(57)【要約】  本発明は、第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）のエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）に依存して内燃機関（１）の開ループ/閉ループ制御を行うための制御装置（２）を備えている、内燃機関（１）、特に自動車用内燃機関の作動のための方法に関している。  本発明によれば、付加的なセンサ系または内燃機関（１）のモデルから計算機によって得られた第１支援信号（Ｈ＿１）が妥当性検査を可能にし、またエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）に障害が発生した際の当該エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）の代替も可能にしている。それにより内燃機関が引き続き最適な作動点で作動可能なことを保証している。
2005513345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１）を第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）のエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）に依存して開ループ/閉ループ制御するための制御装置（２）を有している、特に自動車の内燃機関（１）の作動のための方法において、
少なくとも１つの第１の支援信号（Ｈ＿１）を利用し、
前記第１の支援信号に依存して、エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）に影響を及ぼす障害量（Ｓ＿Ｘ）の当該内燃機関（１）へ与える影響量を低減するようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
第１の支援信号（Ｈ＿１）又は該第１の支援信号（Ｈ＿１）から導出される信号と、エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）又は該エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）から導出される信号との比較（２００）が実施され、比較結果（ＶＥ）が得られるようにした、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記比較結果（ＶＥ）に依存して、内燃機関（１）の制御に対する制御量（Ｒ）が得られる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
第１の支援信号（Ｈ＿１）が内燃機関（１）の状態量から得られる、請求項３記載の方法。
【請求項５】
第１の支援信号（Ｈ＿１）が排ガスセンサの信号から得られる、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
第１の支援信号（Ｈ＿１）は、第２のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿２）の信号から得られる、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
第１の支援信号（Ｈ＿１）は、既に既存の自動車用レインセンサの信号から得られる、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
第１の支援信号（Ｈ＿１）は、付加的なセンサの信号から得られ、該付加的なセンサは、超音波センサ、ホットワイヤ式エアマスセンサなどのセンサグループから選択される、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
第１の支援信号（Ｈ＿１）は、容量型センサの信号から得られ、該容量型センサは、第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）の集積された構成部分として構成される、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記容量型センサは、第１及び第２のキャパシタプレートを備えたプレートキャパシタとして構成されており、この場合第１のキャパシタプレートは第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）の表面によって形成される、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
第１の支援信号（Ｈ＿１）は、オーミックセンサの信号から得られ、該オーミックセンサは、第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）の集積された構成部分として構成されている、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記オーミックセンサは、少なくとも２つの有利には耐食性材料からなる電極を有している、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記オーミックセンサは、第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）の表面に配設される、請求項１１または１２記載の方法。
【請求項１４】
第１の支援信号（Ｈ＿１）は、請求項９または１０による容量型センサから得られ、請求項１１〜１３いずれか１項記載のオーミックセンサの信号から得られる、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
前記比較（２００）のステップは、以下のステップ、すなわち、
微分されたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）を得るためにエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）を微分するステップ（２１０）と、
微分された支援信号（Ｈ＿１＿１）を得るために第１の支援信号（Ｈ＿１）を微分するステップ（２１１）と、
差分信号（Ｄ＿１＿１）を得るために前記微分されたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿１）と微分された支援信号（Ｈ＿１＿１）から差分形成を行うステップ（２２０）とを含んでいる、請求項４または５記載の方法。
【請求項１６】
さらに以下のステップ、すなわち、
微分されたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿１）をエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）の時間的平均値（Ｌ＿１＿ｍ）に規格統一するステップ（２１０ａ）と、
微分された支援信号（Ｈ＿１＿１）を第１の支援信号（Ｈ＿１）の時間的平均値（Ｈ＿１＿ｍ）に規格統一するステップ（２１１ａ）とが含まれている、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
さらに以下のステップ、すなわち
正の差分信号（Ｄ＿１＿１′）を得るために、差分信号（Ｄ＿１＿１）の絶対値を形成するステップ（２３０）が含まれている、請求項１５または１６記載の方法。
【請求項１８】
さらに以下のステップ、すなわち
フィルタリングされた差分信号（Ｄ＿１＿１*）を得るために、差分信号（Ｄ＿１＿１）または正の差分信号（Ｄ＿１＿１′）のフィルタリングを行うステップ（２４０）が含まれている、請求項１５から１７いずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
さらに以下のステップ、すなわち
差分信号（Ｄ＿１＿１）またはフィルタリングされた差分信号（Ｄ＿１＿１*）または正の差分信号（Ｄ＿１＿１′）と少なくとも１つの所定の閾値（Ｓ＿１）を比較するステップ（２５０）が含まれている、請求項１５から１８いずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
前記比較結果（ＶＥ）によって、差分信号（Ｄ＿１＿１）又はフィルタリングされた差分信号（Ｄ＿１＿１*）が、第１の閾値（Ｓ＿１）又は第２の閾値（Ｓ＿２）よりも大きいか又は小さいことが示されている場合には、第１の支援信号（Ｈ＿１）が制御量（Ｒ）として受け取られ、
前記比較結果（ＶＥ）によって、差分信号（Ｄ＿１＿１）又はフィルタリングされた差分信号（Ｄ＿１＿１*）が、第１の閾値（Ｓ＿１）又は第２の閾値（Ｓ＿２）以下又は以上であることが示されている場合には、エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）が制御量（Ｒ）として受け取られる、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記比較結果（ＶＥ）によって、正の差分信号（Ｄ＿１＿１′）又はフィルタリングされた差分信号（Ｄ＿１＿１*）が、第１の閾値（Ｓ＿１）よりも大きいことが示されている場合には、第１の支援信号（Ｈ＿１）が制御量（Ｒ）として受け取られ、
前記比較結果（ＶＥ）によって、正の差分信号（Ｄ＿１＿１′）又はフィルタリングされた差分信号（Ｄ＿１＿１*）が、第１の閾値（Ｓ＿１）以下であることが示されている場合には、エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）が制御量（Ｒ）として受け取られる、請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
前記比較ステップ（２００）には、さらに、
制御量（Ｒ）を得るために、第１の支援信号（Ｈ＿１）とエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）から差分形成するステップ（３８０）が含まれている、請求項４記載の方法。
【請求項２３】
フィルタリングされたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１*）を得るために、前記差分形成（３８０）の前に、エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）をフィルタリングするステップ（３４０）が含まれている、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記フィルタリングステップ（３４０）に対してローパスフィルタ（３４０ａ）が用いられる、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記ローパスフィルタ（３４０ａ）の限界周波数は、動的にかつ内燃機関（１）の状態量に依存して選択される、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
前記ローパスフィルタ（３４０ａ）の限界周波数は、内燃機関のモデルに依存して選択される、請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）から、ハイパスフィルタ（４４０ａ）を用いたフィルタリングステップ（４００）によって第１の支援信号（Ｈ＿１）が形成され、内燃機関（１）の制御のための制御量（Ｒ）として用いられる、請求項１記載の方法。
【請求項２８】
前記ハイパスフィルタ（４４０ａ）の限界周波数は、動的に選択される、請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記ハイパスフィルタ（４４０ａ）の限界周波数は、内燃機関（１）の状態量に依存して選択される、請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）から、ローパスフィルタ（４４２ａ）を用いたフィルタリングステップ（４４２）によって第２の支援信号（Ｈ＿２）が形成され、
前記第１の支援信号（Ｈ＿１）と第２の支援信号（Ｈ＿２）と内燃機関（１）の状態量とから制御量（Ｒ）が形成される、請求項２７から２９いずれか１項記載の方法。
【請求項３１】
前記ローパスフィルタ（４４２ａ）の限界周波数は、動的に選択される、請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
前記ローパスフィルタ（４４２ａ）の限界周波数は、内燃機関（１）の状態量に依存して選択される、請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記ハイパスフィルタ（４４０ａ）又はローパスフィルタ（４４２ａ）の限界周波数は、内燃機関（１）のモデルに依存して選択される、請求項２９または３２記載の方法。
【請求項３４】
内燃機関（１）の吸気管（４）内に２つのエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１，ＨＦＭ＿２）が設けられており、この場合吸気管（４）内へ流入する空気がまず第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）に到達した後で吸入された空気が通流方向に沿って間隔（Ｄ）だけ離されて配置されている第２のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿２）に到達し、
前記比較ステップ（２００）に以下のステップが含まれている、すなわち、
遅延されたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ）を得るために、
エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）を遅延時間（ｄｅｌｔａ＿Ｔ）分だけ遅延させるステップ（５１０）と、
差分信号（Ｄ＿Ｌ＿Ｈ）を得るために、
遅延されたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ）から第１の支援信号（Ｈ＿１）を減じるステップ（５２０）と、
インジケータ信号（Ａ＿Ｌ＿Ｈ）を得るために、
差分信号（Ｄ＿Ｌ＿Ｈ）を積分するステップ（５３０）と、
微分されたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ＿１）を得るために、
遅延されたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ）を微分するステップ（５４０）と、
正のエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ＿１′）を得るために、
微分されたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ＿１）の絶対値を形成するステップ（５４１）と、
微分された支援信号（Ｈ＿１＿１）を得るために、
第１の支援信号（Ｈ＿１）を微分するステップ（５４２）と、
正の支援信号（Ｈ＿１＿１′）を得るために、
微分された支援信号（Ｈ＿１＿１）の絶対値を形成するステップ（５４３）と、
さらなる差分信号（Ｚ＿Ｄｉｆｆ）を得るために、
正のエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ＿１′）から正の支援信号（Ｈ＿１＿１′）を減じるステップ（５６０）とが含まれている、請求項６記載の方法。
【請求項３５】
インジケータ信号（Ａ＿Ｌ＿Ｈ）を少なくとも１つの閾値と比較するステップ（５７０）が含まれており、ここにおいてインジケータ信号（Ａ＿Ｌ＿Ｈ）が閾値を上回る事態が生じた場合に、
差分信号（Ｚ＿Ｄｉｆｆ）が正である時には、制御量（Ｒ）を、第１の支援信号（Ｈ＿１）とインジケータ信号（Ａ＿Ｌ＿Ｈ）から形成（５８０）し、
差分信号（Ｚ＿Ｄｉｆｆ）が負である時には、制御量（Ｒ）を、エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）とインジケータ信号（Ａ＿Ｌ＿Ｈ）から形成（５８１）する、請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
２つのエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１，ＨＦＭ＿２）が相並んで配置されており、遅延ステップ（５１０）が省略され、第２のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿２）が水滴分離器を備えている、請求項３４又は３５記載の方法。
【請求項３７】
水滴分離器の動特性をシミュレートしたモデルがエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）の処理の際、及び/又は第１の支援信号（Ｈ＿１）の処理の際に考慮される、請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
２つのエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１，ＨＦＭ＿２）が、１つの共通のセンサ装置、有利には１つの共通のケーシングの中に集積化されている、請求項３４から３７いずれか１項記載の方法。
【請求項３９】
第１の支援信号（Ｈ＿１）から障害量（Ｓ＿Ｘ）を導出し、該障害量（Ｓ＿Ｘ）に依存して制御量（Ｒ）を形成するステップが含まれている、請求項７から１４いずれか１項記載の方法。
【請求項４０】
第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）は、ホットフィルム式エアマスセンサとして構成されている、請求項１から３９いずれか１項記載の方法。
【請求項４１】
内燃機関、特に自動車用内燃機関の制御装置のためのコンピュータプログラムであって  コンピュータ上で請求項１から４０いずれか１項記載の方法を実施するのに適したプログラムコードを有していることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項４２】
前記プログラムコードは、コンピュータで読取り可能なデータ担体上に記憶されている、請求項４１記載の方法。
【請求項４３】
内燃機関、特に自動車用内燃機関（１）であって、
第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）のエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）に依存して内燃機関（１）の開ループ/閉ループ制御を行うための制御装置（２）を有している形式の内燃機関において、
エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）に作用する障害量（Ｓ＿Ｘ）の当該内燃機関（１）の制御に与える影響を低減するために、少なくとも１つの第１の支援信号（Ｈ＿１）が形成されるように構成されていることを特徴とする内燃機関。
【請求項４４】
内燃機関、特に自動車用内燃機関のための制御装置（２）であって、
第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）のエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）に依存して内燃機関（１）の開ループ/閉ループ制御を行うための制御装置において、
エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）に作用する障害量（Ｓ＿Ｘ）の当該内燃機関（１）の制御に与える影響を低減するために、少なくとも１つの第１の支援信号（Ｈ＿１）が形成されるように構成されていることを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１のエアマスセンサのエアマスセンサ信号に依存した内燃機関の開ループ/閉ループ制御のための制御装置を有する、特に自動車の内燃機関の作動方法に関している。
【０００２】
さらに本発明は、第１のエアマスセンサのエアマスセンサ信号に依存した内燃機関の開ループ/閉ループ制御のための制御装置を有する、特に自動車の内燃機関の作動方法に関している。
【０００３】
その上さらに本発明は、第１のエアマスセンサのエアマスセンサ信号に依存して内燃機関の開ループ/閉ループ制御のための、特に自動車の内燃機関用の制御装置に関している。
【背景技術】
【０００４】
公知の作動方法は、次のような欠点を有している。すなわち内燃機関の開ループ/閉ループ制御がエアマスセンサ信号の障害ないしはエアマスセンサ自体の故障のケースにおいて、内燃機関がもはや最適な作動点で動作できなくなるような影響を受けるという欠点を有している。
【０００５】
例えば、走行中において濡れた路面の上では時として水しぶきが内燃機関のインテークマニホールド内まで進入することもある。その場合にはエアーフィルタに水分が浸透し、インテークマニホールド内にあるエアマスセンサを湿らせてしまう。この時に特に問題となるのは、現在頻繁に用いられている、加熱面を有しているホットフィルム式エアマスセンサにおいて、この加熱面が流動的に存在する水分との接触で自然冷却され、このような水分付着が原因で現れる障害作用が結果的には当該エアマスセンサによって生成されたエアマスセンサ信号にエラーを含ませることにつながることである。
【０００６】
内燃機関を開ループ制御/閉ループ制御する制御装置は、この誤ったエアマスセンサ信号に基づいて、設定すべき空気−燃料混合比に対して誤った値を算出してしまい、そのため内燃機関は冒頭にも述べたようにもはや最適な作動点で動作できなくなる。
【０００７】
その上さらに内燃機関の有害物質排出値にも影響を及ぼす。なぜなら取り込まれた水分ないしはそれがもとで形成された水蒸気が内燃機関の燃焼室内へ吸い込まれ、燃焼に必要な空気量の一部を失わせるからである。
【０００８】
発明の課題と利点
従って本発明の課題は、特にエアマスセンサ信号に影響を及ぼす障害量が内燃機関の制御に与える影響を低減させる、内燃機関の作動方法を提供することである。
【０００９】
この課題は、冒頭に述べたような形式の作動方法において、少なくとも１つの第１の支援信号を適用し、この第１の支援信号に依存して、エアマスセンサ信号に影響を及ぼす障害量が内燃機関の制御に与える影響を低減させるようにして解決される。
【００１０】
この本発明による、第１の支援信号の包含は、内燃機関を、エアマスセンサ信号の障害にも係わらず最適な作動点で動作させることを可能にする。そのため従来の内燃機関作動方法に比べて、湿った路面上での走行の際でも内燃機関の最適なパワーが発揮でき、並びに法的に定められる内燃機関の排出ガスに対する限界値の維持も保証される。
【００１１】
本発明による作動方法の別の有利な実施形態によれば、第１の支援信号若しくは第１の支援信号から導出された信号と、エアマスセンサ信号若しくはエアマスセンサ信号から導出された信号との比較が実施され、その比較結果が維持される。
【００１２】
エアマスセンサ信号と第１の支援信号との比較によれば、それらの信号比が大きく異なる場合にエアマスセンサの欠陥に結びつけて考えることが可能となる。このようにすれば、例えばホットフィルム式エアマスセンサの加熱面の水分付着による湿り具合が識別できる。またエアマスセンサの別種の欠陥、例えば信号線路の機械的な損傷等に起因するセンサ信号のエラーがわかるようになる。
【００１３】
特に有利には、第１の支援信号から導出された信号とエアマスセンサ信号か若しくはエアマスセンサ信号から導出された信号との直接の比較がなされる。この場合には、それぞれ第１の支援信号の所定の信号成分のみしか比較に含ませないようにすることも可能である。
【００１４】
本発明による作動方法のさらなる実施形態は、内燃機関の制御に対する制御量を比較結果に依存して得ている。この制御量の利用は、内燃機関の開ループ/閉ループ制御を次のように適応化させ得る。すなわち、エアマスセンサ信号への障害量の影響の補償が実施できるように適応化させ得る。
【００１５】
非常に簡単な変化実施例によれば、制御量が吸気マニホールド内へ流入する空気質量の目標値として解釈される第１の支援量とエアマスセンサ信号の差分から制御量が得られる。
【００１６】
さらにこの方法の別の変化実施例によれば、制御量だけが第１の支援信号から得られ、このことは、エアマスセンサ信号が予期値から非常に大きく外れている場合にはいつでも有利となる。エアマスセンサの完全な故障の場合でも、本発明による方法は、まだ内燃機関を最適な動作点で作動させることができる。
【００１７】
本発明による作動方法の別の有利な実施例によれば、第１の支援信号が内燃機関の状態量から得られ、その際第１の支援信号を得るために付加的な高価なセンサは何も必要とされない。それどころか第１の支援信号はアクセルペダルの位置、内燃機関の回転数、温度並びに状態量から求めることが可能である。
【００１８】
本発明のさらなる特に有利な実施形態によれば、第１の支援信号が排ガスゾンデ、例えばλソンデ（λセンサ/Ｏ２センサ）の信号から得られる。この実施形態によれば、エアマスセンサ信号に妥当性検査を施すことが可能となる。なぜなら排ガスゾンデの信号からは、噴射された燃料量の情報のもとで、実際に燃料室に供給された空気質量が算出され得るからである。排ガスゾンデの信号は、エアマスセンサ信号に比べて、実質的には燃焼室内に存在する水蒸気によるエラー誘因の影響を受けない。
【００１９】
第１の支援信号が、エアマスセンサ信号から得られた空気質量流量値から著しく外れている場合には、場合によりインテークマニホールド内に存在する水分によって引き起される、第１のエアマスセンサの障害が推定できる。このケースでは、本発明による作動方法によれば、エラーを含んだエアマスセンサ信号を拒絶することが可能となり、代用として第１の支援信号を内燃機関の制御装置のための入力量として利用することが可能となる。
【００２０】
一般的に、ホットフィルム式エアマスセンサの動特性がλセンサに比べて高いことを考慮するために、エアマスセンサ信号の測定値の平均値形成が実施可能である。また代替的に、エアマスセンサに、λセンサの動特性を再現するフィルタを後付けさせることも可能である。内燃機関をディーゼル機関として構成する場合には、排ガスセンサとして希薄燃焼センサを用いることも可能である。
【００２１】
有利には前述したエアマスセンサ信号の妥当性コントロールの枠内で、排ガスセンサの信号とエアマスセンサ信号の永続的比較が行われる。その場合内燃機関の閉ループ/開ループ制御のための制御量がこの比較結果に依存して得られる。
【００２２】
本発明による作動方法のさらに別の有利な実施形態によれば、この比較に以下のステップが含まれる。すなわち、
微分されたエアマスセンサ信号を得るためのエアマスセンサ信号の微分ステップと、
微分された支援信号を得るための第１の支援信号の微分ステップと、
微分されたエアマスセンサ信号と微分された支援信号から差分信号を得るための差分形成ステップが含まれる。この場合の差分信号は、第１のエアマスセンサの信号と第１の支援信号との間の時間的変化の違いに対する尺度である。第１の支援信号は、有利には内燃機関の状態量から、若しくは排ガスセンサの信号から得られ、空気質量に対する目標値として解釈できる。
【００２３】
差分信号が所定の閾値を上回った場合には（このことはエアマスセンサ信号が第１の支援信号から大きく偏差した動特性に相応する）、当該実施形態のもとで、エアマスセンサの障害ないしエラーが識別される。差分信号の簡単な継続処理に対して有利には、微分されたエアマスセンサ信号が、微分されたエアマスセンサ信号の時間的平均値へ規格化され、微分された支援信号が第１の支援信号の時間的平均値へ規格化され、並びに正の差分信号を得るために、差分信号の絶対値形成が行われる。最終的に差分信号が少なくとも１つの所定の閾値と比較される。前述した絶対値形成が得られない場合には、差分信号に対して相応に２つの閾値が選択される。
【００２４】
この閾値は、エアマスセンサ信号と第１の支援信号の間の差分がまだエアマスセンサ信号の障害として捕らえられない最大値/差分信号の極値の確定を可能にする。
【００２５】
唯一の閾値の場合では、その上回りのもとで第１の支援信号が制御量として得られる。エアマスセンサ信号は、比較結果から差分信号が閾値よりも小さいか大きいかがわかる場合には制御量として得られる。２つの閾値のケースにおいても類似の手法が提案される。
【００２６】
本発明による作動方法の別の有利な実施形態によれば、第１の支援信号が第２のエアマスセンサの信号から得られる。この付加的な第２のエアマスセンサは、排ガスセンサと同じように、第１のエアマスセンサのエアマスセンサ信号の妥当性コントロールを可能にする。
【００２７】
本発明による別の有利な実施形態では、第１の支援信号が既存の自動車用レインセンサの信号から得られる。このレインセンサは、例えばワイパー制御部に用いられており、そこに供給される信号は、降雨量に対する尺度として利用可能である。この雨滴量（これはエアマスセンサ信号に影響を及ぼす）からは、ホットフィルム式エアマスセンサの加熱面上に現れる水分量が補正され、制御量が求められる。
【００２８】
本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、第１の支援信号が容量型センサの信号から得られる。この場合の容量型センサは、第１のエアマスセンサの集積された構成部材として構成される。特に小型化された変化例は、既存の第１のエアマスセンサの表面を容量型センサの第１のコンデンサプレートとして用いることにより生じる。容量型センサの第２のコンデンサプレートは、例えば第１のエアマスセンサのケーシング内にもうけられてもよい。
【００２９】
本発明のさらなる有利な実施形態によれば、第１の支援信号がオーム型センサの信号から得られる。この場合このオーム型センサは、第１のエアマスセンサの集積化された構成部品として構成されている。本発明による方法の特に有利な実施形態は、オーム型センサが少なくとも２つの、有利には耐食性材料からなる電極を有している。それによりこのオーム型センサが長期の使用にも適していることが保証される。
【００３０】
本発明による別の非常に有利な実施形式によれば、オーム型センサが第１のエアマスセンサの表面に配設されている。
【００３１】
本発明による作動方法の有利な実施例によれば、第１の支援信号が容量型センサの信号とオーム型センサの信号から得られる。エアマスセンサの表面に現れる水滴は、それぞれのセンサのキャパシタンスないしはコンダクタンスの変化によって確実に検出可能である。ホットフィルム式エアマスセンサのケースでは有利には、容量型/オーム型センサが加熱面に直接設けられる。
【００３２】
本発明による方法の特に有利な実施形態によれば、制御量を得るために、差分形成が比較の枠内で第１の支援信号とエアマスセンサ信号からなされる。この場合第１の支援信号は、有利には内燃機関の状態量、例えばアクセルペダル位置、回転数、さらなる特性量から求められる。第１の支援信号は、このケースでは内燃機関の状態量から得られる、内燃機関に供給すべき空気質量に対する目標値を表わす。これにより、エアマスセンサによって把握された実際の空気質量信号との比較が可能となる。
【００３３】
特に有利には、フィルタリングされたエアマスセンサ信号を得るために、エアマスセンサ信号のフィルタリングが差分形成前に行われる。これにより、エアマスセンサ信号の中の比較に重要な信号周波数のみが比較に関連付けられる。例えばローパスフィルタの適用のもとでフィルタリングに対してエアマスセンサ信号の高周波信号成分が抽出され、差分形成には関与しない。
【００３４】
測定からは、エアマスセンサ信号のこの種の高周波信号成分が、エアマスセンサ加熱面上での水滴の発生と、それに関連する加熱面の自然冷却によって生じることがわかっている。
【００３５】
この高周波信号成分は、障害量として直接把握される。なぜなら高周波信号成分は、インテークマニホールドを通って供給される空気質量に関する直接評価可能な情報は何も含んでおらず、差分形成に対して障害的な作用を及ぼすと共に制御量に対しても影響を与えるからである。このことは、本発明によればローパスフィルタの適用によって回避される。その場合特に有利には、ローパスフィルタの限界周波数が次のように選択される。すなわち障害量の影響を最小化するために、高周波信号成分の信号エネルギーのできるだけ多くの成分がローパスフィルタによって抽出除去されるように選択される。
【００３６】
本発明による方法の特に有利な変化例によれば、ローパスフィルタの限界周波数が動的にかつ内燃機関の状態量に依存して選択される。このようにして障害量の特に良好な抑圧がローパスフィルタによって可能となる。それ以外にもそれに伴ってエアマスセンサ信号のさらなる障害的な信号成分が抑圧可能である。それらのスペクトル成分は、内燃機関の作動状態に依存する。
【００３７】
本発明による作動方法の非常に有利なさらなる実施形態によれば、ローバスフィルタの限界周波数が内燃機関のモデルに依存して選択される。このモデルとしては、ないしは内燃機関のいわゆるパスモデル（Streckenmodell）が用いられる。これは内燃機関の状態量に依存して、内燃機関のその折々の状態における許容可能なエアマスセンサ信号のスペクトル成分に関する情報を供給する。
【００３８】
この情報と共に、ローパスフィルタの限界周波数は次のように選択可能である。すなわちエアマスセンサ信号における、障害の影響によらないスペクトル成分だけが差分形成に関与するように選択可能である。
【００３９】
本発明による方法のさらなる実施形態によれば、第１の支援信号がエアマスセンサ信号からのハイパスフィルタによるフィルタリングによって得られ、内燃機関の制御のための制御量として用いられる。
【００４０】
既に前述したように、ホットフィルム式エアマスセンサの加熱面上に現れた水滴が特に高周波の信号成分を引き起すことは周知である。この成分は本発明によって投入されるハイパスフィルタによってエアマスセンサ信号の低周波信号成分から分離可能である。このケースでは第１の支援信号がエアマスセンサ上に現れた水分量を図るための尺度となり、制御特性量として利用が可能である。
【００４１】
当該方法の精度を高めるために、この変化実施例の場合でも、ハイパスフィルタの限界周波数の選択が動的にかつ内燃機関の状態量に依存して実施され、第１の支援信号がエアマスセンサの有効信号の信号成分も含むことがないようにされる。
【００４２】
本発明による方法のさらなる実施形態によれば、第２の支援信号がエアマスセンサ信号からのローパスフィルタを用いたフィルタリングによって得られ、制御量が第１の支援信号と第２の支援信号と内燃機関の状態量とから得られる。この実施形態のもとでは、第１の支援信号が、エアマスセンサ上に現れた水分量に対する尺度を表わし、第２の支援信号がエアマスセンサの本来の有効信号（すなわちインテークマニホールドを通って通流する空気質量）を表わし、さらに内燃機関の状態量からは、ローパスフィルタ/ハイパスフィルタの限界周波数が動的に選択可能である。
【００４３】
ローパスフィルタの限界周波数とハイパスフィルタの限界周波数が一致することも考えられる。第１の支援信号と第２の支援信号のスペクトルに基づく分離が相互に得られるようにするために、低域ろはと高域ろはの代わりに、下方の限界周波数がローパスフィルタの限界周波数に一致し、上方の限界周波数がハイパスフィルタの限界周波数に一致するような帯域遮断手段を用いることも可能である。
【００４４】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、ハイパスフィルタ/ローパスフィルタの限界周波数が内燃機関のモデルに依存して選択される。代替的に帯域遮断手段の上方および下方の限界周波数が内燃機関のモデルに依存して選択されてもよい。
【００４５】
本発明による方法のさらなる非常に有利な実施形態によれば、２つのエアマスセンサが内燃機関のインテークマニホールド内に次のように設けられる。すなわちインテークマニホールド内に吸入される空気がまず第１のエアマスセンサに到達し、その後で吸入空気の通流方向に沿って間隔を離して配置された第２のエアマスセンサに到達するように設けられる。比較の枠内では以下のステップを有し得る。すなわち、
遅延されたエアマスセンサ信号を得るために、
遅延時間分だけエアマスセンサ信号を遅延させるステップと、
差分信号を得るために、
遅延されたエアマスセンサ信号から第１の支援信号を減じるステップと、
インジケータ信号を得るために、
差分信号を積分するステップと、
微分されたエアマスセンサ信号を得るために、
遅延されたエアマスセンサ信号を微分するステップと、
正のエアマスセンサ信号を得るために、
微分されたエアマスセンサ信号の絶対値を形成するステップと、
微分された支援信号を得るために、
第１の支援信号を微分するステップと、
正の支援信号を得るために、
微分された支援信号の絶対値を形成するステップと、
さらなる差分信号を得るために、
正のエアマスセンサ信号から正の支援信号を減じるステップとを有し得る。
【００４６】
差分信号から得られるインジケータ信号は、吸気管ないしはインテークマニホールド内に含まれる水分量に対する尺度であり、さらなる差分信号の極性ないし符号は、２つのエアマスセンサのうちのどちらが大きな信号変化を供給しているかを表わす。本発明によれば、インジケータ信号に対する予め定められた閾値を上回る事態が生じた場合、すなわちインテークマニホールド内で水分の痕跡が認められる場合には、制御量がインジケータ信号と、信号変化の小さいことが確定したエアマスセンサの信号から得られる。このしくみは、次の事実を考慮したものである。すなわち、エアマスセンサ信号に含まれる高周波信号成分の原因が、最も高い確立で、エアマスセンサの加熱面に現れた水滴によるものか若しくはその他の障害の影響によって引き起されるものであって、インテークマニホールドを通過する空気質量流中の運転に依存する通常は低周波の信号変化によるものではないという事実である。
【００４７】
本発明による方法のさらに別の有利な実施形態によれば、２つのエアマスセンサが並列に配置され、遅延ステップが省かれ、第２のエアマスセンサが水滴分離手段を備えている。特に有利には、本発明によるさらなる変化実施例において、水滴分離手段の動的特性をシミュレートしたモデルがエアマスセンサ信号の処理の際に及び/又は第１の支援信号の処理の際に考慮される。このモデルは、第１のエアマスセンサ信号と第２のエアマスセンサ信号の比較性を保証するために、第２のエアマスセンサの水滴分離手段によって変化した動的な特性を考慮することを可能にしている。
【００４８】
本発明による方法の別の実施形態によれば、２つのエアマスセンサが共通のセンサ装置内、有利には共通の１つのケーシング内に統合される。
【００４９】
本発明による方法のさらなる有利な実施形態によれば、第１のエアマスセンサがホットフィルム式エアマスセンサとして構成されている。
【００５０】
特に意味をなすのは、本発明による方法の実現が特に自動車の内燃機関の制御装置内に設けられているコンピュータプログラムの形態でなされることである。このコンピュータプログラムは、コンピュータで実施される場合には、本発明による方法の実施に適したプログラムコードを有する。さらにこのプログラムコードは、コンピュータで読取りが可能なデータ担体上に記憶されていてもよい。あるいはいわゆるフラッシュメモリに記憶されていてもよい。これらのケースでは、本発明は、コンピュータプログラムによって実現される。そのためこのコンピュータプログラムも、プログラムでの実施が適している方法と同じように本発明を表わしている。
【００５１】
本発明の課題のさらなる解決手段として、請求項４３に記載された内燃機関が挙げられる。またさらに本発明の課題の解決手段として、請求項４４に記載された制御装置が挙げられる。
【００５２】
本発明のさらなる特徴、適用性、及び利点は、以下の明細書で図面並びに実施例に基づいて詳細に説明する。この場合全ての記載事項若しくは表示事項は、それ自体で若しくは任意の組合わせにおいて、それらの要約に依存することなく独立請求項や従属請求項、明細書、図面において本発明の対象を表わすものである。この場合、
図１は、本発明による方法の第１実施例に基づく信号流れ図を示した図であり、
図１ａは、図１の信号流れ図に相応するフローチャートであり、
図２は、本発明の第２実施例の信号流れ図を示した図であり、
図２ａは、図２の信号流れ図に相応するフローチャートであり、
図３は、本発明による方法の第３実施例の信号流れ図を示した図であり、
図４は、インテークマニホールド４内のホットフィルム式エアマスセンサＨＦＭ＿１，ＨＦＭ＿２の配置構成を概略的に示した図であり、
図４ａは、本発明による方法の第３実施例のフローチャートを示した図であり、
図５は、本発明による内燃機関を示した図である。
【実施例】
【００５３】
図１は、本発明による方法の第１実施例の信号流れ図であり、この場合第１の支援信号Ｈ＿１が、第１のホットフィルム式エアマスセンサＨＦＭ＿１（図５）のエアフローセンサ信号Ｌ＿１と共に評価される。このエアマスセンサＨＦＭ＿１は、内燃機関１のインテークマニホールド３（図５）内に設けられており、信号Ｌ＿１を送出している。この信号Ｌ＿１の値は、インテークマニホールドを通流している空気質量に比例している。
【００５４】
これらの信号Ｌ＿１，Ｈ＿１の評価は、エアマスセンサ信号Ｌ＿１に作用する障害量の制御装置２によって実施される内燃機関１の開ループ/閉ループ制御に対する影響を、低減させることを可能にする。この評価に対する方法ステップの時間的順序は、図１ａのフローチャートに示されている。
【００５５】
図１から明らかなように、支援信号Ｈ＿１は、内燃機関１の以下の状態量から得られる。すなわち、インテークマニホールド３外の新鮮な空気（以下単に新気と称す）の圧力Ｐと、新気の温度Ｔと、内燃機関１の回転数ｎと、並びに場合によっては内燃機関１のさらなる状態量（図示せず）とから得られる。支援信号Ｈ＿１は、状態量Ｐ，Ｔ，ｎから一般の気体方程式を用いて求められた空気質量を表わし、この空気質量を内燃機関１は状態量Ｐ，Ｔ，ｎの伴う作動中に必要とする。
【００５６】
第１の支援信号Ｈ＿１は、微分器２０に供給される。この微分器２０は、図１ａのフローチャートのステップ２１１において、第１の支援信号Ｈ＿１から微分された支援信号Ｈ＿１＿１を形成する。
【００５７】
引き続き微分された支援信号Ｈ＿１＿１は第１の支援信号Ｈ＿１の時間的平均値Ｈ＿１＿ｍに統一ないし規格化される。これは図１ａのステップ２１１ａにおいて行われる。
【００５８】
ステップ２１１、２１１ａに並行して、第１のエアマスセンサＨＦＭ＿１（図５）のエアマスセンサ信号Ｌ＿１も別の微分器２１（図１）に供給される。これは図１ａのステップ２１０で行われる。図１の微分器２１は、微分されたエアマスセンサ信号Ｌ＿１＿１を供給する。この信号は、後続のステップ２１０ａ（図１ａ）においてエアマスセンサ信号Ｌ＿１の時間的平均値Ｌ＿１＿ｍに統一ないし規格化される。
【００５９】
引き続きステップ２２０では、微分されたエアマスセンサ信号Ｌ＿１＿１と微分された支援信号Ｈ＿１＿１からの差分形成が減算器２２（図１）において行われ、差分信号Ｄ＿１＿１が供給される。続いてステップ２３０では、正の差分信号Ｄ＿１＿１′を得るために、前記差分信号Ｄ＿１＿１の絶対値が形成される。この絶対値は後続のステップ２４０においてフィルタ２３によりフィルタリングを施される。
【００６０】
フィルタリングされた差分信号Ｄ＿１＿１*は、比較器２４において所定の閾値Ｓ＿１と比較される。そして比較結果ＶＥが得られる。前記フィルタリングされた差分信号Ｄ＿１＿１*と所定の閾値Ｓ＿１との比較は、図１ａのステップ２５０において行われる。
【００６１】
ステップ２３０における絶対値形成に基づいて常に正であるフィルタリングされた差分信号Ｄ＿１＿１*に対しては、所定の閾値Ｓ＿１との比較２５０のもとで生じ得る２つの比較結果ＶＥが存在する。
【００６２】
差分信号Ｄ＿１＿１は、エアマスセンサＨＦＭ＿１のエアマスセンサ信号Ｌ＿１の時間的変化と、第１の支援信号Ｈ＿１の時間的変化の間の差を表わす。この差分信号Ｄ＿１＿１が所定の限界値を上回らない限りは、エアマスセンサＨＦＭ＿１の信号Ｌ＿１障害の影響が存在しないことが推任される。この場合には信号Ｌ＿１が制御量Ｒとして維持される（図１ａ）。
【００６３】
しかしながら限界値を上回った場合には、信号Ｌ＿１，Ｈ＿１の動特性の偏差に対する起因を示す信号Ｌ＿１の障害的影響の存在が考えられる。その場合には制御量Ｒとして第１の支援信号Ｈ＿１が得られる。すなわち図５に示されている制御装置２は、インテークマニホールド３を通流する空気質量に対する入力量として、外部センサからの信号Ｌ＿１ではなく、当該制御装置２自身で算出した特性量を受け取る。
【００６４】
障害の影響は、エアマスセンサＨＦＭ＿１の接続線路の領域における高周波の放射電磁波に基づいて生じる散乱波によって引き起される。さらなる原因は、エアマスセンサＨＦＭ＿１の加熱面上の水滴の出現とそれに付随する加熱面の自然冷却による。
【００６５】
前述した方法は、内燃機関１の回転数変動又は突発的な出力低下並びに内燃機関１の排気ガスに対する限界値の超過を回避させる。このことはエアマスセンサ信号Ｌ＿１のエラーの際に代替的に支援信号Ｈ＿１を制御量Ｒないしは内燃機関１の制御装置２に対する入力量として利用することにより行われる。
【００６６】
本発明による第２実施例の信号流れ図は、図２に示されており、ここでは同時に内燃機関１の制御回路も示されている。所属のフローチャートは図２ａからみてとれる。
【００６７】
図２からも明らかなように、エアマスセンサＨＦＭ＿１は、エアマスセンサ信号Ｌ＿１を供給している。この信号は内燃機関１のインテークマニホールド３内の空気質量の値とこの値に重畳する障害量Ｓ＿Ｘから成っている。
【００６８】
既に前述したように、障害量Ｓ＿Ｘとは、エアマスセンサ信号Ｌ＿１の信号障害量を象徴化したものである。これは例えばエアマスセンサＨＦＭ＿１の加熱面上に現れた水滴によって引き起される。
【００６９】
図２ａによれば、この信号Ｌ＿１は、まずステップ３４０においてローパスフィルタ３４０ａによってフィルタリングされる。これによりフィルタリングされたエアマスセンサ信号Ｌ＿１*が形成される。このフィルタリングされたエアマスセンサ信号Ｌ＿１*は、引き続きステップ３８０において支援信号Ｈ＿１によって減算される。
【００７０】
図示の実施例によれば、この支援信号Ｈ＿１は、計算機によって内燃機関１の状態量Ｐ，Ｔ，ｎから得られる。差分形成ブロック３８０は制御量Ｒを供給し、この制御量Ｒは制御装置２に入力量として供給され、内燃機関１の制御がこれに基づいて行われる。
【００７１】
この制御量Ｒは、例えば排ガス再循環系の閉ループ制御回路に作用する。それにより内燃機関１に供給される空気−燃料混合気を最適な値に設定できるようになる。
【００７２】
理想的な状態においては、制御量Ｒは０の値をとる。すなわち、エアマスセンサＨＦＭ＿１によって検出された空気質量は、計算によって求められた支援信号Ｈ＿１の空気質量値とちょうど同じ大きさになる。障害量Ｓ＿Ｘが０とは異なる値になった場合には（例えばインテークマニホールド内での水分の関与によって）、制御量Ｒに対する値も０ではなくなる。
【００７３】
障害量Ｓ＿Ｘが排ガス再循環系の制御に影響を及ぼすことを避けるために、エアマスセンサ信号Ｌ＿１は、ローパスフィルタ３４０ａによってフィルタリングされる。通常は障害量Ｓ＿Ｘは、特にインテークマニホールド内の水分が関与した場合において、測定すべき空気質量に比べて高周波な信号成分として供給されるので、ローパスフィルタ３４０ａの限界周波数は、エアマスセンサ信号Ｌ＿１の全ての低周波信号成分を通過させるように選択され、それにより制御量Ｒの算出のもとでこのことが取り入れられる。このような障害量に帰する高周波な信号成分は、ローパスフィルタ３４０ａによって阻止され、それによって制御量Ｒの形成に影響を及ぼさなくなる。
【００７４】
特に有利には、限界周波数が動的に、つまり内燃機関１の作動運転期間中にいわゆる内燃機関１のパスモデル（Streckenmodell）に依存して選択される。このパスモデルは、状態量Ｐ，Ｔ，ｎ………に依存してエアマスセンサ信号Ｌ＿１のスペクトルに関する情報を提供する。この情報には、信号Ｌ＿１の推定される最も高い信号周波数も含まれる。この情報を用いれば、信号Ｌ＿１の実際に検出された空気質量を表わすスペクトル部分だけを、制御量Ｒの形成に取り入れることが可能となる。
【００７５】
図３には、ハイパスフィルタ４４０ａもローパスフィルタ４４２ａも有している、本発明による変化実施例の信号流れ図が示されている。
【００７６】
エアマスセンサＨＦＭ＿１のエアマスセンサ信号Ｌ＿１に基づいて、第１の支援信号Ｈ＿１は、ハイパスフィルタ４４０ａを用いた信号Ｌ＿１の高域ろ波から得られる。第２の支援信号Ｈ＿２は、ローパスフィルタ４４２ａを用いた信号Ｌ＿１の低域ろ波から得られる。
【００７７】
この場合制御量Ｒは、２つの支援信号Ｈ＿１，Ｈ＿２から前述した実施例に類似して内燃機関１（図５）の状態量（図３には図示せず）から得られる。
【００７８】
この変化例においては、内燃機関１のインテークマニホールド３内に存在する水分量が支援信号Ｈ＿１によって表わされており、ここでは高域ろ波に基づいてセンサＨＦＭ＿１の加熱面上に現れた水滴によって引き起される信号成分のみが得られる。
【００７９】
エアマスセンサ信号Ｌ＿１の低周波信号成分（これは実際の空気質量流量を表わす）は、第２の支援信号Ｈ＿２を形成する。
【００８０】
フィルタ４４０ａ，４４２ａの限界周波数は、内燃機関１のモデルに依存して選択され、動的にそのつどの作動状態に適応化される。
【００８１】
第１の支援信号Ｈ＿１からのインテークマニホールド３内の水分量の情報と、第２の支援信号Ｈ＿２からの実際の空気質量の情報と、並びに内燃機関１の状態量および場合によっては燃焼に関するさらなる別のパラメータの情報のもとで、内燃機関１の燃焼室内で実際に得られる空気質量が算出され得る。
【００８２】
それにより、内燃機関１のインテークマニホールド３内において流動的なフェーズで存在する水分のもとでも、内燃機関１を最適な作動点で作動させることが可能となる。
【００８３】
本発明のさらに別の実施形態は図４に示されている。インテークマニホールド４内では、２つのホットフィルム式エアマスセンサＨＦＭ＿１，ＨＦＭ＿２が相互に間隔Ｄをおいて配置されている。ここでの矢印は、吸気管４内を流れる空気の通流方向を表わしている。
【００８４】
図４からも明らかなように、まず第１のエアマスセンサＨＦＭ＿１が、入流する空気体によって囲繞され、その後で、間隔Ｄに依存する伝播時間の経過後に第２のホットフィルム式エアマスセンサＨＦＭ＿２が流入する空気体によって囲繞される。
【００８５】
第１のセンサＨＦＭ＿１は、エアマスセンサ信号Ｌ＿１を供給し、第２のセンサＨＦＭ＿２は、第１の支援信号Ｈ＿１を供給する。間隔Ｄに起因するエアマスセンサ信号Ｌ＿１と第１の支援信号Ｈ＿１の間の伝播時間の差を補償するために、時間素子５１０ａが設けられている。図４ａのフローチャートを参照すれば、エアマスセンサ信号Ｌ＿１は、インテークマニホールド４内に流入する空気体が第１のセンサＨＦＭ＿１から第２のセンサＨＦＭ＿２に到達するのに必要とされる時間分だけ遅延され、そして遅延されたエアマスセンサ信号Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔが供給される。この遅延されたエアマスセンサ信号Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔは、引き続き微分されたエアマスセンサ信号Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ＿１を得るために、微分器５４０ａにおいて微分される。時間素子５１０ａの遅延時間は設定調整が可能であり、次のように選択される。すなわち信号Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿ＴとＨ＿１からの差分が、吸気管４内の水分が不在である場合には０となるように選択される。
【００８６】
第２のセンサＨＦＭ＿２から供給された第１の支援信号Ｈ＿１は、微分された支援信号Ｈ＿１を得るために微分器５４２ａにおいて微分される。これらの２つの微分器５４０ａ，５４２ａは、絶対値形成も実行し、そのためそれぞれの出力側からは正のエアマスセンサ信号Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ＿１′ないしは正の支援信号Ｈ＿１′が送出される。
【００８７】
最終的に正の支援信号Ｈ＿１′は、さらなる差分信号Ｚ＿Ｄｉｆｆを得るために、正のエアマスセンサ信号Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ＿１′から減じられる。
【００８８】
その上さらに第１の支援信号Ｈ＿１は、遅延されたエアマスセンサ信号Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔから減じられ、その結果としての差分信号Ｄ＿Ｌ＿Ｈが積分器５３０ａにおいて積分信号Ａ＿Ｌ＿Ｈを得るべく積分される。
【００８９】
この積分信号は、センサＨＦＭ＿１，ＨＦＭ＿２によって測定された信号の偏差に対する尺度であり、この偏差からは、吸気管４内に取り込まれた水分量が推定可能である。差分信号Ｚ＿Ｄｉｆｆは、２つのセンサＨＦＭ＿１，ＨＦＭ＿２のうちのどちらがより高い信号変化を把握しているかを示している。
【００９０】
積分信号Ａ＿Ｌ＿Ｈが所定の閾値を上回ると同時に、制御量Ｒ（図４には図示されず）は、エアマスセンサ信号Ｌ＿１からか若しくは第１の支援信号Ｈ＿１から得られる。
【００９１】
制御量Ｒの形成のために測定された空気質量に対してできるだけ信頼性の高い値を得るために、このようなケースでは信号変化がより小さい方のセンサ信号が制御量Ｒの形成のために用いられる。
【００９２】
差分信号Ｚ＿Ｄｉｆｆが０よりも大きい場合には、エアマスセンサ信号Ｌ＿１の信号変化は、第１の支援信号Ｈ＿１の信号変化よりも大きく、従ってエアマスセンサ信号Ｌ＿１は無視され、制御量Ｒは第１の支援信号Ｈ＿１から形成される。これに類似して負の差分信号Ｚ＿Ｄｉｆｆのもとでは、制御量Ｒがエアマスセンサ信号Ｌ＿１から形成される。
【００９３】
インテークマニホールド内に運び込まれた水分量の推定が可能なインジケータ信号Ａ＿Ｌ＿Ｈを用いることと、インテークマニホールド３内の実際の空気量に対する尺度として無視できないそのつどのセンサ信号を用いたもとでは、噴射すべき燃料の正確な量を燃焼室内で実際に得られる空気質量に依存して算出するために、制御量Ｒの形成が可能となる。
【００９４】
２つのエアマスセンサＨＦＭ＿１，ＨＦＭ＿２は、吸気管４内で互いに隣接するように配置してもよい。その場合は、第２のエアマスセンサＨＦＭ＿２が水分分離器（図示せず）を備えている。この水分分離器は、第２のエアマスセンサＨＦＭ＿２の動特性を変化させるので、水滴分離器の動特性のモデルは、２つのセンサ信号の比較可能性を保証するために、第１のエアマスセンサＨＦＭ＿１に追従させなければならない。
【００９５】
この変化実施例では、２つのエアマスセンサＨＦＭ＿１，ＨＦＭ＿２のセンサ信号の偏差が、吸気管４内へ運び込まれた水分量に対する尺度を提供する。有利にはこれらの２つのエアマスセンサＨＦＭ＿１，ＨＦＭ＿２は、同じケーシング内に配設される。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明による方法の第１実施例に基づく信号流れ図を示した図
【図１ａ】図１の信号流れ図に相応するフローチャート
【図２】本発明の第２実施例の信号流れ図を示した図
【図２ａ】図２の信号流れ図に相応するフローチャート
【図３】本発明による方法の第３実施例の信号流れ図を示した図
【図４】インテークマニホールド４内のホットフィルム式エアマスセンサＨＦＭ＿１，ＨＦＭ＿２の配置構成を概略的に示した図
【図４ａ】本発明による方法の第３実施例のフローチャートを示した図
【図５】本発明による内燃機関を示した図
【図１】
2005513345.tif 000003
【図１ａ】
2005513345.tif 000004
【図２】
2005513345.tif 000005
【図２ａ】
2005513345.tif 000006
【図３】
2005513345.tif 000007
【図４】
2005513345.tif 000008
【図４ａ】
2005513345.tif 000009
【図５】
2005513345.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年2月20日(2004.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１）をエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）に依存して開ループ/閉ループ制御するための制御装置（２）を有している、特に自動車の内燃機関（１）の作動のための方法であって、
少なくとも１つの第１の支援信号（Ｈ＿１）が用いられ、
前記第１の支援信号（Ｈ＿１）若しくはそこから導出される信号が、差分信号（Ｄ＿１＿１）を得るために、エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）若しくはそこから導出される信号と比較されるステップ（２００）が含まれている形式の方法において、
差分信号（Ｄ＿１＿１）から絶対値形成ステップ（２３０）によって正の差分信号（Ｄ＿１＿１′）が得られ、
前記正の差分信号（Ｄ＿１＿１′）のフィルタリングによってフィルタリングされた差分信号（Ｄ＿１＿１*）が得られ、
前記正の差分信号（Ｄ＿１＿１′）若しくはフィルタリングされた差分信号（Ｄ＿１＿１*）が所定の閾値（Ｓ＿１）を下回った場合には、エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）を制御量（Ｒ）として使用し、
前記正の差分信号（Ｄ＿１＿１′）若しくはフィルタリングされた差分信号（Ｄ＿１＿１*）が所定の閾値（Ｓ＿１）を上回った場合には、第１の支援信号（Ｈ＿１）を制御量（Ｒ）として使用するようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記比較（２００）のステップは、以下のステップ、すなわち、
微分されたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）を得るためにエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）を微分するステップ（２１０）と、
微分された支援信号（Ｈ＿１＿１）を得るために第１の支援信号（Ｈ＿１）を微分するステップ（２１１）と、
差分信号（Ｄ＿１＿１）を得るために前記微分されたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿１）と微分された支援信号（Ｈ＿１＿１）から差分形成を行うステップ（２２０）とを含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
さらに以下のステップ、すなわち、
微分されたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿１）をエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）の時間的平均値（Ｌ＿１＿ｍ）に規格統一するステップ（２１０ａ）と、
微分された支援信号（Ｈ＿１＿１）を第１の支援信号（Ｈ＿１）の時間的平均値（Ｈ＿１＿ｍ）に規格統一するステップ（２１１ａ）とが含まれている、請求項２記載の方法。
【請求項４】
第１の支援信号が少なくとも１つの以下の手法、すなわち、
内燃機関の状態量、
内燃機関のパスモデル、
排ガスセンサの信号、
第２のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿２）、
レインセンサ、
超音波センサ、
ホットワイヤ式エアマスセンサ、
容量型センサ、
オーミックセンサによって得られる、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
第１の支援信号（Ｈ＿１）又は該第１の支援信号（Ｈ＿１）から導出される信号と、エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）又は該エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）から導出される信号との比較（２００）が実施され、比較結果（ＶＥ）が得られるようにした、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記比較結果（ＶＥ）に依存して、内燃機関（１）の制御に対する制御量（Ｒ）が得られる、請求項５記載の方法。
【請求項７】
第１の支援信号（Ｈ＿１）は、容量型センサの信号から得られ、該容量型センサは、第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）の集積された構成部分として構成される、請求項４記載の方法。
【請求項８】
前記容量型センサは、第１及び第２のキャパシタプレートを備えたプレートキャパシタとして構成されており、この場合第１のキャパシタプレートは第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）の表面によって形成される、請求項４記載の方法。
【請求項９】
前記オーミックセンサは、少なくとも２つの有利には耐食性材料からなる電極を有している、請求項４記載の方法。
【請求項１０】
前記オーミックセンサは、第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）の表面に配設される、請求項４または９記載の方法。
【請求項１１】
前記比較ステップ（２００）には、さらに、
制御量（Ｒ）を得るために、第１の支援信号（Ｈ＿１）とエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）から差分形成するステップ（３８０）が含まれている、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
フィルタリングされたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１*）を得るために、前記差分形成（３８０）の前に、エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）をフィルタリングするステップ（３４０）が含まれている、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記フィルタリングステップ（３４０）に対してローパスフィルタ（３４０ａ）が用いられる、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記ローパスフィルタ（３４０ａ）の限界周波数は、動的にかつ内燃機関（１）の状態量に依存して選択される、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記ローパスフィルタ（３４０ａ）の限界周波数は、内燃機関のモデルに依存して選択される、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）から、ハイパスフィルタ（４４０ａ）を用いたフィルタリングステップ（４００）によって第１の支援信号（Ｈ＿１）が形成され、内燃機関（１）の制御のための制御量（Ｒ）として用いられる、請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記ハイパスフィルタ（４４０ａ）の限界周波数は、動的に選択される、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記ハイパスフィルタ（４４０ａ）の限界周波数は、内燃機関（１）の状態量に依存して選択される、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）から、ローパスフィルタ（４４２ａ）を用いたフィルタリングステップ（４４２）によって第２の支援信号（Ｈ＿２）が形成され、
前記第１の支援信号（Ｈ＿１）と第２の支援信号（Ｈ＿２）と内燃機関（１）の状態量とから制御量（Ｒ）が形成される、請求項１６から１８いずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
前記ローパスフィルタ（４４２ａ）の限界周波数は、動的に選択される、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記ローパスフィルタ（４４２ａ）の限界周波数は、内燃機関（１）の状態量に依存して選択される、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記ハイパスフィルタ（４４０ａ）又はローパスフィルタ（４４２ａ）の限界周波数は、内燃機関（１）のモデルに依存して選択される、請求項１８または２１記載の方法。
【請求項２３】
内燃機関（１）の吸気管（４）内に２つのエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１，ＨＦＭ＿２）が設けられており、この場合吸気管（４）内へ流入する空気がまず第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）に到達した後で吸入された空気が通流方向に沿って間隔（Ｄ）だけ離されて配置されている第２のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿２）に到達し、
前記比較ステップ（２００）に以下のステップが含まれている、すなわち、
遅延されたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ）を得るために、
エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）を遅延時間（ｄｅｌｔａ＿Ｔ）分だけ遅延させるステップ（５１０）と、
差分信号（Ｄ＿Ｌ＿Ｈ）を得るために、
遅延されたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ）から第１の支援信号（Ｈ＿１）を減じるステップ（５２０）と、
インジケータ信号（Ａ＿Ｌ＿Ｈ）を得るために、
差分信号（Ｄ＿Ｌ＿Ｈ）を積分するステップ（５３０）と、
微分されたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ＿１）を得るために、
遅延されたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ）を微分するステップ（５４０）と、
正のエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ＿１′）を得るために、
微分されたエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ＿１）の絶対値を形成するステップ（５４１）と、
微分された支援信号（Ｈ＿１＿１）を得るために、
第１の支援信号（Ｈ＿１）を微分するステップ（５４２）と、
正の支援信号（Ｈ＿１＿１′）を得るために、
微分された支援信号（Ｈ＿１＿１）の絶対値を形成するステップ（５４３）と、
さらなる差分信号（Ｚ＿Ｄｉｆｆ）を得るために、
正のエアマスセンサ信号（Ｌ＿１＿ｄｅｌｔａ＿Ｔ＿１′）から正の支援信号（Ｈ＿１＿１′）を減じるステップ（５６０）とが含まれている、請求項４記載の方法。
【請求項２４】
インジケータ信号（Ａ＿Ｌ＿Ｈ）を少なくとも１つの閾値と比較するステップ（５７０）が含まれており、ここにおいてインジケータ信号（Ａ＿Ｌ＿Ｈ）が閾値を上回る事態が生じた場合に、
差分信号（Ｚ＿Ｄｉｆｆ）が正である時には、制御量（Ｒ）を、第１の支援信号（Ｈ＿１）とインジケータ信号（Ａ＿Ｌ＿Ｈ）から形成（５８０）し、
差分信号（Ｚ＿Ｄｉｆｆ）が負である時には、制御量（Ｒ）を、エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）とインジケータ信号（Ａ＿Ｌ＿Ｈ）から形成（５８１）する、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
２つのエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１，ＨＦＭ＿２）が相並んで配置されており、遅延ステップ（５１０）が省略され、第２のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿２）が水滴分離器を備えている、請求項２３又は２４記載の方法。
【請求項２６】
水滴分離器の動特性をシミュレートしたモデルがエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）の処理の際、及び/又は第１の支援信号（Ｈ＿１）の処理の際に考慮される、請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
２つのエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１，ＨＦＭ＿２）が、１つの共通のセンサ装置、有利には１つの共通のケーシングの中に集積化されている、請求項２３から２６いずれか１項記載の方法。
【請求項２８】
第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）のエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）に依存して内燃機関（１）の開ループ/閉ループ制御を行うために、少なくとも１つの第１の支援信号（Ｈ＿１）が用いられ、該第１の支援信号（Ｈ＿１）に依存して、エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）に作用する障害量（Ｓ＿Ｘ）の当該内燃機関（１）の制御に与える影響が低減される、請求項１から２７いずれか１項記載の方法。
【請求項２９】
第１の支援信号（Ｈ＿１）から障害量（Ｓ＿Ｘ）を導出し、該障害量（Ｓ＿Ｘ）に依存して制御量（Ｒ）を形成するステップが含まれている、請求項４または２８記載の方法。
【請求項３０】
第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）は、ホットフィルム式エアマスセンサとして構成されている、請求項１から２９いずれか１項記載の方法。
【請求項３１】
コンピュータ若しくは制御装置において請求項１から３０いずれか１項記載の方法を実施するためのプログラムコードを有している、内燃機関、特に自動車用内燃機関の制御装置のためのコンピュータプログラム。
【請求項３２】
第１のエアマスセンサ（ＨＦＭ＿１）のエアマスセンサ信号（Ｌ＿１）に依存して内燃機関（１）の開ループ/閉ループ制御を行うための、内燃機関、特に自動車用内燃機関のための制御装置（２）であって、
少なくとも１つの第１の支援信号（Ｈ＿１）が用いられ、
前記第１の支援信号（Ｈ＿１）若しくはそこから導出される信号が、差分信号（Ｄ＿１＿１）を得るために、エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）若しくはそこから導出される信号と比較される形式の制御装置において、
差分信号（Ｄ＿１＿１）から絶対値形成ステップ（２３０）によって正の差分信号（Ｄ＿１＿１′）が得られ、
前記正の差分信号（Ｄ＿１＿１′）のフィルタリングによってフィルタリングされた差分信号（Ｄ＿１＿１*）が得られ、
前記正の差分信号（Ｄ＿１＿１′）若しくはフィルタリングされた差分信号（Ｄ＿１＿１*）が所定の閾値（Ｓ＿１）を下回った場合には、エアマスセンサ信号（Ｌ＿１）を制御量（Ｒ）として使用し、
前記正の差分信号（Ｄ＿１＿１′）若しくはフィルタリングされた差分信号（Ｄ＿１＿１*）が所定の閾値（Ｓ＿１）を上回った場合には、第１の支援信号（Ｈ＿１）を制御量（Ｒ）として使用するように構成されていることを特徴とする制御装置。
【国際調査報告】
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