JPH11513456A - 内燃機関の制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 消費量および有害物質を低減するために、所定の運転状態において所定数のシリンダが遮断される内燃機関の制御方法および装置が提案されている。ドライバが希望するトルクを保持するために、とくにシリンダ遮断への移行過程において、およびシリンダの再投入において、充填量の対応する調節のほかに、点火角の補正および／または遮断すべきシリンダの制御が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】 内燃機関の制御方法および装置 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および装置に関 する。 欧州特許公開第２７８６５号から、車両ないし内燃機関の所定の運転状態にお いて多シリンダ内燃機関の少なくとも１つのシリンダを遮断および投入すること 、すなわちこのシリンダへの燃料供給を遮断および再供給することが既知である 。内燃機関により出力されるトルクを少なくとも一定に保持するために、この既 知の装置においては、電気的に制御可能な絞り弁の位置がシリンダの遮断により トルク変化を補正するようにステップ状に調節される。絞り弁の位置の変化にも かかわらず、この既知の装置においては、装置の条件のために空気の調節が遅い ことにより、シリンダの投入および遮断をドライバが感知することになる。 シリンダを遮断した運転への移行およびその逆方向への移行を、移行時におい ても乗り心地が影響を受けずかつ内燃機関により出力される機関トルクが一定に 保持されるように行うことが本発明の課題である。 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。 ドイツ特許公開第４２３９７１１号から、単一の機関トルクインタフェースが 使用される内燃機関の制御方法および装置が既知である。このトルクインタフェ ースを介して供給されるトルク希望は、変化の遅い調節（充填量）および／また は変化の速い調節（燃料噴射の遮断および点火角）により達成される。アイドリ ング範囲および部分負荷範囲における所定のシリンダ数の遮断とくにシリンダ群 の遮断に関する対策は記載されていない。 ドイツ特許公開第４３３４８６４号から、シリンダの投入ないし遮断における トルクの急変が点火角の補正および燃料噴射の遮断の適切な同期化により低減さ れる、内燃機関に対する制御方法ないし制御装置は、既知である。 発明の利点 部分負荷範囲における多シリンダ内燃機関の少なくとも１つのシリンダの遮断 および投入において、点火、充填量および燃料噴射の調節を協調させることによ り、ペダル位置および回転速度が変化しないとき、内燃機関により出力されるト ルクがほぼ一定に保持される。したがって、シリンダの投入および遮断により乗 り心地が損なわれることはない。 シリンダ数の多い機関において、この方法をシリンダ群の遮断および投入と組 み合わせて使用することがとくに有利である。 ドライバの希望（ドライバにより希望されるトルク）が個々のシリンダの投入 または遮断とは無関係に行われることはとくに有利である。この場合、動的過程 の間に体に感じられる乗り心地の悪化は発生しない。 （たとえば駆動滑り制御または変速機制御による）内燃機関への外部係合が同 様に遮断または投入とは無関係に行えることはとくに有利である。 その他の利点が以下の実施態様に関する説明ないし従属請求項から明らかであ る。 図面 以下に本発明を図面に示す実施態様により詳細に説明する。この場合、図１は 内燃機関のための制御装置の全体ブロック回路図を示し、一方図２に本発明によ る方法の全体ブロック回路図が示されている。図３ないし図９のブロック回路図 には本発明による方法の種々の実施態様が示されている。 実施態様の説明 図１に多シリンダ内燃機関のための制御装置１０が示されている。制御装置１ ０は電子式制御ユニット１２を含み、電子式制御ユニット１２は、少なくとも１ つのマイクロコンピュータ１４、入力ユニット１６および出力ユニット１８から 構成されている。入力ユニット１６、出力ユニット１８およびマイクロコンピュ ータ１４は、相互間のデータ交換のための通信バス２０を介して相互に結合され ている。入力ユニット１６に入力ライン２２、２４、２８および３０が供給され ている。この場合、ライン２２はペダル位置を測定するための測定装置３２から 、ライン２４は機関回転速度を測定するための測定装置３４から、ライン２８は 機関負荷を測定するための測定装置３８から、およびライン３０は少なくとも１ つ の他の制御装置４０、たとえば駆動滑り制御、変速機制御および／または機関牽 引トルク制御のための制御装置から出ている。機関負荷を測定するために、実施 態様に応じてそれぞれ、空気質量流量計、空気容積流量計、あるいは吸気管圧力 または燃焼室圧力を測定するための圧力センサが設けられている。上記の運転変 数のほかに、制御ユニットは、機関温度、走行速度等のような機関制御に必要な 他の変数を測定する。 出力ユニット１８に出力ライン４２が接続され、出力ライン４２は内燃機関の 吸気管系統４６内に配置されている電気操作式絞り弁４４に通じている。さらに 、出力ライン４８、５０、５２、５４等が示され、これらの出力ラインは、内燃 機関の制御装置１０の各シリンダに燃料を計量供給するための設定装置と結合さ れ、ないしは各シリンダにおける点火角の調節のために使用される。 本発明の基本的な考え方は、たとえば内燃機関が所定の（部分）負荷範囲にお いて運転されるとき、消費量および有害物質の低減のために行われるある数のシ リンダの遮断ないし再投入において、充填量、点火角の調節および燃料噴射遮断 を協調させることにより機関トルクを形成することである。好ましい実施態様に おいては、シリンダの遮断ないし再投入およびその数に関する決定は機関負荷お よび機関回転速度の関数として行われる。測定された機関負荷および測定された 回転速度が限界値を下回ったとき、所定数のシリンダが遮断される。限界値を超 えたとき、シリンダは再投入され、すなわち燃料の供給は再開される。本発明に より、ドライバの希望から出発して、所定のシリンダ数に応じて、点火角および 充填量の調節により、定常運転時においてのみでなく移行時においても、ドライ バにより与えられた機関トルク、機関負荷、充填量または出力が実質的にドライ バにより与えられた値に保持される。 図２に、本発明の方法による内燃機関の制御の基本構成がブロック回路図で示 されている。好ましい実施態様においては、ブロック回路図に示されている要素 はマイクロコンピュータのプログラムの部分であり、この場合、ブロックは、表 、特性曲線、特性曲線群および／または計算ステップを有する特定のプログラム 部分を示している。 入力ライン２２、２４および２８はドライバの希望を求めるための要素１００ に供給される。以下の方法により（図３または４参照）求められたドライバの希 望は、ライン１０２を介して要素１０４および１０６に供給され、要素１０４お よび１０６にはさらにライン３０がそれぞれ供給されている。要素１０４および １０６は、供給されたドライバの希望に関する目標値ならびに外部調節（図５参 照）に応じて、機関制御のために与えるべき目標値の選択のために使用される。 選択された目標値は、ライン１０８ないし１１０を介して計算要素１１２および １１４に供給される。計算要素１１２は、供給された目標値から、少なくとも機 関回転速度および機関回転負荷に応じて点火角の補正および／または燃料噴射遮 断を計算する（図８または９参照）。計算要素１１４は、供給された目標値から 、少なくとも機関回転速度および機関負荷に応じて、ライン４２を介して絞り弁 の操作により調節される充填量をアナログ的に計算する（図６または７参照）。 好ましい実施態様においては、データ交換のために計算要素１１２および１１４ がライン１１６を介して結合されている。 消費量の低減および有害物質エミッションの改善のために、制御ユニットは機 関の運転状態（機関負荷、機関回転速度）の関数として遮断または再投入すべき シリンダ（低減段）の数を与える。図２に示す方法により、このシリンダ遮断の ほかに、内燃機関のトルクに対する他の調節（駆動滑り制御装置、変速機制御、 ドライバによる調節）が、充填量の調節（遅い調節）、燃料噴射の調節および点 火角の調節（速い調節）により補正される。 この場合、充填量を調節するために、計算要素１１４において所定のシリンダ 遮断および追加調節のない定常点火角が考慮され、これにより、一定のペダル位 置において（定常状態において）、内燃機関により出力されるトルクは、シリン ダ遮断が存在するか否かにかかわらず一定に保持される。所定のシリンダ遮断を 形成するときまたはそれをリセットさせるときの動的過程の間に、点火角が補正 され、および／または個々の燃料噴射が遮断され、これにより、内燃機関により 出力されるトルクがこの動的過程の間においても、（ペダル位置が一定の場合） 実質的に一定に保持される（計算要素１１２）。この場合、好ましい実施態様に おいては、上記の従来技術により、点火角および燃料噴射の調節が同期化される 。 ドライバにより与えられる目標値を求めるために種々の方法が開示されている 。 加速ペダル角から目標クラッチトルクを決定することは既知である。このトルク は、加速ペダル位置および車両速度の関数として計算される車輪トルクから、変 速機の状態（ギヤ段、コンバータの状態、変速機損失）を考慮して計算される。 ドライバの目標値の他の計算方法が図３に示されている。ここでは、加速ペダ ル位置から、アイドリングにおけるトルク要求Ｍｌｌおよび最大トルクＭｍａｘ の間の補間により、ドライバにより与えられる目標燃焼トルクｍｉｓｏｌｌ（ｆ ａ）が計算される。 図３にブロック１００のこの実施態様が示されている。この場合、最大トルク 値と、回転速度の関数である特性曲線として（ペダルが踏まれていない）アイド リングにおけるトルク要求Ｍｌｌとが与えられる。他の有利な実施態様において は、（ペダルが踏まれていない）アイドリングにおけるトルク要求Ｍｌｌはアイ ドリング回転速度制御装置の（回転速度の関数である）出力を示す。図３に示さ れている実施態様において、機関回転速度は、ライン２４を介して、記憶されて いる最大トルクのための特性曲線２００に供給され、特性曲線２００から最大ト ルク値が読み取られかつライン２０２を介して補間ブロック２０４に供給される 。同様に、機関回転速度は、ライン２４を介して、記憶されているアイドリング トルク要求のための特性曲線２０６に供給され、特性曲線２０６からアイドリン グ要求値Ｍｌｌを示す値が読み取られかつライン２０８を介して補間ブロック２ ０４に供給される。さらに、あらかじめプログラミングされた特性曲線２１０が 設けられ、特性曲線２１０に、ライン２４を介して機関回転速度が、ライン２２ を介して加速ペダル位置が供給される。これらの両方の値の関数として、加速ペ ダル位置に対応する燃焼トルクが特性曲線内の最大値と最小値との間で決定され 、かつライン２１２を介して補間ブロック２０４に供給される。補間ブロック２ ０４において、目標値が最大値（Ｍｍａｘ）と最小値（Ｍｌｌ）との間の直線補 間の範囲内で計算され、かつ対応するドライバの目標トルク値がライン２１４を 介して選択段２１６に供給される。この選択段２１６において、加速ペダル操作 に基づいて与えられる目標トルク値から、また、場合により、走行速度制御装置 ２１８からライン２２０を介して選択段２１６に供給される対応する目標トルク 値から、それぞれいずれか大きいほうの値がドライバの目標トルク値ｍｉｓｏｌ ｌ （ｆａ）として選択されかつライン２２０を介して出力される。走行速度制御装 置により与えられる目標トルク値は、それに応じて、変速比、変速損失および機 関の損失トルクを考慮して、ドライバにより操作要素を介して与えられる目標走 行速度に基づいて計算される。特性曲線２００および２０６は、アイドリングト ルク要求値が回転速度の上昇と共に、場合により、０まで低下するように与えら れている。 ドライバの希望を決定するための他の有利な実施態様が図４に示されている。 この実施態様においては、目標トルクの代わりに目標充填値（目標負荷）が求め られる。加速ペダル位置がライン２２を介して補間段３００に供給され、補間段 ３００において最小充填値および最大充填値の間の補間により相対目標充填値が 求められる。この値はライン３０２を介して選択段２１６に供給される。選択段 ２１６において、それに応じて処理された走行速度制御装置２１８の目標値信号 と加速ペダル位置から求められた相対充填値とから、それぞれ大きいほうの値が ドライバの希望値として選択される。選択された目標値信号はライン３０４を介 して乗算ブロック３０６に供給される。乗算ブロック３０６にアイドリング制御 装置３１０からライン３０８が供給され、アイドリング制御装置３１０は、機関 回転速度ならびにライン３１２を介して供給されたシリンダ遮断条件に基づいて 、アイドリングにおける相対充填量を求める。アイドリング制御装置により求め られた相対充填値は、遮断されたシリンダ数に対応した補正のために、最大シリ ンダ数の遮断されたシリンダ数に対する比で除算される。続いてブロック３０６ において、アイドリング値に基づく目標充填値を決定するために、アイドリング 制御装置の充填値から導かれた最大充填量のパーセント比が補正値として求めら れかつドライバの充填値と乗算される。この結果、すなわち充填目標値ｔｌｓｏ ｌｌ（ｆａ）は、ライン３１４を介して出力される。 充填目標値またはトルク目標値の決定の代わりに、他の実施態様においては、 負荷目標値（充填値に対応）、出力目標値（目標トルクおよび回転速度から計算 ）等が求められる。 充填量の調節経路内のブロック１０６において、図３ないし図４において求め られたドライバの目標値と、追加の調節から求められた目標値との調整が行われ る。図５に示すように、ライン３１４ないし２２２が第１の選択段４００に供給 され、第１の選択段４００において、供給された目標値からそれぞれの最小値が 選択される。同様に、選択段４００において、ドライバの希望に反して機関トル クを低減させる調節が集約される。このような機能は、たとえば駆動滑り制御、 変速機制御または負荷限界、速度限界、回転速度限界および／またはトルク限界 のような機能である。対応する目標値がそれぞれ使用される次元（充填量、トル ク等）で選択段４００に供給される。 それぞれ選択された目標値はライン４０２を介して他の選択段４０４に供給さ れる。選択段４０４はそれぞれの最大値を形成し、したがって選択段４０４によ り、ドライバの希望に反して機関トルクを上昇させる調節が考慮される。このよ うな調節はアイドリング制御または機関牽引トルク制御から形成される。対応す る目標値がライン２０８ないし４１２を介して供給される。次に、出力ライン４ 填値ｔｌｓｏｌｌが計算要素１１４に出力される。 対応する方法が、ブロック１０４において、燃料および点火角調節に関して行 われる（出力値である目標燃焼トルクＭｉｓｏｌｌないし目標負荷値ｔｌｓｏｌ ｌ）。この場合、駆動滑り制御、アイドリング制御等のような、燃料の計量供給 および／または点火にも作用する、またはそれにのみ作用する調節が考慮される 。 図６に、好ましい実施態様における計算要素１１４の作動方法が示されている 。この場合、絞り弁の開度が、与えられたシリンダ遮断を考慮して計算される。 図５により求められかつライン４１４を介して伝送される目標燃焼トルクを形成 するために、シリンダ遮断において、充填量すなわち絞り弁設定が補正されなけ ればならない。調節なしの点火角ｚｗｂａｓｅおよび所定の低減段ｒｅｄｓｏｌ を有するシリンダ遮断の影響を考慮して、絞り弁の開度を計算するための図示ト ルクｍｉｄｋが次式により与えられる。 ここで、ｚｗｏｐｔは最適点火角、ｚｗｂａｓｅは調節なしの基本点火角、ｆ（ ）は最適点火角と最適トルクｍｉｏｐｔに基づく基本点火角との間の差の関数で ある効率特性曲線、ｒｅｄｓｏｌは所定の低減段、およびＲＥＤＭＸは最大段 数である。 シリンダの半分が遮断された場合、ｒｅｄｓｏｌ＝ＲＥＤＭＸ／２となり、し たがって図示の機関トルクｍｉｄｋはほぼ２倍に増大される。 群５００において、ライン２４および２６を介して供給される機関回転速度およ び機関負荷に応じて最適点火角ｚｗｏｐｔが決定される。この点火角ないし特性 曲線群５００は内燃機関の効率が最適となるように決定されている。ライン５０ ２を介して最適点火角が比較段５０４に供給される。比較段５０４には、差ｄｚ ｗを形成するためにライン５０６を介して調節なしの基本点火角が供給される。 基本点火角は、特性曲線群５０８において、機関回転速度、機関負荷、機関温度 等の関数として形成される。この点火角は、外部調節がなく、シリンダ遮断がな くかつ点火角補正のない実際の運転条件下で設定される点火角を示す。差ｄｚｗ は比較段５０４からライン５１０を介して効率特性曲線５１２に供給される。こ の特性曲線の出力ライン５１４は除算要素５１６に通じている。効率特性曲線５ 値を示し、この補正値は設定された調節なしの点火角の、内燃機関の最適効率を 設定するために求められた最適点火角からの偏差から求められる。この補正は上 記の数式に対応して除算要素５１６内で行われる。この結果はライン５１８を介 して除算要素５２０に供給される。除算要素５２０において、ライン５２２を介 してシリンダ遮断設定ユニット５２４から、遮断されたシリンダ数を示す係数が 供給される。除算要素５２０の結果であるｍｉｄｋはライン５２６を介して特性 曲線群５２８に供給され、特性曲線群５２８において、目標トルク値ｍｉｄｋか ら機関回転速度に応じて絞り弁の開度を計算するために、ライン５３０を介して 目標負荷値ｔｌｓｏｌｌが読み取られる。この目標値は、一方で乗算要素５３２ に、他方で比較段５３４に供給される。比較段５３４にはさらにライン５３６を 介して機関５３８の実際負荷ｔｌに対する尺度が供給される。この場合、実際負 荷は、空気質量流量計、空気容積流量計、吸気管圧力センサまたは内燃機関圧力 センサにより測定される。目標負荷と実際負荷との間の差はライン５４０を介し て制御器５４２に供給される。制御器５４２は制御偏差から所定の制御方式（た とえばＰＩＤ）に基づいて負荷目標値に対する補正値を決定する。乗算要素５３ ２において目標値および補正値が乗算され、かつ出力ライン５４６を介して他の 特性曲線群５４８に供給される。特性曲線群５４８において、回転速度に応じて 、補正された所定の目標トルク値から絞り弁の目標位置値ｄｋｓｏｌｌが求めら れる。絞り弁の目標位置値ｄｋｓｏｌｌはライン５５０を介して電気式設定装置 ５５２に供給され、電気式設定装置５５２はたとえば位置制御回路によりライン ５５４を介して内燃機関の絞り弁を設定し、したがって充填量の調節により充填 量ないし燃焼トルクを所定の目標値に設定する（噴射すべき燃料の量は既知のよ うに少なくとも機関回転速度および負荷から所定の空燃比を得るように決定され る）。 図６に示す方法はまた、目標トルクｍｉｄｋおよび回転速度から、最適点火角 において測定された特性曲線群５２８を介して、目標充填量ｔｌｓｏｌｌを形成 し、最終的に絞り弁の目標位置ｄｋｓｏｌｌを形成する。好ましい実施態様にお いては、アイドリングにおいて、および低負荷において、たとえばドライバによ る目標トルクが所定のしきい値より小さいとき、遮断すべきシリンダの設定（ブ ロック５２４）が行われる。シリンダの遮断は惰行運転においてもまた行われる 。加速ペダル位置の上昇と共に、充填のために目標トルクが上昇する。目標トル クが、たとえば計算された絞り弁の開度ｄｋｓｏｌｌが回転速度の関数である所 定のしきい値を超えるほど大きくなった場合（たとえば８５°）、好ましい実施 態様においては、シリンダ遮断が解除される。この場合、目標トルクｍｉｄｋは ほぼ半分だけ低減される。装置が再びアイドリングないし低負荷または惰行運転 の状態にあるとき、遮断設定が改めて作動される。 図６に示した実施態様は定常状態すなわちシリンダが既に遮断されている状態 に対してのみ適用される。シリンダの遮断ないし再投入の間、充填量、シリンダ および点火角の調節は、シリンダ遮断の前後において機関から出力されるトルク の変化ができるだけ顕著に感知されないように同期化されなければならない。所 定数のシリンダが遮断される場合、トルクｍｉｄｋは、上記の数式から、遮断さ れるシリンダの新たな数ｒｅｄｓｏｌを用いて計算される。このとき決定された 絞り弁の開度は、直ちに（ステップ状に）または好ましい実施態様においては所 定の時間勾配を有して調節させることができる。これにより、測定された負荷ｔ ｌが上昇する。この関係は、以下に図８で説明するように、点火角の補正により 達成される。 図７に所定の目標値に応じて充填量を設定するための第２の実施態様が示され ている。この実施態様は、目標値が充填値であるときに利用されることが好まし い。 目標値はライン４１４を介して供給される。それに続く乗算段６００において 、供給された目標値が、ライン６０２を介して供給された、遮断されたシリンダ 数を示す係数と乗算される。すべてのシリンダが作動している場合、メモリ段６ ０４から係数１が出力される。シリンダの半分が遮断されている場合、切換要素 ６０８を切り換えることにより、メモリセル６０６から値２が読み取られる。同 様に、遮断すべきシリンダの他の数に対して係数を設けてもよい。修正された目 標値はライン６１０を介して特性曲線群６１２に供給され、特性曲線群６１２に おいて、場合により機関回転速度を考慮して絞り弁に対する目標設定角が求めら れる。目標設定角はライン６１４を介して位置制御装置６１６に出力され、位置 制御装置は、操作ライン６１８およびモータ６２０を介して、絞り弁６２２を目 標値に応じて設定する。 図６に示した方法の簡単な形として、図７に示す方法は、目標トルク値の設定 においても同様に利用することができる。 図８は、とくに動的範囲において、図６ないし図７に示す充填量の設定を補足 するために、点火角および燃料の供給を制御するための好ましい実施態様を示す 。 シリンダを遮断ないし再投入するとき、図６ないし図７に示すように絞り弁の 位置が変化される。これにより機関負荷が上昇する。最適点火角における燃焼ト ルクｍｉｏｐｔが、特性曲線群７２０において機関負荷および回転速度から評価 される。点火角設定の最適設定からの偏差が図６と同様にステップ７００ないし ７１４において決定される。乗算段７２２において、評価された最適燃焼トルク ｍｉｏｐｔから、調節なしの点火角の影響を考慮して、基本燃焼トルクＭｉｂａ ｓｅが求められる。この基本燃焼トルクは、基本点火角ｚｗｂａｓｅの設定によ り機関から発生されるトルクを示している。 調節なしのこの基本燃焼トルクＭｉｂａｓｅは、除算要素７２４において、点 火角設定および／または燃料計量供給を決定するために所定の目標トルクと比較 される（除算される）。 このトルクが機関負荷の上昇のために目標トルクより大きくなった場合、燃料 の調節および／または点火角の補正が計算され、これにより目標トルクが保持さ れる。この方法により、トルク上昇は、シリンダ遮断および／または点火角補正 による充填量の変化に基づいて補償される。動的過程の間に遮断されたシリンダ はまた、シリンダ遮断の設定により遮断されるべきシリンダであることが重要で ある。群遮断の簡単な例においては、機関上のシリンダは、動的過程の間、所定 の時間線図に基づき順次に遮断される。遮断におけるトルク移動は点火角補正に より行われる。トルク移動が終了したとき、低減段ｒｅｄｎｅｕはシリンダ遮断 により与えられた段である。点火角は基本点火角に設定される。このとき、この 値はシリンダ遮断の間保持される。好ましい実施態様において、シリンダ遮断が （すべてのシリンダが遮断されている）惰行運転において行われている場合、充 填量による調節のみが行われ、点火角の補正は行われない。次に惰行がリセット されたとき、投入可能なシリンダのみが再投入される。 再投入したとき、低減段設定が値０にセットされ、すなわちすべてのシリンダ が燃焼される。この場合、充填量は上記の式に示すようにさらに小さくなり、こ の場合、絞り弁は、直ちにまたは所定の勾配を有して新しい値に調節される。測 定負荷、したがって測定燃焼トルクＭｉｂａｓｅは低下する。それに対応して、 点火角および／または再投入すべきシリンダ数が制御される。負荷の低下、した がって燃焼トルクの低下と共に、低減段ｒｅｄｎｅｕはシリンダ遮断により与え られる値から出発して０の方向に進む。この場合もまた、２つの低減段の間でト ルクは点火角の調節により調節される。負荷が定常値に到達したとき、動的過程 が終了されかつ低減段は０のままとなる。定常値は再び基本点火角に設定される 。一般に次式が成立する。 Misoll ＝ miopt ×（f（ zwopt − zwsol ）×（１− redneu／REDMX）） ここで、ｚｗｓｏｌは補正により出力された点火角である。 この数式に基づく図８に示した目標トルクの制御により、Ｍｉｓｏｌｌを保持 するとき、適切な点火角ｚｗｓｏｌおよび適切な低減段ｒｅｄｎｅｕが自動的に 与えられる。加速ペダル位置および回転速度がこの過程の間一定に保持されかつ 外部調節が存在しないとき、Ｍｉｓｏｌｌは一定のままである。 従来の技術から既知のように、たとえばＡＳＲまたはＭＳＲ要求のような迅速 な要求を形成するためにもまた、燃料噴射の調節および点火角の調節が使用され る。これらの調節は、このときそれに対応して、充填、点火角および燃料の計量 供給により設定される目標値を与える。したがって、これらの調節は、シリンダ 遮断を有する運転またはシリンダ遮断を有しない運転に関係なく行われる。 冒頭記載の従来技術により、点火角および燃料噴射遮断の調節は、低減段を切 り換えたときに発生するトルクの急変ができるだけ小さくなるように同期化され ている。 図８は上記の方法の有利な実施態様を示す。上記のように、除算段７２４にお いて、目標トルクＭｉｓｏｌｌと燃焼トルクＭｉｂａｓｅとの間の比較が行われ る。ＭｉｓｏｌｌとＭｉｂａｓｅとの商が比較段７２６において１から差し引か れ、かつその差が乗算段７２８において最大低減段数ＲＥＤＭＸと乗算される。 その後、インバータ７３０において、この結果の逆数が求められる。したがって 、インバータの出力側に値１／（（１−Ｍｉｓｏｌｌ／Ｍｉｂａｓｅ）×ＲＥＤ ＭＸ）が発生する。しかしながら、これは最適点火角における上記の数式により 、所定の低減段ｒｅｄｎｅｕにほかならない。シリンダ遮断が作動しているとき 、切換要素７３２は図示の位置にある。その後、低減段ｒｅｄｎｅｕが出力され 、低減段ｒｅｄｎｅｕは、充填量の変化により設定されかつ所定のシリンダへの 燃料噴射の遮断により形成される。シリンダ遮断を有する過程以外では、切換要 素７３２は他の位置にあり、したがって低減段として０が出力される。ライン７ ３４を介して目標トルク値Ｍｉｓｏｌｌが他の除算段７３６に供給される。この 経路は目標点火角の決定を示す。この除算段７３６にライン７３８が供給される 。このラインを介して、遮断されたシリンダの実際数を考慮して決定された燃焼 トルクｍｉｎｄが供給される。燃焼トルクｍｉｎｄは上記の数式の逆数をとるこ とにより求められる。燃焼トルクｍｉｎｄは、ブロック７４０において遮断され たシリンダの実際数ｒｅｄｓｔを最大段数で除算し、この商を１から差し引き、 こ の結果を乗算段７４２において最適トルクと乗算することにより求められる。要 素７３６内で形成された、目標トルクと燃焼トルクとの商は、ライン７４４、効 率特性曲線７４６を介して点火角変化ｄｚｗｓに変換される。補正段７４８にお いて、特性曲線７００において求められた最適点火角が補正され、ライン７５０ を介して目標点火角ｚｗｓｏｌとして出力される。 図９は、１つのシリンダ群全体が遮断される群遮断に関する簡単な実施態様を 示す。この場合、この実施態様においては、ドライバにより与えられるのはトル ク値ではなく充填量目標値である。充填量目標値はライン４１４を介して供給さ れる。特性曲線群８００において、充填量目標値は機関回転速度に応じてトルク 目標値に変換される。この場合、好ましい実施態様においては、ドライバによる 相対充填量は最大負荷および空気密度と乗算され、実質的に供給管動特性を示す フィルタを介して補正される。特性曲線群から読み取られた燃焼トルクは、乗算 段８０２において、他の実施態様において記載されているように、最適点火角と 基本点火角との差に応じて目標燃焼トルクＭｉｓｏｌｌに補正される。除算段８ ０４において、目標トルクＭｉｓｏｌｌが計算トルク値ｍｉｅｚａで除算され、 計算トルク値ｍｉｅｚａは最適点火角における作動シリンダ数を考慮した燃焼ト ルクを示す。この燃焼トルクは、既知のように特性曲線群８０６において求めら れた最適燃焼トルクから形成され、この最適燃焼トルクは乗算段８０８において 作動シリンダ数を与える係数と乗算される。すべてのシリンダが作動している場 合この係数は１であり、１つのシリンダ群が遮断されている場合この係数は０、 ５である。対応する選択は切換要素８１０を介して行われる。目標燃焼トルクと 実際燃焼トルクとの間の商から、効率関数８１２により点火角補正値ｄｚｗが求 められる。この補正値を最適点火角から差し引くことにより、設定すべき目標点 火角ｚｗｓｏｌが求められる。 図９に示した点火角調節（速い調節）は、シリンダ遮断を作動させたときない し遮断シリンダを再投入（切換要素８１０の切換）したときに作動され、負荷が 低減されかつ切換が確実に行われたとき、所定時間の経過後または負荷の関数と して再び遮断される。 １２のシリンダを有する運転から６つのシリンダを有する運転へ切り換えられ た場合、まず図６により充填量が上昇される。点火角補正により、正常な機関制 御の範囲内においてこの充填量変化が補償され、これにより機関トルクが一定に 保持される。所定充填量が達成された場合、シリンダ遮断が行われ、１つの群の シリンダが直ちに順次に遮断される。これにより、燃焼トルク値ｍｉｅｚａが半 分だけ低減し、これにより燃焼を続けているシリンダにおける点火角が再び早い 方向に移動される。すべてのシリンダが遮断されたとき、点火角調節は終了され る。６つのシリンダの運転から１２のシリンダの運転へ切り換えるとき、充填量 の経路内の切換要素のみでなく点火角補正における切換要素もまた同時に切り換 えられる。遮断されているシリンダは直ちに再投入される。充填量は徐々に低減 するので、最初は機関トルクはきわめて大きくなる。したがって、図９により点 火角は遅れ方向に移動される。負荷の低下と共に点火角は再びさらに進み方向に 移動される。負荷が安定しかつ調節が終了したとき、図９による計算から求めら れた目標点火角はもはや考慮されない。 図９に示す実施態様は、充填量目標値がドライバにより与えられる場合に限定 されず、簡単な実施態様として、図８の実施態様の範囲内においても実行するこ とができる。 好ましい実施態様においては、群切換の場合、各切換過程によりそれぞれ、他 のシリンダ群が遮断される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１１月１８日 【補正内容】 請求の範囲 １．内燃機関のトルクに対する目標値（Ｍｉｓｏｌｌ）が与えられ、 運転状態に応じてそれぞれ、内燃機関が運転されるシリンダの数が与えられ、 第１のシリンダ数による運転方式から第２のシリンダ数による運転方式に移行 するとき、シリンダ数が調節される、 内燃機関の制御方法において、 目標値および第２のシリンダ数（ｒｅｄｓｏｌ）に基づいて、充填量が設定さ れ（図６）、 点火角（ｚｗｓｏｌ）が、設定された充填量（ｍｉｏｐｔ）と実際に作動して いるシリンダ数（ｒｅｄｓｔ）を考慮した実際トルク（ｍｉｎｄ、ｍｉｅｚａ） からの、目標値（Ｍｉｓｏｌｌ）の偏差の関数として、実際値を目標値に制御す るように決定される（図８）、 ことを特徴とする内燃機関の制御方法。 ２．実際のシリンダ数（ｒｅｄｎｅｕ）が、実際の充填量設定を考慮した実際 トルク（Ｍｉｂａｓｅ）からの、目標値（Ｍｉｓｏｌｌ）の偏差に応じて、決定 されることを特徴とする請求項１の方法。 ３．充填量が上昇されるとき、選択されたシリンダが順次に遮断されかつ燃焼 シリンダにおける点火角の補正が順次にリセットされることを特徴とする請求項 １または２の方法。 ４．目標値が、ドライバにより与えられる目標トルク、目標充填量、目標負荷 または目標出力であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの方法。 ５．目標値が、トルクないし充填量に対する最大値およびトルクないし充填量 に対するアイドリング要求値からの補間により求められることを特徴とする請求 項１ないし４のいずれかの方法。 ６．目標充填量の値ないし目標トルクの値が、ドライバの設定と、駆動滑り制 御、機関牽引トルク制御、変速機調節、アイドリング制御のような追加機能とか らの選択により、および／または回転速度制限、走行速度制限、負荷制限および ／またはトルク制限のための制限機能により求められることを特徴とする請求項 １ないし５のいずれかの方法。 ７．内燃機関のトルクに対する目標値（Ｍｉｓｏｌｌ）を与え、運転状態に応 じてそれぞれ、内燃機関が運転されるシリンダの数を求める電子式制御装置（１ ２）と、 第１のシリンダ数による運転方式から第２のシリンダ数による運転方式に移行 するとき、シリンダ数を調節する手段と、 を備えた内燃機関の制御装置において、 目標値および第２のシリンダ数（ｒｅｄｓｏｌ）に基づいて、充填量を設定す る充填量制御手段（５１６−５５２、６００−６２０）と、 点火角（ｚｗｓｏｌ）を、設定された充填量（ｍｉｏｐｔ）と実際に作動して いるシリンダ数（ｒｅｄｓｔ）を考慮した実際トルク（ｍｉｎｄ、ｍｉｅｚａ） からの、目標値（Ｍｉｓｏｌｌ）の偏差の関数として、実際値を目標値に制御す るように決定する点火角制御手段（７３６−７５０、８００、８１２）と、 を含むことを特徴とする内燃機関の制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＮ，ＪＰ，ＫＲ，Ｕ Ｓ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．所定の運転状態において所定数のシリンダが遮断され、ドライバの希望す る内燃機関のトルクが充填量を調節することにより遮断シリンダの数とは無関係 に保持される内燃機関の制御方法において、 遮断シリンダの数が変化する移行過程において充填量を調節するほかに、さら に点火角が補正されおよび／または遮断シリンダの数が調節されることを特徴と する内燃機関の制御方法。 ２．所定数のシリンダを遮断するとき、所定のトルクを保持するために設定す べき充填量が設定され、さらに内燃機関により発生されるトルクを所定値に制御 するように遮断すべきシリンダの数および／または点火角が補正されることを特 徴とする請求項１の方法。 ３．所定数のシリンダを遮断するための移行過程において、選択されたシリン ダが充填量の変化に応じて順次に遮断されることを特徴とする請求項１または２ の方法。 ４．所定のトルクが点火角の補正により実質的に保持されることを特徴とする 請求項３の方法。 ５．充填量が上昇されるとき、選択されたシリンダが順次に遮断されかつ燃焼 シリンダにおける点火角の補正が順次にリセットされることを特徴とする請求項 ４の方法。 ６．ドライバにより、目標トルク、目標充填量、目標負荷または目標出力が与 えられることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの方法。 ７．遮断すべきシリンダの数が、移行過程において、与えられた目標トルクの 値と調節ないし評価されたトルクの値とから、調節なしの点火角の影響を考慮し て求められることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの方法。 ８．決定された点火角（たとえば最適点火角）に関する点火角の補正が、目標 トルクの値の、シリンダ遮断を考慮して求められた点火角基準点（たとえば最適 点火角）におけるトルクの値からの偏差に応じて形成されることを特徴とする請 求項１ないし７のいずれかの方法。 ９．ドライバの希望に対する目標値が、トルクないし充填量に対する最大値お よびトルクないし充填量に対するアイドリング要求値からの補間により求められ ることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの方法。 １０．目標充填量の値ないし目標トルクの値が、ドライバの設定と、駆動滑り 制御、機関牽引トルク制御、変速機調節、アイドリング制御のような追加機能と からの選択により、および／または回転速度制限、走行速度制限、負荷制限およ び／またはトルク制限のための制限機能により求められることを特徴とする請求 項１ないし９のいずれかの方法。 １１．所定の運転状態において所定数のシリンダを遮断し、ドライバの希望す る内燃機関のトルクが保持され続けるように充填量を変化する、充填量、点火角 および燃料噴射を調節するための電子式制御装置を備えた内燃機関の制御装置に おいて、 とくにシリンダ遮断への移行過程において、およびシリンダの再投入において 、充填量を調節するほかにさらに点火角を補正し、および／または遮断すべきシ リンダの数を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。