JPH07189788A - 内燃機関制御システム - Google Patents

内燃機関制御システム

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JPH07189788A
JPH07189788A JP6303957A JP30395794A JPH07189788A JP H07189788 A JPH07189788 A JP H07189788A JP 6303957 A JP6303957 A JP 6303957A JP 30395794 A JP30395794 A JP 30395794A JP H07189788 A JPH07189788 A JP H07189788A
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JP
Japan
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combustion engine
internal combustion
cutoff
threshold value
control system
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Abandoned
Application number
JP6303957A
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English (en)
Inventor
Eberhard Schnaibel
シュナイベル エーベルハルト
Helmut Denz
デンツ ヘルムート
Hong Dr Zhang
ツァン ホン
Klaus Boettcher
ベトヒャー クラウス
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/045—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions combined with electronic control of other engine functions, e.g. fuel injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0087—Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1506—Digital data processing using one central computing unit with particular means during starting

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転トルクに対する制御操作の際に触媒の過
熱を確実に保護すること。 【構成】少なくとも１つの動作特性量に依存してクラン
ク角度間隔毎のカットオフの数に対する閾値を設定し、
所望のカットオフパターンにおいてクランク角度間隔毎
のカットオフの数が閾値を上回った場合には、所期のカ
ットオフパターンに従って燃料噴射のカットオフを行
い、所望のカットオフーパターンにおいてクランク角度
間隔毎のカットオフの数が閾値を上回っていない場合に
は、燃料噴射のカットオフを行わないように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関から伝達され
る回転トルクが、少なくとも１つのシリンダの燃料噴射
のカットオフによってか又は点火角度又は点火時期の遅
角方向へのシフトによって低減可能であり、燃料噴射の
カットオフが所定のカットオフパターンに従って行わ
れ、前記カットオフパターンはクランク角度間隔毎のカ
ットオフの数によって特徴付けられており、さらに所望
のカットオフパターンが、必要とされる回転トルクの低
減の程度に応じて設定される内燃機関制御システムに関
する。
【０００２】
【従来の技術】公知文献ＳＡＥ−Ｐａｐｅｒ−９２０６
４１には、以下のようなタイトルの駆動スリップ制御シ
ステム（ＡＳＲ）が記載されている。
【０００３】“Ｔｒａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ（Ａ
ＳＲ） Ｕｓｉｎｇ Ｆｕｅｌ−Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ
Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ−Ａ Ｃｏｓｔ Ｅｆｆｅｃｔ
ｉｖｅＭｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅ−Ｔｏｒｑｕ
ｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ”このＡＳＲシステムは車両の車輪
の空転を阻止するために用いられる。それにより走行路
上の最適な駆動力の伝達と車両の最適な加速とが可能に
なる。内燃機関の回転トルクは所定のカットオフパター
ンに従った気筒毎の燃料噴射の中断によって低減され得
る。さらにこの回転トルクは遅角方向での点火時期のシ
フトによっても低減することができる。気筒の作動も点
火時期のシフトも内燃機関の排ガス系に配設された触媒
の温度に影響を与える。前記文献にはいずれにしても走
行検査サイクルでは、許容できない位に高い触媒温度ま
でには至らないことが詳述されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、回転
トルクに対する制御操作の際に過熱からの触媒の確実な
保護を補償することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記課題
は、少なくとも１つの動作特性量に依存してクランク角
度間隔毎のカットオフの数に対する閾値が設定可能であ
り、所望のカットオフパターンにおいてクランク角度間
隔毎のカットオフの数が閾値を上回った場合には、所期
のカットオフパターンに従って燃料噴射がカットオフさ
れ、所望のカットオフーパターンにおいてクランク角度
間隔毎のカットオフの数が閾値を上回っていない場合に
は、燃料噴射のカットオフが行われないようにように構
成されて解決される。
【０００６】本発明による制御システムでは内燃機関か
ら伝達された回転トルクが少なくとも１つのシリンダに
おける燃料噴射のカットオフによってか又は点火角度な
いし点火時期の遅角方向へのシフトによって低減可能で
ある。燃料噴射のカットオフは所定のカットオフパター
ンに従って行われる。このカットオフパターンはクラン
ク軸角度間隔毎のカットオフの数によって特徴付けられ
る。どの程度の強さに回転トルクを低減させるべきかに
依存して所望のカットオフパターンが設定される。さら
にクランク角度間隔毎のカットオフの数に対する閾値
が、少なくとも１つの動作特性量に依存して次のような
ことが引き起こされないように設定される。すなわちこ
のカットオフパターンの適用によって許容できない位に
高い触媒温度や不要な排ガスの放出が引き起こされない
ように設定される。所望のカットオフパターンの際にク
ランク角度間隔毎のカットオフの数が閾値を上回った場
合には燃料噴射が所望のカットオフパターンに従ってカ
ットオフされる。これに対して閾値を上回っていない場
合には燃料噴射のカットオフは行われない。その後回転
トルクは点火角度ないし点火時期の遅角方向へのシフト
によって低減される。それにより本発明は次のような利
点を有する。すなわち各動作状態毎に触媒損傷のリスク
を伴うことなく最も適切なカットオフパターンが得られ
る。
【０００７】本発明の別の利点は空気／燃料−混合気が
点火時期の遅角方向へのシフトの際に濃厚化可能なこと
である。それにより排ガス温度ないし触媒温度が最大許
容値を超えることはない。
【０００８】特に有利には動作特性量として、１つのタ
イプで求められた排ガス温度又は触媒温度か又は測定さ
れた排ガス温度又は触媒温度が利用可能である。また内
燃機関の温度や内燃機関が暖機運転状態にあるのかどう
かを表す特性量を利用することもできる。さらに動作特
性量として負荷又は回転数を用いることもできる。
【０００９】排ガス温度又は触媒温度が所定の値を下回
らない限り、カットオフの数に対する閾値は高い。それ
によりカットオフの数が大きいカットオフパターンのみ
が許容される。排ガス温度又は触媒温度が所定の値を上
回った場合には、カットオフの数が小さいカットオフパ
ターンが許容される。すなわちカットオフの数に対する
閾値は低い。これにより排ガス温度及び触媒温度が低減
され得る。それにより総体的に次のような利点が得られ
る。すなわち排ガス温度と触媒温度がまだクリティカル
ではない動作領域の中で回転トルクが主に点火角度の調
整によって低減されるという利点が得られる。それによ
り快適な走行性の欠如や劣悪な排ガス値が十分に回避さ
れるものとなる。
【００１０】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
【００１１】図１には符号１０で内燃機関が示されてい
る。この内燃機関のインテークマニホールド１１内には
流れ方向で相前後して空気流量測定器ないし空気質量測
定器１２と、スロットル弁１３と、シリンダ毎の燃料噴
射弁１４.１〜１４.２が配設されている。エキゾースト
マニホールド１５内には流れ方向で相前後して排ガスゾ
ンデ１６と、排ガス温度センサ１７と、触媒温度センサ
１９を備えた触媒１８が配設されている。
【００１２】制御装置２０には、空気流量ないし空気質
量測定器１２からの信号と、スロットル弁１３に接続さ
れた位置センサ13.１からの信号と、内燃機関１０の回
転数に対する回転数センサ２１からの信号と、排ガス組
成に依存する排ガスセンサ１６からの信号と、排ガス温
度センサ１７からの信号と、触媒温度センサ１９からの
信号と、４つの車輪回転数センサ２２.1，２２.２，２
４.１，２４.２からの信号が供給される。車輪回転数セ
ンサ２２.１と２２.２は駆動輪２３.１と２３.２の回転
数を検出する。車輪回転数センサ２４.１と２４.２は非
駆動輪２５.１と２５.２の回転数を検出する。駆動輪２
３.１と２３.２は駆動トルクを内燃機関１０から伝動装
置２７と差動機２８を介して受け取る。制御装置２０は
燃料噴射弁１４.１〜１４.４を制御し、さらに図中線路
３０で概略的に示されているように点火プラグないし前
置接続された点火制御装置を制御する。
【００１３】制御装置２０は内燃機関１０の個々の動作
特性量から燃料噴射弁１４.１〜１４.４の制御のための
信号と、ここでは図示されていない点火プラグの制御の
ための信号を求める。以下では例えば内燃機関１０から
伝達される回転トルクの低減が要求される動作状態が考
察される。これは例えば駆動スリップ制御範囲の中で駆
動トルクの低減が必要な場合である。制御装置が車輪回
転数センサ２２.1，２２.２，２４.１，２４.２の信号
の評価によって、スリップが過大であることを検出した
ならば、駆動トルクを低減するように燃料噴射及び／又
は点火への制御操作が行われる。燃料噴射への制御操作
は個々のシリンダ毎に燃料調量のカットオフによって行
われる。すなわち該当するシリンダの燃料噴射弁が連続
的に閉じられる。このカットオフは所定のカットオフパ
ターンに従って段階付けられる。それにより駆動トルク
の所期の低減の範囲に応じて所定の数のシリンダがカッ
トオフされる。
【００１４】図２には例えば４気筒内燃機関の燃料噴射
に対する９つの異なるカットオフパターンが示されてい
る。この場合各段毎に１つのカットオフパターンが示さ
れている。これらの各カットオフパターンは、動作サイ
クルの期間中どのシリンダが燃料の供給を受け（これは
符号“＊”で表されている）、どのシリンダがカットオ
フされているか（これは符号“−”で表されている）を
表している。シリンダは図中左から右へ点火シーケンス
で表され、内燃機関における幾何学的配置構成に応じて
番号（１〜４）が付されている。この実施例に用いられ
ているカットオフパターンの表示に対しては２つの動作
サイクルで、すなわちクランク軸の４回転で十分であ
る。その後ではこのカットオフパターンが繰り返され
る。
【００１５】図２中最上段のカットオフパターンでは第
１動作サイクルでも第２動作サイクルでも全てのシリン
ダが燃料を供給されている。すなわちカットオフは行わ
れていない。上から２つ目の第２のカットオフパターン
では、１番シリンダが第１の動作サイクルにおいてカッ
トオフされ、第２の動作サイクルでは再び燃料を供給さ
れている。その他の全てのシリンダは両動作サイクルに
おいて燃料を供給されている。第３のカットオフパター
ンでは１番シリンダが両サイクルに亘ってカットオフさ
れ、これに対して２番、３番、４番のシリンダは両サイ
クルに亘って燃料を供給されている。同様に以下のカッ
トオフパターンにおいてもそれぞれ１つのシリンダが付
加的にカットオフされている。すなわち動作サイクル毎
の計算により０．５の数のシリンダのカットオフから始
まって最下段のカットオフパターンでは両サイクルに亘
り全てのシリンダがカットオフされる。
【００１６】各カットオフパターンの左側には動作サイ
クル毎のカットオフの数が表されている。動作サイクル
毎のカットオフの数は最上段のカットオフパターンから
最下段のカットオフパターンに亘って値０から４まで
０．５ずつ増加している。換言すれば最上段のカットオ
フパターンでは燃料噴射がカットオフされているシリン
ダはなく、最下段のカットオフパターンでは全てのシリ
ンダが燃料噴射をカットオフされている。カットオフさ
れるシリンダの数が多ければ多いほど内燃機関１０から
伝達される回転トルクと車両の駆動トルクの低減幅は大
きくなる。そのため駆動トルクの所期の低減に応じて相
応のカットオフパターンを選択することができる。
【００１７】既に前述したように駆動トルクは点火時期
を遅角方向にシフトすることによっても低減させること
ができる。いずれにしても点火時期のシフトと個々のシ
リンダのカットオフにより駆動トルクの低減の他にも排
ガス温度及び／又は触媒温度の不所望の上昇が引き起こ
される。
【００１８】点火時期の遅延は空気／燃料−混合気の燃
焼の遅れも生ぜしめる。そのため非常に高温の排ガスが
排気管を流れる。すなわちこれは排ガス温度と触媒温度
を高めることとなる。
【００１９】個々のシリンダのカットオフによっては未
燃焼の燃料と空気が触媒１８に達し、そこで熱に変わ
る。これは触媒温度の上昇につながる。特に内燃機関１
０の暖機運転中では（この場合通常は混合気が濃くな
る）、カットオフされるシリンダの数が非常に少ないカ
ットオフパターンでは、許容できない触媒温度の上昇が
引き起こされる。このようなことは本発明によるシステ
ムでは回避される。その他にシリンダのカットオフは通
常は比較的高い排ガス放出を生ぜしめる。シリンダのカ
ットオフの触媒温度への影響はカットオフされるシリン
ダの数に依存するので、本発明によれば動作サイクル毎
又は通常のクランク角度間隔毎のカットオフの数に対す
る閾値Ｓが設定される。駆動トルクの所期の低減に応じ
て算出されたカットオフパターンにおける動作サイクル
毎にカットオフされたシリンダの数が前記閾値Ｓよりも
大きい場合にのみ、シリンダのカットオフが許容され
る。また閾値の下方においてのみ点火への制御操作が可
能である。点火への制御操作の際には１つの点火角度閾
値か又は排ガス温度閾値から混合気を濃厚化することが
できる。それにより排ガス温度と触媒温度が許容値を上
回ることはない。
【００２０】閾値Ｓは以下のことを考慮するために少な
くとも１つの動作特性量に依存して設定される。すなわ
ち内燃機関１０の動作状態に応じてシリンダのカットオ
フによる触媒温度への影響が種々異なる大きさとなり、
さらに触媒温度に応じて種々異なる大きさの温度上昇が
許容されるように設定される。この関係において重要な
動作特性量とは内燃機関の温度ＴＢＫＭと、１つのモデ
ルから求められた排ガスないし触媒温度か又は測定され
た排ガス温度ないし触媒温度と、暖機運転機能の動作状
態（つまり暖機運転機能が活性化されたか否か）と、負
荷及び回転数である。閾値Ｓはこれらの動作特性量の１
つ又は複数に依存させることができる。
【００２１】排ガス温度又は触媒温度が高い場合には、
閾値Ｓは例えば低くされる。それによりカットオフの数
が非常に少ないカットオフパターンのみが禁止される。
なぜならこのカットオフパターンは最大許容触媒温度の
上回りを引き起こすからである。カットオフの数が平均
的か又は多いカットオフパターンは触媒１８の冷却を生
ぜしめるので許容される。
【００２２】排ガス温度又は触媒温度が低い場合には、
比較的高い閾値Ｓが設定される。それにより回転トルク
の低減は通常の点火角度の調整によって行われる。これ
により排ガス放出の上昇が十分回避されるものとなる。
【００２３】活性化された暖機運転機能のもとでも閾値
Ｓは高い。なぜなら暖機運転中は濃厚な混合気により僅
かなシリンダのカットオフでも触媒温度の上昇が引き起
こされるからである。通常は内燃機関１０の温度ＴＢＫ
Ｍが低い場合に暖機運転機能が活性化される。それ故に
内燃機関１０の温度ＴＢＫＭが低い場合は閾値Ｓが高
い。閾値Ｓと内燃機関１０の温度ＴＢＫＭの間の関係は
図３に示されている。
【００２４】図３には動作サイクル毎のカットオフされ
たシリンダの数に対する閾値Ｓが内燃機関１０の温度Ｔ
ＢＫＭに依存して示されている。図示の特性曲線の上方
ではシリンダのカットオフが許容され、図示の特性曲線
の下方では禁止されている。
【００２５】しかしながら特性曲線の下方では点火への
制御操作が許容される。内燃機関１０の温度ＴＢＫＭが
比較的低い場合には高い閾値Ｓのために比較的強い回転
トルクの低減が点火への制御操作のみで行われなければ
ならない。従って点火時期は非常に大幅に遅角方向へシ
フトされる必要がある。これは排ガス温度の大幅な上昇
に結び付く。しかしながら内燃機関１０が冷えている場
合にはこのことはそれほど問題ではない。なぜならシリ
ンダ壁部がまだ冷えているため排ガス温度が非常に低く
なるからである。
【００２６】シリンダのカットオフに対する閾値Ｓは通
常次のように設定される。すなわち動作サイクル毎に
０．５の数のシリンダのカットオフが許容されないよう
に設定される。換言すれば基本的には２つの動作サイク
ル毎に１つのシリンダのカットオフが許容されないよう
に設定される。なぜならこれは触媒温度の著しい上昇を
引き起こすからである。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、駆動スリップ制御過程
において触媒の過熱からの保護が確実に補償される。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関と本発明の制御システムの主要構成要
素が概略的に示された図である。
【図２】４気筒内燃機関における燃料噴射に対するカッ
トオフパターンを表した図である。
【図３】内燃機関の温度ＴＢＫＭに依存したクランク角
度間隔毎のカットオフの数に対する閾値Ｓのダイヤグラ
ムである。
【符号の説明】
１０ 内燃機関 １１ インテークマニホールド １２ エアフローセンサ １３ スロットル弁 １４ 噴射弁 １５ エキゾーストマニホールド １６ 排ガスゾンデ １７ 排ガス温度センサ １８ 触媒 １９ 触媒温度センサ ２０ 制御装置 ２１ 回転数センサ ２２ ホイルセンサ ２３ 駆動輪 ２４ ホイルセンサ ２５ 非駆動輪 ２７ 伝動装置 ２８ 差動機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２ Ｑ Ｒ ３４５ Ｅ Ｆ０２Ｐ 5/145 (72)発明者 ヘルムート デンツ ドイツ連邦共和国 シュツットガルト リ ンデンシュピューアシュトラーセ 18 (72)発明者 ホン ツァン ドイツ連邦共和国 シュヴィーバーディン ゲン リヒャルト−ヴァーグナー−シュト ラーセ １ (72)発明者 クラウス ベトヒャー ドイツ連邦共和国 オーバーリークシンゲ ン シュターレンヴェーク １

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関（１０）から伝達される回転ト
    ルクが、少なくとも１つのシリンダの燃料噴射のマスク
    ないしカットオフによってか又は点火角度又は点火時期
    の遅角方向へのシフトによって低減可能であり、 燃料噴射のカットオフが所定のカットオフパターンに従
    って行われ、前記カットオフパターンはクランク角度間
    隔毎のカットオフの数によって特徴付けられており、 さらに所望のカットオフパターンが、必要とされる回転
    トルクの低減の程度に応じて設定される内燃機関制御シ
    ステムにおいて、 少なくとも１つの動作特性量に依存してクランク角度間
    隔毎のカットオフの数に対する閾値（Ｓ）が設定可能で
    あり、 所望のカットオフパターンにおいてクランク角度間隔毎
    のカットオフの数が閾値（Ｓ）を上回った場合には、所
    期のカットオフパターンに従って燃料噴射がカットオフ
    され、 所望のカットオフーパターンにおいてクランク角度間隔
    毎のカットオフの数が閾値（Ｓ）を上回っていない場合
    には、燃料噴射のカットオフが行われないように構成さ
    れていることを特徴とする内燃機関制御システム。
  2. 【請求項２】 所望のカットオフーパターンにおいてク
    ランク角度間隔毎のカットオフの数が閾値（Ｓ）を上回
    っていない場合には、回転トルクが点火角度又は点火時
    期の遅角方向へのシフトによって低減される、請求項１
    記載の内燃機関制御システム。
  3. 【請求項３】 点火角度の遅角方向へのシフトの際に内
    燃機関（１０）によって吸い込まれる空気／燃料−混合
    気が濃厚化される、請求項２記載の内燃機関制御システ
    ム。
  4. 【請求項４】 前記動作特性量として、１つのモデルに
    よって求められた排ガス温度又は触媒温度、又は測定さ
    れた排ガス温度又は触媒温度、又は内燃機関（１０）の
    温度（ＴＢＫＭ）、又は内燃機関（１０）が暖機運転状
    態におかれているかどうかを示す特性量、あるいは負荷
    又は回転数が用いられる、請求項１〜３いずれか１項に
    記載の内燃機関制御システム。
  5. 【請求項５】 内燃機関（１０）の温度（ＴＢＫＭ）が
    低い場合に比較的高い閾値（Ｓ）が設定され、内燃機関
    （１０）の温度（ＴＢＫＭ）が高い場合には比較的低い
    閾値（Ｓ）が設定される、請求項１〜４いずれか１項に
    記載の内燃機関制御システム。
  6. 【請求項６】 排ガス温度又は触媒温度が低い場合に比
    較的高い閾値（Ｓ）が設定され、排ガス温度又は触媒温
    度が高い場合には比較的低い閾値（Ｓ）が設定される、
    請求項１〜５いずれか１項に記載の内燃機関制御システ
    ム。
  7. 【請求項７】 クランク角度間隔毎のカットオフの数に
    対する閾値（Ｓ）が常にクランク軸の４回転毎のカット
    オフよりも大きい、請求項１〜６いずれか１項に記載の
    内燃機関制御システム。
  8. 【請求項８】 前記制御システムが駆動スリップ制御、
    又は内燃機関（１０）の回転数の制限装置、又は車両速
    度の制限装置、又は伝動装置（２７）の保護又は制御装
    置に用いられる、請求項１〜７いずれか１項に記載の内
    燃機関制御システム。
JP6303957A 1993-12-07 1994-12-07 内燃機関制御システム Abandoned JPH07189788A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4341584.9 1993-12-07
DE4341584A DE4341584B4 (de) 1993-12-07 1993-12-07 Steuersystem für eine Brennkraftmaschine

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ID=6504321

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JP6303957A Abandoned JPH07189788A (ja) 1993-12-07 1994-12-07 内燃機関制御システム

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US (1) US5540204A (ja)
JP (1) JPH07189788A (ja)
DE (1) DE4341584B4 (ja)
GB (1) GB2284686B (ja)
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