(57)【要約】本発明は内燃機関を制御するための装置及び方法に関する。噴射量を表す第１の量及び噴射量が調量される角度位置を表す第２の量に基づいて、内燃機関に形成されたトルクを表す第３の量を決定する。さらに、ドライバの要求を表す第４の量に基づきドライバによって要求されたトルクを表す第５の量を決定する。第３の量及び第５の量はエラーを監視するために評価される。
2004506120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射量を表す第１の量と、噴射量が調量される角度位置を表す第２の量とに基づいて、内燃機関によって形成されたトルクを表す第３の量を決定し、
ドライバの要求を表す第４の量に基づいてドライバによって要求されたトルクを表す第５の量を決定し、
前記の第３の量及び第５の量をエラー監視のために処理することを特徴とする、内燃機関の制御方法。
【請求項２】
前記第１の量は、出力段の制御時間または、例えば電磁弁または圧電アクチュエータの制御時間に相応する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第２の量は、噴射を行うクランクシャフトの角度位置に相応する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記第４の量は、操作素子の位置に相応する、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記の第３の量と第５の量とが相互に閾値以上偏差した場合にはエラーを識別する、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
エラー監視を所定の動作状態においてのみ行う、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
噴射量を表す第１の量と、噴射量が調量される角度位置を表す第２の量とに基づいて、内燃機関によって形成されたトルクを表す第３の量を決定する手段と、
ドライバの要求を表す第４の量に基づいてドライバによって要求されたトルクを表す第５の量を決定する手段と、
前記の第３の量及び第５の量をエラー監視のための評価する手段とを備えたことを特徴とする、内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来技術
本発明は内燃機関を制御するための方法及び装置に関する。
【０００２】
ＤＥ ４０ ３３ ０４９により調量機構の位置を検出するセンサ及び調量機構を検査するための方法及び装置が公知である。そこに記述された方法では、電流の無い状態で接続された調量機構において、ニードルセンサまたは相応のセンサが出力信号を送出するか否かが検査される。
【０００３】
さらには様々な信号が互いに妥当化される方法が公知である。
【０００４】
例えば噴射量信号を使用する場合では、他の信号を用いて妥当化することには問題がある。何故ならば今日のシステムでは、内燃機関のトルクに対して影響を及ぼさない噴射を頻繁に行うからである。それは例えば、本来の噴射の前に行われるパイロット噴射、及び排ガス処理またはフィルタ及び／又は触媒機の再生のためのポスト噴射である。
【０００５】
発明の利点
本発明によれば、噴射量を表す第１の量及び噴射量が調量される角度位置を表す第２の量に基づいて、内燃機関によって形成されたトルクを表す第３の量が決定される。ドライバの要求を表す第４の量に基づいて、ドライバによって要求されたトルクを表す第５の量が決定される。第３の量及び第５の量はエラーを監視するために評価される。本発明の構成によって確実且つ正確なエラー識別が、例えば燃料調量の領域及び／又はドライバの要求を検出する領域において可能である。ここで殊に有利には、噴射時のクランクシャフトまたはカムシャフトの角度位置を表す第２の量が用いられる。これによって噴射された燃料が内燃機関によって形成されたトルクに及ぼす影響を考慮することができる。第２の量として有利には、噴射開始、圧送開始、制御開始または他の相応の量の目標値又は実際値が使用される。
【０００６】
第１の量として、電磁弁または圧電アクチュエータの出力段の制御時間が使用される場合は殊に有利である。出力段に対する制御信号を使用することによって、制御ユニット全体の機能を検査することができる。
【０００７】
第４の量が操作素子の位置に相応する場合は殊に有利である。これによって操作素子の出力信号を処理する領域においてもエラーを識別することができる。
【０００８】
第３の量と第５の量が相互に閾値以上偏差した場合にエラーが識別されれば有利である。この構成によって、エラーを制御部の全信号経路において識別することができる。このことは例えばエラーが、入力量の評価領域、計算領域及び出力量の決定領域にあることを意味する。
【０００９】
所定の動作状態においてのみエラーを監視できることによって、一方では負担を低減すことができる。さらには精密にエラーを識別することが可能である。何故ならば明確な結果を得ることができない状態においてはエラー識別を行わないからである。
【００１０】
本発明の有利且つ好適な実施形態は従属請求項に記載されている。
【００１１】
図面
本発明を以下図面に図示した実施形態に基づき説明する。図１は本発明の装置のブロック図であり、図２は本発明の装置の詳細な図であり、図３は本発明の方法を明確にするためのフローチャートである。
【００１２】
実施例の説明
以下本発明の構成を、ディーゼル内燃機関の制御を例にして説明する。しかしながら本発明の構成はディーゼル内燃機関への使用に制限されるわけではない。本発明を、噴射された燃料量と内燃機関のトルクとの間に関係が存在する別の内燃機関、ないしは噴射量と監視すべき他の量との間に特定の関係が存在するシステムにも使用することができる。
【００１３】
図１は、内燃機関を制御するための装置の基本的な素子を示す。調整素子が記号１００で表されている。この調整素子１００は内燃機関に噴射すべき燃料量を決定する。ここでこの調整素子は有利には電磁弁または圧電アクチュエータである。制御信号の持続時間に依存して、調整素子は図示されていない内燃機関に所定の量の燃料を調量する。
【００１４】
調整素子１００には、ＴＰＵと示したユニット１１０から制御信号が印加される。ここではこのユニットは噴射開始、噴射終了を設定するＴＰＵ信号を送出する。調整素子内の図示されていない出力段は、この信号を様々な切換手段を駆動制御するための制御信号に変換する。
【００１５】
このために、ＴＰＵ１１０には制御部１２０から相応の信号が印加される。制御部１２０は様々なセンサ１３０のセンサ信号を処理し、このセンサ１３０は例えば、ドライバの要求ＦＰ、内燃機関の回転数Ｎに関する信号及び他の動作特性量または環境量を送出する。
【００１６】
さらには監視部１４０が設けられており、この監視部１４０には様々なセンサの出力信号並びにＴＰＵの出力信号が供給される。監視部１４０は制御部１２０に、また有利な実施形態では表示部１５０に相応の信号を印加する。択一的に表示部１５０を制御部１２０によって駆動制御することも可能である。
【００１７】
この装置は以下のように動作する。例えば内燃機関の回転数及びドライバの要求のような様々な動作特性量に基づいて、制御部１２０は噴射が行われるべき時点及び噴射すべき燃料量を計算する。次に、噴射すべき燃料は調整素子１００によって内燃機関に調量され、相応のトルクが形成される。
【００１８】
トルクを形成させるために調量される燃料の他に、各調量サイクルまたは個々の調量サイクル時に付加的な燃料が調量される。例えば、ノイズを低減するために本来の燃料調量の前にパイロット噴射を行うことができる。さらには本来の噴射の後にポスト噴射を行うことができる。ポスト噴射は例えば炭化水素を排ガスに取り入れるために使用され、この炭化水素はさらに排ガスの温度を高める。さらにこの炭化水素は内燃機関に後置接続された触媒機または微粒子フィルタにおいて反応を引き起こす。この反応は触媒機及び／又は微粒子フィルタの機能を維持するために必要である。
【００１９】
例えば排ガス後処理システムのために必要とされるポスト噴射は、内燃機関に発生したトルクに対しては影響を及ぼさない。別の部分噴射は限定された範囲においてのみトルクに対して影響を及ぼす。
【００２０】
監視部１４０は制御部１２０の入力信号を処理する。例えば監視部１４０はアクセルペダル位置発生器の値を読み込む。この値は例えばアクセルペダル発生器１３０のＡＤ変換器の出力信号である。さらに監視部１４０は最終的に検出可能な値、例えば制御時間を評価し、有利には通常の噴射量制御に依存せずにこの値が妥当なものであるか否かを計算する。例えばアクセルペダル位置が大きな値を取りかつ制御時間信号が大きな値を取る場合には、これは妥当な値と識別される。
【００２１】
そのような構成は噴射装置に適合した構成を必要とする。何故ならば、監視部１４０は例えばポスト噴射を行う相応の動作状態であるか否かを考慮する必要があるからである。これにより監視部１４０、及びそこでの妥当化検査は個別に噴射システムに適合できるようになる。
【００２２】
本発明によれば、噴射システムに依存せずに特定のインタフェースを介して、クランクシャフトが７２０°回転する間の各噴射のデータが作成される。このために各シリンダ及び各噴射に対して、噴射された量を表す量及び噴射が行われた角度位置を表す別の量が記憶される。この情報によって、シリンダ内に形成されたトルクを決定し、また別の入力量を用いて妥当化することが可能である。
【００２３】
統一的なインタフェースが設けられることによって、位置及び燃料量の検出だけを個別に噴射システムに適合させれば良い。妥当性についての監視を全てのシステムに対して同様に行うことができる。さらには検出されたデータが、瞬時の機関出力を計算するために、クランクシャフトの角度位置及び燃料量に基づいて決定される。
【００２４】
監視部が図２に詳細に図示されている。図１に既に図示した素子は、図２においては対応する参照記号でもって示されている。ＴＰＵ１１０の出力信号はテーブル２００に到達し、またそこからトルク決定器２１０に到達する。トルク決定器２１０の出力信号は、トルク加算器２２０を介して論理回路２３０に到達し、この論理回路２３０は再び相応の出力信号を表示部１５０ないし制御部１２０に送出する。論理回路２３０の第２の入力側には、トルク特性マップ２４０の出力信号が印加され、このトルク特性マップ２４０には入力量としてセンサ１３０の出力信号ＦＰ及びＮが供給される。
【００２５】
この装置は以下のように動作する。適当なトルクの評価は、調量された噴射量を表す量及び燃料が調量される角度位置を表す量に基づいている。有利にはこれに加えＴＰＵ１１０の相応のレジスタから、噴射開始及び噴射時間が読み出される。噴射時間の代わりに相応の噴射角度も使用することができる。噴射開始は、噴射が行われる時点ないしクランクシャフトの角度位置を表す。噴射時間は噴射の持続時間ないし噴射中に経過する角度を規定する。
【００２６】
ここではＴＰＵから、実際の噴射開始及び噴射時間、または調整素子の駆動制御を行う時点又は角度位置を読み出すことができる。噴射時間を基礎として燃料量が決定される。制御時間から噴射量を決定する際には、例えば調整素子の制御が実際の噴射よりも長く行われることを考慮する。各噴射に対して求められた燃料量は、各シリンダに対して別個に制御開始角と共にテーブル２００に記録される。このテーブルは、クランクシャフトが７２０°回転する間のシリンダの全ての噴射イベントを含む。識別指標として、付加的にシリンダ番号がテーブルに格納されている。データの完全性を保証するためにカウンタも共に動作し、このカウンタはテーブルに最後のイベントが書き込まれる際にその都度カウントアップする。各シリンダに対してテーブルレイアウトが通知され、この通知はオペレーションシステムによって管理される。したがって同時的な処理によるアクセスコンフリクトは生じない。さらにメモリの必要性を、必要とされるシリンダ数に適合させることは問題なく可能である。噴射量ならびに所属する噴射開始の検出は、テーブルにおいて有利には角度に同期して行われる。
【００２７】
テーブル２００が制御部と監視部との間のインタフェースを成す。テーブルレイアウトによる通知は全ての噴射システムに対して同一である。
【００２８】
トルク決定器２１０においては、これらのデータから各シリンダに対して適当なトルクが決定され、トルク加算器２２０に転送される。トルク加算器２２０は時間に同期して、全てのシリンダに関して累積された適当なトルクを計算する。
【００２９】
次に、トルク加算器２２０の出力側においては、サンプリング期間にわたって求められた適当なトルクが供給される。
【００３０】
これに並行して、アクセルペダル位置ＦＰ及び回転数Ｎに基づきトルク特性マップを用いることにより、ドライバの要求を表す量が決定される。この量及び適当なトルクを表す量は、論理回路２３０によって妥当性について検査され、偏差している場合にはエラーが識別されまた有利には相応の表示部１５０が駆動制御される。
【００３１】
トルク特性マップ２４０の代わりに数式を用いて計算することもできる。さらにはアクセルペダル位置及び回転数の他に、異なる量または別の量も使用することができる。
【００３２】
図３において本発明の方法をフローチャートに基づき説明する。第１のステップ３００において、目標トルクＳＭが回転数及びアクセルペダル位置ＦＰに基づき計算される。続く判断ステップ３１０では、妥当化を行うことができる動作状態が存在するか否かを検査する。存在しない場合にはステップ３００を新たに実行する。
【００３３】
そのような動作状態が存在すれば、ステップ３２０において適当なトルクが個々のシリンダそれぞれに対して決定される。このために制御時間がクランクシャフト角によって重み付けされ、噴射毎の適当なトルクが決定される。この決定は有利には各部分噴射に対して、すなわちパイロット噴射、メイン噴射に対しても、またポスト噴射に対しても行う。ポスト噴射時に調量される燃料量は有利には値零によって重み付けされる。何故ならばこのポスト噴射はトルクに対して何も影響を及ぼさないからである。制御時間、メイン噴射及びパイロット噴射から、所定の関数にしたがってそれぞれの噴射の適当なトルクを決定する。
【００３４】
引き続きステップ３３０において、個々の適当なトルクは複数の部分噴射にわたって、有利には及び／又は複数のシリンダにわたって積分され、このトルクから実際トルクＭＩが求められる。続いてステップ３４０において目標トルクＭＳと実際トルクＭＩとの間の差の絶対値が計算される。次の判断ステップ３５０において、トルク差の絶対値ＭＤが閾値ＳＷよりも大きいか否かを検査する。大きくない場合にはステップ３００を新たに実行する。
【００３５】
トルク差の絶対値ＭＤが閾値よりも大きい場合には、ステップ３６０においてエラーが識別される。閾値ＳＷはトルクを決定する際の可能な許容差がエラーを引き起こさないように選定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置のブロック図である。
【図２】本発明の装置の詳細な図である。
【図３】本発明の方法を明確にするためのフローチャートである。
【符号の説明】
１００　調整素子、　１１０　ユニット、　１２０　制御素子、　１３０　センサ、　１４０　監視部、　１５０　表示部、　２００　テーブル、　２１０　トルク決定器、　２２０　トルク加算器、　２３０　論理回路、　２４０　トルク特性マップ
【図３】
2004506120.tif 000003
【国際公開パンフレット】
2004506120.tif 000004
2004506120.tif 000005
2004506120.tif 000006
2004506120.tif 000007
2004506120.tif 000008
2004506120.tif 000009
2004506120.tif 000010
2004506120.tif 000011
2004506120.tif 000012
2004506120.tif 000013
2004506120.tif 000014
2004506120.tif 000015
2004506120.tif 000016
2004506120.tif 000017
2004506120.tif 000018
2004506120.tif 000019
2004506120.tif 000020
【国際調査報告】
2004506120.tif 000021
2004506120.tif 000022
2004506120.tif 000023
2004506120.tif 000024
2004506120.tif 000025
2004506120.tif 000026