してドライバから加速ペダル５６の操作により調節される。更に好ましい実施形態においては、アイドリング設定装置の位置が測定される。
【００１６】
制御装置１０において、特にその中の少なくとも１つのマイクロコンピュータ１４において、入力値から出力パラメータを設定するための制御量が形成される。この場合、好ましい実施形態においては、アイドリング範囲内及びアイドリング範囲外において、制御弁５０の位置決め、各シリンダ内に噴射される燃料供給量の計算、並びに各シリンダにおいて設定すべき点火時点の計算が行われる。出力パラメータの計算、特に制御弁５０の位置決め、及び点火時点の設定のための具体的な方法が好ましい実施形態において図２のブロック回路図により示されている。
【００１７】
図２に示すブロック回路図表示は見やすい形に選択されている。好ましい実施形態においては、機関制御は、少なくとも１つのマイクロコンピュータ内でランされる少なくとも１つのプログラムで実行される。図２に示すブロック回路図表示はこのプログラムの構成を表わし、この場合、個々のブロックは対応するプログラム部分、特性曲線、特性曲線群、表等を示し、一方結合ラインはこれらのプログラム要素の相互作用を示している。
【００１８】
図２に示したトルクに基づく機関制御は、本質的な制御量として点火角ｚｗ＿ｓｏｌｌ、及びアイドリング設定装置を介しての充填量ｄｒｌｌｌｓｓを有している。更に、他の実施形態においては、個々のシリンダへの燃料供給量が調節され、このとき個々のシリンダへの燃料供給が完全に遮断され及び／又は所定の混合物組成がトルクを変化させるように調節される。
【００１９】
機関制御のために機関回転速度ｎ＿ｍｏｔ及び加速ペダル操作に対する尺度としての絞り弁角度ｗ＿ｄｋが供給される。これらの両方の値から目標トルク形成手段１００においていわゆる目標トルクｍｉ＿ｐｅｄが計算される。この計算は所定の特性曲線群により行われ、この特性曲線群から絞り弁位置及び機関回転速度の関数としてトルク値が読み取られ、この読み取られたトルク値が再び最小必要トルクｍｉ＿ｍｉｎ及び最大可能トルクｍｉ＿ｍａｘを考慮して目標トルクｍｉ＿ｐｅｄに変換される。好ましい実施形態においては、特性曲線群から読み取られたトルクが最小値及び最大値と比較される。好ましい実施形態においては、これは次式に基づいて行われる。
【００２０】
mi_ped=f（w_dk, n_mot）*（mi_max-mi_min）+（mi_min）（１）
最小及び最大トルクは運転状態の関数である。従って、最小必要トルクｍｉ＿ｍｉｎを決定するために最小値形成手段１０２（例えば特性曲線、特性曲線群）が設けられ、最小値形成手段１０２は少なくとも機関回転速度及び機関温度の関数として、場合によりそれに補足して付属消費装置の状態、機関負荷等に基づいて決定される。この場合、最小必要トルクｍｉ＿ｍｉｎは、内燃機関の内部損失を克服するために、並びに内燃機関が出力ないしトルクを駆動軸に出力することなく空調装置のような付属消費装置の駆動のために必要なトルクを示す。更に、最大値形成手段１０４（例えば特性曲線又は特性曲線群）が設けられ、該最大値形成手段１０４は少なくとも機関回転速度の関数として最大可能トルクｍｉ＿ｍａｘを計算する。この最大可能トルクｍｉ＿ｍａｘは、実際の運転状態において機関保護及び機関出力制限の観点から発生可能なトルクを示す。従って、計算される目標トルクｍｉ＿ｐｅｄは、実際の運転状態において最小必要トルクｍｉ＿ｍｉｎと最大可能トルクｍｉ＿ｍａｘとの間で変化する。この場合、目標トルクとは高圧過程のトルクと理解される。
【００２１】
内燃機関がアイドリング状態にある場合、即ち少なくとも絞り弁が閉じられているか又はその閉止位置の近くに存在するか及び／又は機関回転速度条件が満たされているとき、目標トルクｍｉ＿ｐｅｄがドライバの希望トルクｍｉ＿ｆａとしてトルク調整手段１０８に供給されるようにスイッチ１０６が設定されている。トルク調整手段１０８に、アイドリングにおいて目標トルクｍｉ＿ｐｅｄに等しいドライバの希望トルクｍｉ＿ｆａのほかに例えば駆動滑り制御、変速機制御、走行動特性制御等のような外部装置からの目標トルク値及び／又は回転速度制限、走行速度制限等のような速度制限に関する信号が供給される。トルク調整手段１０８は所定の方式に従って設定すべきトルク値を選択し、例えば速度制限に関する信号がある場合においては駆動滑り制御及びドライバの希望トルクの目標値の調整におけると同様にそれぞれより小さい値が選択される。この場合、トルク調整手段１０８は最小値選択に対応する。トルク調整手段１０８の出力信号はトルク目標値ｍｉ＿ｓｏｌｌであり、このトルク目標値ｍｉ＿ｓｏｌｌは目標点火角形成手段１１０において目標点火角ｚｗ＿ｓｏｌｌに変換される。最適点火角及び最適トルクを考慮した対応方法が、例えば冒頭記載のドイツ特許第１９５１８８１３号に記載されている。このとき、計算目標点火角は個々のシリンダにおける点火時点ないし点火角の対応するシフトにより設定される。アイドリング範囲内では点火角は実質的に最小トルクにより設定される。
【００２２】
スイッチが図２に示した位置にあるアイドリング範囲外においては、内燃機関の運転状態は点火角を介して基本点火角効率ｅｔａ＿ｚｗ＿ｂａｓと設定点火角効率ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｏｒとの間の最小値選択から決定される。このために、基本点火角形成手段１１２が設けられ、この基本点火角形成手段１１２は通常特性曲線群により機関回転速度ｎ＿ｍｏｔ及び相対シリンダ充填量ｒｌ（負荷）から、且つ場合により混合物組成の基本設定（λ＿ｂａｓ、内燃機関の外部装置からの車両の運転に関する信号がない場合の混合物組成は一般にλ＝１）を考慮して基本点火角ｚｗ＿ｂａｓを選択し、この基本点火角ｚｗ＿ｂａｓは更にノッキング制御の範囲内で補正される。この基本点火角ｚｗ＿ｂａｓは、内燃機関の外部装置からの車両の運転に関する信号がない場合の実際の運転状態における内燃機関の点火角を示している。この基本点火角ｚｗ＿ｂａｓは、結合手段１１４において他の点火角形成手段１１６から読み取られた最適点火角ｚｗ＿ｏｐｔ＿ｌｂから減算される。この場合、最適点火角は、少なくとも１つの特性曲線群から機関回転速度ｎ＿ｍｏｔ及び機関負荷ｒｌの関数として、場合により混合物組成に対する目標値λ＿ｓｏｌｌ（一般に１）の関数として読み取られる。最適点火角ｚｗ＿ｏｐｔ＿ｌｂは実際の運転条件下で最高効率を有する点火角を示す。
【００２３】
次に、これらの両方の点火角の値の差が特性曲線１１８に供給され、この特性曲線１１８内に最適効率からの偏差を表す基本点火角効率ｅｔａ＿ｚｗ＿ｂａｓが点火角の値の差の関数として記憶されている。点火角の値の差が０のとき、即ち基本点火角ｚｗ＿ｂａｓが最適点火角ｚｗ＿ｏｐｔ＿ｌｂに対応するとき基本点火角効率ｅｔａ＿ｚｗ＿ｂａｓは１である。更に設定値形成手段１２０が設けられ、この設定値形成手段１２０は設定点火角効率ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｏｒを出力する。好ましい実施形態においては設定値形成手段１２０は特性曲線群を示し、この設定値形成手段１２０内に設定点火角効率ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｏｒが例えば機関回転速度ｎ＿ｍｏｔ及び目標トルクｍｉ＿ｐｅｄの関数として記憶されている。この設定点火角効率ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｏｒは、例えば始動、触媒加熱等のような特定運転範囲に対する設定量として使用され、アイドリングからアイドリング範囲外の運転に移行するとき点火角設定における急変化が与えられないように決定されている。設定点火角効率ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｏｒ及び基本点火角効率ｅｔａ＿ｚｗ＿ｂａｓは最小値選択手段１２２において相互に比較され、それぞれ小さいほうの値、即ちそれぞれ悪いほうの効率が前制御点火角効率ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｓｔとして出力される。乗算手段１２４において、最適トルクｍｉ＿ｏｐｔ＿ｌ１が効率ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｓｔと乗算され且つドライバの希望トルクｍｉ＿ｆａとしてトルク調整手段１０８に出力される。この場合、最適トルクｍｉ＿ｏｐｔ＿ｌ１は、トルク形成手段１２６において少なくとも機関回転速度ｎ＿ｍｏｔ及び相対シリンダ充填量ｒｌ（負荷）の関数として形成される。これは、内燃機関が量論混合物（λ＝１）及び最適点火角ｚｗ＿ｏｐｔで運転されるとき、所定の充填量及び回転速度において与えられる最大トルクを示す。
【００２４】
アイドリング範囲外においては点火角効率の設定及びこの効率に対応した点火角の設定により点火角作業点が決定され、この点火角作業点はトルク上昇方向のみでなくトルク低下方向においてもトルクの希望の変化に急速に応答することを可能にする。
【００２５】
アイドリング設定装置を介しての空気経路の調節は次のように行われる。少なくとも機関回転速度ｎ＿ｍｏｔ及び機関温度ｔ＿ｍｏｔの関数として形成される最小必要トルクｍｉ＿ｍｉｎは空気経路に対するトルクｍｉ＿ｋｏｌを示す。このトルクｍｉ＿ｋｏｌは、アイドリング制御の補正トルクｄｍｌｌｒ、基本トルクｍｉｂａｓ即ち内燃機関の外部装置からの車両の運転に関する信号がない場合の実際トルク、及び最遅可能点火角におけるトルクｍｉｚｗｍｎを考慮して形成される。この場合、基本トルクｍｉｂａｓは、基本トルク形成手段１２８において特性曲線群及び補正により、機関回転速度ｎ＿ｍｏｔ、相対シリンダ充填量ｒｌ、基本λ値λ＿ｂａｓ及び基本点火角ｚｗ＿ｂａｓから形成される。アイドリング制御手段１３０の補正トルクｄｍｌｌｒは、アイドリング制御手段１３０により、機関回転速度ｎ＿ｍｏｔの関数として、及び機関温度のような運転変数の関数としての目標値の関数として、回転速度制御回路の範囲内で求められる。最遅可能点火角におけるトルクｍｉｚｗｍｎが対応要素１３２において特性曲線群から、機関回転速度ｎ＿ｍｏｔ及び相対シリンダ充填量ｒｌにより与えられる実際の運転状態に対して読み取られる。論理手段１３４においてトルクｍｉ＿ｋｏｌが形成される。このトルクｍｉ＿ｋｏｌは、最小トルクｍｉ＿ｍｉｎとアイドリング制御手段１３０のデルタ（補正）トルクｄｍｌｌｒとの和が基本トルクｍｉｂａｓ（実際の運転状態における最大可能トルク）より大きいか又は実際の運転状態に対する最小設定可能トルクｍｉｚｗｍｎより小さいときにのみ変化する。これは次のように表すことができる選択論理手段１３４により達成される。
【００２６】
（mi_min＋dmllr）−mibas＞０
のとき、
mi_kol＝mi_min＋（（mi_min＋dmllr）−mibas）
となる。
【００２７】
（mizwmn−（mi_min＋dmllr））＞０
のとき、
mi_kol＝mi_min−（（mizwmn−（mi_min＋dmllr））
となる。
【００２８】
この手段により、空気量調節が安定化されることは有利である。要求トルク変化が値ｍｉｂａｓ及びｍｉｚｗｍｎの間で行われるかぎり、空気量調節は行われず且つ機関の回転速度は一定に保持される。トルク変化は点火角を介してのみ行われる。トルク要求がこの限界値を超えた場合、それに応じて空気供給量が変化される。
【００２９】
選択論理手段１３４において決定されたトルクｍｉ＿ｋｏｌは、加算手段１３６において余裕トルクｄｍｒｌｌｒと加算される。余裕トルクｄｍｒｌｌｒは表、特性曲線又は特性曲線群１３８内にそれぞれの運転状態の関数として記憶されている。例えば、空気経路を介して設定されるトルクがアイドリング、触媒加熱、始動等のような運転状態において正常値に対して上昇された場合、即ち変化量ｄｍｒｌｌｒがトルクｍｉ＿ｋｏｌに加算される。充填量の上昇により、点火角ｚｗ＿ｚｏｌｌは自動的に遅れ方向（トルク低減方向）に設定される。このようにして、この運転状態においては、点火角を対応して進めることにより急速トルク応答が内燃機関のトルクを上昇させる方向に行われる。余裕トルクｄｍｒｌｌｒだけ補正されたトルクは、除算手段１４０において前制御点火角効率ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｓｔにより除算される。この手段により、点火角経路内で行われる効率設定の悪化が空気経路内で考慮され、これにより充填量を介して設定されたトルクは、点火角を介して設定されたトルクが変化した値だけ正確に変化する。内燃機関内のトルクはほぼ一定のままである。このように決定されたトルク目標値は、他の除算手段１４２において量論混合物組成、即ち理論空燃比（λ＝１）における内燃機関の出力に対する実際の空燃比λ＿ｉｓｔにおける内燃機関の出力の比を表す空燃比効率ｅｔａｌａｂで除算される。この空燃比効率は、量論的混合物から外れた組成による最適トルクからの偏差を示し且つλ＿ｉｓｔの関数である特性曲線として記憶されている。空燃比効率特性曲線１４４において実際の混合物組成、即ち空燃比λ＿ｉｓｔの関数として空燃比効率値ｅｔａｌａｂが読み取られ且つ除算手段１４２において目標値と結合される。この結果が空気経路に関するトルク変化に対する目標値ｄｍｉ＿ｌ＿ｓｏｌｌであり、この空気経路はアイドリング設定装置の操作により設定される。このために、目標充填量形成手段１４６において目標値が、少なくとも機関回転速度ｎ＿ｍｏｔを考慮して例えば特性曲線群又は特性曲線により充填量変化に変換され、即ちアイドリング設定装置の位置変化ｄｒｌｌｌｓｓに変換される。次に、この充填量変化は、アイドリング設定装置の操作により、例えば位置制御回路、空気質量流量制御回路、流れ制御回路、充填量制御回路の範囲内で又は純粋な制御により設定される。
【００３０】
本発明による解決策を、空気供給量を設定するためにアイドリング設定装置のみが使用される好ましい実施形態に関して説明してきた。しかしながら、点火角作業点の設定は、空気供給量が全体範囲にわたりドライバの希望の関数として電気ラインを介して設定される制御装置においてもまた有利である。従って、このような実施形態においてもまた、少なくとも特定の運転状態において点火角効率が与えられ、この点火角効率がこのとき点火角を介して設定され且つトルクを保持するために空気量設定においても考慮される。
【００３１】
更に、図を見やすくするために、機関制御のための調節量が好ましい実施形態の範囲内で点火角及び空気量に限定されてきた。他の実施形態においては更に、遮断による燃料供給量の調節及び／又は混合物組成の変化もまた行われている。この場合、本発明による点火角設定はドイツ特許公開第４４０７４７５号から既知の方法の対応使用例において遮断の決定ないし混合物組成の変化において考慮され、一方燃料供給量の制御は基本点火角の値の計算及び空気量設定において図２に一部示されているように（１１２、１１６、１４４）ドイツ特許公開第４４０７４７５号から既知の方法の対応使用例において考慮される。
【００３２】
図３に、図２に示した実施形態に対する代替解決策及び／又は追加解決策を示した流れ図が示されている。図３に記載の解決策は実施形態に応じて個々に又は任意の組合せで（全ての組合せも含む）図２に示す実施形態において使用される。図２に既に示されている要素は図３において同じ参照符号を有している。これらは同じ機能を有している。従って、これらの説明に関しては図２の説明を参照されたい。
【００３３】
まず除算手段１４０及び１４２の間に結合手段２００が設けられ、該結合手段２００において設定装置の操作のための目標値に余裕トルク値ｄｍｒｌｌｒが加算される。これらの余裕トルク値ｄｍｒｌｌｒは、アイドリングのような所定の運転状態において及び／又は触媒加熱機能を作動中における暖機運転において、メモリセル２０２からないしは特性曲線群、特性曲線、表又は計算ステップにより例えば機関回転速度、充填量、温度等のような運転変数の関数として形成され、この場合、機関温度及び排気ガス温度が低ければ低いほど余裕トルクｄｍｒｌｌｒはそれだけ大きくなる。これにより、この運転状態においては空気供給量が上昇され且つ点火角が自動的に効率を悪化する方向に調節される。この場合、効率の悪化は点火角の前制御によりあらかじめ考慮されている。図２に示す結合手段１３６における余裕トルクｄｍｒｌｌｒの算入はこの実施形態においては行われない。
【００３４】
アイドリング範囲外において加速ペダルを戻すときの特性を改善するために、いわゆるダッシュポット機能が設けられている。２０４において絞り弁位置ｗ＿ｄｋ及び実際に投入された変速比Ｇａｎｇの関数として、特性曲線群、表又は計算ステップによりダッシュポットトルクｍｉｄａｓｈが形成され、この場合、ダッシュポットトルクｍｉｄａｓｈは絞り弁位置ｗ＿ｄｋの増大及び変速比Ｇａｎｇの増加と共に大きくなる。このトルクは、結合手段１３６においてトルクｍｉ＿ｋｏｌに供給され、好ましくは加算される。アイドリング範囲外において設定装置はこの手段により更に作動される。ドライバがペダルを放した場合（絞り弁位置の負の変化）、ダッシュポットトルクｍｉｄａｓｈはフィルタリングされ、特にＤＴ１フィルタリング（微分及び遅延）される。これにより、急激な機関減速ないし車両減速がもはや発生しないので乗り心地が改善される。
【００３５】
機関制御の運転特性を更に改善するために、結合手段１３６において他のトルク部分ｍｉ＿ｄｅｌｔａを供給し、好ましくは加算するように設計されている。このトルク部分は、２０６内のアイドリング制御手段により機関回転速度ｎ＿ｍｏｔの目標回転速度からの偏差の関数として形成される。このトルク部分は、実際回転速度が目標回転速度以下に低下したときの低速回転速度においてのみ形成される。これにより空気供給量の急速な増加従って機関回転速度の急速な上昇が達成され、これにより目標回転速度の達成が支援される。更にこの運転状態においては、アイドリング制御手段１３０がそれ自身並びに点火角調節とトルクとの関係を介して作用する。特に点火角調節は低速回転速度を急速に復帰するように働く。追加のトルク部分により点火角調節の必要性が低減され、従って点火角調節が安定化される。これはまた運転特性を改善するように作用する。
【００３６】
他の実施形態において、アイドリング制御手段１３０の調節が低速部分（Ｉ部分の信号）及び高速部分（Ｐ及び／又はＤ部分の信号）に分割されることは有利である。この場合、Ｉ部分の信号ｄｍｌｌｒ（Ｉ）が、制御装置が作動しているとき即ち例えば絞り弁が閉じているとき常に設定要素に作用することは有利であることがわかっている。従って、論理手段１３４が遮断されている（スイッチ２０８が破線の位置にある）とき、論理手段１３４においてＩ部分の信号が通り過ぎていく。この場合、ｍｉ＿ｋｏｌは、結合手段２１０において最小トルクｍｉ＿ｍｉｎに供給される（例えば加算される）信号ｄｍｌｌｒ（Ｉ）により直接形成される。ある実施形態において、実際回転速度が目標回転速度を下回った場合に対応する制御手段の急速調節が作動している場合、スイッチ２０８は実線の位置に切り換えられる。切換が行われる条件は、２１２において例えば実際回転速度及び目標回転速度の関数として検査される。この場合、論理手段１３４が作動している。この場合、ｍｉ＿ｍｉｎだけ上昇された信号ｄｍｌｌｒ（Ｉ）は直接トルクｍｉ＿ｋｏｌとなり、急速調節の信号は第１の実施形態と同様に処理される。要するに、アイドリング及びアイドリングにおける点火角調節の安定化が達成され、この場合、点火角調節が対応トルク偏差を戻すことができないときにのみ空気供給量の急速調節が行われる。
【００３７】
他の実施形態においては、点火角経路内で触媒加熱点火角効率ｅｔａｋｈが使用され、この触媒加熱点火角効率ｅｔａｋｈは最小値選択手段１２２において考慮される。この触媒加熱点火角効率ｅｔａｋｈは、触媒加熱が行われる運転状態が存在するときは（例えば低温始動）２１４において形成される。これにより、この運転状態の考慮を設定値形成手段１２０において行う必要がないので、設定値形成手段１２０の特性曲線群の適用を簡単にすることが可能である。触媒加熱機能が作動しているかぎり触媒加熱点火角効率ｅｔａｋｈが形成される。ある実施形態においては、触媒加熱点火角効率ｅｔａｋｈは必要な加熱手段の容量の関数であり、例えば触媒温度及び／又は機関温度の関数である。
【００３８】
設定値形成手段１２０の特性曲線群の利用性を改善するために、信号ｍｉ＿ｐｅｄの代わりに充填量信号ｒｌを呼び出して使用することもまた可能である。
【００３９】
有利な実施形態においては、トルク調整手段１０８の前にドライバの希望ｍｉ＿ｆａのフィルタ手段２１６が設けられている。このフィルタ手段２１６は特定の運転状況における乗り心地を改善する働きをする。この運転状況は、特に負荷衝撃及び／又は惰行運転の遮断ないし再投入である。負荷衝撃は、加速ペダルを操作したとき、特に内燃機関の惰行運転から牽引運転へ移行するために加速ペダルの操作が行われたときに発生する。加速ペダルの操作によりドライバの希望トルクの急変が与えられる。このトルクの急変は、駆動列内の遊び及び駆動列の急激な切換のために駆動列内に検出可能な衝撃が発生するので、乗り心地に対して不利に働くことがある。フィルタリングはこの移行をゆるやかに行い、この場合、フィルタは一般に対応運転状態（急速ペダル操作、特にゼロトルク特性曲線を超えることと組み合わされたとき）が検出されたときにのみ作動する。このフィルタリングが使用される他の運転状態はいわゆるハードな再投入である。この場合、例えば惰行運転における急激な回転速度低下において再投入するときに燃料の追加量が噴射される。有利な実施形態においては、負荷衝撃を緩衝するためにＰＴ２フィルタ（二次の低域通過フィルタ）が変速比定数及び回転速度の関数である時間定数及び緩衝定数を用いて使用され、この場合、これらは駆動列の応答の関数である。惰行運転を遮断するとき及び（正常に）再投入するとき、他のフィルタが使用され、このフィルタは（遮断するとき）トルクをフィルタリングして０とし、ないし（再投入するとき）０からｍｉ＿ｆａとする。この結果、惰行運転の遮断の前に点火角がゆっくり遅れ方向に制御され、再投入のときにゆっくり再び進み方向に制御される。有利な実施形態においてはＰＴ１フィルタ（一次低域通過フィルタ）が使用される。この方法により、駆動列内の負荷衝撃が回避される。
【００４０】
更に、有利な実施形態においては、アンチノック機能がフィルタ手段２１６又はトルク調整手段１０８の範囲内で例えば冒頭記載の従来技術に対応して設けられている。
【００４１】
他の実施形態においては、スイッチ１０６の切換が行われず、即ちドライバの希望トルクがもっぱら最小値選択手段１２２及びｍｉ＿ｏｐｔ＿ｌ１の関数であるように設計されている。スイッチがプロジェクトの関数としてそれにより作動可能なコードスイッチを設けることは特に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は内燃機関に対する制御装置の一実施形態を示す。
【図２】図２は、この制御装置において行われる方法を示す流れ図である。
【図３】図３は図２の流れ図に追加され且つ補足される他の流れ図を示す。

Claims

少なくとも内燃機関の点火角と内燃機関への空気供給量を調節する設定要素とを制御し、この制御の際に、内燃機関及び車両の運転変数を測定し且つ点火角及び空気供給量の設定を所定のトルク値に従って行う内燃機関の制御方法において、
実際の運転状態により設定される基本点火角（ｚｗ＿ｂａｓ）と最適点火角（ｚｗ＿ｏｐｔ＿ｌｂ）との差と、最適点火角（ｚｗ＿ｏｐｔ＿ｌｂ）における内燃機関の出力に対する基本点火角（ｚｗ＿ｂａｓ）における内燃機関の出力の比を表す基本点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｂａｓ）との間の関数関係を表す基本点火角効率特性曲線を備えた基本点火角効率設定手段（１１８）により、基本点火角効率特性曲線を用いて、基本点火角（ｚｗ＿ｂａｓ）と最適点火角（ｚｗ＿ｏｐｔ＿ｌｂ）との差に対する基本点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｂａｓ）が設定され、
機関回転速度（ｎ＿ｍｏｔ）及び目標トルク（ｍｉ＿ｐｅｄ）と設定点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｏｒ）との間の関数関係を表す設定点火角効率特性曲線群を備えた設定点火角効率設定手段（１２０）により、アイドリングからアイドリング以外の運転への移行時において点火角が急激に変化することがないように、設定点火角効率特性曲線群を用いて、機関回転速度（ｎ＿ｍｏｔ）及び目標トルク（ｍｉ＿ｐｅｄ）に対する設定点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｏｒ）が設定され、
基本点火角効率設定手段（１１８）により設定された実際の運転状態における基本点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｂａｓ）と、設定点火角効率設定手段（１２０）により設定された設定点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｏｒ）とのうちの小さい方の点火角効率を前制御点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｓｔ）として選択する最小値選択手段（１２２）により、前制御点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｓｔ）が選択され、
アイドリング範囲内では点火角（ｚｗ＿ｓｏｌｌ）が目標トルク（ｍｉ＿ｐｅｄ）により導出され、またアイドリング範囲外では点火角（ｚｗ＿ｓｏｌｌ）が前制御点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｓｔ）の関数として設定されるように点火角（ｚｗ＿ｓｏｌｌ）を設定する手段（１１０）により点火角が設定され、且つ空気供給量の制御によっては内燃機関のトルクが変化しないように、点火角設定が考慮され、
内燃機関の内部損失を克服するために並びに内燃機関が出力ないしトルクを駆動軸に出力することなく空調装置のような付属消費装置の駆動のために必要である最小必要トルク（ｍｉ＿ｍｉｎ）と、機関回転速度（ｎ＿ｍｏｔ）及び機関温度（ｔ＿ｍｏｔ）に基づいてアイドリング制御手段（１３０）により形成された補正トルク（ｄｍｌｌｒ）との和が内燃機関の外部装置からの車両の運転に関する信号がない場合の実際の運転状態における最大可能トルクを示すトルク（ｍｉｂａｓ）より大きいときに、又は前記和が実際の運転状態に対して設定可能な最遅可能点火角における最小トルク（ｍｉｚｗｍｎ）より小さいときに、空気供給量（ｄｒｌｌｌｓｓ）の設定が変化され、
空気供給量（ｄｒｌｌｌｓｓ）を調節する設定要素の設定が、最小必要トルク（ｍｉ＿ｍｉｎ）、補正トルク（ｄｍｌｌｒ）及び前制御点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｓｔ）を考慮して形成される
ことを特徴とする内燃機関の制御方法。
空気供給量を調節する設定要素の設定が、アイドリング、触媒加熱機能の作動中における暖機運転、及び始動のような通常の運転状態より増大したトルクを要する運転状態における機関回転速度（ｎ＿ｍｏｔ）、燃料充填量及び機関温度（ｔ＿ｍｏｔ）のような内燃機関の運転変数の関数であって通常の運転状態のトルクからの増大分のための余裕トルク（ｄｍｒｌｌｒ）、及び理論空燃比における内燃機関の出力に対する実際の空燃比における出力の比を表す空燃比効率（ｅｔａｌａｂ）のうちの少なくとも１つを更に考慮して形成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
目標トルク（ｍｉ＿ｐｅｄ）は、ペダル操作に対する尺度としての絞り弁開度（ｗ＿ｄｋ）及び機関回転速度（ｎ＿ｍｏｔ）から、最小必要トルク（ｍｉ＿ｍｉｎ）、及び実際の運転状態において機関保護及び機関出力制限の観点から発生可能である最大可能トルク（ｍｉ＿ｍａｘ）を考慮して設定され、
アイドリング範囲内では点火角（ｚｗ＿ｓｏｌｌ）が前記目標トルク（ｍｉ＿ｐｅｄ）により導出され、
アイドリング範囲外では点火角（ｚｗ＿ｓｏｌｌ）が前制御点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｓｔ）の関数として設定される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
空気供給量を調節する設定要素が空気供給量の一部を調節するアイドリング設定要素（５０）であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
前記内燃機関への空気供給量を調節する設定要素が主絞り弁（５２）のバイパス管路内の設定要素（５０）であり、主絞り弁（５２）は機械的結合（５４）を介してドライバにより操作可能な操作要素（５６）と結合されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
駆動滑り制御、変速機制御等のような内燃機関の外部装置からの車両の運転に関する信号と回転速度制限、走行速度制限等のような速度制限に関する信号とのうちの少なくとも１つに基づいて点火角（ｚｗ＿ｓｏｌｌ）がトルク調整手段（１０８）により調節されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法。
実際の触媒加熱機能が作動している間、余裕トルク（ｄｍｒｌｌｒ）が形成されることを特徴とする請求項２ないし６のいずれか一項に記載の記載の方法。
加速ペダル（５６）を放すときにダッシュポットトルク（ｍｉｄａｓｈ）が形成され、このダッシュポットトルク（ｍｉｄａｓｈ）の関数として、空気供給量に対する設定要素の設定が調節されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
内燃機関の回転速度が低いときに、追加トルク形成手段（２０６）により追加トルク（ｍｉ＿ｄｅｌｔａ）が形成され、
空気経路に対するトルク（ｍｉ＿ｋｏｌ）を形成する手段（１３６）により、空気経路に対するトルク（ｍｉ＿ｋｏｌ）が、最小必要トルク（ｍｉ＿ｍｉｎ）と補正トルク（ｄｍｌｌｒ）との和が前記最大可能トルクを示すトルク（ｍｉｂａｓ）より大きいときには最小必要トルク（ｍｉ＿ｍｉｎ）、補正トルク（ｄｍｌｌｒ）及び前記最大可能トルクを示すトルク（ｍｉｂａｓ）の関数として、また前記和が最小トルク（ｍｉｚｗｍｎ）より小さいときには最小必要トルク（ｍｉ＿ｍｉｎ）、補正トルク（ｄｍｌｌｒ）及び最小トルク（ｍｉｚｗｍｎ）の関数として形成され、
追加トルク（ｍｉ＿ｄｅｌｔａ）を前記空気経路に対するトルク（ｍｉ＿ｋｏｌ）に結合する結合手段（１３６）により、追加トルク（ｍｉ＿ｄｅｌｔａ）及び前記空気経路に対するトルク（ｍｉ＿ｋｏｌ）の関数として空気供給量に対する設定要素の設定が調節される
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の方法。
空気供給量を調節する設定要素が空気供給量の一部を調節するアイドリング設定要素（５０）であり、
アイドリング制御手段（１３０）が低速（Ｉ）部分の信号（ｄｍｌｌｒ（Ｉ））と高速（ＰＤ）部分の信号（ｄｍｌｌｒ（ＰＤ））を出力し、
アイドリング設定要素（５０）が低速（Ｉ）部分の信号（ｄｍｌｌｒ（Ｉ））の関数として設定され、
点火角の制御だけでは所定のトルクを形成することができないときにのみ高速（ＰＤ）部分の信号（ｄｍｌｌｒ（ＰＤ））がアイドリング設定要素（５０）に作用する
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の方法。
触媒加熱が行われる運転状態が存在するときに、触媒加熱点火角効率を形成する手段（２１４）により、触媒加熱点火角効率（ｅｔａｋｈ）が触媒を加熱する手段の容量の関数として形成され、
最小値選択手段（１２２）により基本点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｂａｓ）と設定点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｏｒ）と前記触媒加熱点火角効率（ｅｔａｋｈ）とのうちの最小の点火角効率が前制御点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｓｔ）として選択される
ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の方法。
ドライバの希望トルク（ｍｉ＿ｆａ）として、アイドリング範囲内では目標トルク（ｍｉ＿ｐｅｄ）が選択され、アイドリング範囲外では前制御点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｓｔ）の関数であるトルクが選択され、
少なくとも１つの所定の運転状態においてはドライバの希望トルク（ｍｉ＿ｆａ）のフィルタリングが行われることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の方法。
少なくとも内燃機関の点火角と内燃機関への空気供給量を調節する設定要素とを制御する電子式制御ユニット（１０）を備え、当該電子式制御ユニット（１０）が内燃機関及び車両の運転変数を測定し且つ点火角及び空気供給量の設定を所定のトルク値に従って行う内燃機関の制御装置において、
前記電子式制御ユニット（１０）が、
実際の運転状態により設定される基本点火角（ｚｗ＿ｂａｓ）と最適点火角（ｚｗ＿ｏｐｔ＿ｌｂ）との差と、最適点火角（ｚｗ＿ｏｐｔ＿ｌｂ）における内燃機関の出力に対する基本点火角（ｚｗ＿ｂａｓ）における内燃機関の出力の比を表す基本点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｂａｓ）との間の関数関係を表す基本点火角効率特性曲線を用いて、基本点火角（ｚｗ＿ｂａｓ）と最適点火角（ｚｗ＿ｏｐｔ＿ｌｂ）との差に対する基本点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｂａｓ）を設定する基本点火角効率設定手段（１１８）、
アイドリングからアイドリング以外の運転への移行時において点火角が急激に変化することがないように、機関回転速度（ｎ＿ｍｏｔ）及び目標トルク（ｍｉ＿ｐｅｄ）と設定点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｏｒ）との間の関数関係を表す設定点火角効率特性曲線群を用いて、機関回転速度（ｎ＿ｍｏｔ）及び目標トルク（ｍｉ＿ｐｅｄ）に対する設定点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｏｒ）を設定する設定点火角効率設定手段（１２０）、
基本点火角効率設定手段（１１８）により設定された実際の運転状態における基本点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｂａｓ）と、設定点火角効率設定手段（１２０）により設定された設定点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｏｒ）とのうちの小さい方の点火角効率を前制御点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｓｔ）として選択する最小値選択手段（１２２）、及び
アイドリング範囲内では点火角（ｚｗ＿ｓｏｌｌ）が目標トルク（ｍｉ＿ｐｅｄ）により導出され、またアイドリング範囲外では点火角（ｚｗ＿ｓｏｌｌ）が前制御点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｓｔ）の関数として設定されるように点火角（ｚｗ＿ｓｏｌｌ）を設定する手段（１１０）を有し、
空気供給量の制御によっては内燃機関のトルクが変化しないように、点火角設定が考慮され、
内燃機関の内部損失を克服するために並びに内燃機関が出力ないしトルクを駆動軸に出力することなく空調装置のような付属消費装置の駆動のために必要である最小必要トルク（ｍｉ＿ｍｉｎ）と、機関回転速度（ｎ＿ｍｏｔ）及び機関温度（ｔ＿ｍｏｔ）に基づいてアイドリング制御手段（１３０）により形成された補正トルク（ｄｍｌｌｒ）との和が内燃機関の外部装置からの車両の運転に関する信号がない場合の実際の運転状態における最大可能トルクを示すトルク（ｍｉｂａｓ）より大きいときに、又は前記和が実際の運転状態に対して設定可能な最遅可能点火角における最小トルク（ｍｉｚｗｍｎ）より小さいときに、空気供給量（ｄｒｌｌｌｓｓ）の設定が変化され、
空気供給量（ｄｒｌｌｌｓｓ）を調節する設定要素の設定が、最小必要トルク（ｍｉ＿ｍｉｎ）、補正トルク（ｄｍｌｌｒ）及び前制御点火角効率（ｅｔａ＿ｚｗ＿ｖｓｔ）を考慮して形成される
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
空気供給量を調節する設定要素の設定が、アイドリング、触媒加熱機能の作動中における暖機運転、及び始動のような通常の運転状態より増大したトルクを要する運転状態における機関回転速度、燃料充填量及び機関温度のような機関の運転変数の関数であって通常の運転状態のトルクからの増大分のための余裕トルク（ｄｍｒｌｌｒ）、及び理論空燃比における内燃機関の出力に対する実際の空燃比における出力の比を表す空燃比効率（ｅｔａｌａｂ）のうちの少なくとも１つを更に考慮して形成されることを特徴とする請求項１３記載の制御装置。