(57)【要約】【課題】  簡単にプログラミング可能で且つ正確な結果を提供するように改良された、燃焼室内の吸気温度が得られる内燃機関の運転方法を提供する。【解決手段】  内燃機関（１０）は、クランク軸の回転速度（ｎｍｏｔ）、内燃機関の温度（Ｔｍｏｔ）、吸気温度（Ｔａｅｖ）のような運転特性変数の関数として運転される。燃焼室から遠い領域内の測定またはモデル化吸気温度（Ｔａｅｖ）から、近似的に、燃焼室（１６）内の吸気温度（Ｔａｅｖｋ）が得られる。プログラミングを簡単にするために、燃焼室（１６）内の吸気温度（Ｔａｅｖｋ）の決定は、吸気がモデル化または測定初期温度（Ｔａｅｖ）を有し、吸気が、内燃機関のあるタイプおよび内燃機関のある運転状態に対して典型的な接触時間（ｔｋｏｎｔａｋｔ）の間、典型的な構成要素（２２）と熱接触をなし、前記典型的な構成要素がモデル化または測定温度（Ｔｅｖ）を有するという仮定のもとで、行われる。
2005511950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室から遠い領域（２０）内の測定またはモデル化吸気温度（Ｔａｅｖ）から、少なくとも近似的に、燃焼室に近い領域内または燃焼室（１６）それ自体内の吸気温度（Ｔａｅｖｋ）が得られる、クランク軸（１８）の回転速度（ｎｍｏｔ）、内燃機関（１０）の温度（Ｔｍｏｔ）、および／または吸気温度（Ｔａｅｖ）のような運転特性変数の関数として内燃機関（１０）を運転する方法において、
燃焼室に近い領域内または燃焼室（１６）それ自体内の吸気温度（Ｔａｅｖｋ）の決定は、吸気がモデル化または測定初期温度（Ｔａｅｖ）を有し、吸気が、内燃機関（１０）のあるタイプに対しておよび内燃機関（１０）のある運転状態に対して典型的な接触時間（ｔｋｏｎｔａｋｔ）の間、典型的な構成要素（２２）と熱接触をなし、前記典型的な構成要素がモデル化または測定温度（Ｔｅｖ）を有するという仮定のもとで、行われること、
を特徴とする内燃機関を運転する方法。
【請求項２】
特定の内燃機関タイプに対する典型的な接触時間（ｔｋｏｎｔａｋｔ）が、特に低温および暖機内燃機関の異なる運転条件下における内燃機関タイプのテスト運転により得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
燃焼室に近い領域内または燃焼室（１６）それ自体内の吸気温度（Ｔａｅｖｋ）が、燃焼室から遠い領域内において測定またはモデル化された吸気温度（Ｔａｅｖ）と、吸気が熱接触をなす内燃機関（１０）の典型的な構成要素（２２）の温度（Ｔｅｖ）との間の差の関数である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】
内燃機関（１０）の構成要素の温度として、少なくとも１つの吸気弁（２２）のモデル化または測定温度（Ｔｅｖ）が使用されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
吸気弁（２２）の温度（Ｔｅｖ）が、冷却媒体および／またはシリンダ・ヘッドの測定温度（Ｔｍｏｔ）から得られることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
４サイクル内燃機関（１０）において、燃焼室に近い領域内または燃焼室（１６）それ自体内の吸気温度（Ｔａｅｖｋ）が、次式により決定され、
【数１】
2005511950.tif 000008
ここで、
Ｔａｅｖｋ＝補正吸気温度、
Ｔａｅｖ＝燃焼室から遠い領域内の測定またはモデル化吸気温度、
Ｔｅｖ＝内燃機関の構成要素の測定またはモデル化温度、
ｎｍｏｔ＝内燃機関クランク軸の測定回転速度、
ｔｋｏｎｔａｋｔ＝吸気が（１−１／ｅ）・（Ｔｅｖ−Ｔａｅｖ）だけ加熱される典型的な接触時間、
であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
４サイクル内燃機関（１０）において、燃焼室に近い領域内または燃焼室（１６）それ自体内の吸気温度（Ｔａｅｖｋ）の決定が、次式により行われ、
【数２】
2005511950.tif 000009
ここで、
Ｔａｅｖｋ＝補正吸気温度、
Ｔａｅｖ＝燃焼室から遠い領域内の測定またはモデル化吸気温度、
Ｔｅｖ＝内燃機関の構成要素の測定またはモデル化温度、
ｎｍｏｔ＝内燃機関のクランク軸の測定回転速度、
ＮＭＯＴＷＫ＝吸気が（１−１／ｅ）・（Ｔｅｖ−Ｔａｅｖ）だけ加熱される内燃機関のクランク軸の典型的な回転速度、
であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
燃焼室に近い領域内または燃焼室（１６）それ自体内の吸気温度（Ｔａｅｖｋ）が、吸気行程の終端において燃焼室（１６）内に存在するフレッシュ・エア充填量（ｒｆｆｇ）の決定に使用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方法。
【請求項９】
燃焼室（１６）の充填量（ｒｆｆｇ）が、次式により決定され、
【数３】
2005511950.tif 000010
ここで、
ｒｆｆｇ＝吸込フレッシュ・エア充填量、
ＦＵＰＳＲＬＲＯＨ＝運転点の関数としての変数、
ｒｆｒｇ＝行程容積に関して正規化された残留ガス充填量、
Ｔａｅｖｋ＝補正吸気温度、
ｐｓ＝吸気管内圧力、
Ｔｒｇｋ＝吸気管圧力に膨張されるが混合されないものと仮定した理想残留ガスの温度［Ｋ］、
であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
コンピュータで実行されたとき、請求項１ないし９のいずれかに記載の方法を実行するために適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１１】
メモリ、特にフラッシュ・メモリに記憶されていることを特徴とする請求項１０に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項１２】
メモリを含み、該メモリに請求項１０または１１に記載のコンピュータ・プログラムが記憶されていることを特徴とする内燃機関（１０）を運転するための制御装置（５８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はじめに、燃焼室から遠い領域内の測定またはモデル化吸気温度から、少なくとも近似的に、燃焼室に近い領域内または燃焼室それ自体内の吸気温度が得られる、例えばクランク軸の回転速度、内燃機関の温度、および／または吸気温度のような運転特性変数の関数として内燃機関を運転する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基本的に、内燃機関を運転するために燃焼室内に存在するフレッシュ・エア質量を正確に知ることが重要である。これは混合物先行制御のために使用される。特に、混合物制御のために使用されるλセンサがまだ作動可能状態にない始動直後においては、空気充填量の正確な測定が必要である。
【０００３】
これは、空気質量センサによりまたは吸気管圧力センサにより可能である。しかしながら、吸気管圧力はきわめて間接的な充填量信号である。それを知るだけでは燃焼室のフレッシュ・エア充填量を計算することができない。特に、燃焼室内に吸い込まれたフレッシュ・エア（場合により存在する高温残留ガスとの混合を考慮することなく）の温度を知ることが必要である。
【０００４】
ドイツ特許公開第１９７３９９０１号から、その他の条件が同じ場合、より高い吸気温度は、特に、より高いノッキング傾向、より良好な燃料の蒸発、吸気管内壁における燃料の壁フィルム形成の減少、並びに吸込空気質量したがって必要な燃料量の減少をもたらすことが既知である。この背景から、最新の内燃機関制御は吸気温度を処理し、吸気温度は対応のセンサにより測定されるかまたは対応の温度モデルを介して計算される。
【０００５】
特に内燃機関の周辺における空間的な理由が原因となって、吸気温度を測定可能なセンサは内燃機関の燃焼室のすぐ近くには装着されず、例えばエア・フィルタ・ハウジング内、空気質量流量計内、絞り弁サポート内、または吸気管内空気圧力を測定するためのセンサと組み合わせて装着される。
【０００６】
吸気は、吸気管内を通過して燃焼室に至るその途中において吸気管の温かい壁および流れ通路内に存在する温かいまたは高温部分において加熱されるので、このことは、これらのセンサにより測定された温度が通常吸気行程の終端後に燃焼室内に閉じ込められ且つ場合により燃焼室内に存在する高温残留ガスとまだ混合されていないフレッシュ・エアの実際温度より低いことを意味する。
【０００７】
したがって、ドイツ特許公開第１９７３９９０１号は、測定吸気温度の補正を開示している。補正のために重みづけ係数が使用され、重みづけ係数は、特性曲線または特性曲線群により、吸気温度、エンジン温度および内燃機関の運転点の関数として計算される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
簡単にプログラミング可能であり且つより正確な結果を提供するように、冒頭記載のタイプの方法を改良することが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、冒頭記載のタイプの方法において、燃焼室に近い領域内または燃焼室それ自体内の吸気温度の決定は、吸気がモデル化または測定初期温度を有し、および、吸気が、内燃機関のあるタイプに対しておよび内燃機関のある運転状態に対して典型的な接触時間の間、典型的な構成要素と熱接触をなし、且つ前記典型的な構成要素がモデル化または測定温度を有するという仮定のもとで、行われることにより解決される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による方法においては、吸気温度の補正が物理的法則および数学的変形に基づいて行われるので、複雑な特性曲線または複雑な特性曲線群の適用はほとんど必要ではない。これは特性曲線ないし特性曲線群よりもはるかに簡単に適用ないしプログラミング可能である。さらに、物理的法則の考慮はより正確な計算結果の達成を可能にする。
【００１１】
本発明による方法は複数の仮定に基づいている。
一方で、簡単にするために、吸込フレッシュ・エアの加熱は、燃焼室の上流側に存在する典型的な構成要素ないし燃焼室の上流側に存在する少なくとも１つの内燃機関の構造部分との接触により行われるものと仮定する。この構成要素ないしこの構造部分は、全て吸気流れの途中に存在する内燃機関の温かい構成要素および構造部分を表わす。
【００１２】
さらに、フレッシュ・エアの温度上昇は、場合により行われる吸気管内ないし燃焼室内における高温残留ガスとの混合前に行われることから出発する。さらに、吸込フレッシュ・エアに伝達される熱量（または稀には吸込フレッシュ・エアから伝達される熱量）は、吸込フレッシュ・エアと、熱を伝達する１つないし複数の構造部分との間の内燃機関のタイプに対して典型的な接触時間の関数であると仮定する。これらの仮定は同様に電子技術におけるＲＣ要素の比に対応し、この場合、ここではオン・オフ・スイッチの「閉鎖時間」により典型的な接触時間が形成されるであろう。
【００１３】
本発明による仮定に基づいて一次微分導関数が得られ、この解は吸気温度と典型的な接触時間との指数関数関係を与える。
ある内燃機関タイプに対する典型的な接触時間は、一方で簡単に経験的に決定されてもよい。即ち、本発明による方法を用いて、通常の熱方程式により、複雑な特性曲線または特性曲線群がプログラミングされることなく、内燃機関により吸い込まれたフレッシュ・エアの加熱を計算することが可能である。
【００１４】
本発明の有利な変更態様が従属請求項に記載されている。
はじめに、特定の内燃機関タイプに対する典型的な接触時間が、特に低温および暖機内燃機関の異なる運転条件下における内燃機関タイプのテスト運転により得られることが開示される。低温および加熱吸気におけるテスト運転もまた可能である。これは、実際にきわめて良好な結果を示した方法である。一般に、典型的な接触時間はクランク軸の回転速度に反比例する。上記テスト運転により対応の比例定数を簡単に決定可能である。流動流体においては静止流体においてよりも熱伝達がはるかに大きいので、通常典型的な接触時間は吸気行程の時間の範囲内に存在することになる。
【００１５】
本発明による方法の有利な形態においては、吸気と、吸気が熱接触をなす内燃機関の典型的な構成要素との間において交換される熱量が、燃焼室から遠い領域内において測定またはモデル化された吸気温度と、吸気が熱接触をなす内燃機関の典型的な構成要素の温度との間の差の関数であるという仮定のもとで、燃焼室に近い領域内または燃焼室それ自体内の吸気温度の決定が行われることもまた開示される。
【００１６】
本発明による方法のこの変更態様においては、交換熱量と接触時間との関数関係に追加して、交換熱量と流入フレッシュ・エアおよび少なくとも１つの構成要素の間の温度差との関数関係もまた考慮される。吸込フレッシュ・エアの加熱の決定における精度はこれによりさらに改善されることは明らかである。
【００１７】
内燃機関の構成要素の温度として、特に少なくとも１つの吸気弁の温度が使用される。これに対しては、吸込フレッシュ・エアは燃焼室に至る途中において特にきわめて高温の吸気弁ないしその構成要素により加熱されるという考慮が基礎となっている。この仮定はきわめて簡単な計算を可能にし、しかも決定された吸気温度に高い信頼性を与える。
【００１８】
この場合、一方で、吸気弁の温度が、冷却媒体および／またはシリンダ・ヘッドの測定温度から得られるとき、それは好ましい。冷却媒体温度並びにシリンダ・ヘッド温度は、本来、通常の内燃機関においてはいずれにせよセンサにより決定されるものである。温度測定位置から吸気弁への熱伝導を考慮する簡単な計算モデルにより、吸気弁温度をより大きな精度で決定することができる。最も簡単な場合には、吸気弁温度を測定温度と等しくしてもよく、これにより計算結果が著しく大きな誤差をもつことはない。
【００１９】
４サイクル内燃機関において、燃焼室に近い領域内または燃焼室それ自身内の吸気温度が、特に次式により決定され、
【００２０】
【数４】
2005511950.tif 000003
【００２１】
ここで、Ｔａｅｖｋ＝補正吸気温度、Ｔａｅｖ＝燃焼室から遠い領域内の測定またはモデル化吸気温度、Ｔｅｖ＝内燃機関の構成要素の測定またはモデル化温度、ｎｍｏｔ＝内燃機関クランク軸の測定回転速度、ｔｋｏｎｔａｋｔ＝吸気が（１−１／ｅ）・（Ｔｅｖ−Ｔａｅｖ）だけ加熱される典型的な接触時間である。
【００２２】
典型的な接触時間は、流入ガスが、ガスと構成要素との間の温度差の特定の値だけ加熱される時定数である。指数関数の指数内の決定的な変数として、内燃機関のクランク軸の回転速度のみが残っている。この簡単な、したがってプログラミングが簡単な式を用いて、補正吸気温度を高い精度で決定することができる。典型的な接触時間が適用される条件だけは、例えば実験により決定されなければならない。
【００２３】
４サイクル内燃機関において、燃焼室に近い領域内または燃焼室それ自身内の吸気温度の決定が、次式により行われることもまた可能であり、
【００２４】
【数５】
2005511950.tif 000004
【００２５】
ここで、Ｔａｅｖｋ＝補正吸気温度、Ｔａｅｖ＝燃焼室から遠い領域内の測定またはモデル化吸気温度、Ｔｅｖ＝内燃機関構成要素の測定またはモデル化温度、ｎｍｏｔ＝内燃機関クランク軸の測定回転速度、ＮＭＯＴＷＫ＝吸気が（１−１／ｅ）・（Ｔｅｖ−Ｔａｅｖ）だけ加熱される内燃機関のクランク軸の典型的な回転速度である。
【００２６】
前の式と同様に、ここでもまた、この式は正確な結果を提供し且つこの場合きわめて簡単にプログラミング可能であることが当てはまる。典型的な回転速度の使用は、さらにより簡単な計算を可能にする。これは同様に試験走行により決定されてもよい。例えば、典型的な回転速度および異なる吸気温度において吸込フレッシュ・エア質量と吸気管内圧力との関数関係を表わす２つの曲線が決定されてもよい。式は典型的な回転速度に対していわゆる「適合」される。
【００２７】
燃焼室に近い領域内または燃焼室それ自体内の吸気温度が、吸気行程の終端において燃焼室内に存在するフレッシュ・エア充填量の決定に使用されるという本発明による方法の変更態様が特に有利である。フレッシュ・エア充填量は、一方で、燃焼室内に噴射されるべき燃料量を先行制御するために使用される。即ち、最終的に、本発明による方法は、燃焼室内に存在する燃料／空気混合物をきわめて正確に希望するとおりに設定することを可能にする。
【００２８】
このために、本発明により、燃焼室の充填量が、次式により決定され、
【００２９】
【数６】
2005511950.tif 000005
【００３０】
ここで、ｒｆｆｇ＝吸込フレッシュ・エア充填量、ＦＵＰＳＲＬＲＯＨ＝運転点の関数としての変数、ｒｆｒｇ＝行程容積に関して正規化された残留ガス充填量、Ｔａｅｖｋ＝補正吸気温度、ｐｓ＝吸気管内圧力、Ｔｒｇｋ＝吸気管圧力に膨張されるが混合されないものと仮定した理想残留ガスの温度［Ｋ］であることが与えられる。
【００３１】
上記の式は、「断熱給気切換モデル」の式とも呼ばれる。係数ＦＵＰＳＲＬＲＯＨは、運転点の関数としての変数ではあるが吸気管圧力および温度の関数としての変数であり、この変数は、ｒｆｒｇおよびＴｒｇが一定のときには特性曲線ｒｌ＝ｆ（ｐｓ）（吸込フレッシュ・エア質量と吸気管内圧力との関数関係）の勾配を表わす。この式は、給気切換のあらゆる影響を考慮している。この場合、内燃機関の構成要素からフレッシュ・エアへの熱伝達の影響が変数Ｔａｅｖｋのみにより考慮される。即ち、通常吸気管内の圧力センサにより測定される吸気圧力により、空気質量センサを必要とすることなく、フレッシュ・エア充填量を高い精度で決定することができる。
【００３２】
本発明は、それがコンピュータ上で実行されたとき、請求項１ないし９のいずれかの方法を実行するために適しているコンピュータ・プログラムにも関するものである。それがメモリ、特にフラッシュ・メモリに記憶されているとき、それは好ましい。
【００３３】
内燃機関を運転するための制御装置もまた本発明の対象である。制御装置において、それがメモリを含み、メモリに上記タイプのコンピュータ・プログラムが記憶されているとき、それは好ましい。
【００３４】
以下に本発明の特に好ましい実施例を添付図面により詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１において、内燃機関が全体として符号１０を有している。内燃機関１０は複数のシリンダを含み、図１においては、そのうちの符号１２を有するシリンダのみが示されている。シリンダ１２内においてピストン１４が滑り案内され、ピストン１４は燃焼室１６の境界を形成している。連接棒（符号なし）を介して、ピストン１４は記号でのみ示されているクランク軸１８と結合されている。
【００３６】
フレッシュ・エアが燃焼室１６に吸気管２０および吸気弁２２を介して供給される。吸気管２０内に噴射ノズル２４が存在し、噴射ノズル２４は燃料系２６と結合されている。吸気管２０内において噴射ノズル２４の上流側に絞り弁２８が配置され、絞り弁２８はサーボモータ３０により希望位置に移動可能である。一方で、絞り弁２８の上流側において、供給されるべきフレッシュ・エアの温度がセンサ３２により測定され、供給されるべきフレッシュ・エアの圧力がセンサ３４により測定される。
【００３７】
高温燃焼排気ガスは、燃焼室１６から、排気弁３６および排気管３８を介して排出される。触媒４０は排気ガスを浄化する。排気弁３６と触媒４０との間において、排気温度が温度センサ４２により測定され、排気圧力が圧力センサ４４により測定される。
【００３８】
内燃機関１０は、二重連続カム軸制御を備えている。これは、吸気弁２２ないし排気弁３６の閉鎖時期ないし開放時期が無段階に調節可能であることを意味する。このために、吸気弁２２は吸気カム軸４６により操作され、排気弁３６は排気カム軸４８により操作される。アクチュエータ５０および５２を介して、カム軸４６および４８は、運転中に、希望の閉鎖時期ないし開放時期が存在するように調節される。
【００３９】
内燃機関１０の燃焼室内に存在する燃料／空気混合物は点火プラグ５４により点火され、点火プラグ５４は一方で点火系５６により制御される。
内燃機関１０の運転は、制御装置５８により操作ないし制御される。制御装置５８の入力側は、排気管２０内の温度センサ３２および圧力センサ３４と結合されている。さらに、制御装置５８は、排気管３８内の温度センサ４２および圧力センサ４４から信号を受け取る。さらに伝送器６０が信号を提供し、この信号からクランク軸１８の回転速度およびその角度位置を得ることができる。
【００４０】
これと同様にセンサ６２および６４が設けられ、センサ６２および６４は、吸気カム軸４６ないし排気カム軸４８の角度位置を測定する。制御装置５８の出力側は、噴射ノズル２４、絞り弁２８のサーボモータ３０、吸気カム軸４６ないし排気カム軸４８のアクチュエータ５０および５２、および点火系５６と結合されている。温度センサ６６は内燃機関１０のシリンダ・ヘッド（図示なし）の温度を測定する。
【００４１】
内燃機関１０のユーザにより希望されるトルクに対応し且つそれにより燃焼室１６内に希望混合物組成が達成される燃料量を決定可能にするために、一作業サイクルにおいて燃焼室１６内に到達したフレッシュ・エアの量を決定することが必要である。
【００４２】
このために確かにセンサが使用されてもよいが、このセンサは、この場合のように吸気管２０内に圧力センサ３４が存在するときにはコストの理由から使用されない。図示されていない実施例においては、圧力センサの代わりに、吸気管内に空気質量センサが設置されている。この場合には、燃焼室の空気充填量を決定するために、測定信号から吸気管内圧力が決定されなければならない。
【００４３】
図２から理解されるように、温度センサ６６の信号は処理ブロック６８に供給される。処理ブロック６８において、数値モデルにより、シリンダ・ヘッドの温度Ｔｍｏｔから吸気弁２２の温度Ｔｅｖが決定される。このようなモデルを用いて、簡単に、全体として、この計算に対して吸気管２０の典型的な温度が決定されてもよい。吸気弁２２は、それが内燃機関１０のこのタイプに対して吸気を加熱するための内燃機関１０の典型的な温かい構造部分を表わすかぎりにおいて、典型的な構成要素である。センサ３２により測定された吸気温度Ｔａｎｓから、図示されていない処理ブロックにおいて、数値モデルにより温度Ｔａｅｖが決定される。温度Ｔａｅｖは、吸気弁２２の上流側に位置し且つこのかぎりにおいて「燃焼室から遠い」領域内の流入空気が有する温度である。しかしながら、流入空気は吸気管内に存在する構成要素との接触により予め多少加熱されるので、温度Ｔａｅｖは内燃機関１０のたいていの運転状態においてはＴａｎｓより高くなっている。しかしながら、モデル化においては、場合により存在する逆流ガスによる流入ガスの加熱は行われないものと仮定する。ブロック７０において、吸気弁２２の温度Ｔｅｖと吸気温度Ｔａｅｖとの間の差が形成される。
【００４４】
センサ６０から供給されるクランク軸１８の回転速度値ｎｍｏｔは、ブロック７２において値１と比較され、それぞれ高いほうの値が出力される。ブロック７２の出力は、除算ブロック７４において除数として使用される。ブロック７２における比較により、除数が値０をとることが阻止される。
【００４５】
除算されるべき変数として、除算ブロック７４に定数ＮＭＯＴＷＫが供給される。定数ＮＭＯＴＷＫは決定可能な回転速度値であり、この回転速度値は吸込フレッシュ・エアと吸気弁２２との熱接触の強さを表わす。ここではＮＭＯＴＷＫは、燃焼室１６内に流入したときに吸気が絶対値１／ｅ（Ｔｅｖ−Ｔａｅｖ）だけ加熱される典型的な回転速度である。これは特定内燃機関タイプおよび特定運転状態に対して典型的な正規化された接触時間に対応し、これについては以下にさらに詳細に説明する。この接触時間は経験的に決定される。より高い回転速度においては温度適応はより小さくなる。
【００４６】
除算ブロック７４の出力は特性曲線ＥＸＰＳＬＰに供給され、特性曲線ＥＸＰＳＬＰは図２において符号７６を有している。この特性曲線が図３にも示されている。図３に、関数が表わされている。
【００４７】
【数７】
2005511950.tif 000006
【００４８】
ブロック７６内の特性曲線ＥＸＰＳＬＰの出力は乗算器７８に供給され、乗算器７８には、ブロック７０において形成された、吸気弁２２の温度Ｔｅｖと吸気温度Ｔａｅｖとの間の差もまた供給される。ブロック７８の出力はブロック８０において吸気温度Ｔａｅｖに加算され、この結果が補正吸気温度Ｔａｅｖｋとして出力される。
【００４９】
この補正温度Ｔａｅｖｋは、きわめて良好な近似において、吸気行程の終端において内燃機関１０の燃焼室１６内（即ち本来可能な燃焼室に最も近い領域内）に閉じ込められたフレッシュ・エアの温度である。図２に示されている流れ図は、次式の処理に対応する。
【００５０】
【数８】
2005511950.tif 000007
【００５１】
この式は、吸気行程の終端後において燃焼室内に存在するフレッシュ・エアの温度の決定がいわゆる「典型的な接触時間」を使用して行われることを考慮している。この「典型的な接触時間」は、特定の内燃機関タイプおよび特定の運転状態に対して、実験により例えば低温および暖機状態における内燃機関のテスト運転により決定される。しばしば、この「典型的な接触時間」は、吸込フレッシュ・エアが燃焼室１６それ自体内に到達する前に吸込フレッシュ・エアが高温吸気弁２２のそばを通過する時間にほぼ対応する。この実施例においては、この「典型的な接触時間」は吸気行程の時間に対応する。典型的な接触時間から、典型的な接触時間が決定された回転速度で正規化することにより、典型的な回転速度ＮＭＯＴＷＫが決定される。
【００５２】
さらに、吸気行程の終端において燃焼室１６内に存在するフレッシュ・エアの温度の決定において、温度センサ３２により測定された吸気温度Ｔａｅｖと内燃機関１０のシリンダ・ヘッドの温度Ｔｍｏｔからモデル化された吸気弁２２の温度Ｔｅｖとの差もまた考慮される。
【００５３】
図４からわかるように、上記のように決定された、吸気行程の終端において燃焼室１６内に閉じ込められたフレッシュ・エアの温度Ｔａｅｖｋが、フレッシュ・エアによる燃焼室１６の相対充填量の決定に対して使用される。図４に与えられている式において、このフレッシュ・エア充填量はｒｆｆｇで表わされている。ここで、燃焼室１６の行程容積が１０１３．２５ｈＰａの圧力および２７３．１５Ｋの温度のフレッシュ・エアで充填されているとき、ｒｆｆｇ＝１００％である。
【００５４】
図４に示された数式に、直接または間接的に、センサ３２、３４、６０、４２、４４、並びに６２および６４により測定された信号、Ｔａｅｖ（吸込フレッシュ・エアの温度）、ｐｓ（吸気管内圧力）、ｎｍｏｔ（クランク軸１８の回転速度）、Ｔａｂｇ（排気温度）、ｐａｂｇ（排気管３８内の排気圧力）、並びにｗｘ（クランク軸１８、並びに吸気カム軸４６および排気カム軸４８の特定角度位置）が供給される。この場合、吸込フレッシュ・エアの温度Ｔａｅｖから、ブロック８２において、図２の系統図により燃焼室内に存在するフレッシュ・エアの補正温度が決定される。
【００５５】
図４に与えられている数式は、吸気行程の終端において場合により燃焼室１６内に存在する残留ガスも考慮している。このような残留ガスは、内燃機関１０が内部および外部排気ガス再循環を備えているときに燃焼室１６内に存在する。図４に与えられている数式において、残留ガスは変数ｒｆｒｇにより表わされ、変数ｒｆｒｇは、残留ガスによる燃焼室１６の相対充填量である。この場合、燃焼室１６の行程容積が１０１３．２５ｈＰａの圧力および２７３．１５Ｋの温度の残留ガスで充填されているときに、ｒｆｒｇ＝１００％である。
【００５６】
変数Ｔｒｇｋは、それがフレッシュ・エアで薄められることなく吸気管２０内に作用している圧力ｐｓに膨張したものと仮定したときの全残留ガスの平均温度である。最後に、係数ＦＵＰＳＲＬＲＯＨは、運転点の関数ではあるが吸気管２０内の圧力ｐｓおよび吸込フレッシュ・エアの温度Ｔａｅｖとは独立の変数である。ｒｆｒｇ（残留ガスの相対充填量）およびＴｒｇｋ（残留ガスの平均温度）が一定の場合、ＦＵＰＳＲＬＲＯＨは、フレッシュ・エアによる燃焼室１６の相対充填量を吸気管２０内の圧力ｐｓと結合する特性曲線の勾配を表わす。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、内燃機関およびそのいくつかの構成要素の略図を示す。
【図２】図２は、図１の内燃機関の吸気温度の補正方法を表わした機能図を示す。
【図３】図３は、図２の吸気温度の補正方法において使用される機能線図を示す。
【図４】図４は、補正吸気温度によるフレッシュ・エア充填量の計算方法を示した機能図を示す。
【図１】
2005511950.tif 000011
【図２】
2005511950.tif 000012
【図３】
2005511950.tif 000013
【図４】
2005511950.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月4日(2003.6.4)
【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】
燃焼室から遠い領域（２０）内の測定またはモデル化吸気温度（Ｔａｅｖ）から、少なくとも近似的に、燃焼室に近い領域内または燃焼室（１６）それ自体内の吸気温度（Ｔａｅｖｋ）が得られる、クランク軸（１８）の回転速度（ｎｍｏｔ）、内燃機関（１０）の温度（Ｔｍｏｔ）、および／または吸気温度（Ｔａｅｖ）のような運転特性変数の関数として内燃機関（１０）を運転する方法であって、
燃焼室に近い領域内または燃焼室（１６）それ自体内の吸気温度（Ｔａｅｖｋ）の決定は、吸気がモデル化または測定初期温度（Ｔａｅｖ）を有するという仮定のもとで行われ、
吸気が、内燃機関（１０）のあるタイプに対しておよび内燃機関（１０）のある運転状態に対して典型的な接触時間（ｔｋｏｎｔａｋｔ）の間、典型的な構成要素（２２）と熱接触をなし、且つ前記典型的な構成要素がモデル化または測定温度（Ｔｅｖ）を有する、
内燃機関を運転する方法において、
内燃機関（１０）の典型的な構成要素として、少なくとも１つの吸気弁、シリンダ・ヘッドまたは冷却媒体が使用されること、
を特徴とする内燃機関を運転する方法。
【請求項２】
特定の内燃機関タイプに対する典型的な接触時間（ｔｋｏｎｔａｋｔ）が、特に低温および暖機内燃機関の異なる運転条件下における内燃機関タイプのテスト運転により得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
燃焼室に近い領域内または燃焼室（１６）それ自体内の吸気温度（Ｔａｅｖｋ）が、燃焼室から遠い領域内において測定またはモデル化された吸気温度（Ｔａｅｖ）と、吸気が熱接触をなす内燃機関（１０）の典型的な構成要素（２２）の温度（Ｔｅｖ）との間の差の関数である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】
内燃機関（１０）の構成要素の温度として、少なくとも１つの吸気弁（２２）のモデル化または測定温度（Ｔｅｖ）が使用されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
吸気弁（２２）の温度（Ｔｅｖ）が、冷却媒体および／またはシリンダ・ヘッドの測定温度（Ｔｍｏｔ）から得られることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
４サイクル内燃機関（１０）において、燃焼室に近い領域内または燃焼室（１６）それ自体内の吸気温度（Ｔａｅｖｋ）が、次式により決定され、
【数１】
2005511950.tif 000015
ここで、
Ｔａｅｖｋ＝補正吸気温度、
Ｔａｅｖ＝燃焼室から遠い領域内の測定またはモデル化吸気温度、
Ｔｅｖ＝内燃機関の構成要素の測定またはモデル化温度、
ｎｍｏｔ＝内燃機関クランク軸の測定回転速度、
ｔｋｏｎｔａｋｔ＝吸気が（１−１／ｅ）・（Ｔｅｖ−Ｔａｅｖ）だけ加熱される典型的な接触時間、
であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
４サイクル内燃機関（１０）において、燃焼室に近い領域内または燃焼室（１６）それ自体内の吸気温度（Ｔａｅｖｋ）の決定が、次式により行われ、
【数２】
2005511950.tif 000016
ここで、
Ｔａｅｖｋ＝補正吸気温度、
Ｔａｅｖ＝燃焼室から遠い領域内の測定またはモデル化吸気温度、
Ｔｅｖ＝内燃機関の構成要素の測定またはモデル化温度、
ｎｍｏｔ＝内燃機関のクランク軸の測定回転速度、
ＮＭＯＴＷＫ＝吸気が（１−１／ｅ）・（Ｔｅｖ−Ｔａｅｖ）だけ加熱される内燃機関のクランク軸の典型的な回転速度、
であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
燃焼室に近い領域内または燃焼室（１６）それ自体内の吸気温度（Ｔａｅｖｋ）が、吸気行程の終端において燃焼室（１６）内に存在するフレッシュ・エア充填量（ｒｆｆｇ）の決定に使用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方法。
【請求項９】
燃焼室（１６）の充填量（ｒｆｆｇ）が、次式により決定され、
【数３】
2005511950.tif 000017
ここで、
ｒｆｆｇ＝吸込フレッシュ・エア充填量、
ＦＵＰＳＲＬＲＯＨ＝運転点の関数としての変数、
ｒｆｒｇ＝行程容積に関して正規化された残留ガス充填量、
Ｔａｅｖｋ＝補正吸気温度、
ｐｓ＝吸気管内圧力、
Ｔｒｇｋ＝吸気管圧力に膨張されるが混合されないものと仮定した理想残留ガスの温度［Ｋ］、
であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
コンピュータで実行されたとき、請求項１ないし９のいずれかに記載の方法を実行するために適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１１】
メモリ、特にフラッシュ・メモリに記憶されていることを特徴とする請求項１０に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項１２】
メモリを含み、該メモリに請求項１０または１１に記載のコンピュータ・プログラムが記憶されていることを特徴とする内燃機関（１０）を運転するための制御装置（５８）。
【手続補正書】
【提出日】平成16年6月9日(2004.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005511950.tif 000018
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2005511950.tif 000019
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2005511950.tif 000020
【国際調査報告】
2005511950.tif 000021
2005511950.tif 000022
2005511950.tif 000023
2005511950.tif 000024
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