JP5118808B2 - 内燃機関を制御する方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１および請求項９の上位概念に記載された内燃機関を制御する方法および装置に関する。

DE 103 05 656から内燃機関を制御する方法および装置が公知であり、ここでは少なくとも１つのシリンダにおける燃焼過程を特徴付ける量と、この量に対する目標値とを比較することから出発して、別の少なくとも１つの調整量に作用する調整エレメントの調整量が計算される。この量を形成するため、固体伝送音センサの出力信号を使用する。ここではこの固体伝送音センサの信号から出発して指標が得られ、ここでこの指標はあらかじめ設定される目標値に制御される。少なくとも１つのシリンダにおける燃焼過程を特徴付けるシリンダ固有の量は、燃焼室圧力センサから出発して得ることも可能である。

固体伝送音センサおよび／または燃焼室圧力センサから出発して、少なくとも１つのシリンダにおける燃焼過程を特徴付けるさまざま指標を得ることができ、またこの指標を制御に使用することができる。

将来的にはいわゆる均一および／または部分的に均一な燃焼方式が使用される。この燃焼方式を特徴付けるのは、慣用の燃焼に対して変更した噴射と組み合わせた高い排気ガス再循環率であり、これによって大きな点火遅延が達成される。この燃焼方式は、通例、慣用の燃焼方式に加えて、エンジンの動作特性フィールドの部分領域だけで適用される。均一燃焼方式では、殊に窒素酸化物および微粒子の放出は少なくなる。

しかしながらのこの均一燃焼方式は殊に、空燃比によって定まるシリンダ充填効率（Zylinderfuellug）の許容差に大きな影響を受ける。したがって制御モードにおける利点は、完全には利用されないか、または全く利用されないのである。さらに問題であるのは、シリンダ充填効率を制御および／または調整する制御ユニットが、通例、シリンダ個別に構成されていないことである。通例、相異なる動作モード間の移行、すなわち、慣用の燃焼と均一燃焼との間の移行も制御される。
DE 103 05 656

本発明の課題は、均一動作モード内の定常的な動作においても、ダイナミックに変化する動作においても、また動作モード変更時においても、シリンダ充填効率の許容差に対して均一動作が影響を受けにくくする内燃機関の制御方法を提供することである。

また別の課題は、この制御方法を実施する装置を提供することである。

上記課題は、本発明の請求項１により、少なくとも１つのシリンダにおける燃焼過程を特徴付ける量と、この量に対する目標値との比較から出発して偏差の値を求め、この偏差の値から出発して、駆動制御開始に作用する第１調整エレメントの第１調整量を適合させ、また第１調整量から出発して、エアマスに作用する第２調整エレメントの第２調整量を適合させることによって解決される。

これによって部分的に均一ないしは均一な燃焼の制御および／または調整を格段に改善することができる。燃焼過程を特徴付けるこの量は、以下で指標（Merkmal）とも称される。

上記の制御装置に関する課題は、本発明の請求項９により、内燃機関の制御装置において、この制御装置が手段を有しており、この手段によって、少なくとも１つのシリンダの燃焼過程を特徴付ける量と、この量に対する目標値とを比較することから出発して偏差の値が求められ、上記の手段によって、この偏差の値から出発して、駆動制御開始に作用する第１調整エレメントの第１調整量が適合され、また上記手段によって、この第１調整量から出発して、エアマスに作用する第２調整エレメントの第２調整量が適合されることを特徴とする、内燃機関の制御装置を構成することによって解決される。

本発明ではシリンダ充填効率における許容差が燃焼に与える影響を、有利なセンサ、例えば燃焼室圧力または固体伝送音センサによって識別し、またシリンダ個別に噴射に介入することによって部分的および／または完全に調整し、ひいてはこれを軽減する。このためにセンサの出力信号から、燃焼過程を特徴付ける量を求める。この量はシリンダ個別に目標値に制御される。この制御ループの調整量として、噴射の開始を特徴付ける量を使用する。この量を以下では駆動制御開始ＡＢと称する。

本発明の１実施形態では、噴射に対するこの補正介入値から出発して、殊にこの補正介入値の平均値から出発して、シリンダ充填効率に対する補正値を導出する。すなわち、シリンダ個別に行われる個々の補正介入値から、シリンダを包括する量、例えばエアマスに対する補正介入値を形成する。これによって、シリンダ充填効率において実際に許容差があったとしても、部分的に均一な燃焼を、制御モードに比べて格段に正確に行うことができ、これによって放出および快適さの領域において結果的に格段に大きな改善を得ることができるのである。

本発明を以下、図面に示した実施形態に基づいて説明する。

図１には本発明によるアプローチの重要な素子が示されている。参照符号１００によって内燃機関を示しており、これは図示の実施例において４つのシリンダを含んでいる。ここでシリンダの数は単に例示的に選択したのであり、この内燃機関はより多くまたはより少ないシリンダを含むことも可能である。図示の実施例において各シリンダにはセンサ１０１〜１０４が割り当てられており、このセンサは燃焼過程を特徴付ける信号を出力する。このセンサ数は最大である。例えば固体伝送音信号では、より少ないセンサを使用することも考えられる。さらにセンサ１０５が、内燃機関のクランクシャフトに配置されており、これはクランクシャフトポジションＫ_Ｗを特徴付ける信号を供給する。さらにセンサ１０６が設けられており、これは内燃機関に実際に供給されるフレッシュエアマスについての信号ＭＬを検出する。

センサ１０１〜１０４の信号は指標計算部１１０に達し、この指標計算部は指標ＡＱ５０Ｉを結合点１２０に伝送する。結合点１２０の第２入力側には、指標ＡＱ５０に対する目標値設定部１２５によって供給される出力信号ＡＱＳが加えられている。結合点１２０の出力信号はＡＱ５０制御器１３０に加えられており、この制御器それ自体は、噴射システム１３５ならびに目標値適合化部１８０に信号を供給している。有利にはシリンダ毎にＡＱ５０制御を設けられている。択一的には１つの制御器を設けて、相異なるシリンダの信号をこの制御器に順次に供給することができる。エアマス目標値適合化部１８０の第２入力側には制御ロジック１７０の出力信号が加えられている。

噴射システム１３５は、所定の時点ないしはクランクシャフトの所定の位置において、内燃機関の個々のシリンダに、あらかじめ設定された燃料量を調量する。この時点ないしはクランクシャフトの位置は、駆動制御開始ＡＢに依存しており、この駆動制御開始はＡＱ５０制御器１３０および目標値設定部１４０によって決定される。ＡＱ５０制御器１３０の出力信号、駆動制御開始ＡＢの補正値は、結合点１３７を介して噴射システム１３５に達する。結合点１３７の第２入力側には駆動制御開始に対する目標値設定部１４０の出力信号が供給される。この目標値設定部の入力側にはトルク目標値Ｍおよび回転数信号Ｎが加えられる。トルク目標値Ｍはトルク目標値設定部１４２によって、また回転数Ｎは回転数センサ１４４によってあらかじめ設定される。

またこれらの２つの信号ＭおよびＮは目標値設定部１４５に到達し、これはエアマスに対する目標値ＭＬＳを設定する。目標値ＭＬＳは結合点１５０および結合１５５を介してエアマス制御器１６０に達し、この制御器それ自体はエアシステム１６５を相応の信号で駆動制御する。この駆動制御信号に依存してこのエアシステムは所定のエアマスをこの内燃機関の個々のシリンダに供給する。

図２にはエアマス目標値適合化部１８０が一層詳しく示されている。すでに図１で説明した残りのブロックは同じ参照符号で示されている。ＡＱ５０制御器１３０の出力信号は、平均値形成部２００に達する。平均値形成部２００の出力信号は結合点２１０を介して駆動制御開始平均値ＡＢＭＷの制御器２２０に達する。結合点２１０の第２入力側には目標値設定部２３０の出力信号が供給される。制御器２２０の出力信号は結合点１５０に供給される。制御ロジック１７０の信号も同様に制御器２２０に達する。

まとめると、内燃機関の回転数Ｎとトルク目標値Ｍから出発して、目標値設定部１４０により、駆動制御開始に対する目標値が計算される。この目標値から出発して噴射システム１３５により、相応するアクチュエータが駆動制御され、これにより、目標値設定部１４０によってあらかじめ設定された目標値に噴射が開始される。また目標値設定部１４５により、例えば回転数Ｎおよびトルク目標値Ｍなどの相応する量から出発して、所望のエアマスに対する目標値ＭＬＳが設定される。この目標値は、ＡＢＭＷ制御器の出力信号によって補正され、引き続き、結合点１５５において、センサ１０６によって検出される実際のエアマスＭＬと比較される。この比較から出発してエアマス制御器１６０はエアシステムに供給する駆動制御信号を決定する。このエアシステムは相応のアクチュエータを始動させて、相応するエアマスが内燃機関に供給されるようにする。

噴射システム１３５のアクチュエータは有利には磁気バルブまたはピエゾアクチュエータであり、このアクチュエータによってインジェクタへの燃料調量が制御される。エアシステム１６５のアクチュエータは、例えば排気ガス再循環フラップおよび／または排気ガス再循環バルブであり、これによって排気ガス再循環管路におけるエアフローに作用し、ひいては内燃機関に供給されるフレッシュエアマスを制御する。択一的には別のアクチュエータを設けることも可能である。

これらのエレメントは、内燃機関の通常の制御部に相応し、この制御部では燃料量およびエアマスが制御される。駆動制御開始の直接的な制御は通例、不可能である。それは、実際の駆動制御開始を検出する相応のセンサが設けられていないからである。本発明ではセンサ１０１〜１０４またはそれより少ないセンサで相応の信号を検出する。ここでこの信号は、燃焼室圧力ないしは固体伝送音を特徴付ける信号である。これらの信号から出発して、指標計算部１１０は燃焼を特徴付ける指標を計算する。ここでは有利な指標として値ＡＱ５０を使用する。指標ＡＱ５０は燃焼の総エネルギー変換（Gesamtenergieumsatz）の５０％が変換されるクランクシャフトの角度位置に相応する。指標ＡＱ５０は燃焼の重心（Schwerpunkt）を特徴付ける。

この指標ＡＱ５０とは択一的に、燃焼室圧力信号からないしは固体伝送音信号から導出される別の任意の指標も使用することができる。これは例えば、燃焼開始、別のパーセンテージ変換点（Umsatzpunkt）、燃焼速度、固体伝送音信号における別の特徴的な点などである。

このようにして得られた指標は、結合点１２０において、相応する目標値ＡＱＳと結合される。指標の所望の値と、実際の値との偏差は、ＡＱ５０制御器１３０に到達する。制御偏差から出発して、制御器１３０により、目標設定値部１４０の出力信号を補正するための補正値が計算される。このことが意味するのは、燃焼過程を特徴付けるこの指標が目標値に制御され、この際に駆動制御開始が調整量として使用されることである。

予備制御（Vorsteuerung）を有する図示の構造とは択一的に、予備制御のない単なる制御を使用することも可能である。このことが意味するのは、ブロック１４０と同様に目標値が、相応にブロック１２５を介して直接設定されて制御されることである。

調整量として駆動制御開始を変更する制御は、エアシステムの領域にある許容差を不完全にしか補償できない。例えば、すべてのシリンダに作用する許容差は、駆動制御開始を不必要に変更してしまうことになる。このために本発明では、ＡＱ５０制御器１３０の出力信号が、目標値適合化部１８０に到達するようにする。個々のシリンダの制御器１３０の個々の補正値ないしは出力信号から出発して、目標値適合化部１８０より、補正値が計算され、これが目標値設定部１４５の出力信号に供給される。すなわち、個々のシリンダの個々の制御器の出力量から出発して、エアシステムのアクチュエータに供給するための補正値が形成されるのである。目標値に介入するのとは択一的に目標値適合化部１８０により、制御器１６０の出力信号に介入し、制御器１６０の出力信号を相応に補正することも可能である。

すなわち、第１調整量から出発して、エアマスに作用を及ぼす第２調整量を適合化することができるのである。ここで第２調整量の調整量適合化は、目標値の補正によって行われる。エアマスを調整するための制御の目標値は、第１調整量に依存して補正され、ここでこの補正値は、複数のシリンダの調整量の平均値に依存する。すなわち、第２調整量は、少なくとも２つのシリンダの偏差の値の平均値からあらかじめ設定可能なのである。

図２に示した目標値適合部の実施形態は、実質的につぎのように動作する。平均値形成部２００により、個々のシリンダのＡＱ５０制御器１３０の出力信号の平均値を計算する。結合点２１０ではこれと、目標値設定部２３０の出力信号とが比較される。つぎに制御器２２０は、ＡＱ５０制御器のすべての出力信号の平均値と目標値との偏差から出発して、目標値ＭＬＳを補正する出力信号を設定する。ここではこの平均値が目標値０に制御されるようにする。ここで前提とするのは、エアシステムにおけるエラーにより、この平均値と０との偏差が生じることである。例えばエラーによってこの内燃機関に過剰なエアマスが調量される場合、すべてのシリンダのＡＱ５０値は同じ方向（「早い」方向）にシフトされる。つぎにこの共通の偏差は、エアマスの補正によって調整される。

図３では駆動制御開始ＡＢについて指標ＡＱ５０がプロットされている。ここでは破線により、相異なるエアマスＭＬに対し、指標ＡＱＡ５０のさまざまな経過が、駆動制御開始ＡＢについてプロットされている。ＭＬで示した第１の線は、正確なエアマスに相応する。第２の線はＭＬ-で示されており、これは少なすぎるエアマスに相応する。また第３の線はＭＬ+で示されており、これは多すぎるエアマスに相応する。

さらに相異なる動作点が１，２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，４ａおよび４ｂで示されている。点１は、許容差のない正確な動作点に相応する。すなわちここでは所望の駆動制御開始ＡＢＳで駆動制御され、また所望の指標ＡＱＳが調整され、正確なエアマスＭＬが内燃機関に供給される。許容差に起因してこの動作点はふつう達成されない。例えば供給されるエアマスが少なすぎる場合、例えば点２ａが調整される。すなわち、指標ＡＱ５０は、所望したよりも遅い時点にある。ここで制御器１３０によって駆動制御開始の補正が「早い」の方向に行われる場合、点３ａが達成される。点３ａにおいて指標ＡＱ５０は、所望の値ＡＱＳを有する。しかしながらエアシステムの許容差に起因して正確な動作点１は達成されない。多すぎるエアマスが供給される場合、相応することが成り立ち、この場合、駆動制御開始の補正時に動作点は点２ｂから点３ｂに移動する。

ここでエアマスの付加的な補正によって達成できるのは、この内燃機関を動作点３ａから動作点４ａにないしは動作点３ｂから動作点４ｂに移動することである。このためには例えばエアマス目標値適合化部１８０を用いたエアマスの補正が必要である。指標ＡＱ５０から出発したエアマスの補正および指標ＡＱ５０から出発した駆動制御開始の補正を組み合わせることによって、所望の動作点をほぼ正確に調整することできる。これによって殊に均一ないしは部分的に均一な動作における内燃機関の正確な制御が可能である。変更したエアマスが燃焼に与える影響は、本発明にしたがって指標ＡＱ５０を制御することによって解消することできる。エアマス変化は、エアマスセンサの許容差およびエラーによってならびにシリンダの充填効率が実際に偏差することによって発生する。

上記の制御を用いて、シリンダ個別に駆動制御開始に介入することにより、燃焼状態と指標ＡＱＳの目標値との偏差を最小化し、状態３ａないしは３ｂに到達することできる。すでにこのような手法によって、有利にも総放出を改善し、均一燃焼の安定性を実現することできる。またこの制御がエアマス目標値適合化と組み合わされる場合には有利である。つまり、ＡＱ５０制御器のシリンダ個別の補正介入の平均値は、エアマス目標値を適合化することによって０に補正されるのである。これによってドリフトの際に、殊にエアシステムのドリフトの際に阻止されるのは、駆動制御開始への大きな介入が必要になることである。その代わりに実際の原因であるエアマスエラーが補正される。エアマスにおける平均的な偏差が状態３ａないしは３ｂのいずれかに相応する場合、目標値を適合化し同時にＡＱ５０制御に介入することによって状態４ａないしは４ｂが調整される。これが成り立つのは、すべてのシリンダに対して空気量誤差がほぼ同じ大きさである場合である。つまりすべてのシリンダの平均的な偏差が、個々のシリンダの偏差も良好に表すのである。

殊に有利であるのは上記の方法と、別の制御器、例えば負荷調整ないしはラムダ調整のための制御部とを組み合わせる場合である。この場合、シリンダ個別の燃焼状態制御器およびグローバルなエアマス制御器の他に、シリンダ個別の噴射量を適合化する別の制御器が使用される。この制御器は、例えば測定した回転数信号、ラムダ信号またはシリンダ圧力信号に基づき、噴射量をシリンダ個別に補正することによって調整を行う。

殊に有利であるのは、エアマス目標値適合化部１８０が制御ロジック１７０により、所定の動作状態においてだけアクティブにされる場合である。動作状態として、例えば以下の１つまたは複数の量、すなわち、ＡＱ５０制御器１３０の状態、中央ランプ（Zentralrampe）の値、動作モード、噴射の切換状態および／またはエアマス制御器１６０の制御偏差が使用される。

ここで重要であるのは、切り換えの後、エアマスの新しい目標値に達するまで上記の適合化を遮断することである。図４においてこれは時点Ｔ３に相応し、ここではＭＬ制御器の制御偏差はほとんどゼロにある。この時点が識別されるのは、エアマス制御器の制御偏差、すなわち結合点１５５の出力信号が閾値よりも小さい場合である。考えられ得る最も早い時点は、時点Ｔ２にエアマス目標値回廊状領域（Luftmassenzielwertkorridor）に達する際に得られる。考えられ得る最も遅い時点は、中央ランプが最終値に到達する時点Ｔ４に得られる。

妥当性検査のため、噴射の切換状態を必須の判定条件として使用することも可能である。

また目標値適合化部１８０のアクティブ化は、ＡＱ５０制御器の状態に依存する。すなわち、ＡＱ５０制御器の定常状態においてのみ、この制御器の調整量が評価されて空気量目標値が補正／適合化されるのである。均一でない動作では適合化が行われない。

１実施形態では、上記の制御ロジックにより、制御器１３０に対して使用される指標（説明した実施例においてこれは指標ＡＱ５０である）に付加的に、またはこれとは択一的に、シリンダ圧力または固体伝送音から出発して求められる別の指標を使用することができる。したがって例えば、偏差する実際エアマスに対する指標ＡＱ５０からの推定が妥当であるか否かを別の指標、例えば燃焼速度によって検査することができる。この場合、この第２の指標に対して例えば、指標ＡＱ５０に対して説明したのと同様の特性曲線があり、ここでこの特性曲線はこの指標と、補正すべきエアマス値との関係を形成する。この適合化のイネーブルは、あらかじめ設定可能な許容差内で、計算された複数のエアマス補正値が一致する場合だけに行われる。

以下ではシリンダ個別のエアマスアクチュエータが設けられていない場合について適合化の第１実施形態を説明する。ＡＱ５０制御器のシリンダ個別の補正介入値から平均値が形成される。ここでこの補正介入値は、駆動制御開始に対するものであり、すでに設けられている。すなわちＡＱ５０制御器の出力信号の平均値が、すべてのシリンダについて決定されるのである。この平均値の符号および絶対値から、目標エアマスにおいて補正すべき偏差が推定される。有利には特性曲線または特性マップを用い、駆動制御開始の平均の偏差から出発して、エアマスの偏差を決定する。特性曲線を使用する際にはさらに別の動作特性量を考慮することができる。この補正値は、結合点１５０において目標設定部１４５から得られる動作点依存の目標値に加算され、また結合点１５５においてエアマス実際値と差分形成した後、エアマス制御器１６０に供給される。

エアマスにおける平均の偏差が図３の状態「３ａ」ないしは「３ｂ」のいずれかに相応する場合、適合化されたＭＬ目標値が供給されるエアマス制御器と、引き続きアクティブ化されるＡＱ５０制御器とが同時に作用することにより、状態「４ａ」ないしは「４ｂ」が発生する。これらの状態は、達成可能な制御良度（Regelguete）およびエアマス適合化の枠内で所望の目標状態「１」の近くにあり、ひいては図３の状態「２ａ」ないしは「２ｂ」に相応する、制御モードにおいて達成可能な状態の格段の改善になる。これが成立するのは殊にすべてのシリンダに対するエアマス誤差がほぼ同じ大きさである場合、すなわちすべてのシリンダの平均の偏差が、個々のシリンダの偏差も良好に表す場合である。

以下ではシリンダ個別のエアマスアクチュエータが設けられている場合について適合化の第２実施形態を説明する。シリンダ個別のエアマスアクチュエータが設けられている場合、ＡＱ５０制御器１３０の補正介入値の平均値の代わりに、各シリンダの補正介入値を使用してエアマスの目標値適合化を行う。すなわち、エアマス目標値がシリンダ選択的に適合されるのである。これにより、平均値を使用した適合化とは異なり、実質的にシリンダ個別に発生するエアマスエラーも補正することができる。これにより、状態「２ａ」ないしは「２ｂ」に対してさらなる改善が得られる。

以下では図２に詳しく示した目標値適合化部１８０の実施形態を説明する。この目標値適合化は、ＡＱ５０制御器の補正値から出発して、エアマス補正を制御することに相応する。このために平均値形成部２００の出力信号に相応する平均値を結合点２１０において目標値と比較して、別の制御２２０に供給する。つぎに制御器出力側より、所要のエアマス補正値が形成され、これによって駆動制御開始の調整量補正値が目標値の中央に達するまでエアマス目標値はこの補正値によって変更される。ここで有利には平均値の目標値はゼロに等しいとする。

図４では種々異なる信号が時間ｔについてプロットされている。ここで慣用の燃焼から部分的に均一な燃焼ないしは均一な燃焼への移行がプロットされている。部分図４ａには０％と１００％との間の値を有するいわゆる中央ランプが示されている。時点Ｔ１まで慣用の燃焼が行われ、中央ランプは値０％をとる。時点Ｔ４までこのランプは直線的に１００％まで増大する。時点Ｔ４からは均一な燃焼ないしは部分的に均一な燃焼が行われる。この中央ランプは、移行中にさまざまな動作特性量を重み付けするためのファクタとして使用される。これによってこれらの動作特性量は初期値から目標値まで一定に移行する。

図４ｂには排気ガス再循環率に対する目標値ＡＧＲＳおよび実際値ＡＧＲＩがプロットされている。ＡＧＲＫによって通常で慣用の動作に対する排気ガス循環率の値を、またＡＧＲＨで部分的に均一ないしは均一な動作に対する排気ガス循環率の値を示す。目標値は破線で、また実際値は実線で示されている。時点Ｔ１以降、目標値は値ＡＧＲＫから、均一動作に必要な値ＡＧＲＨに跳躍的に増加する。これによって結果的に、実際値ＡＧＲＩは時点Ｔ１から徐々に増加し、時点Ｔ２に、水平な２つの破線によって示した許容幅に達する。つぎに時点Ｔ３に実際値が目標値に到達する。

図４ｃでは目標値ＡＱＳが点線で、レール圧力Ｐが破線で、また駆動制御開始ＡＢが実線でプロットされている。時点Ｔ１にレール圧力は、均一動作に必要な新しい目標値に上昇する。時点Ｔ２に駆動制御開始ＡＢは調整値（Regelwert）に下がる。ＡＱ５０目標値は、時点Ｔ１から時点Ｔ４までランプ関数にしたがってその新しい値まで上昇する。

シリンダ圧力信号を使用する殊にコスト的に有利な実施形態では、相応する信号をすべてのシリンダからではなく、少なくとも１つのシリンダから検出する。このシリンダ圧力信号から計算される指標は、残りのシリンダに対する代表であり、ＡＱ５０制御器にも、エアマス目標値適合化部でも共に使用される。シリンダ個別に介入することはできなくなる。しかしながらここでは圧力信号検出によって複数のシリンダを１グループにまとめることができ、このようなシリンダのグループに対して、例えばＶ形エンジンにおいてバンク毎に制御を適用することができる。

固体伝送音センサを使用することによって、シリンダ個別の介入を失うことなしに上記のコスト的有利な実施形態が可能である。この場合、クランクシャフト角度位置に相応して都度燃焼サイクルにあるシリンダに１固体伝送音信号を分割するのである。

均一でない動作と、均一動作との間の切り換え中には種々異なる択一的なやり方があり、これは互いに任意に組み合わせることができる。均一でない動作と、均一動作との間の切り換えフェーズは、Ｔ１とＴ４との間の時間によって定まり、また実質的に目標エアマスないしは目標排気ガス再循環量の変更、レール圧力の変更および／または指標ＡＱ５０に対する目標値の変更によって決定される。これらの量の他にさらに別の量を変更することが可能である。単に例示的に示したこれらの移行の他に別の移行も可能である。すべての量は選択的にランプ状に、跳躍的にまたは別の関数にしたがってその新たな値に移行することができる。

１実施形態では指標ＡＱ５０の制御はすでに、切り換えフェーズ中に行われる。殊に有利であるのは、指標ＡＱ５０の制御がすべての動作モードにおいて駆動制御開始を介して行われ、また目標値だけが動作モードに依存して変更される場合である。ここで殊に有利であるのは、ＡＱ５０目標値が中央ランプの関数である場合である。図４では切り換え前ないしは切り換え後のＡＱ５０目標値間における直線的な移行が示されている。ここでは切り換え中、目標エアマスＭＬの補正は行われない。すなわち、適合化部１８０はアクティブでないのである。移行過程中にすべてのシリンダの燃焼状態を高速に同じにすることによって、シリンダのトルク寄与およびノイズ寄与における所望の安定性の一部がすでに達成される。

殊に有利であるのは、燃焼過程を特徴付ける量の制御を、均一または部分的に均一な動作において、および／または均一または部分的に均一な動作への移行および／または均一または部分的に均一な動作からの移行の際に行うことである。

有利には、適当な中間圧力（MItteldruck）を付加的に制御することによってＡＱ５０制御を補うことができる。ここでこの中間圧力は、クランクシャフト角度で読み取ったシリンダ圧力からシリンダ個別に得ることができる。択一的にはこの制御は、内部または外部のトルクを制御量として使用することができる。適当な中間圧力の目標値は、主にドライバの希望に依存し、動作モードには依存していないため、切り換え中、これを一定であるとする。噴射システムへの補正介入は、駆動制御開始の代わりに、燃料量への介入または駆動制御ないしは搬送持続時間へ介入を介して行われる。相応してこの補正はこれらの量の予備制御値にも影響を与える。燃焼状態および適当な中間圧力の制御が同時に作用することによって、切り換えの制御に比べて、トルクおよびノイズの中立性がより良好に維持される。

有利には上記のＡＱ５０制御をさらに燃焼騒音制御の分だけ補足することができる。燃焼騒音を特徴付ける量として有利には作動行程中のシリンダ圧力勾配の最大値を使用することができる。しかしながら択一的には以下のシリンダ圧力指標も使用可能である。すなわち、加熱経過（Heizverlauf）の最大値、加熱経過の導関数の最大値、または構造伝送量（Strukturuebertragungsmass）を用いてシリンダ圧力から決定される燃焼騒音量を使用可能であり、これはテストベンチ実証法（Pruefstandsindiziertechnik）において使用される。別の択一的なものは、固体伝送音信号における特徴的な点および／または量である。これらの制御量は、動作モード変更中に一定に保たれる。これはドライバが知覚可能な作動音の変化を回避するためである。この制御の作動音に関連する介入量として対象となるのは、時点Ｔ２におけるパイロット噴射の跳躍的またはランプ状の経路変更までの切り換えの第１フェーズにおけるパイロット噴射量、および／または切り換えの第１および第２フェーズにおけるＡＱ５０目標値（または燃焼状態を表す別の指標）の適合化である。ＡＱ５０目標値に適応的に介入することによってメイン噴射の駆動制御開始に対する第２の直接的な制御介入が回避される。パイロット噴射のタイミング／量の制御に対して、図１においてすでにＡＱ５０制御器に対して示したのと類似の構造が使用され、ＡＱ５０目標値の適合化部の構造は、同様に図１にエアマス目標値に対して示した適合化部に相応する。したがってこれらは特に図示していない。

本発明によるアプローチの重要な素子のブロック図である。 本発明によるアプローチの重要な素子の別のブロック図である。 燃焼過程を特徴付ける量の１つが駆動制御開始およびエアマスに依存することを示す線図である。 時間についてプロットした種々異なる信号の線図である。

符号の説明

１，２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ 動作点、 １００ 内燃機関、 １０１−１０４ センサ、 １０５ クランクシャフトポジションセンサ、 １０６ フレッシュエアマスセンサ、 １１０ 指標計算部、 １２０，１３７，１５０，１５５，２１０ 結合点、 １２５ 目標値設定部（指標ＡＱ５０）、 １３０ ＡＱ５０制御器、 １３５ 噴射システム、 １４０ 目標値設定部（駆動制御開始）、 １４２ トルク目標値設定部、 １４４ 回転数センサ、 １４５ 目標値設定部（エアマス）、 １６０ エアマス制御器、 １６５ エアシステム、 １７０ 制御ロジック、 １８０ エアマス目標値適合化部、 ２００ 平均値形成部、 ２２０ 駆動制御開始平均値制御器、 ２３０ 目標値設定部（平均値）、 ＡＢ 駆動制御開始、 ＡＱ５０Ｉ 指標、 ＡＱＳ 目標指標値、 ＡＧＲＳ 排気ガス再循環率目標値、 ＡＧＲＩ 排気ガス再循環率実際値、 ＡＧＲＫ 通常で慣用の動作に対する排気ガス循環率、 ＡＧＲＨ 部分的に均一ないしは均一な動作に対する排気ガス循環率、 Ｍ トルク目標値、 ＭＬ フレッシュエアマス、 ＭＬＳ エアマスに対する目標値、 Ｎ 回転数信号、 Ｐ レール圧力

Claims (8)

1. 内燃機関を制御する方法において、
   少なくとも１つのシリンダにおける燃焼開始点を特徴付ける第１量（ＡＱ５０）と、当該の第１量に対する目標値との比較から出発して偏差の値を求め、
   当該の偏差の値から出発して、噴射の開始を特徴付ける第２量（ＡＢ）に作用する噴射システム（１３５）のアクチュエータに対する第１調整量を設定して、前記第１量（ＡＱ５０）がその目標値に制御されるようにし、
   前記第１調整量から出発して、エアマスに作用するエアシステム（１６５）のアクチュエータに対する第２調整量を設定して、当該エアマス（ＭＬ）が目標値に制御されるようにした
   ことを特徴とする、
   内燃機関を制御する方法。
2. 固体伝送音センサまたは燃焼室圧力センサの出力信号から出発して、前記第１量（ＡＱ５０）を決定する、
   請求項１に記載の方法。
3. シリンダ毎に前記の第２量（ＡＢ）を調整量として使用して第１量（ＡＱ５０）をその目標値に制御する、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記第２調整量は、少なくとも２つのシリンダの前記の偏差の値の平均値から設定可能である、
   請求項１に記載の方法。
5. 前記平均値を目標値に制御する、
   請求項４に記載の方法。
6. 前記制御を所定の動作状態においてのみ行う、
   請求項５に記載の方法。
7. 前記第１量（ＡＱ５０）のその目標値への制御を、均一または部分的に均一な動作にて、および／または均一または部分的に均一な動作への移行、および／または均一または部分的に均一な動作からの移行の際に行う、
   請求項３に記載の方法。
8. 内燃機関の制御装置において、
   該制御装置は手段を有しており、
   該手段によって、少なくとも１つのシリンダの燃焼開始点を特徴付ける第１量（ＡＱ５０）と、当該量に対する目標値とを比較することから出発して偏差の値が求められ、
   前記手段によって、当該の偏差の値から出発して、噴射の開始を特徴付ける第２量（ＡＢ）に作用する噴射システム（１３５）のアクチュエータに対する第１調整量が設定され、第１量（ＡＱ５０）がその目標値に制御されるようにし、
   前記手段によって、当該第１調整量から出発して、エアマスに作用するエアシステム（１６５）のアクチュエータに対する第２調整量が設定されて、当該エアマス（ＭＬ）が目標値に制御されるようにしたことを特徴とする、
   内燃機関の制御装置。

Images