(57)【要約】本発明は、完全可変バルブ機構をもつ吸気バルブと排気バルブを有するシリンダを備えた内燃機関の制御装置ならびに制御方法に関する。本発明の制御装置によればエンジン制御装置は外気充填量、内部残留ガス充填量、トルク低減量、ＥＧＲ制御ストラテジおよび充填ストラテジに関して目標値を求める。さらに伝送装置が設けられており、この装置はエンジン制御装置により求められた目標値をクランク角に同期させてバルブ制御装置へ伝送する。バルブ制御装置はエンジン制御装置により求められた目標値に基づき、内燃機関のシリンダにおける吸気バルブと排気バルブの完全可変バルブ機構を制御する。
2004518865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
完全可変バルブ機構（９，１０）をもつ吸気バルブ（７）と排気バルブ（８）を有するシリンダを備えた内燃機関（１）の制御装置において、
内燃機関（１）のシリンダの外気充填量（ｒｌｓｏｌｌ）、内部ガス充填量（ｒｆｒｇｓｏｌｌ）、トルク低減量（ｅｔａＡＶｓｏｌｌ）、残留ガス制御ストラテジ（ＡＧＲ−Ｓｔｒａｔ）および充填ストラテジ（Ｆｕｅ−Ａｒｔ）に関して目標値を求めるエンジン制御装置（１６）と、
該エンジン制御装置（１６）により求められた目標値を外気充填量（ｒｌｓｏｌｌ）、充填ストラテジ（Ｆｕｅ−Ａｒｔ）、内部残留ガス充填量（ｒｆｒｇｓｏｌｌ）、残留ガス制御ストラテジ（ＡＧＲ−Ｓｔｒａｔ）およびトルク低減量（ｅｔａＡＶｓｏｌｌ）に関してバルブ制御装置（２０）へクランク角に同期して伝送する伝送装置（１７，５５，５８，７２）が設けられており、
前記バルブ制御装置（２０）は、内燃機関（１）におけるシリンダの吸気バルブ（７）および排気バルブ（８）の完全可変バルブ機構（９，１０）を、外気充填量（ｒｌｓｏｌｌ）、内部残留ガス充填量（ｒｆｒｇｓｏｌｌ）、トルク低減量（ｅｔａＡＶｓｏｌｌ）、残留ガス制御ストラテジ（ＡＧＲ−Ｓｔｒａｔ）および充填ストラテジ（Ｆｕｅ−Ａｒｔ）に基づき制御することを特徴とする、
内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記エンジン制御装置（１６）はクランク角センサ（６）の出力信号に基づきクランク角同期形第１シンクロパターンを求め、
前記伝送装置（１７，５５，５８，７２）は外気充填量（ｒｌｓｏｌｌ）、内部ガス充填量（ｒｆｒｇｓｏｌｌ）、トルク低減量（ｅｔａＡＶｓｏｌｌ）、残留ガス制御ストラテジ（ＡＧＲ−Ｓｔｒａｔ）および充填ストラテジ（Ｆｕｅ−Ａｒｔ）に関する目標値を、エンジン制御装置（１６）におけるクランク角同期形第１シンクロパターンと同期して前記バルブ制御装置（２０）へ伝送し、
該バルブ制御装置（２０）は前記クランク角センサ（６）の出力信号に基づきクランク角同期形第２シンクロパターンを求め、該第２シンクロパターンは前記第１シンクロパターンよりも所定の第１角度値だけ遅れている、
請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記クランク角同期形第１シンクロパターンは少なくとも第１同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ１）、第２同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ２）、第３同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ３）、第４同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ４）および第５同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ５）を有しており、
第１同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ１）は、内燃機関（１）のシリンダの点火上死点（ＺＯＴ）よりも所定の第２角度値だけ手前にあり、第２同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ２）は、第１同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ１）よりも所定の第３角度値だけ手前にあり、第３同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ３）は第２同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ２）よりも前記所定の第３角度値だけ手前にあり、第４同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ４）は第３同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ３）よりも前記所定の第３角度値だけ手前にあり、第５同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ５）は第４同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ４）よりも前記所定の第３角度値だけ手前にあり、
前記伝送装置（１７，５５，５８，７２）は、内部残留ガス充填量（ｒｆｒｇｓｏｌｌ）と残留ガス制御ストラテジ（ＡＧＲ−Ｓｔｒａｔ）に関する目標値を前記第５同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ５）にバルブ制御装置（２０）へ伝送し、外気充填量（ｒｌｓｏｌｌ）と充填ストラテジ（Ｆｕｅ−Ａｒｔ）に関する目標値を前記第４同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ４）に、トルク低減量（ｅｔａＡＶｓｏｌｌ）に関する目標値を前記第１同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ１）に伝送する、
請求項１または２記載の制御装置。
【請求項４】
前記伝送装置（１７，５５，５８，７２）は、第４同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ４）において内部残留ガス充填量（ｒｆｒｇｓｏｌｌ）と残留ガス制御ストラテジ（ＡＧＲ−Ｓｔｒａｔ）に関して更新された目標値を伝送し、第３同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ３）において外気充填量（ｒｌｓｏｌｌ）と充填ストラテジ（Ｆｕｅ−Ａｒｔ）を伝送する、請求項３記載の制御装置。
【請求項５】
前記エンジン制御装置（１６）内に燃料決定装置（６３）が設けられており、該燃料決定装置（６３）は、次の吸い込み時に内燃機関（１）の吸気管（１３）により吸い込まれる最小燃料量（ｒｋａｂｍｉｎ）と、次の吸い込み時に内燃機関（１）の吸気管（１３）により吸い込まれる最大燃料量（ｒｋａｂｍａｘ）を求める、請求項１から４のいずれか１項記載の制御装置。
【請求項６】
前記燃料決定装置（６３）は噴射量決定装置（６４）を有しており、該噴射量決定装置（６４）は内燃機関（１）のシリンダにおける噴射バルブ（１２）の制御信号（ｔｉ）に基づき、吸気バルブ（７）の先行の閉鎖以降シリンダの吸気管（１３）に噴射された燃料量（ｒｋｔｉｎｅｕ）と、噴射バルブ（１２）の閉鎖までにさらに噴射すべき燃料量（ｒｋｔｉｍａｘｍ）を求める、請求項５記載の制御装置。
【請求項７】
前記燃料決定装置（６３）は壁膜検出装置（６６）を有しており、該壁膜検出装置（６６）は、吸気バルブ（７）の先行の閉鎖後にシリンダの吸気管（１３）内に残されている壁膜（ｒｋｗｄｖｅｒｂ）と、吸気バルブ（７）の次の閉鎖後に予期される壁膜（ｒｋｗｄｅｒｗ）を求める、請求項５または６記載の制御装置。
【請求項８】
前記第１角度値は、ｎ個のシリンダを備えた内燃機関（１）であれば７２０°／２＊ｎである、請求項２記載の制御装置。
【請求項９】
前記第３角度値は、ｎ個のシリンダを備えた内燃機関であれば７２０°／ｎである、請求項３記載の制御装置。
【請求項１０】
完全可変バルブ機構（９，１０）をもつ吸気バルブ（７）と排気バルブ（８）を有するシリンダを備えた内燃機関（１）の動作を制御する方法において、
内燃機関（１）のシリンダの外気充填量（ｒｌｓｏｌｌ）、内部残留ガス充填量（ｒｆｒｇｓｏｌｌ）、トルク低減量（ｅｔａＡＶｓｏｌｌ）、残留ガス制御ストラテジ（ＡＧＲ−Ｓｔｒａｔ）および充填ストラテジ（Ｆｕｅ−Ａｒｔ）を求めるステップと、
求められた目標値を外気充填量（ｒｌｓｏｌｌ）、充填ストラテジ（Ｆｕｅ−Ａｒｔ）、内部残留ガス充填量（ｒｆｒｇｓｏｌｌ）、残留ガス制御ストラテジ（ＡＧＲ−Ｓｔｒａｔ）およびトルク低減量（ｅｔａＡＶｓｏｌｌ）に関して、エンジン制御装置（１６）からバルブ制御装置（２０）へクランク角に同期して伝送するステップと、
内燃機関（１）のシリンダの吸気バルブ（７）と排気バルブ（８）の完全可変バルブ機構（９，１０）を、外気充填量（ｒｌｓｏｌｌ）、内部残留ガス充填量（ｒｆｒｇｓｏｌｌ）、トルク低減量（ｅｔａＡＶｓｏｌｌ）、残留ガス制御ストラテジ（ＡＧＲ−Ｓｔｒａｔ）および充填ストラテジ（Ｆｕｅ−Ａｒｔ）に関する目標値に基づき制御するステップが設けられていることを特徴とする、
内燃機関の動作を制御する方法。
【請求項１１】
クランク角センサ（６）の出力信号に基づきクランク角同期形第１シンクロパターンを求め、エンジン制御装置（１６）を該第１シンクロパターンと同期させて作動するステップと、
外気充填量（ｒｌｓｏｌｌ）、内部ガス充填量（ｒｆｒｇｓｏｌｌ）、トルク低減量（ｅｔａＡＶｓｏｌｌ）、残留ガス制御ストラテジ（ＡＧＲ−Ｓｔｒａｔ）および充填ストラテジ（Ｆｕｅ−Ａｒｔ）に関する目標値を、エンジン制御装置（１６）におけるクランク角同期形第１シンクロパターンと同期させて該エンジン制御装置（１６）から前記バルブ制御装置（２０）へ伝送するステップと、
クランク角同期形第２シンクロパターンを求め、該第２シンクロパターンを前記第１シンクロパターンよりも所定の第１角度値だけ遅らせ、前記バルブ制御装置（２０）を該第２シンクロパターンと同期させて作動するステップが設けられている、
請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記クランク角同期形第１シンクロパターンは少なくとも第１同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ１）、第２同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ２）、第３同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ３）、第４同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ４）および第５同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ５）を有しており、
第１同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ１）は、内燃機関（１）のシリンダの点火上死点（ＺＯＴ）よりも所定の第２角度値だけ手前にあり、第２同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ２）は、第１同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ１）よりも所定の第３角度値だけ手前にあり、第３同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ３）は第２同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ２）よりも前記所定の第３角度値だけ手前にあり、第４同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ４）は第３同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ３）よりも前記所定の第３角度値だけ手前にあり、第５同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ５）は第４同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ４）よりも前記所定の第３角度値だけ手前にあり、
前記伝送装置（１７，５５，５８，７２）は、内部残留ガス充填量（ｒｆｒｇｓｏｌｌ）と残留ガス制御ストラテジ（ＡＧＲ−Ｓｔｒａｔ）に関する目標値を前記第５同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ５）にバルブ制御装置（２０）へ伝送し、外気充填量（ｒｌｓｏｌｌ）と充填ストラテジ（Ｆｕｅ−Ａｒｔ）に関する目標値を前記第４同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ４）に、トルク低減量（ｅｔａＡＶｓｏｌｌ）に関する目標値を前記第１同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ１）に伝送する、
請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１３】
第４同期時点（Ｓｙｎｃｈｒｏ４）において残留ガス充填量（ｒｆｒｇｓｏｌｌ）と残留ガス制御ストラテジ（ＡＧＲ−Ｓｔｒａｔ）に関して更新された目標値をバルブ制御装置（２０）へ伝送し、第３同期時点において外気充填量（ｒｌｓｏｌｌ）と充填ストラテジ（Ｆｕｅ−Ａｒｔ）に関して更新された目標値をバルブ制御装置（２０）へ伝送する、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
次の吸い込み時に内燃機関（１）の吸気管（１３）により吸い込まれる最小燃料量（ｒｋａｂｍｉｎ）と、次の吸い込み時に内燃機関（１）の吸気管（１３）により吸い込まれる最大燃料量（ｒｋａｂｍａｘ）を求める、請求項１０から１３のいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
内燃機関（１）のシリンダにおける噴射バルブ（１２）の制御信号（ｔｉ）に基づき、吸気バルブ（７）の先行の閉鎖以降シリンダの吸気管（１３）に噴射された燃料量（ｒｋｔｉｎｅｕ）と、噴射バルブ（１２）の閉鎖までにさらに噴射すべき燃料量（ｒｋｔｉｍａｘｍ）を求める、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
吸気バルブ（７）の先行の閉鎖後にシリンダの吸気管（１３）内に残されている壁膜（ｒｋｗｄｖｅｒｂ）と、吸気バルブ（７）の次の閉鎖後に予期される壁膜（ｒｋｗｄｅｒｗ）を求める、請求項１４または１５記載の方法。
【請求項１７】
前記第１角度値を、ｎ個のシリンダを備えた内燃機関（１）であれば７２０°／２＊ｎとする、請求項１１記載の方法。
【請求項１８】
前記第３角度値を、ｎ個のシリンダを備えた内燃機関であれば７２０°／ｎとする、請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの吸気バルブと少なくとも１つの排気バルブをもちシリンダ固有に制御可能な完全可変バブル機構の設けられた少なくとも１つのシリンダを備えた内燃機関のための制御装置に関する。さらに本発明は、少なくとも１つの吸気バルブと少なくとも１つの排気バルブをもちシリンダ固有に制御可能な完全可変バルブ機構の設けられた少なくとも１つのシリンダを備えた内燃機関の動作を制御する方法に関する。
【０００２】
慣用の内燃機関は、決められたバルブリフトカーブでエンジンバルブを制御するために１つまたは複数のカムシャフトを有している。この場合、カムシャフトのデザインによりエンジンバルブのバルブリフトカーブが決まる。しかしながら内燃機関の吸気バルブおよび排出バルブのための固定的に定められたバルブリフトカーブによっても、内燃機関の最適な動作をいかなる動作状態でも可能にするわけではない。それというのも一般に種々の内燃機関動作状態によりそれぞれ異なるバルブリフトカーブが必要とされるからである。
【０００３】
固定的に定められたバルブリフトカーブゆえに内燃機関におけるシリンダのガス交換制御は制限されたかたちでしか実現できず、あらゆる動作状態について最適化することはできない。ここでガス交換とは排気ガスを燃焼室から押し出し、内燃機関シリンダにおける燃焼室を場合によっては付加された燃料とともに外気で充填し、動作状態や内燃機関の形式に従い先行の燃焼における帰還残留ガスによって充填することである。
【０００４】
内燃機関のシリンダにおけるガス交換を可変に制御する目的で、吸気バルブと排気バルブのための種々の完全可変バルブ機構が提案されてきた。完全可変バルブ機構であるとエンジンバルブプロセスがフレキシブルになる。つまり、シリンダ内に供給される外気および残留ガスの量が吸気バルブと排気バルブの開閉時点および／または開閉速度および／または行程の変更により制御されることになる。完全可変バルブ機構としてたとえば、電磁バルブコントロールＥＭＶＳおよびエレクトロハイドロリックバルブコントロールＥＨＶＳが知られている。さらにたとえばＶＡＮＯＳなどのように、行程制御と組み合わせられた機械的な完全可変バルブ機構も知られている。
【０００５】
ＥＭＶＳやＥＨＶＳの場合、内燃機関の作動のためにカムシャフトを設ける必要はない。したがって調整ダイナミクスすなわち吸気バルブと排気バルブの開閉時間、開放行程ならびに開放速度を変化させることのできる度合いは、吸気バルブと排気バルブならびに対応するバルブ調整器の機械的な構成によってしか制約されないからである。つまりこのことは、着目している１つのシリンダの各動作サイクルごとに着目中のシリンダのガス充填を、点火順序においてそのシリンダの前に位置するシリンダのガス充填とは無関係に調整できることを意味し、また、先行の動作サイクルにおけるそのシリンダのガス充填とは無関係に調整できることを意味する。
【０００６】
一般に完全可変バルブ機構を備えた内燃機関のための制御装置はエンジン制御装置とバルブ制御装置を有しており、これらはたとえばＣＡＮバスなどのようなソフトウェアバスシステムと接続されている。エンジン制御装置においてたとえばクランク角センサ、ラムダセンサ、サーミスタフィルム形空気質量センサ、吸気管圧力センサの出力信号に基づき、スロットルバルブ、噴射バルブ、点火プラグのための制御信号ならびにバルブ制御装置のための制御信号が求められる。バルブ制御装置のための制御信号はソフトウェアバスシステムを介してバルブ制御装置へ伝送される。そしてバルブ制御装置は制御信号を吸気バルブと排気バルブの開閉時点、吸気バルブと排気バルブの開放行程ならびに吸気バルブと排気バルブの開閉速度に変換する。これらの制御装置においてソフトウェアバスを介して伝送されるデータ量は、回転数が高いときに負荷交番過程を伴う動作状態において非常に多い。したがってソフトウェアバスシステムを十分に大きくしなければならず、通常の動作状態のためには必然的に過度に大きくなる。
【０００７】
図６には、目標トルク実現のためシリンダの望ましい外気充填量を計算する様子を示すモデルが描かれており、これはたとえば Ｂｏｓｃｈ エンジン制御装置ＭＥ７で使用される。内燃機関の目標トルクｍｉｓｏｌｌと回転数ｎｍｏｔを入力量として用いることで、目標ラムダ効率ｅｔａｌａｍｓｏｌｌと望ましい点火角効率を考慮してシリンダ充填量に関する特性マップからシリンダの目標充填量が計算される。望ましい充填量ｒｌｗｕｎｓｃｈは、０゜Ｃにおいて１．０１３ｍｂの外気でシリンダの行程容積を充填したときに１００％となるよう標準化される。入力値ｍｉｓｏｌｌは引き起こされるトルクの目標値であり、これは１００％の外気による充填、ラムダ値λ＝１．０および最適な点火角のときに１００％となるよう標準化されている。入力値ｎｍｏｔは内燃機関の回転数を表す。
【０００８】
まえもって定められた目標トルク実現のためシリンダの望ましい外気充填量を算出するための図６に描かれている計算モデルは現在、スロットルバルブを備えた内燃機関において使われる。完全可変バルブ機構を備えた内燃機関にとってこのような計算モデルでは不十分である。
【０００９】
したがって本発明の課題は、簡単な構造をもつ完全可変バルブ機構を備えた内燃機関のための制御装置ならびに完全可変バルブ機構を備えた内燃機関の動作を制御する簡単な方法を提供することにある。
【００１０】
本発明によればこの課題は、請求項１記載の特徴を備えた制御装置ならびに請求項１０の特徴を備えた方法により解決される。
【００１１】
従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されている。
【００１２】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
【００１３】
図１は、完全可変バルブ機構を備えた内燃機関の１つのシリンダを略示することで本発明の制御装置の１つの実施例を示す図である。
【００１４】
図２は、バルブ調整器を示す図である。
【００１５】
図３は、吸気バルブと排気バルブの種々のバルブリフトカーブおよび噴射バルブと点火コイルの制御信号経過特性をクランク角を表す軸上に示す図である。
【００１６】
図４は、図１のエンジン制御装置の１つの実施例を示す図である。
【００１７】
図５は、図１によるエンジン制御装置とバルブ制御装置との間のデータ伝送について説明するダイアグラムである。
【００１８】
図６は、引き起こされる目標トルクをラムダ効率と点火角効率を考慮して望ましい外気充填量へ公知のやり方で換算する様子を示す図である。
【００１９】
以下の実施例の説明は、吸気管噴射形であり完全可変バルブ機構を備えた４サイクルオットーエンジンに係わる。また、バルブ時間設定に係わるすべての記載は、この実施例の４シリンダオットーモータに関連づけられている。本発明をｎ個のシリンダを備えた内燃機関に適用する場合には、記載された時間設定が相応にずらされる。
【００２０】
図１には本発明による制御装置の実施例が示されており、そこには完全可変バルブ機構を備えた内燃機関のシリンダが描かれている。図１には内燃機関１の１つのシリンダだけが示されている。参照符号２によりシリンダのピストンが表されており、これはコンロッド３を介して略示されたクランクシャフト４と接続されている。ピストン２によってシリンダ燃焼室が区切られている。クランクシャフト４にはクランク角センサ６が配置されており、これはクランクシャフト４のクランク角を捕捉して相応の出力信号を送出する。
【００２１】
シリンダの燃焼室には点火プラグ５が配置されている。シリンダ燃焼室には吸気バルブ７を介して外気を充填することができ、排気バルブ８を介して燃焼室を排気することができる。吸気バルブ７は、シリンダの吸気開口部が吸気バルブ７の位置に応じて閉じたり開いたりするように配置されている。また、排気バルブ８は、シリンダの排気開口部が排気バルブ８の位置に応じて閉じたり開いたりするように配置されている。内燃機関１動作時の空気流は吸気管１３から吸気開口部を通ってシリンダ燃焼室へ流入し、排気開口部を通ってシリンダ燃焼室から流出する。
【００２２】
参照符号１１はハイドロリックチャンバ１１を表し、これはたとえばコモンレールとして構成されており、ハイドロリック接続管を介してバルブ調整器９，１０と接続されている。ハイドロリックチャンバ１１内で圧力の加えられているハイドロリック媒体は、ハイドロリック接続管を介してバルブ調整器９，１０へ供給される。
【００２３】
参照符号１２により、内燃機関１の吸気管１３へ燃料を噴射するための噴射バルブが表されている。また、参照符号１４は吸気管圧力センサを表し、参照符号１５はサーミスタフィルム形空気質量センサを表す。サーミスタフィルムセンサ１５は内燃機関吸気管１３内において、空気の流れ方向でスロットルバルブ１８の手前に配置されている。さらに内燃機関１の吸気管１３内にはスロットルバルブ１８が配置されており、これにより吸気管１３への空気流が制御される。内燃機関１の吸気管１３内における空気流方向は、サーミスタフィルム形空気質量センサからスロットルバルブ１８のところを通り過ぎ、吸気管１３の壁に配置された吸気管圧力センサ１４のところを通って、さらに燃料を吸気管１３へ噴射する噴射バルブ１２のところを通り過ぎる。ついで燃料の加えられた外気は吸気バルブ７を通って内燃機関１の燃焼室に吸い込まれて圧縮され、点火プラグ５により点火され、ピストン２の上昇運動後に目的に合わせて開かれた排気バルブ８を通って吐き出される。その後、排気空気流または排気ガス流はラムダセンサ１９のところを通り過ぎて（図示されていない）排気管へと導かれる。
【００２４】
噴射バルブ１２によって燃料が吸気管１３に噴射されると、噴射バルブ７が開かれているときに噴射燃料の大部分が外気といっしょにシリンダ燃焼室に吸い込まれる。しかし燃料の一部分は吸気管１３の壁を濡らし、壁膜を形成する。さらに充填量低減時に吸気バルブを遅らせて閉鎖することにより、充填量低減ゆえに燃焼室に吸い込まれなかった過剰の燃料が吸気管１３の壁に付着し、壁膜が形成される。これら両方の種類の壁膜を以下では壁膜と称する。
【００２５】
参照符号１６はエンジン制御装置を表し、これはクランク角センサ６、ラムダセンサ１９、サーミスタフィルム形空気質量センサ１５および吸気管圧力センサ１４の出力信号を入力量としてもっている。エンジン制御装置１６はバス１７たとえばＣＡＮバスを介してバルブ制御装置２０と接続されている。さらにエンジン制御装置１６はスロットルバルブ１８と接続されており、スロットルバルブ１８の操作を制御する。
【００２６】
エンジン制御装置１６は上述の入力量からスロットルバルブ１８、噴射バルブ１２、点火プラグ５のための制御信号ならびにバルブ制御装置２０のための制御信号を求める。バルブ制御装置２０のための制御信号はバス１７を介してバルブ制御装置２０へ伝送され、それらは吸気バルブ７と排気バルブ８の開閉時間、開閉速度および行程に関するものである。
【００２７】
バルブ制御装置２０は入力量としてクランク角センサ６の出力信号とエンジン制御信号１６の制御信号を有しており、これらはバス１７を介して伝送される。また、バルブ制御装置２０は出力信号として、吸気バルブ７のバルブ調整器９および排気バルブ８のバルブ調整器１０のための制御信号を送出し、それによって吸気バルブ７と排気バルブ８がエンジン制御装置１６からバルブ制御装置２０へ伝送される制御信号に従い開閉される。
【００２８】
図１では吸気管１３内にスロットルバルブ１８が設けられているけれども、本発明はスロットルバルブ１８を備えた内燃機関１に限定されるものではない。さらに本発明は、図１に示されているような吸気管噴射の行われる非過給形の内燃機関に限定されるものではなく、直接噴射やターボ過給の行われる多シリンダ内燃機関にも何ら制約されることなく適用可能である。
【００２９】
次に、図２を参照しながらバルブ調整器９，１０の構造と機能について吸気バルブ７用のバルブ調整器９に基づき説明する。図２には完全可変バルブ制御の一例としてエレクトロハイドロリック完全可変バルブ機構が描かれているとはいえ、本発明はそれに限定されるものではなく、たとえば電磁バルブ機構などのようなあらゆる完全可変バルブ機構にも同様に適用できる。さらに本発明を電磁バルブ制御、エレクトロハイドロリックバルブ制御およびたとえばＶＶＴと組み合わせられたＶａｎｏｓなどのような機械式制御にも適用可能である。
【００３０】
参照符号２１は第１電磁バルブを表す。この第１電磁バルブ２１は、ハイドロリック接続管２２においてハイドロリック圧力チャンバ１１と操作装置２４内の第１チャンバ２３との間に配置されている。操作装置２４内には吸気バルブ７のバルブベース７が配置されている。バルブベース２５は吸気バルブ７と固定的に接続されている。バルブベース２５は操作装置２４内にシフト可能に配置されている。このバルブベース２５によって操作装置２４内で第１チャンバ２３と第２チャンバ２６が分けられている。
【００３１】
操作装置２４内の第２チャンバ２６とハイドロリック圧力チャンバ１１との間に第２ハイドロリック接続管２７が設けられている。さらに第１チャンバ２３は、第３ハイドロリック接続管２９を介し第２電磁バルブ２８を経由してハイドロリック圧力チャンバ１１と接続されている。
【００３２】
第１電磁バルブ２１と第２電磁バルブ２８は、導線３０を介してバルブ制御装置２０と接続されている。バルブ制御装置２０は、相応の制御信号により第１電磁バルブ２１と第２電磁バルブ２８を操作する。有利にはバルブ制御装置は、内燃機関１における吸気バルブ７と排気バルブ８のすべてのバルブ調整器を操作するように構成されている。
【００３３】
図２に示されているバルブ調整器９の動作は以下のとおりである。第１電磁バルブ２１が開かれると、ハイドロリック圧力チャンバ１１から圧力の加えられたハイドロリック媒体が第１チャンバ２３に流れ込む。ハイドロリック媒体により第１チャンバ２３が充填され、第１チャンバ２３と第２チャンバ２６を分離するバルブベース２５がずらされる。図２の場合、これにより吸気バルブ７は下方にずらされる。吸気バルブ７は次のように配置されている。すなわち図２のバルブベースが一番上にあるとき、つまり第１チャンバ２３にハイドロリック媒体がなくしたがって第１チャンバ２３が最小スペースを有し第２チャンバ２６が最大スペースを有するとき、吸気バルブ７は図示されていない弁座のところで内燃機関１のシリンダのシリンダヘッドにおかれる。このポジションにおいて吸気バルブ７はシリンダ燃焼室の吸気開口部を閉鎖する。第１チャンバ２３がハイドロリック媒体で満たされると、吸気バルブ７は弁座からシリンダ燃焼室へとずらされ、シリンダの吸気開口部が開かれる。望ましいバルブ行程が達成されると、第１電磁バルブ２１が閉じられる。
【００３４】
吸気バルブ７を閉じるために第２電磁バルブ２８が開かれ、その結果、第１チャンバ２３内に存在するハイドロリック媒体を第２電磁バルブ２８の開放により（図示されていない）アキュムレータへと流して戻すことができるようになる。その後、圧力が加えられてハイドロリック圧力チャンバ１１から第２チャンバ２６へ供給されるハイドロリック媒体が第２チャンバ２６へと流れ、それによって図２のバルブベース２５が上方へとずらされる。このようにして吸気バルブ７は弁座に戻され、燃焼室の吸気開口部は閉鎖される。吸気バルブ７の開閉速度は、ハイドロリック圧力チャンバ１１がハイドロリック媒体をバルブ調整器９へ供給するときの圧力によって制御される。
【００３５】
このような形式のバルブ調整器によって、内燃機関の各吸気バルブ７および各排気バルブ８ごとに固有のバルブ制御を行えるようになる。
【００３６】
図３には、１つのシリンダの吸気バルブ７と排気バルブ８のバルブリフトカーブをクランク角αを表す軸上に示すダイアグラムが描かれており、これはエンジン制御装置１６を用いてバルブ制御装置２０を制御することにより、さらにバルブ制御装置２０を用いてバルブ調整器９，１０の第１および第２電磁バルブ２１，２８を制御することにより実現されるようなバルブリフトカーブである。図３にはさらに、参照符号４４の付された噴射バルブ１２の制御信号ｔｉの経過特性と、参照符号４５の付された点火コイル制御信号ｚｕｅが示されており、この信号により所要点火電圧が点火コイル５に印加される。
【００３７】
図３のダイアグラムの横軸に沿って、内燃機関１のクランク角αがクランク角単位［°ＫＷ］で書き込まれている。また、図３のダイアグラムの縦軸に沿って、内燃機関１のシリンダにおける排気バルブ８と吸気バルブ７のバルブ行程が書き込まれており、さらに内燃機関１の噴射バルブ１２の制御信号ｔｉと点火コイルの制御信号ｚｕｅの振幅が書き込まれている。
【００３８】
参照符号３７で示す実線のグラフは、シリンダの排気バルブ８におけるバルブリフトカーブを表している。。参照符号３８で示す実線のグラフは、内燃機関１のシリンダにおける吸気バルブ７のバルブリフトカーブを表している。また、参照符号３９で示す破線は、排気バルブ８のバルブリフトカーブ３７の変更を表している。この場合、バルブリフトカーブ３７と比べてグラフ３９では排気バルブ８の開放角が遅らされており、これによりこのシリンダの先行の動作サイクルにおいて引き起こされたトルクが低減される。このようにして、先行の動作サイクルにおいて引き起こされたシリンダのトルクを低減できるようになる。このことをトルク低減とも称する。
【００３９】
参照符号４０はバルブリフトカーブ３７のさらに別の変更の可能性を表す。破線４０により、バルブリフトカーブ３７と比べて排気バルブ８の閉鎖角が進み方向にずらされているバルブリフトカーブが描かれている。排気バルブ８の閉鎖角をずらすことで、シリンダ内の内部残留ガス充填量の制御が可能となる。内部残留ガス充填量は、このシリンダの先行の動作サイクルにおける先行の燃焼の燃焼排気ガス量を表しており、この燃焼排気ガスは排気バルブ８によって排気管へ吐き出されず、目下の動作サイクルにおける次の燃焼のためにシリンダ燃焼室内にとどまっているものである。さらに参照符号４１は、吸気バルブ７のバルブリフトカーブ３８における変更の可能性を表す。この破線４１により表されているバルブリフトカーブ３８の変更によれば、吸気バルブ７の開放角が遅らされている。吸気バルブ７の吸気バルブ開放角を遅れ方向にシフトすることと排気バルブ８の閉鎖角のシフトとを組み合わせることにより、排気バルブ８の閉鎖角だけをずらすことよりも大きい度合いでシリンダの内部残留ガス充填量を制御できるようになる。
【００４０】
グラフ４２と４３によって、吸気バルブリフトカーブ３８のさらに別の変更の可能性が示されている。この場合、破線グラフ４２は吸気バルブ閉鎖時点を進ませることを表しており、破線グラフ４３は吸気バルブ閉鎖時点を遅れ方向にずらすことを表している。吸気バルブ閉鎖時点の変更によりシリンダのガス充填量を制御することができる。図３に示されているバルブリフトカーブは、バルブ制御装置２０により対応する吸気バルブ７と対応する排気バルブ８のバルブ調整器９，１０を、図２を参照しながら説明したように適切に制御することで実現される。
【００４１】
参照符号４４は、噴射バルブ１２の制御信号ｔｉの経過特性を表している。図３に示されているように噴射バルブ１２は吸気バルブ７の開放前に制御され、それによれば噴射バルブ１２は吸気バルブ７が開かれる前に開放され閉鎖される。噴射バルブ１２の閉鎖と吸気バルブ７の開放との間の期間を「最大許容飛行時間」あるいは単に「飛行時間」と称する。この飛行時間は、噴射バルブ１２による噴射後に燃料が吸気管１３の一部分を通って搬送され吸気バルブ７によって燃焼室に吸い込まれるのに必要とされる期間を表す。
【００４２】
参照符号４５は、内燃機関１における点火コイルの制御信号ｚｕｅの経過特性を表す。図３に示されているように、制御信号ｚｕｅの振幅は点火の上死点ＺＯＴ手前の角度範囲を除いてゼロである。ＺＯＴ手前の角度範囲において点火コイルは制御信号ｚｕｅにより制御され、それによれば制御信号により点火コイル５に対し必要とされる時点で点火電圧が与えられるようになる。
【００４３】
さらに図３には、吸気バルブ７と排気バルブ８を開放および閉鎖すべき時間的前後関係ならびに噴射バルブ１２と点火コイルを操作すべき時間的前後関係が示されている。図３に示されているように、制御信号ｔｉによる噴射バルブ１２の給電によりシリンダの噴射過程が開始される。制御信号ｔｉの長さつまりは噴射バルブ開放の長さによって、内燃機関１の吸気管１３に噴射される燃料量が決まる。噴射バルブの噴射終了の時点もしくは角度は有利には、噴射開始つまりは噴射バルブ１２の制御開始によりリードイン燃料量が決まるよう定められる。噴射バルブ１２の閉鎖と吸気バルブ７の閉鎖との間の角度値は、噴射された燃料の飛行時間を考慮して噴射バルブ１２の遮断後にもなお噴射燃料をシリンダ燃焼室に吸い込ませることができるのに十分なものでなければならない。
【００４４】
排気バルブ８のバルブリフトカーブを表すグラフ３７により示されているように、制御信号ｔｉにより噴射バルブ１２が給電されたすぐ後の角度値において内燃機関１の排気バルブ８が開かれる。まず第１に排気バルブ８の開放時点もしくは開放角が、先行の動作サイクルにおいて引き起こされたトルクに影響を及ぼす。開放角の変更により逆行的に、内燃機関１のトルクに対し先行の動作サイクルにおけるシリンダのトルク値を低減することができる。排気バルブを非常に早く開放した場合、燃焼エネルギーは最適には運動エネルギーに変換されない。図２を参照しながら説明したように、バルブ制御装置２０は排気バルブの開放を排気バルブ８のバルブ調整器１０の第１電磁バルブ２１の給電により制御する。排気バルブの行程は第１電磁バルブ２１の制御パルスの長さにより決定される。
【００４５】
排気バルブ８の閉鎖時点は、排気バルブ８のバルブ調整器１０における第２電磁バルブ２８を制御することにより生じる。排気バルブ閉鎖時点はシリンダの内部残留ガス充填量に影響を及ぼし、つまりシリンダ内の先行の燃焼において排気管へ吐き出されず後続の燃焼のためにシリンダ燃焼室内にとどまっている残留ガス量に影響を及ぼす。
【００４６】
図３にはさらに、噴射時間設定つまりたとえば動作サイクル中の噴射開始と噴射終了を早めに設定すべきであることが示されている。このことは殊に高回転数時にあてはまり、その場合には噴射期間はクランク角に関して数１００度の角度範囲に及ぶ可能性がある。さらにここに示されているように、望ましい噴射終了をできるかぎり遅い時点に設定しなければ、つまり吸気バルブ閉鎖の直前に設定しなければ、噴射を延長して燃料の飛行時間を考慮しながら噴射終了を後ろへずらすことにより、噴射される燃料量を高めることができる。とはいえ１回噴射されてしまった燃料をもはや逆行させることはできない。したがってトルク低減を達成するために燃料量を減少させる場合には噴射開始を早めることで、高いダイナミックが制限される。
【００４７】
さらに排気バルブ８の開放時点を定めることができる。排気バルブ８の開放時点によって排気バルブの行程を決めることができる。この行程は、内燃機関１の所定の充填量および回転数のときに燃焼残留ガスを完全に吐き出せるようにするため排気バルブ８の行程が十分に大きくなるよう決められる。
【００４８】
排気バルブ８の閉鎖時点と吸気バルブ７の開放時点を調整することにより、内部排気ガス帰還が実現される。これによりシリンダの内部残留ガス充填量が決定される。
【００４９】
別の重要な制御量は吸気バルブ７の行程である。吸気バルブ７の閉鎖時点に関して、吸気バルブ７の閉鎖時点により混合気が吸気管１３からシリンダ燃焼室へ流入する速度が決定される。
【００５０】
吸気バルブ７の閉鎖時点により、吸気バルブの行程および吸気管１３内の吸気管圧力と関連して殊にシリンダの外気充填量に影響が及ぼされる。図３における最後の事象は制御信号ｚｕｅによる点火コイルの充電である。回転数が高い場合にはいっそう早めの充電開始が必要とされる。点火コイルの充電終了により点火時点が決定される。
【００５１】
噴射バルブの制御信号ｔｉは、エンジン制御装置１６から噴射バルブ１２へダイレクトに供給される。点火コイルの制御信号ｚｕｅは、エンジン制御装置１６から内燃機関１の点火コイルへダイレクトに供給される。
【００５２】
次に、図４を参照しながらエンジン制御装置１６の実施例、エンジン制御装置１６からバルブ制御装置２０へのバス１７を介した制御信号の伝送、ならびにバルブ制御装置２０を用いたバルブ調整器９，１０の制御についてさらに説明する。
【００５３】
図４の参照符号５０は要求充填量決定装置を表す。要求充填量決定装置５０により内燃機関１の１つのシリンダについて要求充填量ｒｌｗｕｍｄが、目標回転トルクｍｉｓｏｌｌと目標燃焼ラムダ値λｓｏｌｌと目標点火角効率ｅｔａｚｗｓｏｌｌから計算される。
【００５４】
要求充填量ｒｌｗｕｍｄは、１つの動作サイクルにおけるシリンダのガス充填量を表す。ガス充填量は外気および場合によっては先行の燃焼における残留ガスから成る。内燃機関１の目標トルクは、自動車であればたとえばアクセルペダルのような出力設定装置により設定されて要求充填量決定装置５０へ送出される誘導トルクである。目標燃焼ラムダ値λｓｏｌｌは、エンジン制御装置において内燃機関１のリーン、リッチまたは化学量論的な動作状態に関して設定される量である。目標点火角効率ｅｔａｚｗｓｏｌｌは、内燃機関１のクランク角に対し相対的に化学エネルギーから運動エネルギーへの変換に及ぼすシリンダの目標点火角の作用を表す。目標点火角効率は、エンジン制御装置１６に依存してたとえば内燃機関１の回転数や検出されたノックに依存して変更される。要求充填量決定装置５０は、図６を参照しながら説明したように Ｂｏｓｃｈ エンジン制御装置ＭＥ７と同じようなかたちで要求充填量ｒｌｗｕｍｄを求める。要求充填量決定装置５０は要求充填量ｒｌｗｕｍｄを、第１最小値決定装置５１と行程推定装置５２と目標ＥＧＲ充填量および目標吸気管圧力決定装置５３へ送出する。
【００５５】
参照符号５４は、排気バルブ（ＡＶ）を早めに開放することでトルクを低減するトルク低減装置を表す。トルク低減装置５４は目標トルクｍｉｓｏｌｌと目標点火効率ｅｔｚｗｓｏｌｌとに基づき目標高圧効率ＡＶ ｅｔａＡＶｓｏｌｌを求める。トルク低減装置５４は目標高圧効率ｅｔａＡＶｓｏｌｌを第１伝送装置５５へ送出し、この装置は目標高圧効率ｅｔａＡＶｓｏｌｌを第１同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ１においてバス１７を介してバルブ制御装置２０へ伝送する。バルブ制御装置２０は目標高圧効率ｅｔａＡＶｓｏｌｌに基づきシリンダにおける排気バルブ８の排気開放時点を求め、それに応じてバルブ調整器１０の第１電磁バルブを制御する。このようにして排気バルブ８を早期に開き排気開口部を介してシリンダから排気管へ圧力を吐き出させることで、シリンダにおける高圧動作を消滅させることができる。これによりこのシリンダのトルク値は内燃機関１のトルクに対して低減され、ひいては内燃機関１のトルクが低減される。したがって目標高圧効率ｅｔａＡＶｓｏｌｌはシリンダのトルク低減に関して目標値とも呼ばれる。
【００５６】
第１伝送装置５５の伝送は、エンジン制御装置１６におけるクランク角同期形第１シンクロパターンに同期して行われる。このクランク角同期形第１シンクロパターンは、エンジン制御装置１６によりクランク角センサ６の出力信号に基づき求められる。クランク角同期形第１シンクロパターンは少なくとも第１同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ１、第２同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ２、第３同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ３、第４同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ４、第５同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ５、第６同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ６および第７同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ７を有している。エンジン制御装置１６は同期時点を次のように決定する。すなわち第１同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ１が、内燃機関１における対応するシリンダの点火上死点ＺＯＴ前の所定の角度値となるようにする。この所定の角度値はたとえば、内燃機関１における対応するシリンダの点火上死点前のたとえば７２°ＫＷである。同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ１〜Ｓｙｎｃｈｒｏ７は互いにそれぞれ別の所定の角度値の間隔を有する。この別の所定の角度値は、この実施例における４シリンダ内燃機関であれば有利には１８０°ＫＷである。多シリンダ内燃機関の場合、この間隔をそれに応じて整合させる必要がある。ｎ個のシリンダを備えた内燃機関の場合、この所定の角度値は７２０°／ｎとするのがよい。伝送装置５５からバス１７を介してバルブ制御装置２０へのデータ伝送は、エンジン制御装置２０における目下のクランク角同期形シンクロパターンに同期して行われる。つまり換言すれば、データ伝送はそれぞれ同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ１〜Ｓｙｎｃｈｒｏ７において行われ、まだ次に点火すべきシリンダについて考慮することができる。
【００５７】
バルブ制御装置２０の第２シンクロパターンの第１同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ１のところでバルブ制御装置２０において目標高圧効率ｅｔａＡＶｓｏｌｌを受け取ると、バルブ制御装置２０は目標高圧効率ｅｔａＡＶｓｏｌｌに基づき排気バルブ８の開放時点を求め、それに応じて排気バルブ８のバルブ調整器１０を制御する。
【００５８】
行程推定装置５２は、バルブ調整器９，１０により達成可能な吸気バルブ７と排気バルブ８の最大行程を推定する。その際、行程推定装置５２は、バス１７を介してエンジン制御装置１６へ伝送されるバルブ制御装置２０内のハイドロリック媒体圧力測定装置５６の出力信号に基づき最大行程を推定する。ハイドロリック媒体圧力測定装置５６は圧力供給装置１１内の目下のハイドロリック媒体圧力に基づき、圧力供給装置１１内のエンジン制御装置１６へ伝送される出力信号を求める。この出力信号はバルブ制御装置２０のクランク角同期形第２シンクロパターンに同期して、そこから伝送される。
【００５９】
バルブ制御装置２０におけるクランク角同期形第２シンクロパターンはエンジン制御装置１６における第１シンクロパターンに対応しているが、第２シンクロパターンは第１シンクロパターンよりも所定の角度だけ遅れている。バルブ制御装置２０のクランク角同期形第２シンクロパターンがエンジン制御装置１６のクランク角同期形第１シンクロパターンよりも遅れている角度値は以下のように決定しておく。すなわち、対応する信号のバス１７を介した伝送時間が内燃機関１の最高回転数のときでも、第１シンクロパターンと第２シンクロパターンとの間の所定の角度値よりも小さくなるよう決めておく。これにより、伝送された信号が厳密に所定の角度値だけエンジン制御装置１６から送られた後でバルブ制御装置２０において受け取られるようになり、バルブ制御装置２０はそれに応答して吸気バルブ７と排気バルブ８のバルブ調整器９，１０の第１電磁バルブ２１と第２電磁バルブ２８のための制御信号を求める。ここで説明している実施例の場合、この所定の角度値を９０°にするとよい。ｎ個のシリンダを備えた内燃機関であればこの所定の角度値を７２０°／（２＊ｎ）にするとよい。バルブ制御装置２０は、クランク角センサ６の出力信号に基づき第２シンクロパターンを求める。
【００６０】
行程推定装置５２は吸気バルブ７と排気バルブ８の最大行程に関する推定を表す信号を送出し、外気充填量最大値決定装置５７へ転送する。
【００６１】
目標ＥＧＲ充填量および目標吸気管圧力決定装置５３は要求充填量ｒｌｗｕｍｄ（次の吸気におけるその実現可能性はこの時点ではまだ不確か）に基づき、内燃機関１の動作状態に従って内部残留ガス充填量に関する目標値ｒｆｒｇｓｏｌｌを決定する。さらに目標ＥＧＲ充填量および目標吸気管圧力決定装置５３は、内燃機関１の動作状態に整合させるかたちで残留ガス制御ストラテジＡＧＲ−Ｓｔｒａｔを求める。目標ＥＧＲ充填量および目標吸気管圧力決定装置５３は、内部残留ガス充填量ｒｆｒｇｓｏｌｌと残留ガス制御ストラテジＡＧＲ−Ｓｔｒａｔを第２の伝送装置５８へ伝送する。
【００６２】
第２伝送装置５８は内部残留ガス充填量ｒｆｒｇｓｏｌｌと残留ガス制御ストラテジＡＧＲ−Ｓｔｒａｔをバルブ制御装置２０へ伝送する。この伝送は着目中のシリンダに対し１回、そのシリンダの対応するシンクロパターンの第５同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ５のところで行われる。第５同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ５に続く第４同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ４のところで、第５同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ５と比べて変化した内部残留ガス充填量ｒｆｒｇｓｏｌｌおよび／または残留ガス制御ストラテジＡＧＲ−Ｓｔｒａｔが入力側に加わっていることを、第２伝送装置５８が検出するとこの第２伝送装置５８は、変化したもしくは更新された内部残留ガス充填量ｒｆｒｇｓｏｌｌおよび／または変化したもしくは更新された残留ガス制御ストラテジＡＧＲ−Ｓｔｒａｔを、第４同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ４のところでバルブ制御装置２０へ伝送する。このようにして第２伝送装置５８によれば、内部残留ガス充填量ｒｆｒｇｓｏｌｌまたは残留ガス制御ストラテジＡＧＲ−Ｓｔｒａｔが変化したり更新されたときのみ、バス１７を介したバルブ制御装置２０へのその値の伝送が確実に行われるようになる。このようにして、最大可能な更新によるバス１７を介した最小データ伝送レートが保証されるようになる。
【００６３】
内部残留ガス充填と残留ガス制御ストラテジＡＧＲ−Ｓｔｒａｔの目標値がバルブ制御装置の第２シンクロパターンにおける第４同期時点および／または第５同期時点で受け取られた後、バルブ制御装置２０は内部残留ガスｒｆｒｇｓｏｌｌと残留ガス制御ストラテジＡＧＲ−Ｓｔｒａｔの目標値に基づき排気バルブ８の閉鎖時点と吸気バルブ７の開放時点を求め、それに従い排気バルブ８のバルブ調整器１０における第２電磁バルブ２８と吸気バルブ７のバルブ調整器９における第１電磁バルブ２１を制御する。
【００６４】
目標ＥＧＲ充填量および目標吸気管圧力決定装置５３はさらに、要求充填量ｒｌｗｕｍｄに基づき吸気管１３内の吸気管圧力に対する目標値ｐｓｓｏｌｌを求め、この目標値ｐｓｓｏｌｌをスロットルバルブ制御装置５９へ伝達し、スロットルバルブ制御装置５９は目標値ｐｓｓｏｌｌに基づき内燃機関１の吸気管１３内におけるスロットルバルブ１８を制御する。
【００６５】
さらに目標ＥＧＲ充填量および目標吸気管圧力決定装置５３は要求充填量ｒｌｗｕｍｄに基づき、シリンダの次のガス充填に対する不活性ガス目標値ｒｆｉｇｓｏｌｌを求め、この値を外気充填量最大値決定装置５７へ送出する。
【００６６】
参照符号６０は吸気管圧力予測装置を表しており、これは吸気バルブ７の閉鎖時点における吸気管圧力推定値ｐｓｐを求める。この推定吸気管圧力ｐｓｐは吸気管圧力予測装置６０において、有利には吸気バルブ７の閉鎖時点と内燃機関１の回転数に基づき特性マップから読み出される。吸気管圧力ｐｓｐの推定値は外気充填量最大値決定装置５７へ送出される。
【００６７】
外気充填量最大値決定装置５７は、そのシリンダにおいて次の動作サイクルで実現すべき最大外気充填量ｒｌｍａｘを求める。外気充填量最大値決定装置５７は、行程推定装置５２の出力信号と、目標ＥＧＲ充填量および目標吸気管圧力決定装置５３から送出される不活性ガス目標値ｒｆｉｇｓｏｌｌと、吸気管圧力予測装置６０から送出される吸気管圧力推定値ｐｓｐとに基づき、実現可能な最大外気充填量ｒｆｍａｘを求める。外気充填量最大値決定装置５７は実現可能な最大外気充填量ｒｌｍａｘを、有利には外気充填量最大値決定装置５７への入力量に基づき特性マップから実現可能な最大外気充填量ｒｌｍａｘを読み出すことにより求める。外気充填量最大値決定装置５７は実現可能な最大外気充填量を第１最小値決定装置５１へ送出する。
【００６８】
第１最小値決定装置５１は、実現可能な最大外気充填量ｒｌｍａｘと要求充填量ｒｌｗｕｍｄを考慮して可能な要求充填量ｒｌｗｕｍｄｍを求める。第１最小値決定装置５１は、入力量ｒｌｗｕｍｄとｒｌｍａｘのうちいずれが小さいかを判定することにより、実現できるもしくは可能な要求充填量ｒｌｗｕｍｄを求める。ついでこの装置は、要求充填量ｒｌｗｕｍｄと実現可能な最大外気充填量ｒｌｍａｘのうち小さい方を可能な要求充填量ｒｌｗｕｍｄｍとして第１決定装置６１へ送出する。
【００６９】
第１決定装置６１は可能な要求充填量ｒｌｗｕｍｄｍと要求目標燃焼ラムダ値λｓｏｌｌから、吸い込むべき燃料の要求値ｒｋａｂｗｕを求める。図４で用いている要求目標燃焼ラムダ値λｓｏｌｌの代わりに、要求ラムダ効率ｅｔａｌａｍｓｏｌｌを用いることもできる。
【００７０】
第１決定装置６１は、吸い込むべき燃料の要求値ｒｋａｂｗｕを第２決定装置６２へ送出する。吸い込むべき燃料の要求値ｒｋａｂｗｕは、吸気管１３に噴射される燃料をシリンダにおける吸気過程においてどの程度の量だけ吸い込むべきかを表す。
【００７１】
参照符号６３は燃料決定装置を表す。燃料決定装置６３は、噴射監視装置６４と第２決定装置６５と壁膜検出装置６６と第３決定装置６７と第４決定装置６８を有している。
【００７２】
燃料決定装置６３は、次の吸気時に内燃機関１の吸気管１３により吸い込まれる最小燃料量ｒｋａｂｍｉｎと、次の吸気時に内燃機関１の吸気管１３により吸い込まれる最大燃料量ｒｋａｂｍａｘを求める。吸い込むべき最小燃料量ｒｋａｂｍｉｎと次の吸い込み時に内燃機関１の吸気管１３により吸い込むべき最大燃料量ｒｋａｂｍａｘは、次の吸い込み時にシリンダ燃焼室内に存在し得る燃料量範囲を表す。次に、燃料決定装置６３の構造ならびに機能について説明する。
【００７３】
燃料決定装置６３は噴射燃料量決定装置６４を有しており、これは第２決定装置６５および第３決定装置６７と接続されている。さらに壁膜検出装置６６が設けられており、これは第２決定装置６５および第３決定装置６７と接続されている。第２決定装置６５はやはり第３決定装置６７と接続されている。
【００７４】
噴射燃料量決定装置６４は内燃機関１におけるシリンダの噴射バルブ１２の制御信号ｔｉに基づき、（先行の動作サイクルにおける）吸気バルブ７の先行の閉鎖以降、シリンダの吸気管１３に噴射された燃料量ｒｋｔｉｎｅｕと、噴射バルブ１２の閉鎖時点までにまだ噴射すべき燃料量ｒｋｔｉｍａｘｍを求める。換言すれば、燃料量ｒｋｔｉｎｅｕは吸気バルブ７の閉鎖後に噴射バルブ１２を介して吸気管１３に噴射された実際の燃料量を表し、燃料量ｒｋｔｉｍａｘｍは燃料の飛行時間を考慮して噴射バルブ１２の閉鎖までに噴射可能な燃料量を表す。噴射量決定装置６４は、燃料量ｒｋｔｉｎｅｕを第２決定装置６５へ送出し、燃料量ｒｋｔｉｍａｘｍを第３決定装置６へ送出する。
【００７５】
壁膜検出装置６６は、内燃機関１のシリンダを作動させるときの充填形式Ｆｕｅ−Ａｒｔと、吸気管圧力センサ１４により求められる内燃機関１の吸気管１３内における吸気管圧力実際値ｐｓと、充填制御における内燃機関１の絞りに関する係数ｆｄｒｏｓｓｅｖとに基づき、吸気バルブ７の先行の閉鎖後にシリンダの吸気管１３内に残されている壁膜ｒｋｗｔｖｅｒｂと、シリンダの吸気バルブ７を次に閉鎖した後に予期される壁膜ｒｋｗｄｅｒｗを求める。
【００７６】
内燃機関１の充填形式Ｆｕｅ−Ａｒｔは、シリンダがたとえば早い充填ストラテジで駆動されるのか遅い充填ストラテジで駆動されるのかを表す。早い充填ストラテジであれば、要求されたシリンダ充填量もしくはガス充填量に到達してしまうとただちにシリンダの吸気バルブ７が閉鎖される。たとえば、シリンダ燃焼室の半分に対応するシリンダ充填量（外気と残留ガスによる充填）が要求されれば、早い充填ストラテジの場合、吸気バルブはたとえば充填サイクル上死点後９０°ＫＷのときに、つまり充填サイクル上死点とそれに続く下死点との間のほぼ半分の変位のところで閉じられる。遅い充填ストラテジであれば、もともと要求されていたよりも多いシリンダ充填量がシリンダに吸い込まれる。しかし過剰なシリンダ充填は充填サイクル下死点からのピストンの上昇運動において、シリンダ内において要求されたシリンダ充填量なるまでは吸気開口部を介して再び排出される。ついで吸気バルブ７が閉じられる。その後、たとえばシリンダ燃焼室の半分に対応するシリンダ充填量が要求されると、遅い充填ストラテジであれば吸気バルブは充填サイクル上死点後２７０°ＫＷのところで、つまり充填サイクル下死点とそれに続く点火の上死点の間のほぼ半分の変位のところで閉じられる。充填ストラテジは充填ストラテジ設定装置７１により設定され、壁膜検出装置６６へ伝送される。
【００７７】
充填制御における絞りのための係数ｆｄｒｏｓｓｅｖは、吸気バルブ７の行程低減による充填量低減と、吸気バルブ７の早期の閉鎖によるシリンダ燃焼室の充填量低減との比の数値である。係数ｆｄｒｏｓｓｅｖは、エンジン制御装置１６内の充填ストラテジ設定装置７１により求められる。
【００７８】
壁膜検出装置６６は第２決定装置６５へ、吸気バルブ７の先行の閉鎖後にシリンダの吸気管１３内に残されている壁膜ｒｋｗｄｖｅｒｂを送出し、これはまだ吸気管１３内に存在する燃料量を表す。壁膜検出装置６６はさらに第３決定装置６７へ、シリンダの吸気バルブ７の次の閉鎖後に予期される壁膜ｒｋｗｄｅｒｗを送出し、これは壁膜として残されている吸気管１３内の燃料量を表す。さらに壁膜検出装置６６は第４決定装置６８へ、シリンダの吸気バルブ７の次の閉鎖後に予期される壁膜ｒｋｗｄｅｒｗを送出する。
【００７９】
第２決定装置６５は実際に存在する総燃料量ｒｋａｋｔｇｅｓを求め、それを第３決定装置６７へ送出する。さらに第２決定装置６５は、実際に存在する総燃料量ｒｋａｋｔｇｅｓを第４決定装置６８へ送出する。第２決定装置６５は実際に存在する総燃料量ｒｋａｋｔｇｅｓを、壁膜検出装置６６から送出された吸気バルブ７の先行の閉鎖後にシリンダの吸気管１３内に残っている壁膜ｒｋｗｄｖｅｒｂと、噴射決定装置６４から送出された吸気バルブの最後の閉鎖後に実際に噴射バルブを介して噴射された燃料量ｒｋｔｉｎｅｕの加算により求める：
ｒｋａｋｔｇｅｓ＝ｒｋｗｄｖｅｒｂ＋ｒｋｔｉｎｅｕ
第３決定装置６７は吸い込み可能な最大燃料量ｒｋａｂｍａｘを、実際に存在する総燃料ｒｋａｋｔｇｅｓと噴射バルブ１４の閉鎖までに噴射可能な燃料量ｒｋｔｉｍａｘｍとを加算し、ついでシリンダにおける吸気バルブ７の次の閉鎖後に予期される壁膜ｒｋｗｄｅｒｗを減算することにより求める：
ｒｋａｂｍａｘ＝ｒｋａｋｔｇｅｓ＋ｒｋｔｉｍａｘｍ−ｒｋｗｄｅｒｗ
さらに第３決定装置６７は吸い込み可能な最小燃料量を、吸気バルブ７の次の閉鎖後に予期される壁膜ｒｋｗｄｅｒｗを実際に存在する総燃料量ｒｋａｋｔｇｅｓから減算することにより求める：
ｒｋａｂｍｉｎ＝ｒｋａｋｔｇｅｓ−ｒｋｗｄｅｒｗ
第２決定装置６２は、吸い込み燃料量の要求値ｒｋａｂｗｕと吸い込み可能な最大燃料量ｒｋａｂｍａｘと吸い込み可能な最小燃料量ｒｋａｂｍｉｎとに基づき、吸い込み燃料量に対する目標値ｒｋａｂｓｏｌｌを求める。この燃料量ｒｋａｂｓｏｌｌも対応するシリンダ外気充填量も、次の吸い込みの際に実現することができる。この目的で第２決定装置６２は、吸い込み燃料量の要求値ｒｋａｂｗｕまたは吸い込み可能な最小燃料量ｒｋａｂｍｉｎという２つの量のうち、どちらが大きいのかを判定する。その後、これら２つの燃料量ｒｋａｂｗｕとｒｋａｂｍｉｎのうち大きい方が、吸い込み可能な最大燃料量ｒｋａｂｍａｘと比較される。そしてこの比較において小さい方の燃料量が、吸い込み燃料量目標値ｒｋａｂｓｏｌｌと等しくなるようセットされる。以上まとめると、第２決定装置６２は以下の計算を実行する：
ｒｋａｂｓｏｌｌ＝ＭＩＮ［ｒｋａｂｍａｘ，ＭＡＸ（ｒｋａｂｗｕ，ｒｋａｂｍｉｎ）］
第２決定装置６２は、吸い込み燃料量目標値ｒｋａｂｓｏｌｌを第４決定装置６８と目標充填量決定装置６９へ送出する。第４決定装置６８は、後続の同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ１後の吸い込みのためにさらに送出すべきつまり噴射すべき燃料量ｒｋｓｏｌｌｆｅｈｌを求める。第４決定装置６８はこのさらに噴射すべき燃料量ｒｋｓｏｌｌｆｅｈｌを、第２決定装置６２からの吸い込み燃料量目標値ｒｋａｂｓｏｌｌと吸気バルブ７の次の閉鎖後に予期される壁膜ｒｋｗｄｅｒｗとを加算し、ついで第２決定装置６５により求められた実際に存在する総燃料量ｒｋａｋｔｇｅｓをそこから減算することにより求める。以上まとめると、第４決定装置６８は次式を実行する：
ｒｋｓｏｌｌｆｅｈ＝ｒｋａｂｓｏｌｌ＋ｒｋｗｄｅｒｗ−ｒｋａｋｔｇｅｓ
第４決定装置６８はさらに、後続の同期時点後に次の充填のためにさらに噴射すべき燃料量ｒｋｓｏｌｌｆｅｈｌを噴射バルブ制御装置７０へ送出する。噴射バルブ制御装置７０は、第４決定装置６８の出力信号に基づき噴射バルブ１２のための制御信号ｔｉを求める。噴射バルブ制御装置７０は、制御信号ｔｉを噴射バルブ１２と噴射量決定装置６４へ送出する。
【００８０】
目標充填量決定装置６９は目標燃焼ラムダ値λｓｏｌｌと吸い込み燃料量目標値ｒｋａｂｓｏｌｌとに基づき、シリンダの目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌを求める。シリンダの目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌは、シリンダに外気の充填される量を表す。有利には目標充填量決定装置６９は目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌを、入力量λｓｏｌｌおよびｒｋａｂｓｏｌｌに基づき特性マップから求める。目標充填量決定装置６９は目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌを充填ストラテジ設定装置７１へ送出する。
【００８１】
充填ストラテジ設定装置７１はたとえば、吸気バルブ７を早くまたは遅く閉鎖することによりシリンダにおいて早い充填ストラテジまたは遅い充填ストラテジを設定し、あるいは吸気バルブ７の行程を減らすことと組み合わせて早いまたは遅い吸気バルブ閉鎖時点の設定によりミックスストラテジを設定する。充填ストラテジ設定装置７１は、充填ストラテジに従い充填制御における絞りに対する係数ｆｄｒｏｓｓｅｖと充填ストラテジに応じた出力信号Ｆｕｅ−Ａｒｔを求め、係数ｆｄｒｏｓｓｅｖ、充填形式Ｆｕｅ−Ａｒｔおよび目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌを第３伝送装置７２へ送出する。さらに充填ストラテジ設定装置７１は、絞りに対する係数ｆｄｒｏｓｓｅｖと充填形式Ｆｕｅ−Ａｒｔを壁膜検出装置６６へ送出する。充填ストラテジは有利には充填ストラテジ設定装置７１において事前に設定される。
【００８２】
第３伝送装置７２は係数ｆｄｒｏｓｓｅｖ、目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌおよび充填形式Ｆｕｅ−Ａｒｔを、エンジン制御装置１６における第５同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ５においてバルブ制御装置２０へ伝送する。後続の同期時点つまり第３同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ３において第３伝送装置７２は、第４同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ４においてバルブ制御装置２０に伝送された目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌを、第３同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ３において第３伝送装置７２に供給された目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌと比較する。第３同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ３において第３伝送装置７２に供給された目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌが、第４同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ４においてバルブ制御装置２０に伝送されていた目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌと異なっているならば、第３伝送装置７２は第３同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ３において第３伝送装置７２に供給された目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌをバルブ制御装置２０へ伝送する。目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌが第３同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ３でも第４同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ４でも異なっていなければ、バルブ制御装置２０への伝送は行われない。このようにすればバス１７における最小伝送レートが保証される。
【００８３】
バルブ制御装置２０は係数ｆｄｒｏｓｓｅｖ、目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌおよび充填形式Ｆｕｅ−Ａｒｔを受け取ると、このバルブ制御装置の第２シンクロパターンにおける第４同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ４において吸気バルブ７の目標行程を求め、吸気バルブ７のバルブ調整器９における第１電磁バルブの制御をそれに応じるかたちで終わらせる。さらに吸気バルブ制御装置２０は係数ｆｄｒｏｓｓｅｖ、目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌおよび充填形式Ｆｕｅ−Ａｒｔを受け取ると、吸気バルブ７の閉鎖時点をバルブ制御装置２０の第３同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ３で求め、吸気バルブ７のバルブ調整器９における第２電磁バルブ２８をそれに応じて制御する。
【００８４】
第１伝送装置５５と第２伝送装置５８と第３伝送装置７２はこの実施例では別々の伝送装置として構成されているけれども、これら第１，第２、第３伝送装置５５，５８，７２を１つの伝送装置によって構成することも可能である。
【００８５】
要求充填量決定装置５０、行程推定装置５２、目標ＥＧＲ充填量および目標吸気管圧力決定装置５３、トルク低減装置５４およびスロットルバルブ制御装置５９において求められる出力量は、内燃機関１の４つのシリンダすべてに対して等しく適用され、これらの出力量を以下では共通出力量と称する。また、これらの共通出力量を決定するため要求充填量決定装置５０、行程推定装置５２、目標ＥＧＲ充填量および目標吸気管圧力決定装置５３エンジン、トルク低減装置５４およびスロットルバルブ制御装置５９の出力量を求める上述のプロセスは、エンジン制御装置１６における第１シンクロパターンの各同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ１〜Ｓｙｎｃｈｒｏ７ごとに実行されるので、エンジン制御装置１６における第１シンクロパターンの各同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ１〜Ｓｙｎｃｈｒｏ７においてこれらの装置における出力量が新たに計算されることになる。
【００８６】
第１最小値決定装置５１、外気充填量最大値決定装置５７、吸気管圧力予測装置６０、第１決定装置６１、第２最小値決定装置６２、噴射量決定装置６４、第２決定装置６５、壁膜検出装置６６、第３決定装置６７、第４決定装置６８、噴射バルブ制御装置７０、目標充填量決定装置６９および充填ストラテジ設定装置７１の出力量は、シリンダごとにすなわち内燃機関１の４つのシリンダの各々ごとに個別に求められる。これらの出力量を以下では個別出力量と称する。これらの個別出力量は内燃機関１の動作状態に応じて５回まで後続の同期時点において計算される。
【００８７】
高回転数の全負荷で内燃機関１が駆動される動作状態において、個別出力量は以下のようにして計算される：初回、個別出力量は第７同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ７において計算される。その理由は、この時点は高回転数の全負荷のときには最も早期に可能な噴射開始時点だからである。２回目、個別出力量は第６同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ６のところで計算される。なぜならば全負荷で高回転数のときには、この時点で噴射開始が更新されるからである。３回目、個別出力量は第５同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ５において求められる。それというのも第５同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ５において、内部残留ガス目標値ｒｆｒｇｓｏｌｌすなわち内部残留ガス充填量が求められるからである。４回目、個別出力量は第４同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ４において求められる。その理由は第４同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ４ではシリンダの目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌが求められ、新たに更新された内部残留ガス目標値ｒｆｒｇｓｏｌｌが求められるからである。さらに５回目、個別出力量は第３同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ３において計算され、そこにおいては新たな目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌが求められる。
【００８８】
内燃機関１が全負荷および高回転数でなく駆動されるならば、個別出力量は初回に第６同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ６において計算される。なぜならばこの動作状態では、この時点で最初に噴射開始時点が求められるからである。
【００８９】
個別出力量の既述の算出は、第７同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ７から第４同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ４まで上述の順序ですべての量が求められるようにして実行される。この場合、第４同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ４において目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌがバス１７を介してバルブ制御装置２０へ伝送される。ついで目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌが伝送されてからはじめて、別の目下の目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌが第３同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ３において計算される。
【００９０】
多シリンダ内燃機関であれば、個々のシリンダごとにこれらの量をまえもって計算しなければならない。計算順序は有利にはＳｙｎｃｈｒｏ３で始まりＳｙｎｃｈｒｏ７で終わる。すでに説明したように、各シリンダごとに７つのＳｙｎｃｈｒｏまで事前に計算する必要がある。Ｓｙｎｃｈｒｏ３とは、シリンダの動作サイクルにおいて３つのＳｙｎｃｈｒｏだけ遅れて使用されることになる値の計算のことを意味する。すぐに以降で必要とされる量をすでに「スタート」させることができるようにする目的で、この順序に従い時間的に次に位置するＳｙｎｃｈｒｏによって始められるようにする。
【００９１】
図４に示したダイアグラムは、エンジン制御装置１６における第１信号伝送装置５５と第２信号伝送装置５８と第３信号伝送装置５７からバルブ制御装置２０への出力信号伝送について説明するためのものである。
【００９２】
図５の横軸に沿って、０°ＫＷにある先行の点火上死点から７２０°ＫＷにあるこの動作サイクルの点火上死点までのクランク角α°ＫＷが書き込まれている。さらにこの図には、エンジン制御装置１６のシンクロパターンにおける５つの同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ１〜Ｓｙｎｃｈｒｏ５が書き込まれている。第５同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ５は、０゜ＫＷにある先行の点火上死点前７２°ＫＷのところに書き込まれている。この第５同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ５から１８０°ＫＷの間隔をおいて１０８°ＫＷのところに、エンジン制御装置１６の第４同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ４が書き込まれている。また、２８８°ＫＷのところには第３同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ３が、４６８°ＫＷのところには第２同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ２が書き込まれており、さらに６４８°ＫＷのところすなわち７２０°ＫＷにある点火上死点の手前７２°ＫＷのところには第１同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ１が書き込まれている。図４を参照しながら説明したように、エンジン制御装置１６における第５同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ５において、残留ガス制御ストラテジＡＧＲ−Ｓｔｒａｔと内部残留ガス目標値ｒｆｒｇｓｏｌｌが伝送される。その後、１０８°ＫＷにある第４同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ４において、内部残留ガス目標値ｒｆｒｇｓｏｌｌまたは残留ガス制御ストラテジＡＧＲ−Ｓｔｒａｔに対する新たな値が存在しているか否かに応じて、新たな値が伝送されるかもしくは更新される。さらに第４同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ４において係数ｆｄｒｏｓｓｅｖ、目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌおよび充填形式Ｆｕｅ−Ａｒｔがバルブ制御装置２０へ伝送される。
【００９３】
次に２８８°ＫＷにあるエンジン制御装置の第３同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ３において、係数ｆｄｒｏｓｓｅｖ、目標外気充填量ｒｌｓｏｌｌまたは充填形式Ｆｕｅ−Ａｒｔに対する新たな値が存在しているか否かに応じて、新たな値がバルブ制御装置２０へ伝送される。第３同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ３におけるこの伝送は、内燃機関１の回転数が低いときに殊に必要とされる。４６８°ＫＷにある第２同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ２のところでは、エンジン制御装置１６とバルブ制御装置２０との間で伝送が行われない。６４８°ＫＷにおけるエンジン制御装置１６の第１同期時点Ｓｙｎｃｈｒｏ１において、エンジン制御装置１６の第１伝送装置５５は目標高圧効率ｅｔａＡＶｓｏｌｌをバルブ制御装置２０へ伝送する。
【００９４】
上述の制御装置の実施例およびその制御装置に基づき説明した方法によれば、内燃機関１におけるシリンダの充填制御が同期合わせされ、可能なかぎり迅速なトルク変更の変換が設定された燃焼の濃さを維持しながら最適な効率で実現される。しかもエンジン制御装置１６とバルブ制御装置２０における計算の負担が最小限に抑えられる。また、上述の制御装置ならびにそれに相応する方法によれば、エンジン制御装置１６とバルブ制御装置２０との間のデータ伝送レートも最小限度に抑えることができる。トルク変更の迅速な変換が非常に高速な充填ダイナミクスで達成される。そしてこのように高速な充填ダイナミクスにより、アイドリング回転数減少とアイドリング回転数制御における点火角保留低減をきわめて良好なアイドリング品質で実現できる。しかも上述の制御装置ならびにそれに対応した方法によれば、内燃機関１のトルクに対する内燃機関１の個々のシリンダのトルク寄与量を、内燃機関１の排気バルブ８の早期の開放により非常に迅速に低減できるようになる。
【００９５】
上述の実施例は４シリンダ内燃機関向けのものであるけれども当業者であれば、本発明による方法を４つのシリンダよりも多い個数のシリンダを備えた内燃機関に適用できることは自明である。この場合、上述の時点はそれ相応にずらされる。したがってたとえばｎ個のシリンダを備えた内燃機関であれば相応の量を７つのＳｙｎｃｈｒｏでまえもって送るのではなく、（２＊ｎ）−１個のＳｙｎｃｈｒｏで送るようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】
完全可変バルブ機構を備えた内燃機関の１つのシリンダを略示することで本発明の制御装置の１つの実施例を示す図である。
【図２】
バルブ調整器を示す図である。
【図３】
吸気バルブと排気バルブの種々のバルブリフトカーブおよび噴射バルブと点火コイルの制御信号経過特性をクランク角を表す軸上に示す図である。
【図４】
図１のエンジン制御装置の１つの実施例を示す図である。
【図５】
図１によるエンジン制御装置とバルブ制御装置との間のデータ伝送について説明するダイアグラムである。
【図６】
引き起こされる目標トルクをラムダ効率と点火角効率を考慮して望ましい外気充填量へ公知のやり方で換算する様子を示す図である。
【図３】
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【図５】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2004518865.tif 000057
2004518865.tif 000058
2004518865.tif 000059
2004518865.tif 000060