(57)【要約】【課題】運転変数の改善されたモデル化を可能にする内燃機関（１）の運転方法および装置を提供する。【解決手段】  内燃機関（１）の第１の運転変数の値が、内燃機関（１）の第１の運転変数とは異なる少なくとも１つの第２の運転変数、特に充填量の関数としてモデル化され、このモデル化が、前記第１の運転変数のモデル化値と前記第１の運転変数の測定値との比較の関数として補正される、内燃機関（１）の運転方法において、前記補正が、内燃機関（１）の異なる運転点に対して異なって実行される。【選択図】  図１
2006322453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１）の第１の運転変数の値が、内燃機関（１）の第１の運転変数とは異なる少なくとも１つの第２の運転変数である充填量の関数としてモデル化され、このモデル化が、前記第１の運転変数のモデル化値と前記第１の運転変数の測定値との比較の関数として補正される、内燃機関（１）の運転方法において、
前記補正が、内燃機関（１）の異なる運転点に対して異なって実行されることを特徴とする内燃機関の運転方法。
【請求項２】
前記第１の運転変数として、内燃機関（１）への給気管（５０）内の圧力が選択されることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項３】
内燃機関（１）に供給される空気の流れ特性を調節するための調節要素（１５）である絞り弁の下流側において、前記圧力の測定値が第１の圧力センサ（５）により決定されることを特徴とする請求項２に記載の運転方法。
【請求項４】
内燃機関（１）に供給される空気の流れ特性を調節するための調節要素（１５）である絞り弁の上流側において、前記圧力の測定値が第２の圧力センサ（１０）により決定されることを特徴とする請求項２に記載の運転方法。
【請求項５】
調節要素（１５）が内燃機関（１）に供給される空気の流れ特性をほとんど調節しない位置をとる内燃機関（１）の運転点に対してのみ、前記圧力の測定値が決定されることを特徴とする請求項４に記載の運転方法。
【請求項６】
調節要素（１５）が完全に開放されている内燃機関（１）の運転点に対してのみ、前記圧力の測定値が決定されることを特徴とする請求項５に記載の運転方法。
【請求項７】
前記モデル化において、少なくとも１つの前記第２の運転変数と前記第１の運転変数との間で換算するための換算係数が考慮されること、および
前記換算係数が、前記第１の運転変数のモデル化値と前記第１の運転変数の測定値との比較の関数として補正されること、
を特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の運転方法。
【請求項８】
前記モデル化において、内燃機関（１）の第３の運転変数である内燃機関（１）燃焼室（２０）における内部および外部の少なくともいずれかの残留ガス分圧が考慮されること、および
前記第３の運転変数が、前記第１の運転変数のモデル化値と前記第１の運転変数の測定値との比較の関数として補正されること、
を特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の運転方法。
【請求項９】
前記モデル化が、エンジン回転速度および内燃機関（１）の充填量の少なくともいずれかによって定義される運転点の関数として補正されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載運転の方法。
【請求項１０】
内燃機関（１）の第１の運転変数の値を、内燃機関（１）の少なくとも１つの第２の運転変数である内燃機関（１）の充填量の関数としてモデル化するモデル化ユニット（３０）と、このモデル化を、前記第１の運転変数のモデル化値と前記第１の運転変数の測定値との比較の関数として補正する補正ユニット（３５）とを備えた、内燃機関（１）の運転装置（２５）において、
内燃機関（１）の運転点を検出する手段（４０、４５）と、
検出された内燃機関（１）の異なる運転点に対して異なって補正を実行する補正ユニット（３５）と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の運転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の運転方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の吸気管圧力値が、充填量および内燃機関の燃焼室における内部および／または外部の残留ガス分圧の関数としてモデル化される、内燃機関の運転方法および装置が既知である。このモデル化は、吸気管圧力のモデル化値と吸気管圧力の測定値との比較の関数として補正され、この場合、吸気管圧力の測定値は、吸気管圧力センサにより測定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、運転変数の改善されたモデル化を可能にする内燃機関の運転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】
【０００４】
本発明によれば、内燃機関の第１の運転変数の値が、内燃機関の第１の運転変数とは異なる少なくとも１つの第２の運転変数、特に充填量の関数としてモデル化され、このモデル化が、第１の運転変数のモデル化値と第１の運転変数の測定値との比較の関数として補正される、内燃機関の運転方法において、前記補正が、内燃機関の異なる運転点に対して異なって実行される。
【０００５】
また、本発明によれば、内燃機関の第１の運転変数の値を、内燃機関の少なくとも１つの第２の運転変数、特に内燃機関の充填量の関数としてモデル化するモデル化ユニットと、このモデル化を、第１の運転変数のモデル化値と第１の運転変数の測定値との比較の関数として補正する補正ユニットとを備えた、内燃機関の運転装置は、内燃機関の運転点を検出する手段と、検出された内燃機関の異なる運転点に対して異なって補正を実行する補正ユニットと、を備えている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による内燃機関の運転方法および運転装置は、従来技術に比較して、補正が内燃機関の異なる運転点に対して異なって実行されるという利点を有している。このようにして、モデル化の補正が内燃機関の異なる運転点に適合可能であるので、運転点に対してモデル化の補正における最大精度が達成可能である。
【０００７】
本発明は更に、有利な改良および改善が可能である。
第１の運転変数として、内燃機関への給気管内の圧力が選択されるとき、それは特に有利である。この変数は内燃機関の多くの機能において使用される。したがって、この変数は、内燃機関の異なる運転点に対して最適精度で供給可能である。
【０００８】
内燃機関に供給される空気の流れ特性を調節するための調節要素、特に絞り弁の下流側において、圧力測定値が第１の圧力センサにより決定されるとき、他の利点が得られる。このようにして、圧力が吸気管圧力である場合、内燃機関の全運転範囲に対して、確実な吸気管圧力の測定値が決定可能であるので、吸気管圧力のモデル化補正の上記の最適化が内燃機関の全運転範囲にわたり実行可能である。
【０００９】
内燃機関に供給される空気の流れ特性を調節するための調節要素、特に絞り弁の上流側において、圧力測定値が第２の圧力センサにより決定されるとき、他の利点が得られる。このようにして、吸気管圧力は第２の圧力センサにより形成される給気圧力センサにより決定可能であるので、別の吸気管圧力センサは必要ではない。
【００１０】
この場合、さらに、調節要素が内燃機関に供給される空気の流れ特性をほとんど調節しない位置をとる内燃機関の運転点に対してのみ、圧力測定値が決定されるとき、それは有利である。このようにして、使用される圧力センサとは無関係に、決定測定値がほぼ圧力を反映するので、圧力のモデル化補正は使用される圧力センサとは無関係に圧力測定値の決定のために確実な結果を提供することが保証可能である。
【００１１】
これは、特に、調節要素が完全に開放されている内燃機関の運転点に対してのみ、圧力測定値が決定されるとき、保証されている。
モデル化が、少なくとも１つの第２の運転変数と第１の運転変数との間で換算するための換算係数を含むとき、および換算係数が、第１の運転変数のモデル化値と第１の運転変数の測定値との比較の関数として補正されるとき、他の利点が得られる。これは、特に簡単且つ費用の少ない第１の運転変数のモデル化方法およびその補正を示す。
【００１２】
モデル化において、第２の運転変数に追加して内燃機関の第３の運転変数、特に内燃機関燃焼室の内部および／または外部の残留ガス分圧が考慮されるとき、および第３の運転変数が、第１の運転変数のモデル化値と第１の運転変数の測定値との比較の関数として補正されるとき、第１の運転変数のモデル化およびその補正の信頼性が向上可能である。
【００１３】
モデル化が、エンジン回転速度および／または内燃機関充填量によって定義される運転点の関数として補正されるとき、他の利点が得られる。このようにして、内燃機関の第１の運転変数のモデル化の補正において、内燃機関の実際運転点が確実且つ正確に考慮可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１において、符号１は、例えば車両を駆動する内燃機関を示す。内燃機関１は、例えばオットー・サイクル・エンジンとしてまたはディーゼル・エンジンとして形成されていてもよい。内燃機関１は、例えばシリンダの一部として燃焼室２０を含む。この場合、内燃機関１は、それぞれ１つの燃焼室を有する複数のシリンダを含んでいてもよい。例として、図１においては、１つのシリンダの燃焼室２０が選択されている。燃焼室２０に吸気弁１１５を介して空気管ないしは給気管５０から空気が供給される。吸気弁１１５の開放時間および閉鎖時間は、エンジン制御手段５５により当業者に既知のように操作される。代替態様として、吸気弁１１５の開放時期および閉鎖時期は、図１には示されていないカム軸を介して当業者に既知のように設定されてもよい。空気管５０内の空気の流れ方向が矢印により示されている。空気質量流量計４５、例えばホット・フィルム空気質量流量計は、給気管５０内の空気質量流量を測定し且つ測定値をエンジン制御手段５５に伝送する。空気質量流量計４５の下流側に、オプションとして且つ図１に破線で示されているように、燃焼室２０に供給される空気を圧縮するための圧縮機１３０が配置されている。この場合、圧縮機１３０は、例えば、図１には示されていない内燃機関１のクランク軸により、電動機により、または図１に示されているように内燃機関１の排気系１２５内のタービン１３５により、軸１４０を介して駆動されていてもよい。オプションとして存在する圧縮機１３０の下流側に、図１に示すように空気管５０内に第２の圧力センサ１０が配置され、第２の圧力センサ１０は空気管５０内のこの位置における圧力を測定し且つ測定値をエンジン制御手段５５に伝送する。第２の圧力センサ１０の下流側の空気管５０内に、例えば絞り弁の形の調節要素１５が配置され、絞り弁位置の関数として内燃機関１に供給される空気の流れ特性が調節される。絞り弁１５の位置はエンジン制御手段５５により当業者に既知のように、例えばドライバの希望の関数として設定される。逆に、絞り弁１５の位置は、例えばポテンショメータによりエンジン制御手段５５にフィードバックされる。絞り弁１５の位置は開度とも呼ばれる。絞り弁１５の下流側の空気管５０内に第１の圧力センサ５が配置され、第１の圧力センサ５は、空気管５０内のこの位置における圧力を測定し且つ測定値をエンジン制御手段５５に伝送する。次に、第１の圧力センサ５の下流側の空気管５０内に燃焼室２０の吸気弁１１５が配置されている。したがって、第１の圧力センサ５は、絞り弁１５の下流側に存在し、第２の圧力センサ１０は、絞り弁１５の上流側に存在する。以下においては、例として、第１の圧力センサ５のみまたは第２の圧力センサ１０のみが存在していると仮定される。しかしながら、図１に示されているように、空気管５０内に両方の圧力センサ５、１０が存在していてもよい。絞り弁１５の下流側に位置する空気管５０の区間は吸気管とも呼ばれるので、第１の圧力センサ５により測定された圧力は吸気管圧力とも呼ばれる。したがって、第１の圧力センサ５は吸気管圧力センサとも呼ばれる。圧縮機１３０と絞り弁１５との間の圧力は給気圧力とも呼ばれるので、第２の圧力センサ１０は給気圧力センサとも呼ばれる。図１には示されていない１つまたは複数の噴射弁を介して、燃料が、空気管５０内ないしは吸気管内に、ないしは直接燃焼室２０内に当業者に既知のように噴射される。燃焼室２０内における空気／燃料混合物の燃焼において形成される排気ガスは、排気弁１２０を介して排気系１２５内に排出され、排気系１２５内において、排気ガスはオプションとして存在するタービン１３５を駆動する。排気系１２５内の排気ガスの流れ方向が図１において矢印により示され、排気弁１２０の開放時間および閉鎖時間は、図１に示されているように、当業者に既知のようにエンジン制御装置５５により設定される。代替態様として、排気弁１２０の開放時間および閉鎖時間は当業者に既知のようにカム軸を介して設定されてもよい。
【００１５】
車両内に組み込まれているエンジン制御手段５５は、電気的方法で内燃機関１の運転を支援する。この場合、エンジン制御手段５５は、既知のように、内燃機関１の運転状態に応じてそれぞれ有害物質の少ない燃焼または最大出力ゲインに寄与可能である。このために、エンジンの物理変数がエンジン制御手段５５内においてきわめて十分にわかっていることが必要である。これは、一方で、これらのエンジンの物理変数が組込みセンサによって測定されることにより保証可能である。即ち、図１の例においては、空気質量流量が空気質量流量計４５により、吸気管圧力が第１の圧力センサ５により、および給気圧力が第２の圧力センサ１０により測定される。追加態様または代替態様として、これらのエンジンの物理変数がエンジン制御手段５５内において内燃機関１の他の測定運転変数またはモデル化運転変数からモデル化されてもよい。センサはハードウェア構成要素としてたいていの場合きわめて高価であるので、できるだけ内燃機関１の対応の運転変数のモデル化が使用される。内燃機関１の複数の機能によって使用される、内燃機関１の運転のための重要な基本変数は吸気管圧力である。吸気管圧力のモデル化は既知のように複数の特性曲線群によって行われ、特性曲線群は、内燃機関１内に組み込まれている可変の、燃焼室２０の充填量を調節する要素を考慮している。これらの要素は、圧縮機１３０、絞り弁１５、吸気弁１１５および排気弁１２０を含む。燃焼室２０の充填量は、例えば吸気弁１１５の弁リフトの関数である。したがって、できるだけ正確な吸気管圧力のモデル化のために、特に吸気弁１１５の異なる弁リフトが設定可能であるとき、モデル化において吸気弁１１５の弁リフトを考慮することが有利である。燃焼室２０の充填量、したがって吸気管圧力は、さらに、吸気弁１１５のみならず排気弁１２０もまた開放されている時間長さによっても影響され、即ち、このときに吸気弁１１５および排気弁１２０の開放時間の重なりまたは交差が形成される。この交差は、カム軸調節の関数ないしはエンジン制御手段５５による吸気弁１１５および排気弁１２０の操作の関数であり、吸気管圧力のできるだけ正確なモデル化のために同様に有利に考慮可能である。さらに、燃焼室２０の充填量、したがって吸気管圧力は、場合により実行される吸気管切換によって調節されてもよく、吸気管切換においては、異なるエンジン回転速度に対して吸気管長さが異なって設定される。したがって、吸気管圧力のできるだけ正確なモデル化のために、このような吸気管切換の考慮もまた有利である。充填量、したがって吸気管圧力は、絞り弁１５の位置および場合により存在する圧縮機１３０の出力の関数であるので、これらは吸気管圧力のできるだけ正確なモデル化のために使用可能であることが同様に有利である。例として挙げた充填量、したがって吸気管圧力を調節するための複数の調節可能性を含む内燃機関１においては、一方で、吸気管圧力のモデル化の適用はそれに対応して複雑であり、他方で、モデル化において、調節可能性がより多く設けられていればいるほどそれだけより大きいばらつきが得られる。このように発生する、実際の吸気管圧力とモデル化吸気管圧力との間の偏差は、モデル化において使用される換算係数の適応または補正により学習される。
【００１６】
以下において吸気管圧力モデルとも呼ばれる吸気管圧力をモデル化するためのモデルの適用精度は、吸気管圧力のモデル化のために考慮される全てのセンサ、例えば空気質量流量計４５および２つの圧力センサ５、１０および上記の調節可能性の形成に関係する調節要素、並びに例えばピストン、クランク軸、吸気管表面積およびシリンダ表面積のようなエンジン部品の製作公差によって影響される。上記の調節要素は、例えば吸気弁１１５の弁リフトを調節するために、カム軸を調節するために、および吸気管を調節するために当業者に既知のように使用される。特に過給エンジンにおいては、即ち圧縮機１３０が使用されている場合、これは、全負荷において内燃機関１の実際出力の希望目標出力からの偏差を形成する。この原因は、充填量としても表わされる燃焼室２０内の相対空気から吸気管圧力への換算が固定して決定された特性曲線群により当業者に既知のように行われることにある。この場合、構造要素のばらつきの影響は、いわゆる平均公差エンジンへの適応が行われ且つこの適応が異なる内燃機関に対して使用されることにより減少される。
【００１７】
燃焼室２０の充填量を吸気管圧力へ換算するために使用される換算係数の上記の適応により、内燃機関１の実際出力の希望目標出力からの偏差は、内燃機関１の全負荷において明らかに減少可能である。この適応は、吸気管圧力のモデル化値が吸気管圧力の測定値と比較され且つ比較結果の関数として吸気管圧力のモデル化ないしはモデル化のために使用される１つまたは複数の換算係数が補正されることにより行われる。従来、この適応は、内燃機関１の１つの運転点において実行され且つこれが次に内燃機関１の残りの全ての運転点に使用されてきた。したがって、本発明により、吸気管圧力のモデル化の適応ないしは補正を運転点の関数として実行するように設計されているので、補正は内燃機関１の異なる運転点に対して異なって実行される。
【００１８】
吸気管圧力のモデル化のこのような適応ないしは補正の実行を図２の機能図により説明する。ここで、例えばソフトウェアおよび／またはハードウェアによりエンジン制御手段５５において実行可能な運転装置２５が設けられている。運転装置２５は、燃焼室２０の充填量のモデル化値ｒｌを吸気管圧力のモデル化値ｐｓｍに変換する第１のモデル化ユニット３０を含む。この変換のために、第１のモデル化ユニット３０は除算要素６５を含み、除算要素６５に、入力変数として、充填量のモデル化値ｒｌおよび適応ないしは補正換算係数ｆｕｐｓｒｌ′が供給されている。除算要素６５は、供給された２つの入力変数から商を形成し且つこれを中間値ｐｓｍ′＝ｒｌ／ｆｕｐｓｒｌ′としてその出力端に出力する。この中間値ｐｓｍ′がそのまま吸気管圧力のモデル化値ｐｓｍとして使用されてもよい。しかしながら、追加態様として且つ図２に示されているように、中間値ｐｓｍ′が減算要素７５に供給され、減算要素７５にさらに燃焼室２０の内部および／または外部の残留ガス分圧適応ないしは補正値ｐｂｒ′が供給されるとき、モデル化がより確実なものとなる。減算要素７５は、次に、供給された吸気管圧力の中間値ｐｓｍ′および燃焼室２０の内部および／または外部の残留ガス適応分圧ｐｂｒ′から差を形成し且つこの差ｐｓｍ′−ｐｂｒ′を吸気管圧力のモデル化値ｐｓｍとしてその出力端に出力する。即ち、分圧適応値ｐｂｒ′は、特に排気ガス再循環が存在していないとき、燃焼室２０の内部残留ガス適応分圧ｐｂｒｉｎｔ′のみに対応可能である。排気ガス再循環が存在している場合、このとき、分圧適応値ｐｂｒ′は、排気ガス再循環により形成されたシリンダ内の外部残留ガス分圧適応値ｐｂｒｅｘｔ′のみに対応していてもよい。しかしながら、排気弁１２０を介して燃焼室２０内に排気ガスが逆流することにより形成される内部残留ガスもまた燃焼室２０内に存在する場合、適応値ｐｂｒ′は、内部残留ガス分圧と外部残留ガス分圧との和として選択されてもよい。即ち、後者の場合には次式となるであろう。
【００１９】
【数１】
2006322453.tif 000003
【００２０】
したがって、吸気管圧力のモデル化値ｐｓｍが次式により得られる。
【００２１】
【数２】
2006322453.tif 000004
【００２２】
この場合、運転装置２５は第２のモデル化ユニット６０を含み、第２のモデル化ユニット６０は、当業者に既知のように、空気質量流量計４５から運転装置２５ないしは第２のモデル化ユニット６０に供給される測定空気質量流量ｍｌの時間線図を充填量ｒｌの対応時間線図に変換し、この場合、第２のモデル化ユニット６０に内燃機関１の他の運転変数が供給され、これらの運転変数は、燃焼室２０の充填量を調節し、したがって空気質量流量ｍｌの時間線図の充填量のモデル化値ｒｌの時間線図への変換において考慮される。これらの運転変数は、上記のように、例えば吸気弁１１５の弁リフト、カム軸調節、即ち一般的には吸気弁１１５のみならず排気弁１２０もまた開かれているクランク軸角度または時間範囲、吸気管切換に応じたそれぞれの吸気管長さ、絞り弁１５の位置、圧縮機１３０の出力ないしはこれにより発生される給気圧力である。対応の運転変数は、例えば図２の例に示すように運転装置２５の外側に位置している対応の調節要素またはセンサ要素９５−１００から、第２のモデル化ユニット６０に供給される。この場合、例えば給気圧力の実際値ｐｌが給気圧力センサ１０から第２のモデル化ユニット６０に供給される。さらに、例えば絞り弁１５の位置の実際値αが、図２に示されているように、対応のセンサ９０、例えば絞り弁ポテンショメータから第２のモデル化ユニット６０に供給される。給気圧力センサ１０および絞り弁ポテンショメータ９０もまた、図２の例に示すように運転装置２５の外側に配置されている。したがって、第２のモデル化ユニット６０は、最終的に、例えば試験台上において決定された多次元特性曲線群ないしは多次元特性曲線空間を示し、この多次元特性曲線群ないしは多次元特性曲線空間は、センサないしは調節要素９５−１００、空気質量流量計４５、給気圧力センサ１０および絞り弁ポテンショメータ９０から第２のモデル化ユニット６０に供給された内燃機関１の運転変数を、燃焼室２０の充填量のモデル化値ｒｌに変換し且つそれを第２のモデル化ユニット６０の出力端に出力する。上記の運転変数がそれらの時間線図内、特に離散的走査時点に存在しているとき、第２のモデル化ユニット６０の出力端に、充填量のモデル化値ｒｌの対応の時間線図が得られる。
【００２３】
吸気管圧力のモデル化値ｐｓｍないしはその時間線図は、減算要素７５の出力端から比較ユニット８５に供給される。比較ユニット８５には、さらに、給気圧力センサ１０から提供された給気圧力の実際値ｐｌの時間線図が供給される。比較ユニット８５は、各走査時点に対して、吸気管圧力のモデル化値ｐｓｍを給気圧力の実際値ｐｌと比較する。この場合、比較は、内燃機関１に供給される空気の流れ特性が絞り弁１５の位置により実際当該走査時点においてほとんど調節されないときにのみ行われることが有利である。これは、例えば、絞り弁が完全に開放されているときの場合である。一般に、例えば試験台上において、内燃機関１に供給される空気の流れ特性が絞り弁１５の位置によりほとんど調節されない絞り弁１５開度に対する範囲が決定可能である。この範囲は、完全に開放された絞り弁１５もまた含む。内燃機関１に供給される空気が絞り弁１５の位置によりほとんど調節されないことは、給気圧力センサ１０から供給される給気圧力の実際値ｐｌが、例えばこの目的のためにのみ組み込まれた吸気管圧力センサ５から提供された吸気管圧力の実際値ｐｓと比較されることにより特定可能である。給気圧力の実際値ｐｌが吸気管圧力の実際値ｐｓにほぼ対応する絞り弁１５の全ての位置または開度に対しては、内燃機関１に供給される空気の流れ特性が対応の絞り弁１５の位置によりほとんど調節されないことが特定される。絞り弁１５のこの位置または開度ないしはこの開度の最小値とこの開度の最大値との間の範囲は、このとき、その範囲内において比較ユニット８５により吸気管圧力のモデル化値ｐｓｍが測定給気圧力の実際値ｐｌと比較される絞り弁１５開度αに対する所定の範囲を形成する。このために、絞り弁１５開度αが絞り弁ポテンショメータ９０から比較ユニット８５に供給される。比較ユニット８５に供給された絞り弁１５の開度αが上記範囲外にある場合、比較ユニット８５は非作動化され、その他の場合、比較ユニット８５は作動化され且つ上記の比較を実行する。比較ユニット８５によりその作動化状態において決定された、吸気管圧力のモデル化値ｐｓｍと測定給気圧力の実際値ｐｌとの間の差Δ＝ｐｓｍ−ｐｌは、補正ユニット３５に供給される。補正ユニット３５は、差Δの関数として、第１の固定値メモリ１０５から提供された換算係数ｆｕｐｓｒｌの補正値Δｆｕｐｓｒｌを決定する。この換算係数ｆｕｐｓｒｌは、例えば試験台上において、当業者に既知のように、例えば複数の特性曲線群により内燃機関１の全ての運転点に対して一義的に固定値として決定されてもよい。この特性曲線群は、充填量のモデル化値ｒｌを吸気管圧力のモデル化値ｐｓｍに変換するために必要である。乗算要素７０内において換算係数ｆｕｐｓｒｌが補正値Δｆｕｐｓｒｌと乗算され、この場合、その結果として乗算要素７０の出力端に適応ないしは補正換算係数ｆｕｐｓｒｌ′が得られ、次に、適応ないしは補正換算係数ｆｕｐｓｒｌ′は上記のように除算要素６５に供給される。
【００２４】
吸気管圧力のモデル化において燃焼室２０内の内部および／または外部残留ガス分圧もまた考慮される場合、補正ユニット３５は、差Δの関数としてさらに補正値Δｐｂｒを決定する。補正値Δｐｂｒは、加算要素８０内において、例えば内燃機関１の全ての運転範囲にわたり一義的に固定値として第２の固定値メモリ１１０から決定された分圧ｐｂｒに加算され、この場合、和として加算要素８０の出力端に適応ないしは補正分圧ｐｂｒ′が得られ、適応ないし補正分圧ｐｂｒ′は、上記のように減算要素７５に供給される。この場合、一方で、分圧固定値ｐｂｒは、適応ないしは補正分圧ｐｂｒ′と同様に、燃焼室２０内の内部および／または外部残留ガス成分分圧である。
【００２５】
換算係数補正値Δｆｕｐｓｒｌおよび場合により存在する分圧補正値Δｐｂｒは、補正ユニット３５から、差Δの関数としてのみならず本発明により内燃機関１の運転点の関数としても決定される。この場合、内燃機関１の運転点は、内燃機関１の少なくとも１つの運転変数の関数として決定される。ここで、この内燃機関１の少なくとも１つの運転変数は、内燃機関１のエンジン回転速度ｎｍｏｔであってもよい。エンジン回転速度ｎｍｏｔは、図１にも示されているように、内燃機関１シリンダの範囲内の回転速度センサ４０により測定され且つエンジン制御手段５５に伝送される。追加態様または代替態様として、内燃機関１の実際の運転点は、第２のモデル化ユニット６０の出力端における充填量ｒｌの関数として決定されてもよい。図２の例においては、内燃機関１の実際の運転点は、第２のモデル化ユニット６０の出力端における充填量のモデル化値ｒｌから、並びに回転速度センサ４０の出力端におけるエンジン回転速度の実際値ｎｍｏｔから決定される。このために、充填量のモデル化値ｒｌおよび測定エンジン回転速度の実際値ｎｍｏｔが補正ユニット３５に供給される。このように決定された内燃機関１の実際の運転点並びに差Δの関数として、次に、補正ユニット３５は、換算係数補正値Δｆｕｐｓｒｌおよび場合により分圧補正値Δｐｂｒを決定し、この場合、両方の補正値Δｆｕｐｓｒｌ、Δｐｂｒの各々は、内燃機関１の実際の運転点に応じてそれぞれ、および差Δに応じてそれぞれ、正負の符号およびその絶対値において異なっていてもよい。簡単にするために、図３に示されているように、内燃機関１の異なる運転点が内燃機関１の少なくとも１つの運転範囲と結合されるように設計されていてもよい。このとき、補正ユニット３５は、補正値Δｆｕｐｓｒｌ、Δｐｂｒを、内燃機関１の実際の運転範囲および差Δの関数として決定する。図３に充填量のモデル化値ｒｌが測定エンジン回転速度の実際値ｎｍｏｔに対して示され、ここで、５つの所定のエンジン回転速度値ｎｍｏｔ１、ｎｍｏｔ２、ｎｍｏｔ３、ｎｍｏｔ４、ｎｍｏｔ５並びに３つの所定の充填量値ｒｌ１、ｒｌ２、ｒｌ３が、合計８つの異なる内燃機関１の運転範囲を定義し、これらの運転範囲は相互に重なり合っていない。したがって、補正ユニット３５は、差Δおよび内燃機関１の実際の運転範囲の関数として、換算係数補正値Δｆｕｐｓｒｌの絶対値および正負の符号並びに場合により分圧補正値Δｐｂｒの絶対値および正負の符号を決定する。この場合、補正ユニット３５内に、例えば第１の特性曲線群が設けられ、この第１の特性曲線群は、例えば試験台上において決定されたものであり、この第１の特性曲線群に入力変数として差Δ並びに内燃機関１の実際の運転範囲が供給され、且つ第１の特性曲線群はその出力端に換算係数補正値Δｆｕｐｓｒｌを出力する。それに対応して、補正ユニット３５は、例えば第２の特性曲線群を含み、第２の特性曲線群に入力変数として同様に差Δおよび内燃機関１の実際の運転範囲が供給され、且つ第２の特性曲線群はこれらの入力変数の関数としてその出力端に分圧補正値Δｐｂｒを出力する。ここで、第２の特性曲線群もまた、例えば試験台上において決定されたものである。
【００２６】
代替実施形態により、給気圧力センサ１０の代わりに吸気管圧力センサ５が使用され、吸気管圧力センサ５が比較ユニット８５に測定吸気管圧力の実際値ｐｓを提供し、これにより、比較ユニット８５内において吸気管圧力のモデル化値ｐｓｍが測定吸気管圧力の実際値ｐｓと比較される。この比較は、絞り弁１５位置αとは無関係に実行され、したがって、内燃機関１の任意の各運転状態または運転点に対して実行される。したがって、この場合には、比較ユニット８５に絞り弁１５位置αが供給される必要はない。このとき、値Δは、差ｐｓｍ−ｐｓ、即ち吸気管圧力のモデル化値ｐｓｍと測定吸気管圧力の実際値ｐｓとの間の差から得られる。
【００２７】
これまで、本発明は吸気管圧力のモデル化の例で説明されてきた。本発明は、同様に、内燃機関１の他の運転変数のモデル化およびその補正に対しても内燃機関１の運転点の関数として実行可能であることは明らかである。即ち、例えば吸気管圧力の代わりに、給気圧力が上記のようにモデル化され且つモデル化が上記のように補正されてもよい。このために、吸気管圧力の代わりに給気圧力が得られるように、換算係数としての固定値ｆｕｐｓｒｌおよび場合により分圧固定値ｐｂｒが適切に決定されるだけでよい。さらに、この代替形態においては、給気圧力センサおよび吸気管圧力センサの役割が交換されている。これは、比較ユニット８５に測定給気圧力の実際値ｐｌが供給されたとき、比較ユニット８５内における比較が、比較ユニット８５に絞り弁１５の開度αが供給される必要なしに内燃機関１の全ての運転点にわたり行われることを意味する。これに対して、比較ユニット８５に吸気管圧力センサ５の測定実際値ｐｓが供給される場合、比較ユニット８５内における比較は、上記のように絞り弁１５においてほとんど圧力降下が存在しないとき、即ち吸気管圧力の実際値ｐｓが給気圧力の実際値ｐｌにほぼ等しいときにのみ行われ、これは同様に絞り弁１５の開度αに対する上記の所定の範囲内のみの場合である。したがって、この場合、この開度αは、再び比較ユニット８５に供給されなければならない。この代替実施形態においては、このとき、充填量のモデル化値ｒｌは、除算要素６５の後に、はじめに給気圧力の中間値ｐｌｍ′に変換され且つ減算要素７５の出力端において給気圧力のモデル化値ｐｌｍに変換される。
【００２８】
これまで、換算係数ｆｕｐｓｒｌおよび場合により分圧ｐｂｒはそれぞれ固定値として設定されると説明されてきた。しかしながら、代替態様として、上記の全ての実施例に対して、換算係数ｆｕｐｓｒｌ並びに場合により分圧ｐｂｒが、調節要素ないしはセンサ９５−１００の関数として、並びに絞り弁１５の開度αの関数として、および場合により測定給気圧力の実際値ｐｌによる圧縮機出力の関数として、当業者に既知のように、例えばそれぞれ試験台上において決定された多次元特性曲線群または特性曲線空間により設定可能なように設計されていてもよい。この場合、第１の固定値メモリ１０５の代わりに、このような第１の多次元特性曲線群が、および第２の固定値メモリ１１０の代わりにこのような第２の多次元特性曲線群が設けられている。調節要素ないしはセンサ９５−１００の関数として、並びに絞り弁１５の位置αの関数として、および場合により測定給気圧力の実際値ｐｌの関数としての換算係数ｆｕｐｓｒｌおよび場合により分圧ｐｂｒの形成が図２において破線で示され、この場合、符号１０５により第１の多次元特性曲線群が、および符号１１０により第２の多次元特性曲線群が示されている。この場合、符号１０５は、換算係数ｆｕｐｓｒｌをモデル化するための第３のモデル化ユニットを、および符号１１０は、分圧ｐｂｒをモデル化するための第４のモデル化ユニットを示す。
【００２９】
過給エンジンにおいて、即ち圧縮機１３０が存在する場合、内燃機関１から出力されるトルクないし内燃機関１から出力される出力がしばしば充填量の制限を介して所定の最大値ｒｌｍａｘに制限される。この所定の最大値ｒｌｍａｘは充填量の目標値を制限する。しかしながら、内燃機関１の全負荷においては充填量の目標値が設定されずに給気圧力の目標値が設定されるので、所定の充填量最大値ｒｌｍａｘは、所定の給気圧力最大値ｐｌｍａｘに換算されなければならない。この換算は、同様に、適応換算係数ｆｕｐｓｒｌ′により、および場合により適応分圧ｐｂｒｉｎｔ′により行われる。この場合、全負荷においては絞り弁１５は完全に開放されているので、吸気管圧力は給気圧力に対応している。この場合、内燃機関１の最大出力ないしは最大トルクは、それぞれの内燃機関１に対して上記のように補正されたモデル化吸気管圧力ないしは給気圧力により十分正確に計算される。したがって、エンジン部品の製作公差および関係する全ての調節要素およびセンサの構造要素公差は、実際に内燃機関１から得られた出力と、希望の、場合により制限された目標出力との本質的な偏差によっては現われることはもはやない。
【００３０】
しかしながら、より良好な学習特性および／または上記の適応機構のより急速な収束を得るために、１つまたは複数の他の制限または条件の設定が有効なことがある。このような設定または条件は、次のように設けられていてもよい。
ａ）吸気管５０内のセンサおよび調節ユニットにエラーが検出されないこと、
ｂ）システムが「定常状態」を達成していること、即ち、吸気管圧力ないしは給気圧力および／またはエンジン回転速度の時間変化が適用可能なしきい値を下回っていること、
ｃ）吸気温度が適用可能な範囲内にあること、
ｄ）絞り弁位置の変化速度が適用可能なしきい値を下回っていること、
ｅ）上記条件の少なくとも１つが、適応が開始される前に、適用時間の間存在していなければならないこと。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】内燃機関の略系統図である。
【図２】本発明による方法および本発明による装置を説明するための機能図である。
【図３】内燃機関の異なる運転点をわかりやすく示した充填量−回転速度線図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    内燃機関
５、１０    圧力センサ
１５    調節要素（絞り弁）
２０    燃焼室
２５    運転装置
３０、６０    モデル化ユニット
３５    補正ユニット
４０    回転速度センサ
４５    空気質量流量計
５０    給気管（空気管）
５５    エンジン制御手段
６５    除算要素
７０    乗算要素
７５    減算要素
８０    加算要素
８５    比較ユニット
９０    センサ（絞り弁ポテンショメータ）
９５−１００    調節要素（センサ要素）
１０５、１１０    固定値メモリ
１１５    吸気弁
１２０    排気弁
１２５    排気系
１３０    圧縮機
１３５    タービン
１４０    軸
ｆｕｐｓｒｌ    換算係数
ｆｕｐｓｒｌ′    適応ないしは補正換算係数
ｍｌ    空気質量流量
ｎｍｏｔ    エンジン回転速度の実際値
ｎｍｏｔ１−ｎｍｏｔ５    所定のエンジン回転速度値
ｐｂｒ    分圧（分圧固定値）
ｐｂｒ′    適応ないしは補正分圧
ｐｌ    給気圧力の実際値
ｐｓ    吸気管圧力の実際値
ｐｓｍ    吸気管圧力のモデル化値
ｐｓｍ′    ｐｓｍ中間値（＝ｒｌ／ｆｕｐｓｒｌ′）
ｒｌ    充填量のモデル化値
ｒｌ１−ｒｌ３    所定の充填量値
Δ    差（＝ｐｓｍ−ｐｌ）
Δｆｕｐｓｒｌ    換算係数補正値
Δｐｂｒ    分圧補正値
α    絞り弁位置の実際値（絞り弁開度）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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