(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのサーボ機構（８，１０，１１）に必要な負圧のかたちの補助エネルギを調製し、
内燃機関の吸気管（１）内で支配的な負圧および内燃機関の電気式吸込ポンプ（３０）内で支配的な負圧が負圧アキュムレータ（６）に印加される、
車両の内燃機関に設けられている負圧アキュムレータ（６）を駆動する方法において、
前記少なくとも１つのサーボ機構（８，１０，１１）が操作される際に前記負圧アキュムレータ（６）へ供給される質量流の空気量（ｍｚｕ）を、前記サーボ機構（８，１０，１１）の応答を表す信号エッジによってトリガされるステップ関数によって求め、
前記吸気管（１）内で支配的な圧力が前記負圧アキュムレータ（６）内で支配的な圧力よりも小さい場合には前記負圧アキュムレータ（６）から排出される質量流の空気量（ｍＡＢ３）を求め、
前記電気式吸込ポンプ（３０）がスイッチオンされている場合には前記負圧アキュムレータから排出される質量流の空気量（ｍＡＢ１）を求め、
前記負圧アキュムレータ（６）内で支配的な圧力を、前記負圧アキュムレータ（６）へ供給される質量流の空気量（ｍｚｕ）と前記負圧アキュムレータ（６）から排出される質量流の空気量（ｍＡＢ３，ｍＡＢ１）との差から求める
ことを特徴とする負圧アキュムレータを駆動する方法。
【請求項２】
前記負圧アキュムレータ（６）へ供給される質量流（５６）の空気量（ｍｚｕ）および／または前記負圧アキュムレータ（６）から排出される質量流（４４）の空気量（ｍＡＢ３，ｍＡＢ１）を連続的にそれぞれ相応の符号で加算または積算する（５８）、請求項１記載の負圧アキュムレータを駆動する方法。
【請求項３】
前記吸気管内で支配的な圧力と前記負圧アキュムレータ（６）内で支配的な圧力との差が設定されている閾値を上回る場合にのみ質量流を前記負圧アキュムレータ（６）から排出する（４５）、請求項１または２記載の負圧アキュムレータを駆動する方法。
【請求項４】
前記負圧アキュムレータ（６）へ供給される質量流（５６）の空気量（ｍｚｕ）および／または前記負圧アキュムレータ（６）から排出される質量流（４４）の空気量（ｍＡＢ３，ｍＡＢ１）を内燃機関の駆動状態から求める、請求項１から３までのいずれか１項記載の負圧アキュムレータを駆動する方法。
【請求項５】
空気量の差から計算された前記負圧アキュムレータ（６）内で支配的な圧力に依存して、負圧アキュムレータ（６）内の圧力を低下させる内燃機関での介入、すなわち、前記電気的吸込ポンプ（３０）のスイッチオンおよび／または前記吸気管（１）内に設けられているスロットルバルブ（１９）の調整を行う、請求項１から４までのいずれか１項記載の負圧アキュムレータを駆動する方法。
【請求項６】
前記電気的吸込ポンプ（３０）のスイッチオンを優先して行う、請求項５記載の負圧アキュムレータを駆動する方法。
【請求項７】
計算された前記負圧アキュムレータ（６）内で支配的な圧力を、前記負圧アキュムレータ（６）内に設けられた、負圧を検出する圧力センサ（２７）の機能監視に用いる、請求項１から６までのいずれか１項記載の負圧アキュムレータを駆動する方法。
【請求項８】
少なくとも１つのサーボ機構（８，１０，１１）に必要な負圧のかたちの補助エネルギが調製され、内燃機関の吸気管（１）内で支配的な負圧および内燃機関の電気式吸込ポンプ（３０）内で支配的な負圧が負圧アキュムレータ（６）に印加される車両の内燃機関で、前記負圧アキュムレータ（６）を駆動するために、
内燃機関の制御装置内のコンピュータに、
前記少なくとも１つのサーボ機構（８，１０，１１）が操作される際に前記負圧アキュムレータ（６）へ供給される質量流の空気量（ｍｚｕ）を、前記サーボ機構（８，１０，１１）の応答を表す信号エッジによってトリガされるステップ関数によって求めるステップと、
前記吸気管（１）内で支配的な圧力が前記負圧アキュムレータ（６）内で支配的な圧力よりも小さい場合には前記負圧アキュムレータ（６）から排出される質量流の空気量（ｍＡＢ３）を求めるステップと、
前記電気式吸込ポンプ（３０）がスイッチオンされている場合には前記負圧アキュムレータ（６）から排出される質量流の空気量（ｍＡＢ１）を求めるステップと、
前記負圧アキュムレータ（６）内で支配的な圧力を、前記負圧アキュムレータ（６）へ供給される質量流の空気量（ｍｚｕ）と前記負圧アキュムレータ（６）から排出される質量流の空気量（ｍＡＢ３，ｍＡＢ１）との差から求めるステップと
を実行させる
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項９】
メモリ上に記憶されている、請求項８記載のコンピュータプログラム。
【請求項１０】
負圧アキュムレータ（６）が設けられており、
該負圧アキュムレータにより内燃機関の少なくとも１つのサーボ機能部（８，１０，１１）に必要な補助エネルギが負圧のかたちで調製され、該負圧アキュムレータには内燃機関の吸気管（１）で調製された負圧と内燃機関の電気式吸込ポンプ（３０）で調製された負圧とが印加される、
車両の内燃機関用制御装置において、
前記少なくとも１つのサーボ機能部（８，１０，１１）の操作を検出する手段（９，６１）と、前記吸気管（１）内で支配的な圧力をセンシングする手段（２３）と、前記電気式吸込ポンプ（３０）の駆動状態を検出する手段と、前記負圧アキュムレータ（６）内で支配的な圧力を求める手段とが設けられており、
当該の内燃機関用制御装置は、
前記少なくとも１つのサーボ機構（８，１０，１１）が操作される際に前記負圧アキュムレータ（６）へ供給される質量流の空気量（ｍｚｕ）を求めるために、前記少なくとも１つのサーボ機能部（８，１０，１１）の応答を表す信号エッジを検出する手段と、前記負圧アキュムレータ（６）へ供給される質量流の空気量（ｍｚｕ）をステップ関数に則して計算する手段とを含み、
前記吸気管（１）内で支配的な圧力が前記負圧アキュムレータ（６）内で支配的な圧力よりも小さい場合には前記負圧アキュムレータ（６）から排出される質量流の空気量（ｍＡＢ３）を求め、
前記電気式吸込ポンプ（３０）がスイッチオンされている場合には前記負圧アキュムレータから排出される質量流の空気量（ｍＡＢ１）を求め、
前記負圧アキュムレータ（６）内で支配的な圧力を、前記負圧アキュムレータ（６）へ供給される質量流の空気量（ｍｚｕ）と前記負圧アキュムレータ（６）から排出される質量流（ｍＡＢ３，ｍＡＢ１）の空気量との差から求める
ように構成されている
ことを特徴とする内燃機関用制御装置。
【請求項１１】
加算器または積算器（５８）により前記負圧アキュムレータ（６）へ供給される質量流の空気量（ｍｚｕ）および／または前記負圧アキュムレータから排出される質量流の空気量（ｍＡＢ３，ｍＡＢ１）が連続して加算または積算される、請求項１０記載の内燃機関用制御装置。
【請求項１２】
空気量の差から計算された前記負圧アキュムレータ（６）内で支配的な圧力に依存して、前記負圧アキュムレータ（６）内の圧力を低下させる内燃機関での介入、すなわち、前記電気的吸込ポンプ（３０）のスイッチオンおよび／または前記吸気管（１）内に設けられているスロットルバルブ（１９）の調整を行う手段（１２，１９，２０）が設けられている、請求項１０または１１記載の内燃機関用制御装置。
【請求項１３】
前記負圧アキュムレータ（６）内での圧力の計算値に則して、前記負圧アキュムレータ（６）内に設けられた、負圧を検出する圧力センサの機能を監視する手段が設けられている、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の内燃機関用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】  従来技術
本発明は少なくとも１つのサーボ機構に必要な負圧のかたちの補助エネルギを調製し、内燃機関の吸気管内で支配的な負圧および例えば電気式吸込ポンプ内で支配的な負圧を負圧アキュムレータに印加する、内燃機関（例えば車両の内燃機関）に設けられている負圧アキュムレータを駆動する方法、および相応の装置に関する。
【０００２】  車両では、サーボブレーキシステムおよびサーボステアリングシステムがたいていの場合その補助エネルギを吸気管に接続された負圧アキュムレータから得ていることは公知である（ドイツ連邦共和国特許出願第３１２５９２３号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４４４０１３号明細書）。この吸気管は内燃機関へ燃焼に必要な空気または酸素を供給するのに用いられる。この場合吸気管の負圧は負圧アキュムレータに一時的に蓄積される。ここでこの負圧アキュムレータは逆止弁を介して吸気管に接続されている。
【０００３】  充分なサーボによる支援、例えばサーボブレーキ力のためには、これに応じた充分な長さの期間にわたって吸気管内に負圧が存在していなければならない。これにより負圧アキュムレータ内の相応の負圧が保証される。吸気管圧力が低ければ空気はアキュムレータから吸気管内へ流れる。このようにして負圧アキュムレータ内で達成可能な最小の圧力がその時点で支配的な吸気管圧力に相応する。ブレーキが操作される際には弁を介して負圧アキュムレータは調整装置に接続され、この調整装置によりブレーキ力が増倍される。このとき空気は負圧アキュムレータ内へ流れ込み、これによりアキュムレータ圧力は上昇する。
【０００４】  前述の形式の内燃機関では吸気管にさらにスロットルバルブが設けられており、このバルブにより燃焼室へ流れる空気を調整可能である。従来の内燃機関、例えばオットー機関ではスロットルバルブはドライバーが制動時にアクセルペダルから足を離す状況でも閉じられ、これにより存在しているアキュムレータの負圧は得られたままの状態にとどまる。したがって内燃機関では、負圧アキュムレータのブレーキ過程中に、それがかなり長いブレーキ過程であっても、サーボブレーキに必要な負圧を調製することができることが保証されている。
【０００５】  ただしガソリン直接噴射装置ＢＤＥまたは電子制御されるスロットルバルブＥ‐Ｇａｓを備えた新しい内燃機関では、これは必ずしも保証されてはいない。例えば既存の触媒コンバータの加熱中はスロットルバルブは大きく開放されており、充分な負圧が吸気管内に発生せず、１つまたは複数のサーボシステムに必要な負圧が負圧アキュムレータ内で調製できなくなっている。
【０００６】  ＢＤＥまたはＥ‐Ｇａｓを備えた内燃機関ではさらに、スロットルバルブはペダル値センサの位置には無関係に駆動される。これによりサーボ機能部に対する吸気管負圧は制限されたかたちでしか使用できない。この例としては暖機動作中の触媒コンバータの加熱のために遅角方向の点火角で吸気管噴射が行われる駆動状況が挙げられる。こうした駆動状況ではやむを得ない効率の低下をスロットルバルブの開放により補償しなければならない。これにより吸気管圧力の上昇が起こる。直接噴射時の層状給気モードはスロットルバルブが小さい負荷でも完全に開放され、吸気管負圧が使用されないという対照的な駆動状態である。
【０００７】  ここでは車両が山道を駆動される場合、例えば登坂走行の場合、周囲圧力に対する差はもはやサーボ機能部に対して充分ではなくなる。
【０００８】  特に安全性に関わって重要なのはサーボブレーキシステムである。充分な負圧が供給されないとブレーキ力支援が行えない。そうでない場合には所望の運転状態が安全上の理由から走行できず、このことから排気ガス特性または燃費が劣化することもある。
【０００９】  すでに、スロットルバルブの開口度をつねに充分な負圧を発生させるように構成する対策手段も知られている。これにより例えば触媒コンバータの加熱中はスロットルバルブの開口度を排気ガス特性が最適化されるように調整することができない。ＢＤＥ駆動される車両ではさらに負圧スイッチが使用される。ブレーキ倍力装置の圧力が閾値を越えて上昇すると、層状給気モードから均一モードへ切り換えられる。
【００１０】  ここで基礎となる内燃機関では吸込ポンプが車両内に組み込まれており、負圧アキュムレータの排気のための吸気管の負圧がもはや充分でない場合、欠損した差圧が補償される。コストを低く維持するために吸込ポンプは比較的簡単なコンポーネントでなければならない。これらのコンポーネントは実際に必要な場合にのみ駆動される。必要なスイッチオンまたは吸込ポンプの可能な遮断を検出する駆動にかかる手間はここではコスト上の理由から同様に最小限にすべきである。
【００１１】  本発明の課題は、多大なコストをかけずに高い信頼性で負圧アキュムレータの駆動時の機能確実性を高め、機械の消耗や費用などを最小化したうえで負圧アキュムレータの確実な動作を行える方法および相応の装置を提供することである。
【００１２】  この課題は本発明の方法において、少なくとも１つのサーボ機構が操作される場合に所定のモデルで質量流を負圧アキュムレータへ供給し、吸気管内で支配的な圧力が負圧アキュムレータ内で支配的な圧力よりも小さい場合に質量流を負圧アキュムレータから排出し、電気式吸込ポンプがスイッチオンされている場合には質量流を負圧アキュムレータから排出し、負圧アキュムレータ内で支配的な圧力を負圧アキュムレータへ流れる圧力と負圧アキュムレータから排出される質量流との量の差から求めることにより解決される。
【００１３】  本発明は負圧アキュムレータ内の圧力、ひいてはサーボシステム（例えばブレーキ倍力装置）内の負圧も計算上は既知の信号から求めることができるというコンセプトに基づいている。この場合負圧アキュムレータまたはサーボシステムのアキュムレータ内の圧力差は所定のモデルにより計算される。このモデルは空気がアキュムレータ容積内へ流れる流量とそこから排出される流量との量差からアキュムレータ内のそのつどの圧力を求める。
【００１４】  アキュムレータ内の気体の圧縮度は理想気体に対する状態方程式により考慮される。アキュムレータへの質量流は有利にはアキュムレータ圧力と吸気管圧力との差、またはアキュムレータ圧力と吸込ポンプの最小圧力との差からアキュムレータまでの管内の流れ抵抗を考慮して計算することができる。アキュムレータから流れ出す質量流は走行状態、例えば相応のサーボステアリングシステムが用いられているカーブ走行または相応のサーボブレーキシステムが用いられている車両の減速走行などから求めることができる。
【００１５】  周知の内燃機関では、本発明のコンセプトに基づいて設定された出力量はすでに相応の機関制御装置、例えば本出願人の機関制御システム“Motronic”から既知である。例えばアンチロックシステムＡＢＳにはすでに機関制御のためのインタフェースが設けられており、このインタフェースによりサーボブレーキ内での空気消費量が機関制御部へ伝達される。吸気管圧力、周囲圧力、車両速度の変化分、吸込ポンプの駆動状態などに関する情報も周知の機関制御装置で通常存在するものである。付加的に必要なセンサ、例えば圧力アキュムレータ内の圧力スイッチまたは圧力センサも同様に既存のシステム内に設けられている。したがって本発明の方法を実施する際に有利には既存の内燃機関に構造技術上の手段を付加的に設ける必要はない。
【００１６】  本発明の有利な実施形態によれば、必要な差圧と供給された差圧とが比較される。充分な差圧が供給されない場合、吸込ポンプがスイッチオンされるか、または機関の駆動状態が変更される。駆動状態が変更される場合、この駆動状態は吸気管の負圧が高まるにつれて機関制御部によってスロットルバルブ開口度が低下することにより調整される。
【００１７】  本発明の別の実施形態では、層状給気モードで付加的なスロットルの絞り調整が行われる。遅れ方向の点火角を与えて触媒を加熱するときには、最適な点火角の効率を触媒の加熱よりも優先する。これにより機関はわずかなエア質量流しか必要とせず、スロットルバルブは閉鎖され、吸気管圧力は低下する。
【００１８】  吸気管の負圧を高めることによる駆動状態の変更はさらに機関制御装置の効率設定回路または駆動状態設定回路へ介入することにより行われる。機関制御の際に効率または駆動状態をモデリングすることなく点火角へ直接介入することも可能である。
【００１９】  燃費および排気ガス特性を最適化するための機関制御コンセプトは高い吸気管圧力の駆動状態で発生する。本発明の方法に相応して、負圧が充分でない場合には吸込ポンプがスイッチオンされるかおよび／または駆動状態が変更されることによりサーボシステムでの充分な負圧が保証される。本発明の方法はその際に負圧アキュムレータで提案される圧力センサを省略することもできるし、また圧力センサを設ける場合にはこのセンサの相応の監視を行うことができる。
【００２０】  本発明の方法の有利な実施形態によれば、負圧アキュムレータへ流れる質量流および／または負圧アキュムレータから排出される質量流が連続的にそれぞれ相応の符号で加算または積算される。したがって負圧アキュムレータの内容を連続的かつダイナミックにそのつど存在する質量流へ適合させ、その時点で支配的な圧力についての予測を立てることができる。そのつどの質量流はこの場合離散的な空気量として加算されるか、極微の空気量変化分として積算される。
【００２１】  本発明の方法ではさらに、吸気管内で支配的な圧力と負圧アキュムレータ内で支配的な圧力との差が設定されている閾値を上回る場合にのみ質量流が負圧アキュムレータから排出されるように構成することもできる。技術的な実現形態としては、少なくとも負圧アキュムレータと吸気管との間に逆止弁が配置されており、この逆止弁が本発明で提案されているモデル計算の際の閾値に則して前述のケースと同様に考慮される。この閾値は有利にはそのつどの物理条件に適合され、これにより付加的なパラメータとして提示されるモデルの最適化に用いられる。さらにこのパラメータに則して発生する圧力損失が管路内の流れ抵抗に基づいて考慮される。
【００２２】  本発明の基礎となっているモデル計算の際には、さらに、負圧アキュムレータへ流れる質量流および／または負圧アキュムレータから排出される質量流を内燃機関の駆動状態、例えば車両の走行状態から計算することができる。一方では吸気管内で支配的な圧力は吸気管から燃焼室へ流れる空気が燃焼のそのつどの状態に依存しているかぎり内燃機関の駆動状態に依存しており、他方では吸気管へ流れる空気は例えばスロットルバルブを介して調整可能である。車両では車両速度またはブレーキ減速度などのパラメータを計算に入れることができる。というのはこれらのパラメータから例えばブレーキ倍力装置を介して負圧アキュムレータへ流れる空気量を推論することができるからである。
【００２３】  本発明の方法の別の有利な実施形態によれば、負圧アキュムレータへ流れる質量流はサーボ機構の応答を表す信号エッジによってトリガされるステップ関数により計算される。ここで提案されている手法によれば、技術的な実現形態として、例えばブレーキ倍力装置でブレーキマヌーバに存在するブレーキ倍力装置への相応のブレーキ力の印加時に負圧アキュムレータへ流れる体積流が所定のステップ関数でブレーキ介入ごとのほぼ一定の長さの時間に相応する。ここで提案されているステップ関数は例えばモノフロップのかたちでモデリングされる。
【００２４】  本発明で提案されている負圧アキュムレータ内の圧力のモデリングに基づいて、さらに、量の差から計算された負圧アキュムレータ内で支配的な圧力に依存して負圧アキュムレータ内の圧力を低下させる介入、例えば吸込ポンプのスイッチオンおよび／または吸気管内に設けられているスロットルバルブの調整を行うことができる。こうした介入により、サーボシステムに必要な負圧が圧力閾値の上方超過の際に自動的に再び調製され、その際に何らかの介入またはドライバーの側との相互作用が必要となる。したがってこの実施形態によれば相応の負圧がいずれの時点でも与えられていることが保証される。
【００２５】  これに代えてまたはこれに加えて、量の差から計算された負圧アキュムレータ内で支配的な圧力に依存して相応のフラグがセットされ、特にコントロール信号または警報信号が出力されるように構成することもできる。この実施形態では必ずしも自動的に負圧アキュムレータ内の圧力を低下させる介入を内燃機関で行わなくてもよく、さしあたり相応のビットをセットして、さらに例えば相応のコントロール信号または警報信号をトリガしてもよい。これによりドライバーに対して導入すべき必要な対抗処置を報知したり、または導入された処置に関する情報を報知したりすることができる。
【００２６】  本発明の方法の別の有利な実施形態によれば、負圧アキュムレータ内で支配的な圧力の計算値が設けられている圧力センサの機能監視に用いられる。モデルベースの計算により負圧アキュムレータ内で支配的な圧力を求める手段は、この場合、本発明で言及している形式の内燃機関の別の安全装置として組み込まれ、既存の圧力センサの機能不全の検出を行うことができる。
【００２７】  ここで車両内に設けられている種々のサーボ機能部により（走行安全性を最大にする目的で）ブレーキサーボ機能が他のサーボ機能に比べて上位に置かれることを強調しておきたい。これにより本発明のコンセプトの有利な別の実施形態によれば、負圧アキュムレータ内の負圧が充分でない場合に、ステアリングサーボまたはフラップ式共鳴弁制御装置などの機能部を一時的に不活性化するように構成することができる。これにより少なくともブレーキサーボでは充分な機能が保証される。これはとりわけ必要な空気量を電気式吸込ポンプによっても負圧アキュムレータから充分に迅速には排気できない程度のブレーキ力を（例えばブレーキペダルを踏むことによって）ユーザが要求した場合に重要である。
【００２８】  負圧アキュムレータ内へ流入する質量流および／または負圧アキュムレータから流出する質量流をモデリングする際には、さらに有利な近似法として、流入する空気量と流出する空気流との和を一定であると見なすことができる。流入する空気量および流出する空気流を求める積分器／加算器を設計する際にはさらに、吸気管または吸込ポンプで支配的な圧力を下方限界とし、周囲圧力を上方限界と見なすことができる。
【００２９】  本発明は上述した方法を実行するのに適しており、コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムにも関している。この場合特に有利には、このコンピュータプログラムはメモリ、例えばフラッシュメモリに記憶されている。
【００３０】  本発明によれば同様に、独立請求項の上位概念記載の内燃機関用制御装置において、少なくとも１つのサーボ機能部の操作を検出する手段と、吸気管内で支配的な圧力をセンシングする手段と、吸込ポンプの駆動状態を検出する手段と、負圧アキュムレータ内で支配的な圧力を求める手段とが設けられており、少なくとも１つのサーボ機能部が応答する場合には質量流が負圧アキュムレータへ流れ、吸気管内で支配的な圧力が負圧アキュムレータ内で支配的な圧力よりも小さい場合には質量流が負圧アキュムレータから排出され、負圧アキュムレータ内で支配的な圧力が負圧アキュムレータへ流れる質量流と負圧アキュムレータから排出される質量流との量の差により計算される。すなわち、まずデータ検出手段が設けられており、これは例えば少なくとも１つのサーボ機能部の操作を検出するスイッチまたはセンサ、例えばブレーキ操作を検出するブレーキスイッチまたはブレーキライトスイッチである。またここで提案されているモデル計算に必要な吸気管圧力および吸込ポンプの駆動状態の検出手段も設けられている。さらにこのようにして得られた情報を提示されたモデルに則して処理する手段も設けられている。
【００３１】  本発明の方法および制御装置のさらに別の特徴および利点は以下の図に則した本発明の実施例の説明から得られる。
【００３２】  図１には本発明の車両の内燃機関のブロック回路図が示されている。図２には本発明の方法の実施例の第１のセクションのフローチャートが示されている。図３には本発明の方法の第２のセクションのフローチャートが示されている。図４には本発明の方法の第３のセクションのフローチャートが示されている。
【００３３】  図１に示されている内燃機関は吸気管１を有しており、この吸気管は詳細には示されていない弁２を介して内燃機関の燃焼室３へ接続されている。吸気管への空気の供給は開口部４を介して行われる。管路５を介して吸気管１は圧力導管として負圧アキュムレータ６へ接続されている。この管路内に逆止弁７が配置されている。圧力導管により接続された負圧アキュムレータ６は例えば本発明の内燃機関に組み込まれた車両のサーボ装置に接続されている。サーボシステムとしてこの実施例ではブレーキ倍力装置８、ステアリングサーボシステム１０、およびフラップ式共鳴弁制御装置１１が設けられており、ブレーキ倍力装置はここでは図示されていないマスタブレーキシリンダを介して圧力導管によりブレーキペダル９に接続されている。後者は共鳴弁１２の動作に必要な補助エネルギを送出する。サーボシステムは管路１３、１４、１５を介して負圧アキュムレータ６と圧力導通できるように接続されている。
【００３４】  圧力管路１３、１４、１５にはさらに弁１６、１７、１８が設けられており、これらの弁を介して個々のサーボシステムは必要な場合にのみ負圧アキュムレータと圧力導通するように接続される。吸気管１と負圧アキュムレータ６との間の管路５内には吸気管内の圧力が負圧アキュムレータ６内の圧力よりも大きいか小さいかに応じて空気が１つまたは複数の方向で流れる。前述した逆止弁７は例えば負圧アキュムレータの方向への空気流を回避するように構成されており、これにより吸気管１内で負圧アキュムレータ６内の圧力よりも高い圧力が支配的となるまで負圧アキュムレータ６に空気が完全に入り込まないようにする。
【００３５】  吸気管１内の開口部４の近傍にはさらにスロットルバルブ１９が設けられており、このバルブを介して吸気管内へ流れ込む空気流４ａが開制御および／または閉制御される。付加的なバイパス管路２０を介して内燃機関のアイドリング動作時に充分な空気が吸気管へ流れることが保証される。バイパス管路２０の調整および／または制御はこの場合アイドリング調整器２１を介して行われる。
【００３６】  さらに吸気管には圧力センサ２２が設けられており、この圧力センサにより吸気管内で支配的な圧力の測定が行われる。圧力センサ２２から送出された信号はまず吸気管圧力センサ電子回路２３へ供給されるか、または直接に電子制御装置２４へ伝送される。
【００３７】  相応にアイドリング調整器２１の出力信号は電子制御装置２４へ流れる。さらにスロットルバルブ１９の位置がスロットルバルブポテンショメータ２５を介して求められ、相応の測定信号が同様に電子制御装置２４へ流れる。
【００３８】  さらなる圧力情報として一方では負圧アキュムレータ６内で支配的な圧力が圧力センサ２６により求められ、場合により存在する圧力センサ電子回路２７を介して制御装置２４へ流れる。本発明の計算モデルに必要な周囲圧力（図２〜図４を参照）はさらに周囲圧力センサ２８を介して求められ、制御装置２４へ伝達される。
【００３９】  負圧アキュムレータ６はさらに管路２９を介して流体により吸込ポンプ３０へ接続されている。この吸込ポンプはさらに線路３１を介して制御装置２４により駆動され、例えば駆動状態を表す信号が伝送される。
【００４０】  図２〜図４には負圧アキュムレータ６内で支配的な負圧を相応のモデルにより求める方法のシーケンスが示されている。図２に示されているフローチャートは負圧アキュムレータ６から流出される質量流を求める手法に関しており、この手法はスタートブロック３２で開始される。これに応じて図２に示されている方法のセクションは分岐Ａ、Ｂ、Ｃに分岐している。
【００４１】  図２の左方の分岐Ａではまずブロック３３で、電気式吸込ポンプ３０がスイッチオンされているか否かが問い合わされる。ポンプがオフである場合、ブロック３４で電気式吸込ポンプ３０の値ｍＡＢ１が電気式吸込ポンプ３０により負圧アキュムレータ６から排気される空気がゼロに等しくなるようにセットされる。
【００４２】  ポンプがスイッチオンされている場合、ブロック３５において負圧アキュムレータ６内で支配的な圧力ＰＢＫＶと電気式吸込ポンプ３０により達成可能な最小圧力Ｐｍｉｎとのあいだの差Δ１が計算される。負圧アキュムレータ６内で支配的な圧力ＰＢＫＶはメモリ３６から取り出される。この値は先行のループで計算され、負圧アキュムレータ６内で支配的な圧力として格納されている。電気式吸込ポンプ３０により達成可能な最小圧力Ｐｍｉｎはブロック３７で計算される。ここでは周囲圧力センサ２８によって調製された周囲圧力ＰＵに係数Ｆ１が加えられる。これにより電気式吸込ポンプ３０が周囲圧力ＰＵに対して有する圧力差が調製される。
【００４３】  電気式吸込ポンプ３０によって負圧アキュムレータ６から排気された空気量の値ｍＡＢ１はブロック３８で差Δ１に係数Ｆ２を加えることにより計算される。係数Ｆ２はメモリ３９内に格納された重み係数であり、この係数により電気式吸込ポンプ３０が全システムへ与える影響が考慮される。
【００４４】  図２のフローチャートの右方の分岐Ｃでは、場合により内燃機関の吸気管１内へ排気される空気量が計算される。この場合まずブロック４０において吸気管１内で支配的な圧力ＰＳと負圧アキュムレータ６内で支配的な圧力ＰＢＫＶとのあいだの差Δ３が計算される。吸気管１内の圧力ＰＳは圧力センサ２２によって調製されており、負圧アキュムレータ６内の圧力ＰＢＫＶは上述した左方の分岐Ａと同様にメモリ３６から読み出される。ブロック４１では差Δ３に重み係数Ｆ３が加えられ、これにより吸気管１が全システムへ与える影響が考慮される。ブロック４１で実行されるオペレーションの結果は、負圧アキュムレータ６から吸気管１内へ配置される空気量の値ｍＡＢ３である。
【００４５】  中央の分岐Ｂでは値ｍＡＢ２がゼロへセットされる（ブロック４３）。この処理の意義は後述する。
【００４６】  ブロック４４では３つの値ｍＡＢ１、ｍＡＢ２、ｍＡＢ３のなかから最小値が形成される。通常の状況、すなわち電気式吸込ポンプ３０によって達成可能な最小圧力Ｐｍｉｎおよび／または吸気管１内の圧力ＰＳが負圧アキュムレータ６内の圧力ＰＢＫＶよりも低い場合には、値ｍＡＢ１、ｍＡＢ２は負の値を取る。また稀なケースではあるが、圧力ＰＢＫＶのほうが吸気管１内で支配的な圧力ＰＳまたは電気式吸込ポンプ３０によって達成可能な圧力Ｐｍｉｎよりも小さいという状況も発生することがある。これは例えば車両の登坂走行時に車両が大きな高低差のある道を走破しようとする場合などである。この場合には空気が負圧アキュムレータ６へ流れ込み、この負圧アキュムレータが“充填されて”しまう。これはもちろん望ましくないので、逆止弁７により回避される。こうしたケースでの逆止弁の作用は、ブロック４３で値ｍＡＢ２がゼロへセットされることにより考慮される。この値は当該の稀なケースではブロック４４で最小値として使用される。
【００４７】  図３には負圧アキュムレータ６の駆動方法の第２のセクションが示されている。ここではモデルにより供給される質量流が求められる。この第２のセクションも同様にスタートブロック３２で開始され、ここから分岐Ｄ、Ｅへさらに分割されている。図３の左方の分岐Ｄではブレーキペダル９を介してブレーキ倍力装置が操作されたか否かが問い合わされる。操作とはこの場合にはブレーキが緩められている状態から操作状態へ移されるダイナミックな過程であると理解されたい。ブレーキ操作されて定常状態にとどまることは決定ブロック４５では問い合わせ結果“ノー”を意味する。この場合またはブレーキが緩められた定常状態にある場合には、ブロック４６で負圧アキュムレータ６へブレーキ倍力装置８から供給される空気量ｍｚｕ１の値がゼロへセットされる。そうでない場合にはブロック４７で空気量ｍｚｕ１はメモリ４８、４９へ格納された２つの値ｍＢ、ｍｐの和から計算される。値ｍＢはこの場合、ブレーキがダイナミックに操作される際にブレーキ倍力装置８から負圧アキュムレータ６へ流れ込む空気量を表している。値ｍｐではブレーキ過程中にしばしば発生するブレーキ量の変更と、これによるブレーキ倍力装置８から負圧アキュムレータ６への付加的な空気流との発生が考慮される。このような過程を“ポンプ動作”とも称する。
【００４８】  図３のフローチャート右方の分岐Ｅでは、ブロック５０においてブレーキが緩められたか否かが問い合わされる。ブロック４５について行われているのと同様に、ブレーキを緩めることとはここではブレーキがダイナミックに操作状態から緩められた状態へ移ることを意味する。
【００４９】  ブレーキまたはブレーキペダル９およびブレーキ倍力装置８が緩められた定常状態にとどまっているとき、決定ブロック５０での応答は“ノー”となる。この場合にはブレーキ倍力装置８から負圧アキュムレータ６へは空気は流れない。このことはブロック５１において空気量ｍｚｕ２がゼロヘセットされることにより考慮される。
【００５０】  決定ブロック５０での応答が“イエス”である場合、ブロック５２では負圧アキュムレータ６へ流れる空気量ｍｚｕ２の値はメモリ４９に格納されている値ｍＢに等しくセットされる。
【００５１】  値ｍｚｕ１、ｍｚｕ２からブロック５３で和ｍｚｕ３が形成される。ブロック５４ではこの値にメモリ５５に格納されている値ｍＬが加算される。このようにして計算された値ｍｚｕ４によりシステムに対して想定される値ｍＬに相応する基本リーク量が考慮される。
【００５２】  最終的に負圧アキュムレータ６へ流れる空気量ｍｚｕはブロック５６で計算され、ここで値ｍｚｕ４に係数Ｆ４が加えられる。この係数Ｆ４により、ブレーキ倍力装置８を用いたブレーキ操作時に負圧アキュムレータ６へ流れ込む空気量ｍｚｕと基本リーク量ｍＬとが周囲圧力ＰＵと負圧アキュムレータ６内で支配的な圧力ＰＢＫＶとの圧力差に依存することが考慮される。係数Ｆ４は当該の圧力差に基づいてブロック５７で計算される。
【００５３】  以下に図４に示されている方法セクションを参照しながら量の差引計算を行うモデルについて説明する。
【００５４】  ブロック５８では図３で求められた値ｍｚｕと図２で求められた値ｍＡＢとの間の差が計算される。すなわち相応の符号で量の差引が行われる。ここから後続のブロック５９で理想気体方程式と負圧アキュムレータ６の容積とを考慮して負圧アキュムレータ６内で支配的な圧力ＰＢＫＶが以下に説明する積分によって計算される。この圧力はブロック７０で最小値すなわち内燃機関のアイドリング時の吸気管圧力または電気式吸込ポンプの最小圧力と比較され、この最小値が積算によっても下方超過されているかぎりこの値にセットされる。これと同様にブロック７１では最大値すなわち周囲圧力との比較が行われ、負圧アキュムレータ内の圧力はこの値が計算値によって上方超過されているかぎりこの最大値にセットされる。
【００５５】  負圧アキュムレータ６内で支配的な圧力ＰＢＫＶに対する計算値に基づいて、吸気管１内の圧力ＰＳを低下させる処置を導入すべきか否か、または電気式吸込ポンプ３０をスイッチオンすべきか否かが求められる。このために値ＰＢＫＶはブロック６０で限界値メモリ６１に格納されている限界値ＰＧ１と比較される。ブロック６０での応答が“イエス”である場合（きわめて小さい負圧しか負圧アキュムレータ６内に存在しない場合）には、制御装置２４によってブロック６２がトリガされ、これにより電気式吸込ポンプ３０がスイッチオンされる。場合により付加的に警報信号の出力、例えば車両のインストルメンタルパネルにある警報ランプを照明するなどの出力がトリガされる。
【００５６】  ブロック６０での応答が“ノー”である場合、このことは少なくとも所望の目標値ＰＧ１に負圧アキュムレータ６内の圧力が相応することを意味するが、このときにはブロック６３で負圧アキュムレータ６内で支配的な圧力ＰＢＫＶが限界値メモリ６４内に格納された限界値ＰＧ２よりも小さいか否かが検査される。ブロック６３での応答が“イエス”である場合、制御装置２４によりブロック６５で電気式吸込ポンプ３０のオフがトリガされる。その際に限界値ＰＧ２は値ＰＧ１よりも小さく、これにより条件間のヒステリシスが保持され、電気式吸込ポンプ３０のオンオフが正確に行われる。このヒステリシスにより電気式吸込ポンプの“フラッタリング”が阻止され、迅速なシーケンスで電気式吸込ポンプ３０のスイッチオン命令およびスイッチオフ命令が出力される。
【００５７】  電気式吸込ポンプ３０の吸入出力が充分でなく、負圧アキュムレータ６内で要求される圧力ＰＧ１を所定の時間範囲内で形成することができない場合には、このことがブロック６６で検出され、場合により吸気管１内の圧力を低下させる処置が導入される。これには例えばスロットルバルブ１９の調整が属する。場合によってはさらに警報の出力がトリガされる。ブロック６２の後にブロック６６を配置することにより、電気式吸込ポンプ３０のスイッチオンは機関への介入よりも優先して行われる。このことは例えばＢＤＥ機関およびＥ‐Ｇａｓシステムでは機関が最小の燃費および最小の排気ガス放出に対して最適な動作領域で頻繁に駆動できるという利点を有する。
【００５８】  この動作はブロック６７で終了する。そこから場合によってはスタートブロック３２へ戻るジャンプが行われる。このジャンプは例えば所定のクロックレートにより周期的に行われるか、またはイベント制御により行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  車両の内燃機関のブロック回路図である。
【図２】  本発明の方法の第１のセクションのフローチャートである。
【図３】  本発明の方法の第２のセクションのフローチャートである。
【図４】  本発明の方法の第３のセクションのフローチャートである。
【図１】
0005311701.tif 000002
【図２】
0005311701.tif 000003
【図３】
0005311701.tif 000004
【図４】
0005311701.tif 000005