JPH06207547A - 可変バルブ制御機能付機関での個別シリンダ適応形ラムダ制御のための方法および装置 - Google Patents
可変バルブ制御機能付機関での個別シリンダ適応形ラムダ制御のための方法および装置Info
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Abstract
に特に適した適応形ラムダ制御方法およびこの方法を実
施するための装置を提供する。 【構成】 ラムダ制御がイネーブルされているか否か検
出し、イ)ラムダ制御がイネーブルされている場合は、
適応制御を行い、少なくとも2つの機関温度に対して各
シリンダごとに適応値を検出し、検出された適応値から
各シリンダごとに、適応値の機関温度依存特性を表わす
少なくとも2つの値を導出し記憶し、ロ)ラムダ制御が
まだイネーブルされていない場合、実際の機関温度を検
出し、実際の機関温度、および適応値の温度依存特性を
表わす少なくとも2つの値から、各シリンダごとに実際
の適応値を推定し、推定された適応値を適応形ラムダ制
御に使用する。
Description
機関での吸気弁の開口時間間隔を個別のシリンダで適応
形にラムダ制御するための方法および装置に関する。
国特許第3940752号明細書に記載されている。有
利な実施例は次のように空気供給制御を行うものであ
る。すなわち、各個別のシリンダごとに吸気弁を(吸気
行程の開始を基準にして)それぞれ同じクランクシャフ
ト角度の際に開放し、しかし吸気された空気量に依存し
て予制御されラムダ制御により微制御されるそれぞれの
角度で閉鎖するのである。その際、制御は適応形に動作
することもできる。
種々の条件をできるだけ最適に満たすことができるよう
にするための多数の手段が公知である。公知の問題を解
決する手段が多様であることから、各個別の適用に対し
てそれぞれ最適の適応方法および実施のための装置を開
発することは困難であることが明らかである。
バルブ制御機能付機関での空気供給制御に特に適した適
応形ラムダ制御方法およびこの方法を実施するための装
置を適用することである。
り、ラムダ制御がイネーブルされているか否か検出し、 イ)ラムダ制御がイネーブルされている場合は、適応制
御を行い、少なくとも2つの機関温度に対して各シリン
ダごとに適応値を検出し、検出された適応値から各シリ
ンダごとに、適応値の機関温度依存特性を表わす少なく
とも2つの値を導出し記憶し、 ロ)ラムダ制御がまだイネーブルされていない場合、実
際の機関温度を検出し、実際の機関温度、および適応値
の温度依存特性を表わす少なくとも2つの値から、各シ
リンダごとに実際の適応値を推定し、推定された適応値
を適応形ラムダ制御に使用することにより解決される。
度を測定するための装置と、ラムダ制御がイネーブルさ
れているか否かを検出するための装置と、適応装置と、
記憶/外挿装置とが設けられており、ラムダ制御がイネ
ーブルされている場合には前記適応装置によって、適応
制御が行われ、少なくとも2つの機関温度に対して各シ
リンダごとに適応値が検出され、検出された適応値から
各シリンダごとに、適応値の機関温度依存特性を表わす
少なくとも2つの値が導出され記憶され、前記記憶/外
挿装置によって、各シリンダごとに前記少なくと2つの
値が記憶され、実際の機関温度、および適応値の温度依
存特性を表わす前記少なくとも2つの値から、各シリン
ダごとに実際の適応値が推定され、前記推定された適応
値が適応形ラムダ制御に使用されるように構成される。
調整特性量は比較的強く温度に依存することを考慮して
いる。この温度依存性にもかかわらず既に機関の始動時
から(始動時にはラムダ制御に使用される酸素測定ゾン
デはまだ動作することができない)、シリンダにより吸
気される空気量の等量調整ができるようにするために以
下のことが行われる。ゾンデが動作可能の際に適応値を
温度に依存して検出し、測定値から適応値の機関温度依
存特性を検出するのである。これは酸素ゾンデがまだ動
作可能でない場合に、この検出された値によって機関始
動後の実際の機関温度から適応値を既に推定することが
できるようにするためである。
ンダごとに機関温度が40°Cと80°Cの際にそれぞ
れ実際の適応値を検出し、そこから適応値/機関温度直
線の勾配を求めるだけで十分である。この勾配と例えば
40°Cの際の適応値によって、各任意の別の機関温度
に対して所属の適応値を推定することができる。
て、前記2つの温度の際の前記2つの適応値を記憶する
か、または1つの温度の際の適応値と前記の勾配を記憶
することができる。依存特性が線形でなければ、例えば
放物線形状または指数特性であれば、少なくとも3つの
適応値をそれぞれ異なる温度で検出しなければならな
い。そしてこれらの3つの値を記憶するか、またはこれ
らの値の1つと3つの値全部から得られた放物線定数な
いし時定数を記憶しなければならない。
ならば、適応に対しては別の値、すなわち機関が例えば
20°Cで再び始動され、始動の15秒後に酸素ゾンデ
が作動準備状態になった時の値が有効となる。なぜなら
最後に有効であった適応値を続けて使用すれば(これは
適応法では実際に通常の手段である)、適応がかなり間
違った値によりスタートすることとなるからである。従
って有利には適応のスタートの際に最後に有効であった
値を使用するのではなく、酸素ゾンデがイネーブルされ
た時点の機関温度に対して推定された値から出発する。
連する各任意の温度を使用することができる。機関が水
冷であるならば、冷却水温度を機関温度の尺度として検
出することが特に有利である。液圧式制御装置が存在す
るならば機関の油温を検出するのが有利である。
めに構成される。この装置は実際には相応にプログラミ
ングされたマイクロプロセッサにより実現される。
サ12を有する内燃機関10、ラムダ制御装置13、制
御イネーブルおよびそれと同時に適応値の外挿を中止す
るためのイネーブル装置14、適応装置15、適応値メ
モリ/外挿器16、4つの加算器17.1〜17.4、
4つの乗算器18.1〜18.4並びに選択的に備える
ことのできる個別のシリンダ手段に対する装置19を示
す。
に存在する。これについてはドイツ連邦共和国特許第3
940752号明細書に記載されている。その実施例に
関連してここでは相違点のみを説明する。
クシャフト角度は持続的に一定の保持されるが、しかし
吸気弁が再び閉じられるクランクシャフト角度は吸気す
べき空気量に依存して変化される動作に基づくものであ
る。どの角度で弁を閉鎖すべきかは、それぞれの機関形
式ごとに機関回転数と所定の負荷に依存して求められ
る。関係特性は特性マップまたは数式の形で制御装置に
記憶される。実際の走行動作の際に機関回転数と負荷と
の所定の値ペアが発生すると、この値ペアと、記憶され
ている吸気弁を閉鎖すべきクランクシャフト角度との関
係特性とから閉鎖すべきクランクシャフト角度が求めら
れる。読出された値は例えば、機関温度、空気温度およ
び/または空気圧に依存して予補正することができる。
これについてはドイツ連邦共和国特許第3940752
号明細書に記載されている。次に吸気弁閉鎖に対する補
正された値ES_Kが得られる。これは図1の左側に記
入されている。この値は乗算器18.1〜18.4によ
り各シリンダごとにそれぞれ個別の適応値によって変形
される。
れるのかを説明する。そのためには個別のシリンダのい
ずれに対する(図示しない)酸素ゾンデも既に作動温度
になっており、目標値から減算されるラムダ値を、各シ
リンダごとに制御偏差(すなわち値NΠ1〜NΠ4)を
検出するために送出していることが前提である。これら
の制御偏差からラムダ制御装置13は所定のアルゴリズ
ム、例えば純粋なPアルゴリズムに従い制御係数RF1
〜RF4を検出する。適応装置15では各制御係数ごと
に値1に対する差が所定の時定数により積分され、各積
分された値は所属の加算器17.1〜17.4で所属の
制御係数RF1〜RF4に加算される。ここまでは適応
の標準的な形態である。
するために、まず図3の線図について述べる。ここでは
機関は冷却剤温度にあり、従って20°Cの機関温度か
らスタートすることが前提とされる。酸素ゾンデはその
構造に依存して、特にゾンデが加熱されるか否かに依存
して約10から30秒後に作動温度になる。機関温度は
この時間間隔ではほとんど上昇しない。ゾンデがシリン
ダに対して作動温度になると直ちに、制御装置13が当
該シリンダに対してイネーブルされる。そして制御装置
によって制御係数が検出される。この係数の値1からの
偏差から再び適応値が適応装置15により検出される。
機関温度が上昇すると、適応値は実質的に機関温度とと
もに線形に増加することが示される。これは図3に示さ
れている。始動後約10分で機関は80°Cに達する。
これにより機関温度の上昇は比較的緩慢になるので、適
応は比較的大きな時定数、例えば数10秒で調整するこ
とができる。このことは適応が制御に不安定な影響を与
えないことを保証する。図3からわかるように、それぞ
れの適応値は2つの異なる温度、例えば40°Cと80
°Cの際に検出することができ、これらの値からそれぞ
れ別の機関温度での適応値を推定することができる。機
関が別の時に20°Cで始動されれば、この機関温度と
図3の関係特性を用いて適応値を推定することができ
る。これは酸素ゾンデが作動温度に達していないため適
応を行うことができない場合でも可能である。
を図2に基づき詳細に説明する。機関10の始動後、ス
テップs1で機関温度υ_MOTが測定される。ステッ
プs2では制御装置13が既にイネーブルされたか否か
が検査される。機関は始動されたばかりなのでまだイネ
ーブルされておらず、これにステップs3が続く。ステ
ップs3では、各個別のシリンダごとに所属の適応値
が、当該シリンダに対して記憶されている40°Cと8
0°Cに対する適応値から、測定された実際の機関温度
を使用して外挿される。各シリンダに対して外挿された
適応値はそれぞれ所属の加算器17.1〜17.4に出
力される。
テップs2で酸素ゾンデが作動温度になり、従ってラム
ダ制御装置13をイネーブルすることができることが判
明するまで繰り返される。このイネーブルはイネーブル
装置14によって行われ、この装置はイネーブル信号を
ラムダ制御装置13に出力する。この信号は適応装置1
5と適応値−記憶/外挿装置16にも供給され、適応装
置をイネーブルし、記憶/外挿装置の動作を遮断する。
記憶/外挿装置の遮断および適応装置のイネーブルと同
時に、推定された実際の適応値が適応値−記憶/外挿装
置16から適応装置15に伝送される。これによりこの
適応装置はこの推定された値から出発してさらに適応す
る。推定された値をさらなる適応のために引き渡すこと
は図2のフローチャートのステップs4に示されてい
る。
s6,s7そしてs9のループが実行される。ただしス
テップs7ないしs9で所定の条件が満たされた場合は
ステップs8ないしs10へ分岐する。
れに対して適応が行われる。それぞれ検出された適応値
はそれぞれの加算器17.1〜17.4に送出される。
ステップs6で機関温度υ_MOTが測定される。ステ
ップs7ではこの機関温度が40°Cに相応するか否か
が検査される。40°Cに相応すれば、ステップs8で
各シリンダごとに、所属の実際の適応値が適応値−記憶
/外挿装置16に記憶される。引き続き再びステップs
5が繰り返される。機関温度が40°Cでなければ、ス
テップs9で機関温度が80°Cであるか否かが検査さ
れる。80°Cでない間は、ステップs5,s6,s7
およびs9が何回も実行される。しかし機関温度が80
°Cになれば、ステップs10で各シリンダごとにそれ
ぞれ実際の適応値が適応値−記憶/外挿装置16に書き
込まれる。次からはずっとステップs5,s6,s7そ
してs9のループが実行されるだけである。実行時間を
短縮するために、ステップs5で機関温度が80°C以
上であるか否か、またはステップs10に達した時にセ
ットされたフラッグがたっているか否かを問い合わせる
ことができる。これによりステップs5と前記の問い合
わせステップが常に実行されるだけとなる。
との依存特性に対して図3の線形関係が前提とされた。
しかし可変弁制御に対しては種々の解決手段、例えば機
械制御、液圧制御または電気機械制御が提案されてい
る。従って調整特性には種々異なる温度依存特性が予想
される。しかし不安定な調整を示したり非常に複雑な特
性経過が発生することはまずあり得ない。むしろすべて
の温度特性は比較的簡単な関数により表わすことができ
ると考えるべきである。従って通常は温度特性を検出す
るためには3つの異なる機関温度で適応値を検出するだ
けで十分である。この温度特性により、酸素ゾンデがま
だ作動準備状態でない時間内でも任意の機関温度に対し
て適応値を推定することができる。
定であり、閉鎖角だけが変化されると仮定された。しか
しちょうどその反対であることも、2つの角度とも変化
できることも可能である。このような枝葉末節は本発明
の技術思想には重要でない。本発明で重要なことは、調
整特性の温度特性を、異なる機関温度の際に適応値を検
出することによって求め、ゾンデが作動準備状態でない
間、調整特性の温度特性から適応値を推定することであ
る。
ンダ手段に対する装置19がオプションとして示されて
いる。この装置は図1を、ドイツ連邦共和国特許第39
40752号明細書の図3と一致させるためにだけ示さ
れたものである。個別シリンダ手段は低負荷領域で個々
のシリンダの遮断を行う。
関での空気供給制御に特に適した適応形ラムダ制御方法
およびこの方法を実施するための装置が得られる。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 可変バルブ制御機能付機関での吸気弁の
開口時間間隔を個別のシリンダで適応形にラムダ制御す
るための方法において、 ラムダ制御がイネーブルされているか否か検出し、 イ)ラムダ制御がイネーブルされている場合は、 適応制御を行い、 少なくとも2つの機関温度に対して各シリンダごとに適
応値を検出し、 検出された適応値から各シリンダごとに、適応値の機関
温度依存特性を表わす少なくとも2つの値を導出し記憶
し、 ロ)ラムダ制御がまだイネーブルされていない場合、 実際の機関温度を検出し、 実際の機関温度、および適応値の温度依存特性を表わす
少なくとも2つの値から、各シリンダごとに実際の適応
値を推定し、 推定された適応値を適応形ラムダ制御に使用することを
特徴とする方法。 - 【請求項2】 ラムダ制御がイネーブルされた際、各シ
リンダごとに推定された実際の適応値を、適応に対する
実際の初期値として使用する請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 可変バルブ制御機能付機関での吸気弁の
開口時間間隔を個別のシリンダで適応形にラムダ制御す
るための装置において、 機関温度を測定するための装置(12)と、 ラムダ制御がイネーブルされているか否かを検出するた
めの装置(14)と、 適応装置(15)と、 記憶/外挿装置(16)とが設けられており、 ラムダ制御がイネーブルされている場合には前記適応装
置によって、 適応制御が行われ、 少なくとも2つの機関温度に対して各シリンダごとに適
応値が検出され、 検出された適応値から各シリンダごとに、適応値の機関
温度依存特性を表わす少なくとも2つの値が導出され記
憶され、 前記記憶/外挿装置によって、 各シリンダごとに前記少なくと2つの値が記憶され、 実際の機関温度、および適応値の温度依存特性を表わす
前記少なくとも2つの値から、各シリンダごとに実際の
適応値が推定され、 前記推定された適応値が適応形ラムダ制御に使用される
ことを特徴とする装置。
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