(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルペダル（４）の踏み込み量（ＰＰ）の測定値とエンジンの回転数（Ｎ）の測定値を用いてエンジンの最適調整のためのパラメータ（Ｔｉ；φｉ；Ａll；α）を供給する形式の直接噴射式内燃機関（１）を制御する方法において、
エンジンの初期調整時に表が作成され、この表は個々の踏み込み量（ＰＰ）／回転数（Ｎ）の組み合わせ毎の、安定動作時における吸気マニフォールド内の空気の実際圧力／温度比（ＲＰＴＯ）を示すものであり、
通常の動作時に、吸入空気の圧力（Ｐｃｏｌ）と温度（Ｔｃｏｌ）が測定され、測定圧力／温度比（ＲＰＴｍ）が計算され、
表と少なくとも１つの測定値からエンジンの最適調整のためのパラメータが少なくとも１つ推定される、ことを特徴とする、直接噴射式内燃機関（１）を制御する方法。
【請求項２】
回転数（Ｎ）と測定された踏み込み量（ＰＰ）から表を用いて吸入空気の圧力／温度比の目標値（ＲＰＴｃ）が求められ、
前記測定圧力／温度比（ＲＰＴｍ）が前記目標値（ＲＰＴｃ）になるように、吸気マニフォールド内に配設されたスロットルバルブ（９）の開度（αＰ）が調整される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
測定された回転数（Ｎ）と圧力／温度比（ＲＰＴｍ）から表を逆に読み取ることにより、アクセルペダルの仮想踏み込み量（ＰＰＶ）が求められ、
このペダルの仮想踏み込み量（ＰＰＶ）を用いてエンジンの最適調整のためのパラメータが少なくとも１つ供給される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
表からの仮想ペダル踏み込み量（ＰＰＶ）の読み取りが、実際回転数（Ｎ）に隣接して記載された回転数に対して、測定圧力／温度比に対応するペダル踏み込み量の値を求め、実際回転数の関数としてこれら値間で補間を行うことにより行われる、請求項３記載の方法。
【請求項５】
測定圧力／温度比にいくつかの仮想踏み込み量（ＰＰＶ）が対応する場合、実際の踏み込み量に最も近い仮想踏み込み量のみが考慮される、請求項４記載の方法。
【請求項６】
表内の実際回転数（Ｎ）に隣接して記載された回転数に対して、測定比（ＲＰＴＯ）の値を規定する２つのペダル踏み込み量（ＰＰ）値の間隔における表内に記録された圧力／温度比の変化量が所定の閾値を下回る場合、仮想踏み込み量（ＰＰＶ）は、実際踏み込み量が前記間隔を限定する２つの踏み込み量値間にあればその実際踏み込み量を選び、そうでなければ最も近い限定値を選択することにより求められる、請求項４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、特に２サイクルまたは４サイクル直接噴射式エンジンに適した、内燃機関の制御方法に関する。
直接噴射スパーク点火式エンジンを制御する方法は例えばフランス特許出願公開２，６５７，３９８号公報から公知である。この公知の方法によればアクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数が検出され、エンジンを最適に調整するためのパラメータが得られる。これらパラメータには燃料噴射の持続時間およびモータ式吸気バルブの開度が含まれる。この種の制御からは多くの利点が得られるが、調整パラメータの選択およびシステムの構成要素の経時変化による特性の偏差に非常に敏感である。例えば、空気取り入れアセンブリ（フィルタ、バルブ、パイプ等）の透過性は時間が経つにつれ、または個々のエンジン毎に変化する。その結果空気供給量に変化が生じ、燃焼が濃厚となり、ひいては空気汚染を増加させることにもなりうる。この防止策として、本願出願人は特許出願９４０８７００号において、排気ガスの濃度を測定するプローブを用いて燃焼濃度を調整する方法と装置を提案した。しかしながら、プローブを使用することによるコストの増加に加えて、さらに過渡現象に基づく他の問題がある。アクセルペダルの素早い動作に応じてコンピュータは対応する指令を即座にアクチュエータに送るのであるが、これら指令と、それによって制御される現象は、必ずしも反応時間が同じではないのである。例えば、噴射装置とそれによって送出される燃料が吸気バルブが開く前に作動する。このずれは、吸気マニフォールドの能力に基づく空気供給量の遅れによってさらに大きくなる。その結果、最適濃度からの濃度のずれが生じ、汚染物質の発生につながりうる。
よって本発明の課題は、直接噴射式エンジンの制御において、公知システムの利点を損なうことなく、供給空気内の変化を考慮することにより上記公知システムの欠点を無くすことである。
これら本発明の課題および以下の詳細な説明から明らかとなる他の課題は、以下の方法により解決される。すなわち、アクセルペダルの踏み込み量とエンジンの回転数を測定することによりエンジンの最適調整用パラメータを供給する形式の、直接噴射式内燃機関制御方法において、エンジンの初期調整時に、個々の組み合わせ（踏み込み量、回転数）毎の、安定動作時の吸気マニフォールド内の空気の実際圧力／温度比を示す表を作成し；吸入空気の圧力と温度を通常動作時に測定し；測定圧力／温度比を計算し；そして前記表と少なくとも測定値の１つを用いてエンジンの最適調整のためのパラメータを少なくとも１つ推定する、という方法により解決される。
本発明の方法の第１の実施形態によれば、回転数と踏み込み量に基づいて表から吸入空気の圧力／温度比の目標値が設定され、吸気マニフォールド内に配設されたスロットルバルブの開度を調整することにより、測定圧力／温度比がこの目標値に達するようにされる。
本発明の方法の第２の実施形態によれば、表を逆に読み取ることにより、アクセルペダルの仮想踏み込み量が、測定回転数と測定圧力／温度比から求められ、この仮想踏み込み量を用いてエンジンの最適調整のためのパラメータが少なくとも１つ供給される。
この第２の実施形態における重要な特徴によれば、アクセルペダルの仮想踏み込み量の表からの読み取りは、表内の実際の回転数に隣接して記載された回転数に対して、測定圧力／温度比に対応するペダル踏み込み量の値を求め、これらの値を実際の回転数の関数として補間することによって行われる。さらに、いくつかの仮想踏み込み量が測定圧力／温度比に対応する場合は、実際のペダル踏み込み量に最も近い仮想踏み込み量のみが考慮される。同様に、表内の実際の回転数に隣接して記載された回転数に対して、測定圧力／温度比の値を規定する、表内の２つのペダル踏み込み量値間隔において記録された圧力／温度比の変分が所定の閾値を下回る場合、仮想踏み込み量は、前記間隔を限定する２つの踏み込み量値内に仮想踏み込み量があればそれを選択し、そうでなければ最も近い限定値が選択される。
本発明のその他の特徴および効果は以下の詳細な説明と図面を参照することにより明らかとなる。
図１は本発明の制御方法を使用するのに適した装置を具備したエンジンの略図である。
図２は図１の装置の一部を構成するコンピュータの機能構成を示す略図である。
図３は本発明の方法における１つのステップを理解するのに有用な略図である。
図１にエンジンの動作制御用コンピュータ１１を備えた直接噴射式内燃機関１を示す。エンジンの吸気マニフォールド１０はモータ式吸気バルブ９を有し、エンジン内に導入する空気量を調整できるようになっている。エンジンとモータ式バルブ９間に配設された空気温度センサ２と圧力センサ３それぞれからコンピュータ１１に対して、バルブ下流のマニフォールド１０内の吸入空気の温度と圧力を示す信号ＴｃｏｌとＰｃｏｌが供給される。コンピュータ１１にはさらに、アクセルペダル４の踏み込み量を示す信号ＰＰと、回転数センサ５から供給されるエンジン回転数を表す信号Ｎと、冷却液の温度を示す、センサ６からの信号Ｔｅが供給される。コンピュータ１１はこれらの信号に基づいて、ならびにプログラムされたストラテジーに依存して制御信号を発生する。特に、コンピュータは燃料供給手段、例えば噴射装置７に対してエンジンへの燃料噴射量を示す信号を送出する。この信号は例えば燃料噴射の時期φと持続時間Ｔｉを規定する。コンピュータはまた、バルブの開度αＰを規定する信号を介して吸気マニフォールド１０内に配設されたモータ式吸気バルブ９を、また、信号Ａllを介して点火装置８を制御する。
コンピュータ１１の機能構成を示す図２を参照して、装置の動作を説明する。典型的には、エンジンの初期調整の段階でバルブの開度αＰ、燃料噴射の持続時間Ｔｉおよび時期φｉ、ならびに点火時期等のエンジン制御パラメータの最適値が、アクセルペダルの踏み込み量ＰＰと回転数Ｎの関数として記録された表が作成される。これらの最適値は安定動作、すなわちＰＰとＮの値が一定の場合において、例えば最適なエンジントルク／汚染妥協点が得られるように制御パラメータを調整することにより求められる。本発明によれば、これら最適値をエンジンに適用する際に吸気マニフォールド内の空気の実際温度Ｔｃｏｌおよび圧力Ｐｃｏｌが測定され、圧力／温度比ＲＰＴＯの表が、アクセルペダルの踏み込み量ＰＰと回転回転数Ｎの関係として作成される。コンピュータ１１には、吸気マニフォールド１０内の空気の実際温度および圧力を示す信号ＴｃｏｌとＰｃｏｌが供給され測定圧力／温度比ＲＰＴｍを計算するユニット１２が具備されている。コンピュータ１１はまた、上記した圧力／温度比の表を有したユニット１３を有する。コンピュータはさらに、バルブ９の開度αＰを求めるために使用されるユニット１４、１５を有する。これらのユニット１４、１５の動作は本発明の方法の第１の実施態様に関連して説明する。また、コンピュータは最適燃料噴射と点火パラメータを供給するユニット１６、１７を有し、これらのユニットの動作については本発明の方法の第２の実施態様に関連して説明する。通常の動作においては、コンピュータ１１には、それぞれペダル踏み込み量、エンジン回転数および吸気マニフォールド内の空気の温度と圧力を示す信号ＰＰ，Ｎ，Ｔｃｏｌ，Ｐｃｏｌが入力される。
本発明の方法の第１の実施態様によれば、ペダルの踏み込み量ＰＰと回転数Ｎがユニット１４に伝達され、該ユニットは初期調整時に作成された表からバルブ９の開度の規定値を求める。これら同じ信号ＰＰとＮはまたユニット１３にも伝達され、該ユニット１３は直接、比を記録した表から比ＲＰＴＯを読み取り、吸気マニフォールド内の空気の、テスト中と同じ条件における実際圧力／温度比の値に対応する目標値ＲＰＴｃをユニット１５に供給する。ユニット１５には同時に、センサ２、３からの信号ＴｃｏｌとＰｃｏｌに基づいてユニット１２により求められた、吸気マニフォールド内の空気の測定圧力／温度比の値ＲＰＴｍが供給される。ユニット１５はＰ．Ｉ．Ｄ．型等の標準的制御装置のように動作し、バルブ開度の修正値を発生し、該修正値はユニット１４で得られた規定開度値に加算されて吸気バルブ９の開度指令αＰが形成される。この結果、初期調整時の実験条件において求められたバルブ開度の規定値を修正するにあたって、エンジン毎の吸気アセンブリの透過性のばらつき、実験と実際の条件の差ならびにシステムの経時変化による空気供給量の変化が考慮されるようになる。
その他のエンジン制御パラメータは本願発明の方法の第２実施態様に従って求められるが、ユニット１６に関連して噴射持続時間Ｔｉの求め方についてのみ説明する。実際にはその他のパラメータも全く類似の方法によって求められる。例えばユニット１７により点火進角Ａllが制御され、または他の説明しないパラメータが制御される。例えば、適当なユニット（図示しない）により、排気負圧または２サイクルエンジンにおける潤滑油の流れが制御される。これら他のユニットは図２に点線で示したように、ユニット１６、１７と並列に接続できる。
上記したように、コンピュータ１１にはペダルの踏み込み量、エンジン回転数、および吸気マニフォールド内の空気の温度と圧力をそれぞれ示す信号ＰＰ，Ｎ，Ｔｃｏｌ，Ｐｃｏｌが供給される。最後の２つの信号から、ユニット１２は測定圧力／温度比を求め、ユニット１３に伝達する。ユニット１３にはまたエンジン回転数Ｎが供給される。そしてユニット１３は比を格納した表から圧力／温度比を「逆に」読み取り、信号ＲＰＴｍとＮから、エンジンの初期調整時に測定回転数ＮにおいてＲＰＴｍに等しい圧力／温度比を得ることを可能にした踏み込み量に対応する、アクセルペダルの仮想踏み込み量ＰＰＶを求める。言うまでもなく、実際と実験の条件および上記の反応時間の差を考慮すれば、このようにして求めた仮想踏み込み量ＰＰＶは必ずしも実際の踏み込み量ＰＰに対応しない。よって、例えば急激な加速の際に、吸気マニフォールドの能力による吸気の遅れのため、測定踏み込み量ＰＰに対する仮想踏み込み量ＰＰＶに遅れが生じる。上記のようにして求められた仮想踏み込み量ＰＰＶは回転数Ｎとともにユニット１６へ供給され、噴射持続時間Ｔｉを規定するのに用いられる。このユニットは、初期調整時に作成された噴射持続時間の制御のための最適値の表を有し、ペダルの仮想踏み込み量ＰＰＶと回転数Ｎの関数として指令値Ｔｉを求める。このため、エンジン制御パラメータが、空気供給量の変化にできるだけ沿うように調整され、よって過渡期においてエンジンが最適に作動され、ひいては大気汚染が減少できる。
ユニット１３における表の「逆」読み込みの方法を、この方法を用いた例を示す図３を参照して説明する。図３にはユニット１３の有する表の一部が示されており、回転数（列）は１０００〜２５００ｒｐｍ、アクセルペダルの最大踏み込み量の１０％〜４０％（行）から成る。表内の圧力／温度比の値はケルビン当たりパスカルで表されている。図示の例は、回転数Ｎ＝１７００ｒｐｍに対して圧力Ｐｃｏｌ＝９０，０００、および温度Ｔｃｏｌ＝３００°Ｋが測定された場合に対応する。ユニット１２はよって圧力／温度比ＴＰＴｍ＝３００を供給する。まず、表の１７００ｒｐｍにおいて測定された実際回転数に隣接して記載された回転数、すなわち回転数１５００ｒｐｍと２０００ｒｐｍに対応する行における回転数を求める。次に、これら行のそれぞれにおいて、測定圧力／温度比ＲＰＴｍ＝３００に対応するペダル踏み込み量の値を、この比を挟んだ行の２つの値間で必要とあれば補間を行うことにより求める。この例においては、１５００ｒｐｍに対して、圧力／温度比ＴＰＴｍ＝３００は、仮想踏み込み量３３．３３％に対応する。同様に、２０００ｒｐｍに対して、仮想踏み込み量２７．５％が得られる。これら２つの値間で実際回転数Ｎ＝１７００ｒｐｍの関数として補間を行うことにより、この例の値に対応する仮想踏み込み量ＰＰＶに対する値３１％が得られる。この方法は、圧力／温度比の変化が表内の問題となっている回転数に対して単調である限り、有効であり、概してそれが当てはまる。しかしながら、エンジンの種類によっては、および／または動作範囲によっては、この比が実際の踏み込み量の関数として実質的に一定または非単調であることもあり、その場合不確定となる。この場合、この不確定性を無くすために実際の踏み込み量値を使用する。例えば、表の回転数に対して変化が単調でない場合、仮想踏み込み量のいくつかの値がある圧力／温度比に対応することがある。その場合、ペダルの実際踏み込み量に最も近い仮想踏み込み量が使用される。圧力／温度比が実質的に表内の踏み込み量の２つの増分間で一定であるなら、測定比ＲＰＴのわずかな変化からＰＰＶの値が大きく変化することもあり、調整の安定度に好ましくない結果をもたらす。よって、実際のペダル踏み込み量がこれら２つの増分間にあるかどうかが判断される。もしそうであるなら、仮想踏み込み量が実際の踏み込み量と等しいと判断され、そうでなければ実際の踏み込み量に最も近い増分の値に等しいと判断される。
上記２つの動作態様は互いに排他的ではない。２つを共にまたは別々に用いて直接噴射式エンジンを制御できる。同様に、本発明は上記のパラメータの制御に限定されるものではなく、制御するエンジンの種類と複雑性に応じて、他の多くのパラメータが同様に処理できる。その一例としては煙霧を取り除くためのフィルタのガス抜き制御がある。
本発明による方法は公知の、センサ６からの冷却液温度Ｔｅやピストンノックの存在を示す他の入力パラメータの関数として供給された指令（噴射持続時間、噴射時期、点火制御等）の修正動作と共に適用できる。
【図１】
0003871709.tif 000002
【図２】
0003871709.tif 000003
【図３】
0003871709.tif 000004