(57)【要約】      （修正有）【課題】過給式内燃機関の空気質量センサによる空気質量流量の測定精度が低下する運転領域において、空気質量流量に対する代替値を提供する。【解決手段】過給式内燃機関２の空気系３の状態に対する特性変数の提供方法は、センサにより特性変数に対するデータとして特性変数測定値を測定するステップと、特性変数モデルを用いて、種々の変数の特性変数測定値の１つまたは複数により、特性変数モデル値が計算可能である前記特性変数モデルを提供するステップと、空気系３の状態に応じて、特性変数測定値に基づき、または特性変数モデルにより計算された特性変数モデル値に基づいて特性変数を提供するステップと、を有する。【選択図】図１
2010121622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給式内燃機関（２）の空気系（３）の状態に対する特性変数の提供方法において、
センサにより、特性変数に対するデータとして特性変数測定値を測定するステップ（Ｓ１、Ｓ１２）と、
特性変数モデルを用いて、種々の変数の特性変数測定値の１つまたは複数により、特性変数モデル値が計算可能である前記特性変数モデルを提供するステップ（Ｓ２、Ｓ２２）と、
空気系（３）の状態に応じて、特性変数測定値に基づき、または特性変数モデルにより計算された特性変数モデル値に基づいて特性変数を提供するステップ（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５；Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５）と、
を含むことを特徴とする過給式内燃機関の空気系の状態に対する特性変数の提供方法。
【請求項２】
空気系（３）の状態に応じて、特性変数測定値の関数として、特性変数モデルが適応されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
種々の変数の特性変数測定値の１つまたは複数が他の測定変数または他のモデル変数を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
特性変数が空気系（３）内の空気質量流量を表わし、且つ空気質量センサにより、特性変数測定値として空気質量流量測定値が測定されること、
特性変数モデルが空気質量流量モデルを含むこと、
空気系（３）の状態に応じて、空気質量流量測定値に基づき、または特性変数モデルにより計算された特性変数モデル値に基づいて空気質量流量が提供されること、
を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
空気系（３）が過給装置（６）の圧縮機（６１）の下流側に絞り弁（７）を有し、空気質量流量モデルが、圧縮機（６１）と絞り弁（７）との間の容積の動特性を考慮して、提供されるべき空気質量流量として、絞り弁（７）内を通過する空気質量流量により圧縮機（６１）内を通過する空気質量流量を決定することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
絞り弁（７）内を通過する空気質量流量が、絞り弁（７）の状態および絞り弁（７）前後の圧力差に基づき、絞り方程式により決定されること、および
容積の特性が理想気体方程式により考慮されること、を特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記空気系（３）の状態は、空気質量流量測定値の誤差を有する測定に対する確率が限界値を超えている状態に対応することを特徴とする請求項５ないし６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
圧縮機（６１）内を通過する空気質量流量および空気系（３）内の圧力の少なくともいずれかの脈動が発生したとき、空気質量流量測定値の代わりに空気質量流量モデル値が提供されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
絞り弁（７）の閉鎖がしきい値を超える勾配で行われたとき、および空気質量流量測定値が特定のしきい値を下回ったときの少なくともいずれかにおいては、空気質量流量測定値の代わりに空気質量流量モデル値が提供されることを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
特に絞り弁のない空気系（３）においては、空気質量流量モデルが、内燃機関（２）の入口における圧力により、および内燃機関（２）の回転速度により空気質量流量を決定することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
特性変数が請求項１ないし１０のいずれかに記載の方法により提供されること、
前記特性変数の関数として発生された操作信号が内燃機関（２）に対して提供されること、
を特徴とする内燃機関（２）の運転方法。
【請求項１２】
過給式内燃機関（２）の空気系（３）の状態に対する特性変数の提供装置において、
特性変数に対するデータとして特性変数測定値を測定するためのセンサ（８）と、
特性変数モデルを用いて、種々の変数の特性変数測定値の１つまたは複数により、特性変数モデル値が計算可能である前記特性変数モデルが、その中で実行される計算ユニット（１０）であって、この場合、空気系（３）の状態に応じて、特性変数測定値に基づき、または特性変数モデルにより計算された特性変数モデル値に基づいて特性変数を提供するように形成されている前記計算ユニット（１０）と、
を備えることを特徴とする過給式内燃機関の空気系の状態に対する特性変数の提供装置。
【請求項１３】
特性変数が空気系（３）内の空気質量流量を表わすこと、
特性変数測定値として空気質量流量測定値を測定するために、センサが空気質量センサ（８）を含むこと、
特性変数モデルとして空気質量流量モデルを提供するために、および空気系（３）の状態に応じて、空気質量流量測定値に基づき、または空気質量流量モデルにより計算された空気質量流量モデル値に基づいて空気質量流量を提供するために、計算ユニット（１０）が形成されていること、
を特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
請求項１２および１３のいずれかに記載の装置と、および空気系（３）を介してそれに空気が供給される内燃機関（２）とを備えたエンジン装置。
【請求項１５】
空気系（３）が過給装置（６）の圧縮機（６１）の下流側に絞り弁（７）を有すること、
圧縮機（６１）と絞り弁（７）との間の容積の動特性を考慮して、絞り弁（７）内を通過する空気質量流量により空気質量流量モデルを決定するために、計算ユニット（１０）が形成されていること、を特徴とする請求項１４に記載のエンジン装置。
【請求項１６】
プログラム・コードがデータ処理ユニット上で実行されるときに請求項１ないし１１のいずれかに記載の方法を実行する前記プログラム・コードを含むコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダの空気充填量を決定するために、供給される空気質量流量が空気系内の空気質量センサにより測定される過給式内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の空気充填量を測定するために、一般に、例えば熱膜空気質量計の形の空気質量センサが使用され、空気質量センサは空気系の入口に配置されている。内燃機関の運転のために吸い込まれる空気質量流量は空気測定センサにより測定され、および空気系の吸気管内の絞り弁により、または制御可能な過給装置のみにより設定される。空気系内に絞り弁が存在する場合、内燃機関の空気系内の絞り弁内を通過する空気質量流量は入口側から吸い込まれた空気量に対応することが仮定される。過給式内燃機関の場合、絞り弁の手前において過給圧力を提供するために、空気は、例えば排気エネルギーにより駆動されるターボチャージャの形に形成された過給装置によって吸い込まれる。
【０００３】
内燃機関の正常な操作のために、空気系内の空気質量流量を正確に知ることが重要である。しかしながら、特定の運転点においては、空気質量センサによる空気質量流量の測定が妨害されることがある。このような運転点は、例えば、高い過給圧力が発生して圧縮機により少量の空気質量が供給されるにすぎない運転点である。このような運転点は、特に、高負荷から低負荷への急速な負荷切換において、即ち、絞り弁がその閉鎖位置の方向に急速に移動されたときに発生する。このとき、いわゆる圧縮機サージングが発生することがあり、圧縮機サージングにおいては、過給装置の圧縮機の下流側において空気圧力の著しい圧力振動が発生される。圧縮機サージングの原因は、過給装置の圧縮機の羽根における流動剥離である。過給圧力の圧力振動は空気質量センサにも悪影響を与えるので、この運転範囲内においては、空気質量センサにおいて測定された測定値はきわめて不正確である。この理由から、その代わりに、空気質量流量に対する代替値が提供される。
【０００４】
空気式戻り空気弁においては、戻り空気弁は電気で操作されるのではなく、吸気管圧力と周囲圧力との間の圧力差に基づいて操作されるので、空気が圧縮機の出口側から入口側へ流れることにより空気質量センサを介して空気の逆流が発生することがある。しかしながら、構造的条件に基づき、空気質量センサは、逆流する空気質量流量を十分な精度で検出するのには適していない。この場合もまた、空気質量流量に対する代替値を使用することがより良い方法である。
【０００５】
空気質量流量に対する代替値は、例えば、絞り弁の通常のモデルを用いてモデル化された、および／または測定された絞り弁の前後の圧力により計算可能な、絞り弁内を通過する空気質量流量に対応する。内燃機関の正常運転において、即ち上記の運転点が存在しない場合、空気質量流量の測定値が使用され且つ同時に、代替値を決定するために使用される絞り弁のモデルは既知のように適応される。ここで、特定の運転状態に基づいて、空気質量流量の測定値がもはや評価されてはならないことが特定された場合、このように決定された代替値が使用される。
【０００６】
代替態様として、例えば絞り弁のない空気系においては、空気質量流量に対する代替値は、モデルにより、吸気管圧力および回転速度に基づいて決定されてもよい。
【０００７】
過給装置の圧縮機の入口側および出口側を相互に結合する戻り空気配管内に電気操作戻り空気弁を備えた過給式内燃機関においては、戻り空気弁の操作に応じて代替値の使用が行われてもよい。しかしながら、これは、戻り空気弁が空気操作されるエンジン装置においては、対応信号が存在しないので可能ではない。
【０００８】
圧縮機をバイパスする戻り空気配管が存在しないエンジン装置もまた存在する。この場合もまた、戻り空気弁に対する操作信号の提供が行われないので、測定された質量流量の代わりに空気質量流量に対する代替値を使用することに対する他の基準が使用されなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の課題は、過給式内燃機関において、特に電気操作可能な戻り空気弁のない内燃機関において、いかなるときに例えば空気質量流量のような測定された特性変数が使用され、およびいかなるときに例えば空気質量流量に対する代替値のような特性変数モデル値が使用されるかが決定される方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、請求項１に記載の空気質量流量データの提供方法並びに請求項１２に記載の装置により解決される。
【００１１】
本発明の他の有利な形態が従属請求項に記載されている。
【００１２】
第１の形態により、過給式内燃機関の空気系の状態に対する特性変数の提供方法が設けられている。本方法は、
センサにより、特性変数に対するデータとして特性変数測定値を測定するステップと、
特性変数モデルを用いて、種々の変数の特性変数測定値の１つまたは複数により、特性変数モデル値が計算可能である前記特性変数モデルを提供するステップと、
空気系の状態に応じて、特性変数測定値に基づき、または特性変数モデルにより計算された特性変数モデル値に基づいて特性変数を提供するステップと、を含む。
【００１３】
上記の方法の考え方は、特性変数測定値が空気系の好ましくない運転状態により妨害されることがあったときには、特性変数の測定値特に空気系内への空気質量流量の測定値を使用しないことにある。これにより、内燃機関の操作に対して誤差を有する特性変数測定値を使用したことが誤差を有する運転にないしは好ましくない運転点に導くこと、例えば出力されるトルクを低下させたりまたは好ましくないエミッションを上昇させたりすることが排除される。さらに、特性変数を他の変数によりモデル化する特性変数モデル値は、一般に、特性変数測定値より不正確であるので、特性変数モデル値は、運転状態がモデル値の使用を必要とする間においてのみ使用される。
【００１４】
圧縮機サージングが発生したとき、測定値の代わりに空気質量流量の代替値を使用するためにモデル化された空気質量流量を使用することは、例えば、同様に、過給装置内を通過する質量流量の和をモデル化することにより行われ、この場合、圧縮機サージングは、この質量流量が周期的にしきい値を下回ったときに特定可能である。これは、特に、過給空気圧力の圧力勾配によって特定可能である。質量流量をモデル化しない場合には、圧縮機サージングを特定するために、圧力内の勾配の反転が必要となるであろう。
【００１５】
さらに、空気系の状態に応じて、特性変数測定値の関数として、特性変数モデルが適応されてもよい。
【００１６】
一実施形態により、種々の変数の特性変数測定値の１つまたは複数が他の測定変数または他のモデル変数を含んでいてもよい。
【００１７】
さらに、特性変数が空気系内の空気質量流量を表わしてもよい。空気質量センサにより、特性変数測定値として空気質量流量測定値が測定されてもよく、この場合、特性変数モデルは空気質量流量モデルを含み、空気系の状態に応じて、空気質量流量測定値に基づき、または特性変数モデルにより計算された特性変数モデル値に基づいて空気質量流量が提供される。
【００１８】
空気系が過給装置の圧縮機の下流側に絞り弁を有していてもよく、この場合、空気質量流量モデルが、圧縮機と絞り弁との間の容積の動特性を考慮して、提供されるべき空気質量流量として、絞り弁内を通過する空気質量流量により圧縮機内を通過する空気質量流量を決定する。
【００１９】
代替態様として、特に絞り弁のない空気系の場合、空気質量流量モデルは、内燃機関の吸気管内の圧力および内燃機関の回転速度に基づいて空気質量流量を決定してもよい。
【００２０】
特に、絞り弁内を通過する空気質量流量が、絞り弁の状態および絞り弁前後の圧力差に基づき、絞り方程式により決定されてもよく、この場合、容積の特性は理想気体方程式により考慮される。
【００２１】
前記空気系の状態は、空気質量流量測定値の誤差を有する測定に対する確率が限界値を超えている状態に対応していてもよい。
【００２２】
一実施形態により、圧縮機内を通過する空気質量流量および空気系内の圧力の少なくともいずれかの脈動が発生したとき、空気質量流量測定値の代わりに空気質量流量モデル値が提供されてもよい。特に、絞り弁の閉鎖がしきい値を超える勾配で行われたとき、および空気質量流量測定値が特定のしきい値を下回ったときの少なくともいずれかにおいては、空気質量流量測定値の代わりに空気質量流量モデル値が提供されてもよい。
【００２３】
他の一形態により、特性変数が上記の方法により提供され、前記特性変数の関数として発生された操作信号が内燃機関に対して提供される、内燃機関の運転方法が設けられている。
【００２４】
他の一形態により、過給式内燃機関の空気系の状態に対する特性変数の提供装置が設けられている。本装置は、
特性変数に対するデータとして特性変数測定値を測定するためのセンサと、
特性変数モデルを用いて、種々の変数の特性変数測定値の１つまたは複数により、特性変数モデル値が計算可能である前記特性変数モデルが、その中で実行される計算ユニットであって、この場合、空気系の状態に応じて、特性変数測定値に基づき、または特性変数モデルにより計算された特性変数モデル値に基づいて特性変数を提供するように形成されている前記計算ユニットと、を含む。
【００２５】
さらに、特性変数が空気系内の空気質量流量を表わしていてもよく、この場合、特性変数測定値として空気質量流量測定値を測定するために、センサが空気質量センサを含み、特性変数モデルとして空気質量流量モデルを提供するために、および空気系の状態に応じて、空気質量流量測定値に基づき、または空気質量流量モデルにより計算された空気質量流量モデル値に基づいて空気質量流量を提供するために、計算ユニットが形成されている。
【００２６】
他の一形態により、上記の装置と、および空気系を介してそれに空気が供給される内燃機関とを備えたエンジン装置が設けられている。
【００２７】
さらに、空気系が過給装置の圧縮機の下流側に絞り弁を有していてもよく、この場合、圧縮機と絞り弁との間の容積の動特性を考慮して、絞り弁内を通過する空気質量流量により空気質量流量モデルを決定するために、計算ユニットが形成されている。
【００２８】
他の一形態により、プログラム・コードがデータ処理ユニット上で実行されるときに上記の方法を実行する前記プログラム・コードを含むコンピュータ・プログラムが設けられている。
【００２９】
以下に、本発明の実施形態が図面により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、過給装置を備えたエンジン装置の概略図を示す。
【図２】図２は、図１のエンジン装置に対する空気質量流量データの提供方法を説明するための流れ図を示す。
【図３】図３は、戻り空気配管のない過給装置を備えた他のエンジン装置の概略図を示す。
【図４】図４は、図３のエンジン装置における空気質量流量データの提供方法を説明するための流れ図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下の実施形態の説明において、同じ符号を有する要素は、同じ機能または類似の機能を有する要素を表わす。
【００３２】
図１は内燃機関２を備えたエンジン装置１を示し、内燃機関２に、空気供給セクション３を介して空気が供給され、および内燃機関２から、排気ガス排出セクション４を介して排気ガスが排出される。空気供給セクション３は過給装置６の圧縮機６１を含み、過給装置６に吸気管５が接続され、これにより、吸気管５は、圧縮機６１の出口側と内燃機関２の入口側との間に配置されている。
【００３３】
吸気管５内に絞り弁７が配置され、絞り弁７は内燃機関２への空気質量流量を制御する。空気供給セクション３内に流入する空気質量流量を検出するために、過給装置６の圧縮機６１の入口側に、熱膜空気質量センサ（ＨＦＭ）の形の空気質量センサ８が設けられている。過給装置６の圧縮機６１を駆動するために、排気ガス排出セクション４内に排気ガスタービン・ユニット６２が配置され、排気ガスタービン・ユニット６２は、圧縮機に動力を伝達するために、軸等を介して圧縮機６１と結合されている。
【００３４】
過給動力を制御するために、排気ガスタービン・ユニット６２にバイパス配管６３が設けられ、バイパス配管６３は排気ガスタービン・ユニット６２の入口側および出口側を相互に結合し、およびバイパス配管６３内に、調節弁の形の調節要素６４が配置されている。排気ガスタービン・ユニット６２内を流動しない排気ガスの量を設定するために、調節弁は本質的に無段調節が可能である。調節要素６４および絞り弁７の位置、並びに内燃機関２に供給される燃料量、および場合により（図示されていない）点火ユニット（例えば点火プラグ）の点火時期は、エンジン制御装置１０から、例えば操作信号の形で提供される。
【００３５】
エンジン制御装置１０は操作／制御アルゴリズムを実行し、操作／制御アルゴリズムは、例えばトルクないしは希望のエンジン出力のような希望の出力変数を提供するために、例えば内燃機関２内への空気質量流量、絞り弁７の手前の過給圧力等のような入力変数により、並びに例えばドライバの希望トルクのような設定変数ＶＧおよび例えば内燃機関２の回転速度のような運転点変数により、操作変数ないしは操作信号を用いて内燃機関２の操作を行う。
【００３６】
過給装置６の圧縮機６１に戻り空気配管１１が設けられ、戻り空気配管１１内に戻り空気弁１２が配置されている。戻り空気弁１２は切換弁であり、即ち、切換弁は、一般に、開放されているかまたは閉鎖されているにすぎない。エンジン装置の形態に応じてそれぞれ、戻り空気弁１２はエンジン制御装置１０により電気的に操作されても、または機械的に、即ち吸気管５と（絞り弁７の下流側の）周辺圧力との間の圧力差の関数として空気式に制御されてもよい。エンジン制御装置１０により制御される弁を介して制御圧力が供給される電気空気式戻り空気弁もまた既知である。
【００３７】
戻り空気弁１２により、圧縮機６１がいわゆる圧縮機サージングを発生させることを回避する機能が形成される。圧縮機サージングは、圧縮機６１の入口側と出口側との間に高い圧力差があって質量流量が少ないときに発生する。この運転状態は、しばしば、高負荷から低負荷への急速な負荷切換において、即ち絞り弁７が閉鎖位置に移動されることにより、吸気管５内を搬送される空気質量流量が低減され且つ絞り弁の手前の過給圧力がそれに対応して上昇したときに発生される。即ち、圧縮機サージングは、圧縮機６１の出口側と圧縮機６１の入口側との間の圧力平衡を形成するために、この特定の運転状態において戻り空気弁１２が開放されることにより回避される。したがって、戻り空気弁１２の開放の間に、圧縮機６１の圧縮動力の一部は、戻り空気配管１１を介して空気を循環させるために、ないしは空気を排出させるために利用される。
【００３８】
戻り空気弁１２が開放された運転状態に応じてそれぞれ、空気質量センサ８を介して周囲への空気の短時間の逆流が発生することがある。空気質量センサ８の構造は、一般に、流動方向が反転したときに確実な空気質量流量測定値を決定するようには設計されていないので、戻り空気弁１２が開放したときに空気質量センサ８により決定された空気質量流量は、一般に、エンジン制御装置１０により内燃機関２を操作するためのデータとしては適切ではない。この場合、絞り弁７の適切なモデルにより、空気供給セクション３内への空気質量流量に対するモデル化された代替値が計算可能である。
【００３９】
絞り弁モデルは、絞り弁７の両側の差圧に基づいて絞り弁７内を通過する空気質量流量を決定するために、絞りに対する標準方程式を使用する。絞り弁モデルは、一般に、空気質量センサ８が正常に作動する運転点ないしは運転範囲において、提供された空気質量センサ８の測定値により、既知のように、例えば補正オフセットおよび補正係数の少なくともいずれかを提供することにより適応され、これにより、空気質量流量のデータの提供を測定値からモデル化された値に切り換えるときにジャンプは発生しない。
【００４０】
代替態様として、他のモデルにより、吸気管の圧力に基づき、および回転速度に基づいて空気質量流量に対する代替値がモデル化されてもよい。この他のモデルは、絞り弁のない空気系に対しても使用可能である。
【００４１】
エンジン制御装置１０内における空気質量流量のデータの提供方法が図２に流れ図として示されている。
【００４２】
ステップＳ１において、空気質量流量データが空気質量センサ８から測定値として提供される状態から出発される。空気質量流量データの提供に平行して、空気質量センサ８により測定された空気質量流量データを妥当化するために、圧縮機６１内を通過する質量流量の和がモデル化される。空気質量流量の和のモデル化は、絞り弁７を介して流入する空気質量流量、および絞り弁７の手前に存在する容積Ｖを考慮して行われる。空気質量流量の和のモデル化において、圧縮機６１および戻り空気配管１１は１つのユニットにまとめられ、且つこのユニット内を通過する空気質量流量は空気質量センサ８内を通過する空気質量流量に対応するものと仮定される。
【００４３】
圧縮機６１および戻り空気配管１１からなる圧縮装置内を通過する空気質量流量は次式により決定され、
【００４４】
【数１】
2010121622.tif 000003
【００４５】
ここで、容積内の質量差
【００４６】
【数２】
2010121622.tif 000004
【００４７】
は、
【００４８】
【数３】
2010121622.tif 000005
【００４９】
および
【００５０】
【数４】
2010121622.tif 000006
【００５１】
を用いて得られる。したがって、次式が得られ、
【００５２】
【数５】
2010121622.tif 000007
【００５３】
ここで、ｍＶは圧縮機６１と絞り弁７との間の容積内の空気質量に対応し、ｍＶｅｒｄは圧縮機６１内を通過する空気質量流量に対応し、ｍＤｒｏｓｓｅｌは絞り弁７内を通過する空気質量流量に対応し、Ｖは圧縮機６１と絞り弁７との間の容積に対応し、Δｐは絞り弁７の手前の容積Ｖ内における、相前後する２つのサイクル間の圧力差に対応し、ｐｖｏｒＤｒａｓｓｅｌｋｌａｐｐｅは絞り弁７の手前の圧力に対応し、ｐｎａｃｈＤｒｏｓｓｅｌｋｌａｐｐｅは絞り弁７の後方の圧力に対応し、ｒはガス定数に対応し、およびＴは容積Ｖ内における温度に対応する。圧力差Δｐは容積Ｖ内の圧力の測定および差の形成により決定可能である。
【００５４】
このために、ステップＳ２において、この計算のために必要な、絞り弁７の手前の容積Ｖ内の温度Ｔ、絞り弁７の手前の容積Ｖ内の圧力ｐのような測定変数が圧力センサ１３により測定され、且つそれに対応して、空気質量流量の和のモデル化を実行するために、絞り弁７内を通過する空気質量流量ｍＤｒｏｓｓｅｌのようなモデル化変数が提供される。
【００５５】
空気質量流量の上記のモデル化から、圧縮機６１内への空気質量流量ｍＶｅｒｄ、即ち、空気質量センサ８を通過する空気質量流量が特定のしきい値より小さいことが得られ、これがステップＳ３において特定された場合（選択：Ｙｅｓ）、内燃機関２に対する操作変数をさらに計算するために、空気質量流量に対する測定値の代わりに、エンジン制御装置１０内における絞り弁モデルによる代替値が使用される（ステップＳ５）。空気質量流量に対する代替値は、測定された過給圧力、モデル化された吸気管圧力（絞り弁７の下流側）およびエンジン制御装置１０により設定された絞り弁７の位置から得られる。
【００５６】
しきい値を下回っていなかった場合（選択：Ｎｏ）、ステップＳ４において、空気質量センサ８から提供された空気質量流量に関するデータにより、絞り弁モデルの適応が行われ、即ち、測定された空気質量流量により、絞り弁モデルが適合され、これにより、空気質量流量の測定値が無効の場合には、できるだけ精度の高い代替値が提供可能である。絞り弁モデルの適応後に、フローはステップＳ１に戻り、ステップＳ１において、空気質量センサ８の測定値が空気質量流量データとして新たに呼び出され且つ提供される。
【００５７】
代替値の計算はステップＳ５において実行され、且つそれに続いてフローはステップＳ１に戻され、これにより、内燃機関２の操作を実行するために測定された空気質量流量のデータの代わりに代替値が使用されなければならない運転状態が存在するかどうかの検査を新たに実行可能である。
【００５８】
図３に他のエンジン装置１′が略図で示され、エンジン装置１′は、図１のエンジン装置１とは、基本的に、圧縮機６１の入口側と出口側とを相互に結合する戻り空気配管がないことにおいて異なっている。このエンジン装置１′は、特定の運転状態においては、意識的に圧縮機サージングを許容するように設計されている。しかしながら、いわゆる圧縮機サージングが発生したとき、空気質量流量データの測定値が使用可能であるか、またはその代わりに代替値が使用されなければならないかが、妥当化によって特定されなければならない。
【００５９】
測定値としてまたは代替値として空気質量流量のデータを提供するための対応方法が図４の流れ図に示されている。はじめに、ステップＳ１１において、空気質量流量の測定値が提供される。ステップＳ１２において、圧縮機６１内を通過する空気質量流量の和がモデル化され、且つそのために、上記の計算手順が使用される。ステップＳ１３において、圧縮機サージングが特にまたは実際に発生する、エンジン装置１′の運転状態が特定される。これは、例えば、圧縮機６１内を通過する空気質量流量の測定データが周期的にしきい値を下回るかどうかが検査されることにより実行可能である。特に、圧縮機６１の後方即ち容積Ｖ内の空気圧力の圧力勾配が周期的特性を有しているときには既に、この条件が満たされていることが特定可能である。他の可能性は、負荷切換が特定の勾配で行われているかどうかを特定することにあり、この場合には、圧縮機サージングの発生が推測される。
【００６０】
ステップＳ１３において圧縮機サージングが特定された場合（選択：Ｙｅｓ）、ステップＳ１５において、絞り弁モデルにより、絞り弁７の前後の圧力に基づき、および絞り弁７の位置に関するデータに基づいて、空気質量流量に対する代替値が決定される。それに続いて、フローはステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１において、空気質量流量に対する測定値が測定され、および空気質量流量の和が新たにモデル化され、これにより、いかなるときに代替値の代わりに測定値が使用可能であるかを知ることができる。ステップＳ１３において、空気質量流量の周期的特性がもはや存在しないことが特定された場合（選択：Ｎｏ）、代替値の計算の基礎となる絞り弁モデルは、このとき存在する測定された空気質量流量データのみにより適応され（ステップＳ１４）、且つフローは空気質量流量の測定値を提供するステップＳ１１に戻される。
【００６１】
戻り空気配管が存在する場合に、戻り空気弁１２がもはや開放不可能なエラーを有する状態が特定されたときにおいてもまた、圧縮機サージングを特定したときに空気質量流量の代替値を提供することが行われてもよい。この場合、圧縮機６１が戻り空気配管を有するエンジン装置においてもまた圧縮機サージングが発生することがあるので、戻り空気弁１２が故障した場合においてもまた、エンジン制御装置１０は、空気質量流量に対する代替値により内燃機関２の操作を正常に実行可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１、１′  エンジン装置
２  内燃機関
３  空気系（空気供給セクション）
４  排気ガス排出セクション
５  吸気管
６  過給装置
６１  圧縮機
６２  排気ガスタービン・ユニット
６３  バイパス配管
６４  調節要素
７  絞り弁
８  空気質量センサ
１０  計算ユニット（エンジン制御装置）
１１  戻り空気配管
１２  戻り空気弁
１３  圧力センサ
ＶＧ  設定変数
【図１】
2010121622.tif 000008
【図２】
2010121622.tif 000009
【図３】
2010121622.tif 000010
【図４】
2010121622.tif 000011