(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータで実現される、制御装置（３）による制御パルス（２）の計算及び出力方法（１）であって、前記制御装置（３）が第１の計算ユニット（４）と第２の計算ユニット（５）とを備え、前記制御パルス（２）が前記制御装置（３）から内燃機関（６）へ出力される、方法において、
前記第１の計算ユニット（４）は、前記内燃機関（６）の先行の状態データ（ＺＥ，ｏｌｄ）によって、第１のサンプリングレートで、複数の未来の制御パルス（２）に対するトリガ情報（ｓｒ，ｓｆ）を含む制御パルスパターン（Ｓ）を計算し、
前記第１の計算ユニット（４）は、計算された制御パルスパターン（Ｓ）を前記第２の計算ユニット（５）へ伝送し、
前記第２の計算ユニット（５）は、前記第１の計算ユニット（４）の前記第１のサンプリングレートより大きい第２のサンプリングレートで、前記内燃機関（６）の現在の状態データ（ＺＥ，ｎｅｗ）によって、現在出力しようとしている制御パルス（２）のトリガ情報（ｓｒ，ｓｆ）を補正し、
補正されたトリガ情報（ｓｒ’，ｓｆ’）に基づいて、前記制御パルス（２）を、前記制御装置（３）から前記内燃機関（６）へ出力し、
前記補正されたトリガ情報（ｓｒ’，ｓｆ’）を用いて、前記内燃機関（６）を制御し、
前記第１の計算ユニット（４）は、少なくとも１つのプロセッサ又はマイクロコントローラを用いて実現され、
前記第２の計算ユニット（５）は、少なくとも１つのプログラミング可能なロジックモジュール又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を用いて実現される、ことを特徴とする方法（１）。
【請求項２】
前記第２の計算ユニット（５）は、補正されたトリガ情報（ｓｒ’，ｓｆ’）を含む制御パルス（２）が後続の制御パルス（２）と衝突するか否かを検査し、隣接する各制御パルス（２）のトリガ情報（ｓｒ，ｓｆ）によって定義されるトリガ間隔の重なりを検出する、
請求項１記載の方法（１）。
【請求項３】
衝突を起こしているトリガ情報（ｓｒ，ｓｆ）を含む各制御パルス（２）を、平均トリガ情報（Ｓｒ，ｍ，Ｓｆ，ｍ）を含む唯一の制御パルス（２）に統合するか、又は、衝突を起こしている各制御パルス（２）の１つを除く全てのパルスを拒絶する、
請求項２記載の方法（１）。
【請求項４】
前記制御パルス（２）は、燃料噴射を制御するためのパルス及び／又は噴射された燃料への点火を制御するためのパルスである、
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法（１）。
【請求項５】
前記第２の計算ユニット（５）は、前記内燃機関（６）の現在の状態データ（ＺＥ，ｎｅｗ）として、現在のクランクシャフト角度、現在のクランクシャフト角度の時間導関数、現在のシリンダ圧及びシリンダ圧の時間導関数のうちの少なくとも１つを使用する、
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法（１）。
【請求項６】
前記第１の計算ユニット（４）は、前記内燃機関（６）の先行の状態データ（ＺＥ，ｏｌｄ）として、既知の最後のクランクシャフト角度、既知の最後の空気質量流量値、既知の最後の噴射燃料量値、既知の最後の空燃比値及びこれらの値の時間導関数のうちの少なくとも１つを使用する、
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法（１）。
【請求項７】
前記第１の計算ユニット（４）が、前記先行の状態データ（ＺＥ，ｏｌｄ）によって計算される制御パルスパターン（Ｓ）を時間的に任意に計算することにより、重なる制御パルスパターン（Ｓ）が生じて前記第２の計算ユニット（５）に伝送され、前記第２の計算ユニット（５）は、最も新しく受信した制御パルスパターン（Ｓ）を使用する、
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法（１）。
【請求項８】
制御パルス（２）を計算して内燃機関（６）へ出力する制御装置（３）であって、第１の計算ユニット（４）と第２の計算ユニット（５）とを備えた制御装置（３）において、
前記第１の計算ユニット（４）は、少なくとも１つのプロセッサ又はマイクロコントローラを用いて実現され、
前記第２の計算ユニット（５）は、少なくとも１つのプログラミング可能なロジックモジュール又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を用いて実現され、
前記第１の計算ユニット（４）は、前記制御装置（３）の動作状態において、前記内燃機関（６）の先行の状態データ（ＺＥ，ｏｌｄ）によって、第１のサンプリングレートで、複数の未来の制御パルス（２）に対するトリガ情報（ｓｒ，ｓｆ）を含む制御パルスパターン（Ｓ）を計算し、計算された制御パルスパターン（Ｓ）を前記第２の計算ユニット（５）へ伝送し、
前記第２の計算ユニット（５）は、前記制御装置（３）の動作状態において、前記第１の計算ユニット（４）の前記第１のサンプリングレートより大きい第２のサンプリングレートで、前記内燃機関（６）の現在の状態データ（ＺＥ，ｎｅｗ）によって、現在出力しようとしている制御パルス（２）のトリガ情報（ｓｒ，ｓｆ）を補正し、
補正されたトリガ情報（ｓｒ’，ｓｆ’）に基づいて、前記制御パルス（２）が、前記制御装置（３）から前記内燃機関（６）へ出力され、前記補正されたトリガ情報（ｓｒ’，ｓｆ’）を用いて、前記内燃機関（６）を制御する、
ことを特徴とする制御装置（３）。
【請求項９】
前記第１の計算ユニット（４）及び前記第２の計算ユニット（５）は、プログラミングにより構成されている、
請求項８記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータで実現される、制御装置による制御パルスの計算及び出力方法であって、制御装置が第１の計算ユニットと第２の計算ユニットとを備え、制御パルスが制御装置から内燃機関へ出力される方法に関する。さらに、本発明は、制御パルスを計算して内燃機関へ出力する制御装置であって、第１の計算ユニットと第２の計算ユニットとを備えた制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
制御装置による制御パルスの計算及び出力方法は、制御装置、例えば機関制御装置の形態の制御装置が電子計算ユニットを基礎として実現されて以来、公知である。当該計算ユニットは、プロセッサベースの計算ユニットのプログラミングによるものであっても、又は、プログラミング可能な、ＦＰＧＡなどの形態のロジックモジュールのプログラミングによるものであっても、又は、ハードウェア書き込みによるハードウェアの「プログラミング」によるものであっても、基本的にはプログラミング可能である。
【０００３】
制御装置によって計算され、内燃機関へ出力される制御パルスは、それぞれ全く異なる形態を取りうる。典型的には、（例えばガソリン機関及びディーゼル機関での）燃料噴射の駆動のためのパルス、及び、（例えばガソリン機関での）燃料点火の駆動のためのパルス等が存在する。ただし、制御装置は、例えばスロットルバルブの駆動のための制御パルス、又は、排気ガス制御（ラムダ制御）のための制御パルスなど、他の制御パルスも出力可能である。
【０００４】
制御パルスを計算するために、制御装置は、通常、複数のセンサデータ、例えばクランクシャフト位置、カムシャフト位置、空気質量流量、空気流温度、スロットルバルブ位置などに関する情報、及び、その他のセンサデータを処理する。
【０００５】
内燃機関は、動作中に迅速な状態変化が起こり、これについてきわめて迅速な制御を要する、動特性の大きい系である。こうした制御は、制御装置の計算ユニット上で、乃至、計算ユニットによって、実現される。この場合、各計算ユニットは−いずれの場合にも−リアルタイム動作可能な制御系である。制御装置のハードウェア実現形態には、本来背反する目的である、できるかぎり能力が大きくかつ高速なハードウェアと厳密に制限すべきコストとの矛盾を解消するという問題がつねにある。
【０００６】
制御装置の各計算ユニットで実現可能なサンプリングレートが異なるせいで、全サンプリングステップで更新されたセンサデータ及び／又は状態データ（以下では状態量とも称する）によって各制御パルスを新たに計算できる程度に迅速な開制御アルゴリズム及び／又は閉ループ制御アルゴリズムの実行が許容されないことがある。この場合、複数の制御パルスは、先行の状態データに基づいて計算され、制御ユニットから内燃機関へ連続して出力されるので、或る種の予調整が実現される。これに対して、更新された状態データを含む個々の制御パルスの全てをつねに充分に大きなサンプリングレートで強制的に実現しようとする場合、非常に能力の高いハードウェアコンポーネントを用いなければならないため、制御装置を構成する際に著しく大きな追加コストの認容を要することになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の課題は、好ましくはハードウェアコストを抑えつつ、制御パルスの計算及び出力を時間的に最適化できる、制御装置による制御パルスの計算及び出力方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題及びそこから導出される課題は、冒頭に言及した形式の方法において、第１の計算ユニットが、内燃機関の先行の状態データによって、第１のサンプリングレートで、複数の未来の制御パルスに対するトリガ情報を含む制御パルスパターンを計算し、計算された制御パルスパターンを第２の計算ユニットへ伝送し、第２の計算ユニットが、第１の計算ユニットの第１のサンプリングレートより大きい第２のサンプリングレートで、内燃機関の現在の状態データによって、現在出力しようとしている制御パルスのトリガ情報を補正し、補正されたトリガ情報に基づいて制御パルスを制御装置から内燃機関へ出力することにより、解決される。
【０００９】
つまり、第１の計算ユニットが内燃機関の先行の状態データに基づいて計算した制御パルスパターンは、将来形成される制御パルスのための記述情報を表している。未来の全ての制御パルスに対する制御パルスパターンに含まれるトリガ情報は、連続する複数の未来の制御パルスの適切な記述情報である。ここで、トリガ情報は、例えば、内燃機関角度、クランク角度の単位で表され、また、全てのシリンダの上死点（トップデッドセンタ）を基準として表され、又は、（相対的な）時間単位で表される。
【００１０】
第１の計算ユニットが先行の状態データに基づいて計算した、未来の制御パルスに対するトリガ情報は、例えば、機関サイクルの全体、すなわち、燃料噴射のためのトリガ情報及び噴射された燃料への点火のためのトリガ情報を含む。この場合、こうしたトリガ情報は、トリガ情報が内燃機関の同じ先行の状態データに基づいているかぎり、通常は一定である。未来の複数の制御パルスを含む制御パルスパターンに対する複数のトリガ情報の計算は、時間変化する内燃機関の状態量に応答するものではないので、実質的には予調整である。
【００１１】
ただし、第１の計算ユニットのサンプリングレートよりも高いサンプリングレートで駆動される第２の計算ユニットでは、最初に第１の計算ユニットが計算したトリガ情報を、内燃機関の現在の状態データ（状態量実際値）に基づいて補正することができる。したがって、第２の計算ユニットは追従制御を実現している。本発明において、トリガ情報の計算及び補正を緩慢な第１の計算ユニットと高速な第２の計算ユニットとへ分割することにより、内燃機関の急激な状態変化、例えば、第１の計算ユニットが計算した制御パルスパターン内での回転数変化へ迅速に応答できる。ただし、全ての計算を全体として高速な唯一の計算ユニットで行わなければならないわけではなく、むしろ、第１の計算ユニットでの予調整のためにどの計算を行うか、また、第２の計算ユニットでの追従制御のために現在の状態データに基づいてどの計算を行うかが決定可能となるのである。これにより、計算能力が最適に要求されるように制御装置の計算ユニットを構成する手段が得られる。よって、コストの観点で最適な、制御装置のハードウェア構成も可能となる。
【００１２】
本発明の方法の好ましい実施形態では、第２の計算ユニットにより、補正されたトリガ情報を含む制御パルスが後続の制御パルスと衝突するか（時間的に重なるか）否かが検査される。第２の計算ユニットは、第１の計算ユニットの第１のサンプリングレートより大きい第２のサンプリングレートで、第１の計算ユニットが取得したトリガ情報に対する補正トリガ情報を計算する。当該補正のために、補正トリガ情報が時間遅延を生じさせ、対応する制御パルスが例えば第１の計算ユニットの制御パルスパターンにおけるトリガ情報にしたがった時点よりも後に出力されることがある。このような遅延を有する制御パルスは、第１の計算ユニットがトリガ情報を計算したが未だ補正していない次の制御パルスのトリガ時点に時間的にきわめて近接する。この場合に、例えば、時間的に近接して連続するパルス、すなわち、“衝突しうる”噴射パルス及び／又は点火パルスが生じることは望ましくない。こうした制御パルスの衝突は、例えば、隣接する制御パルスのトリガ情報によって定義されるトリガ間隔の重なりの検出によって識別される。
【００１３】
本発明の方法の好ましい実施形態では、衝突しているトリガ情報を含む各制御パルスが、平均トリガ情報を含む唯一の制御パルスに統合されるか、又は（これに代えて）、衝突している各制御パルスの一方以外の全てのパルスが拒絶される。
【００１４】
本発明の方法の好ましい実施形態では、第２の計算ユニットが、内燃機関の現在の状態データとして、現在のクランクシャフト角度及び／又は現在のクランクシャフト角度の時間導関数及び／又は現在のシリンダ圧及び／又はシリンダ圧の時間導関数を使用すると有利であると判明している。これらの状態データはきわめて短期間で変化するので、第１の計算ユニットで計算された制御パルスに対するトリガ情報の補正にとって非常に重要である。この点で、いずれの場合にも、第１の計算ユニットのサンプリングレートよりも高いサンプリングレートで動作する第２の計算ユニットによって上述した状態データを検出することが有意である。このようにすれば、制御パルスの計算及び出力における追従制御をきわめて効率的に実現できる。結果として、例えば、内燃機関の１サイクル内で内燃機関の状態変化への応答が可能な内燃機関の開制御もしくは閉ループ制御を実現できる。
【００１５】
本発明の方法の別の有利な実施形態では、第１の計算ユニットが、内燃機関の先行の状態データとして、既知の最後のクランクシャフト角度（しばしばクランク角とも称される）及び／又は既知の最後の空気質量流量値及び／又は既知の最後の噴射燃料量値及び／又は既知の最後の空燃比値及び／又はこれらの値の時間導関数を使用する。クランクシャフト角度を除き、これらの状態データは、ふつうは動特性が小さいために必ずしも第２の計算ユニットで計算しなくてもよく、ここでの第２の計算ユニットの負荷を軽減できるパラメータである。特に、ラムダセンサで測定される空燃比は、大きな時間間隔でしか求められない。既知の最後の値とは推定値であってもよく、これは例えば噴射燃料量においてしばしば該当する。
【００１６】
上述した方法は、第１の計算ユニットが少なくとも１つのプロセッサ又はマイクロコントローラを用いて実現され、第２の計算ユニットがプログラミング可能な少なくとも１つのロジックモジュールを用いて、特にフィールドプログラマブルゲートアレイＦＰＧＡを用いて実現されると特に有利であると判明している。ここでのプロセッサ又はマイクロコントローラは、不規則な浮動小数点計算を実行でき、逐次動作してプログラミング可能な計算ユニットであるが、達成可能なサンプリングレートの小さいプロセッサであって、いずれにしても通常は制御装置内で用いられるプロセッサである。これに対して、プログラミング可能なロジックモジュールは、「ハードワイヤ」接続された論理回路として複数の計算の並行処理が可能であるので、著しく高速なサンプリングレート、すなわち、マイクロ秒領域を格段に下回る、例えばナノ秒領域のサンプリングレートを達成可能である。こうした時間的分解能において、例えば、迅速に変化するシリンダ圧情報を取得して、さらに処理することができる。
【００１７】
本発明の方法の別の実施形態によれば、第１の計算ユニットが先行の状態データによって計算される制御パルスパターンを時間的に任意に計算することにより相互に重なる制御パルスパターンが生じて第２の計算ユニットに伝送される場合に、特段の利点が得られる。ここで、第２の計算ユニットは、そのつど最も新しく受信した制御パルスパターンを使用する。第１の計算ユニットは、第２の計算ユニットに対して非同期で駆動される。計算ユニットは、例えば、所定の状態量が所定の規模を超えて変化した場合に、制御パルスパターンの計算を開始する。外部影響もしくは所定の内部影響によっても制御パルスパターンの新たな計算をトリガ可能であることにより、第２の計算ユニットには可変の間隔で新たに計算された制御パルスパターンが供給され、このため、第１の計算ユニットでの計算と第２の計算ユニットでの計算とを時間的に固定に結合する必要がなくなる。
【００１８】
上述した課題は、冒頭に言及した、制御パルスを計算して内燃機関へ出力する制御装置であって、第１の計算ユニットと第２の計算ユニットとを備えた制御装置において、第１の計算ユニットが、制御装置の動作状態において、内燃機関の先行の状態データによって、第１のサンプリングレートで、複数の未来の制御パルスに対するトリガ情報を含む制御パルスパターンを計算し、計算された制御パルスパターンを第２の計算ユニットへ伝送し、第２の計算ユニットが、制御装置の動作状態において、第１の計算ユニットの第１のサンプリングレートより大きい第２のサンプリングレートで、内燃機関の現在の状態データによって、現在出力しようとしている制御パルスのトリガ情報を補正し、補正されたトリガ情報に基づいて制御パルスを制御装置から内燃機関へ出力することにより、解決される。
【００１９】
好ましくは、第１の計算ユニット及び第２の計算ユニットは、プログラミングにより、制御装置の動作状態において、上述した制御パルスの計算及び出力方法を実行するように構成される。特に有利には、第１の計算ユニットはプロセッサ又はマイクロコントローラとして実現され、第２の計算ユニットはプログラミング可能なロジックモジュール、特にはフィールドプログラマブルゲートアレイＦＰＧＡとして実現される。
【００２０】
個々には、本発明の方法及び本発明の制御装置を構成乃至発展させる多数の手段が存在する。これらの手段は、一方では請求項１，９，１０に従属する各請求項に示されており、他方では図に即した以下の説明に示される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来技術から公知の、制御装置による制御パルスの計算及び内燃機関への出力方法、並びに、対応する制御装置を示す概略図である。
【図２】本発明の制御パルスの計算及び内燃機関への出力方法、並びに、本発明の制御装置を示す概略図である。
【図３】制御装置の第２の計算ユニットによる制御パルスの逐次計算及び出力を示す図である。
【図４】衝突しているパルスと衝突除去のストラテジとを示す図である。
【図５】第１の計算ユニットと第２の計算ユニットの非同期での計算実行を説明するための、第１の計算ユニットでの制御パルスパターンの計算の種々のバリエーションを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１には、従来技術から公知の、コンピュータで実現される、制御装置３による制御パルス２の計算及び出力方法１、並びに、相応の制御装置３が示されている。ここで、制御装置３は第１の計算ユニット４と第２の計算ユニット５とを備えており、制御パルス２は制御装置３から内燃機関６へ出力される。
【００２３】
図示の実施形態では、制御装置３は個別には図示されていないＩ／Ｏインターフェースを有し、このＩ／Ｏインターフェースを介して一方では内燃機関６（場合により車両の他の要素）を制御するために信号を出力し、他方では制御すべきプロセスに関する情報を取得するために別の信号を読み込む、機関制御装置である。信号とは、アナログ電圧、スイッチング信号、信号パターン（例えばパルス幅変調信号）、又は、バス通信プロトコルによるメッセージの形態の複雑なバイナリデータであってよい。図示の機関制御装置にとっては特に内燃機関６の状態データＺＥが重要である。内燃機関６の典型的な状態データＺＥとして、クランク角度、空気質量流量、噴射燃料量、空燃比、ペダル位置などが挙げられる。
【００２４】
図１の制御装置３の第１の計算ユニット４及び第２の計算ユニット５は、それぞれリアルタイムオペレーティングシステムの設けられたマイクロコントローラである。どの計算が第１の計算ユニット４と第２の計算ユニット５とで実行されるかの詳細は、ここではさほど重要でない。内燃機関６の状態量ＺＥは、相互にきわめて異なる動特性を有する。これは、１つには、当該状態量が支配的な物理パラメータに基づいて迅速かつきわめて種々に変化するからであり、もう１つには、各状態量につきサンプリング間隔が種々に異なる（つまり、各状態量がそれぞれ大きく異なるサンプリングレートで検出される）からである。例えば、シリンダ内圧力は（これが検出される場合）きわめて迅速に変化する状態量であり、その時間分解能はマイクロ秒領域を下回る領域でのサンプリングを要するのに対して、空燃比は著しく大きな時間間隔でしか更新されない。内燃機関の種々の状態量ＺＥの時間変化の差は、小数点以下４桁以上でも問題なく掃引できる。システム理論の点で見ると、内燃機関はきわめてスティッフな系である。
【００２５】
従来技術では、複数の制御パルスが予調整のために例えば完全な１機関サイクルにわたって計算され、いったん確認されてから内燃機関６へ出力されるのが通常である。ただし、その際、当該機関サイクル内で変化しうる回転数、又は、他の一時的に変化した状態量は考慮されない。
【００２６】
この問題は、図２から図５に示されている制御パルス２の計算及び出力方法１によって解決される。
【００２７】
図２に示されている制御パルス２の計算及び出力方法１は、第１の計算ユニット４が、内燃機関６の先行の状態データＺＥ，ｏｌｄによって、第１のサンプリングレートで、複数の未来の制御パルスに対するトリガ情報ｓｒ，ｓｆを含む制御パルスパターンＳを計算し、計算した制御パルスパターンＳを第２の計算ユニット５へ伝送することを特徴としている。制御パルスパターンＳは、第１の計算ユニット４において、ｎ個のトリガ情報ｓｒ，ｓｆを含む、トリガ情報ｓｒ，ｓｆのベクトルによってもういちど表される。図示のケースでは、トリガ情報ｓｒ，ｓｆはそれぞれ点火パルスの開始角及び終了角である。第１の計算ユニット４で計算された制御パルスパターンＳは、全体として、内燃機関６の先行の状態データＺＥ，ｏｌｄに基づく。したがって、制御パルスパターンＳは、先行の状態データＺＥ，ｏｌｄの基礎となるデータの点で一定であることを特徴とする。第２の計算ユニット５は制御パルスパターンＳを完全に受け取る。
【００２８】
続いて、第２の計算ユニット５は、第１の計算ユニット４の第１のサンプリングレートよりも大きい第２のサンプリングレートで、内燃機関６の現在の状態データＺＥ，ｎｅｗにより、現在出力しようとしている制御パルス２のトリガ情報ｓｒ，ｓｆを補正する。つまり、第２の計算ユニット５は、第１の計算ユニット４で可能な速度よりも大きい速度で補正を行い、さらに場合によっては内燃機関６の現在の状態データＺＥ，ｎｅｗを検出するように構成されている。こうした措置により、特には第１の計算ユニット４が計算した制御パルスパターンＳによって掃引される時間領域内で、内燃機関６の状態変化に対応することができる。したがって、第２の計算ユニット５は、個々の未来の制御パルスの全てを内燃機関６の新たな状態データＺＥ，ｎｅｗに適合させて、補正されたトリガ情報ｓｒ’，ｓｆ’を得ることができる。最終的に、制御パルス２は、補正されたトリガ情報ｓｒ’，ｓｆ’に基づいて、制御装置３から内燃機関６へ出力される。
【００２９】
図３には、当該過程が別個に示されている。図３からは、特に、第２の計算ユニット５が制御パルスパターンＳをいわば１個の情報パケットとして（いちどきに）受け取る間、当該第２の計算ユニット５が補正トリガ情報ｓｒ’，ｓｆ’を逐次計算して制御パルス２として内燃機関６へ出力することが明らかである。
【００３０】
図２に示されている制御装置３は、補正トリガ情報ｓｒ’，ｓｆ’を含む制御パルス２が後続の制御パルス２と衝突するか否かを第２の計算ユニット５で検査するように構成されている。図４のａには、制御パルス２に発生しうる衝突を説明するために、複数の制御パルス２のうち、トリガ情報ｓｒ，２，ｓｆ，２；ｓｒ，３，ｓｆ，３を含む最初の２つが示されている。図４のａのトリガ情報は第１の計算ユニット４で計算されたものであり、図示の２つのトリガ間隔の双方を定義している。制御パルス２の各トリガ間隔は相互に充分な間隔を置いて配置され、これが制御パルスパターンＳの各トリガ情報ｓｒ，ｓｆとなる。
【００３１】
図４のｂには、トリガ情報ｓｒ，２，ｓｆ，２を補正トリガ情報ｓｒ，２’，ｓｆ，２’へ補正した後の状況が示されている。補正された制御パルス２は、ここでは、予調整量から計算された、トリガ情報ｓｒ，３，ｓｆ，３を含む次の制御パルス２に著しく接近している。図示のケースでは、例えば、各制御パルス２に対して最小間隔が設定され、その限界値が下方超過されているので、図４のｂの２つの制御パルス２は衝突するものと判別される。
【００３２】
図４のｃ，ｄには、制御装置３もしくはその第２の計算ユニット５で衝突を回避する２種類の手段が示されている。図４のｃのケースでは、衝突状況は、衝突しているトリガ情報ｓｒ，２’，ｓｆ，２’，ｓｒ，３，ｓｆ，３を含む制御パルス２を平均トリガ情報ｓｒ，ｍ，ｓｆ，ｍを含む唯一の制御パルス２へ統合することにより解決される。
【００３３】
これに代えて、図４のｄの解決手段のように、衝突している制御パルス２の一方を除いた全ての制御パルスを拒絶するように構成してもよい。つまり、ここでは、トリガ情報ｓｒ，２’，ｓｆ，２’を含む制御パルス２が受容され、トリガ情報ｓｒ，３，ｓｆ，３を含む制御パルス２は拒絶される。
【００３４】
図５にはさらに、第１の計算ユニット４が先行の状態データＺＥ，ｏｌｄによって計算される制御パルスパターンＳを時間的に任意に計算することにより、重なる制御パルスパターンＳが生じて第２の計算ユニット５へ伝送されるケースが示されている。このケースでは、第２の計算ユニット５は、最も新しく受信した制御パルスパターンＳを特に補正に使用する。図５のａには、同じ長さの２つの制御パルスパターンＳ１，Ｓ２が示されている。制御パルスパターンＳ１，Ｓ２に含まれている（詳細には図示されていない）トリガ情報の時間的広がりは、それぞれ対応する括弧の幅によって示されている。開き括弧に付随する垂直矢印は、それぞれの制御パルスパターンＳが第１の計算ユニット４から第２の計算ユニット５へ完全に伝送されなければならない時点を表している。制御パルスパターンＳは未来の制御パルス２を含むので、これに相応の補正を行うには、遅くとも、最も早いトリガ間隔の開始時に制御パルスパターンＳが第２の計算ユニット５に存在していなくてはならないことは明らかである。制御パルスパターンＳ１，Ｓ２，Ｓ３はオーバーラップなしで計算され、第１の計算ユニット４から第２の計算ユニット５へ供給される。
【００３５】
図５のｂには、第１の計算ユニット４が内燃機関６の先行の状態データＺＥ，ｏｌｄに基づいて計算した制御パルスパターンＳ１，Ｓ２，Ｓ３がそれぞれ異なる大きさの未来の時間範囲を有することが示されている。図示のケースでは、未来のトリガ情報を含む制御パルスパターンＳをどれだけの範囲にわたって計算するかの決定に際して、関心対象である内燃機関６の状態データＺＥで求められた変化速度が考慮される。
【００３６】
さらに、図５のｃには、第１の計算ユニット４が制御パルスパターンＳ１，Ｓ２，Ｓ３を計算するが、これらに重なりが生じるケースが示されている。第１の計算ユニット４が例えば制御パルスパターンＳ２を計算し、第２の計算ユニット５へ供給した場合、第２の計算ユニット５は制御パルスパターンＳ１を拒絶し、制御パルスパターンＳ２に含まれるトリガ情報に基づいてトリガ情報のさらなる補正を行う。この例では特に、第１の計算ユニット４で実行される計算と第２の計算ユニット５で実行される計算とが相互に分離され、第１の計算ユニット４と第２の計算ユニット５とが相互に非同期で動作できることが見て取れる。
【００３７】
図２の制御装置３では、第１の計算ユニット４がマイクロコントローラを用いて実現されており、第２の計算ユニット５がプログラミング可能なロジックモジュール、ここではフィールドプログラマブルゲートアレイＦＰＧＡを用いて実現されている。こうして、第２の計算ユニット５では、マイクロ秒領域を大きく下回るサンプリング時間を実現でき、これにより、例えば、シリンダ圧曲線をリアルタイムで評価して、１予調整サイクル内での閉ループ制御に利用できるようになる。
【００３８】
第２の計算ユニット５は、内燃機関６の現在の状態データＺＥ，ｎｅｗとして現在のクランクシャフト角度及び現在のシリンダ圧を使用する。
【００３９】
これに対して、第１の計算ユニット４は、内燃機関６の先行の状態データＺＥ，ｏｌｄとして既知の最後のクランクシャフト角度、及び、既知の最後の空気質量流量値、及び、既知の最後の空燃比値を使用する。
【符号の説明】
【００４０】
１  計算及び出力方法、  ２  制御パルス、  ３  制御装置、  ４  第１の計算ユニット、  ５  第２の計算ユニット、  ６  内燃機関
【図１】
0006362633.tif 000002
【図２】
0006362633.tif 000003
【図３】
0006362633.tif 000004
【図４】
0006362633.tif 000005
【図５】
0006362633.tif 000006