(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１０）を運転するための方法であって、制御装置（１１）を備え、
該制御装置または該制御装置のソフトウェアが複数の機能（１２）を有しており、
前記複数の機能（１２）は、前記内燃機関にあらかじめ規定された運転状態が生じた際に、内燃機関（１０）の運転モードに依存しない条件が満たされているか否か検査され、かつ内燃機関（１０）の運転モードに依存する条件が満たされているか否か検査され、
前記内燃機関の運転モードに依存しない条件は、常時評価することができ、かつ別の運転モードに移行する際に変化しない条件であり、
前記内燃機関の運転モードに依存する条件は、それぞれの運転モードでしか評価できない条件であり、
前記内燃機関の運転モードに依存しない条件と、前記内燃機関の運転モードに依存する条件とが同時に満たされている機能を運転準備完了状態にセットし、
前記機能（１２）は、前記運転準備完了状態において実行可能である形式の内燃機関を運転するための方法において、
ａ）同時に実行しても良い、運転準備完了状態にある機能（１２）を選択し、
ｂ）前記選択された機能（１２）が実行されても良い運転モードを選択し、
ｃ）前記内燃機関（１２）を前記選択された運転モードに切り換え、
ｄ）前記内燃機関を前記選択された運転モードに切り換えた後、前記選択された機能（１２）についてそれらの運転モードに依存する条件を検査し、
ｅ）前記選択された機能のうち、前記運転モードに依存する条件が満たされている機能だけを作動させ、
ｆ）前記運転モードに依存する条件が満たされていない機能を、実行不能な状態にリセットすることを特徴とする、内燃機関を運転するための方法。
【請求項２】
前記機能（１２）を、前記内燃機関（１０）にあらかじめ規定された運転状態が生じた際に、内燃機関（１０）の運転モードに依存しない条件が満たされていれば、運転準備完了状態にセットする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
目下設定されている運転モードでは実行してはならない機能であるが、運転モードに依存しない条件が満たされている機能（１２）を、運転準備完了状態にセットする、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記内燃機関にあらかじめ規定された運転状態が生じた際に、全体的な橋絡信号を発生し、
該橋絡信号は、運転モードに依存する条件の検査を遮断する、請求項２または３記載の方法。
【請求項５】
前記橋絡信号を、前記機能（１２）の実行頻度に関連してトリガする、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記橋絡信号を、あらかじめ規定された時点でトリガする、請求項４記載の方法。
【請求項７】
多数の橋絡信号を種々異なる時点で発生させることができ、
１つの橋絡信号は少なくとも１つの機能に対応している、請求項４記載の方法。
【請求項８】
各橋絡信号には１つの運転モードが対応しており、
当該対応している運転モードが設定された場合だけ橋絡信号を発生させる、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記橋絡信号は前記機能（１２）に固定的に対応しているか、または内燃機関（１０）の運転条件に関連して前記機能（１２）に動的に対応する、請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記機能（１２）は、診断機能および／またはエンジン制御機能および／または内燃機関の運転モードである、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
伝動装置（１６）、制動系（１７）、または所望の電子機械系（１８）において使用する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
運転モードに依存する条件を検査するために、あらかじめ規定された時間を使用する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
内燃機関を運転するための制御装置において、メモリと、計算機とが設けられており、前記メモリにはプログラムが記憶されており、該プログラムが計算機で実行可能であり、かつ請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法を実施するのに適していることを特徴とする、内燃機関を運転するための制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景技術
本発明は内燃機関、特に直接噴射装置（ＤＥ）またはマニホルド噴射装置（ＳＲＥ）と、制御装置とを有する内燃機関を運転するための方法および装置に関するものであって、制御装置もしくはその制御装置のソフトウェアが、複数の機能と、これらの機能をアクティブにするためのスケジューラとを有している。
【０００２】
まだ開示されていないＤＥ１９７４４２３０号明細書に基づき、システムのための制御装置と、この制御装置を運転するための方法とが公知である。この装置では制御装置が機能モジュールと、この機能モジュールをアクティブにするためのスケジューラと、優先順位管理装置（Ｐｒｉｏｒｉｔａｅｔｖｅｒｗａｌｔｅｒ）とを有している。この優先順位管理装置は機能モジュールに、機能モジュールのアクティブ化の際にスケジューラによって考慮される可変の優先順位を関係づける。
【０００３】
本発明の課題は冒頭に記載した形式の方法を改良して、複数の機能を内燃機関の運転条件に関連して最適にアクティブにすることができるような方法を提供することである。
【０００４】
本発明の課題は請求項１の特徴部に記載の手段によって解決される。
【０００５】
本発明の利点
本発明の特に大きな利点は、目下設定されている運転モードにおいて始動できない機能を、運転モード調整装置においてアクティブに作用させることができる点にある。さらに機能を運転モードに依存せず運転準備を計算することが達成される。
【０００６】
本発明の別の利点は従属請求項に関連して以下の実施例の説明から得られる。
【０００７】
図面
本発明の実施例が図面に示されており、これらの実施例を以下の説明において詳説する。
【０００８】
図１には制御装置を有する内燃機関が概略的に示されている。
【０００９】
図２には機能の運転準備の計算のための方法経過が概略的に示されている。
【００１０】
図３には機能の運転準備を計算するための本発明による方法の方法経過が概略的に示されていて、しかも運転モードに依存した条件を、内燃機関の運転モードに関連して切り換えることのできる。
【００１１】
図４には運転準備された機能をアクティブにするための本発明による方法の方法経過が概略的に示されている。
【００１２】
図５のａおよびｂには本発明による方法のフローチャートが示されている。
【００１３】
実施例の説明
次に本発明を直接噴射装置を有する内燃機関の実施例に基づき詳説する。しかし本発明は、制御装置を装備することのできる電子機械系を所期に制御するためにも使用することができる。
【００１４】
図１に示したように直接噴射装置１０を有する内燃機関では新空気が吸気管１９によって燃焼室２１のインテークバルブ２０を介して供給される。スロットルバルブ２２を介して、燃焼室２１内に供給される新空気の量を制御することができる。エアフローメータ２３は、内燃機関に流入した新空気を検出する。噴射弁２４および点火プラグ４５はシリンダヘッド２５内に配置されている。高圧ポンプ２６によって燃料は作業圧が加えられ、燃料管路２７と噴射弁２７とを介して燃焼室２１内に噴射される。点火プラグ４５によって、この噴射された燃料は点火される。点火された燃料の膨張によってピストン４４が駆動される。さらに燃焼室２１は、燃焼時に生ぜしめられた排気ガスを排出するためのエキゾーストバルブ２８を有している。排気管３０内の広帯域酸素センサ（ＬＳＵ）２９によって、排気ガス内の酸素含有量を測定することができる。これにより混合気中の空燃比を検出することができる。吸気管３０内には触媒４６が配置されている。この触媒４６は、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯのような有害な排気ガス構成成分をＣＯ２、Ｈ２Ｏ、Ｎ２に変換する課題を有している。排気ガス循環管路３１は排気ガス管３０を吸気管１９に接続し、これにより排気ガス管３０内の高い圧力に基づき破棄ガスは排気ガス管３０から吸気管１９にガイドされる。排気ガス戻し弁３２によって排ガス流は排気ガス戻し管路３１内で制御することができる。燃料タンクもしくはチャコールキャニスタ３３からタンクパージ管路３４が吸気管１９に延びており、これにより付加的に燃料が吸気管１９にひいては燃焼室２１にも到達する。タンクパージ弁３５によって、燃料流をタンクパージ管路３４内で制御することができる。全体的な内燃機関の制御は制御装置１１によって行われる。さらに制御装置１１を伝動装置１６、制動系１７、所期の別の電子機械系１８を制御することができる。信号・制御導線３６を介して種々異なるセンサおよびアクチュエータが制御装置１１に接続されている。
【００１５】
制御装置１１は多数の機能１２と１つのスケジューラ１３とを有している。このスケジューラ１３は一般的に診断・エンジン制御機能１２を管理する。この診断・エンジン制御機能１２は互いに従属する連結部を有しており、したがって同時に始動することはできない。互いに従属する連結部を有する機能１２の例はタンクパージ機能とＬＳＵ診断機能とである。燃料の揮発放出を減少させるために働くこのタンクパージ機能によって、燃料は燃料タンクもしくはチャコールキャニスタ３３から吸気管１９に到達し、この吸気管１９を通って燃焼室２１に到達する。ＬＳＵ診断機能は広帯域酸素センサ（ＬＳＵ）２９の機能能力を検査する。しかしこのために内燃機関１０の燃料供給と空気供給とに関する規定された条件が必要である。ＬＳＵ診断中、タンクパージ機能がアクティブにされていると、付加的な燃料が燃焼室２１に流れ、これにより診断条件が変化し（燃料供給が高められ）、診断結果の質を落とすことになる。
【００１６】
内燃機関１０は種々異なる燃焼運転モードで稼働させることができる。これらの燃焼運転モードは主として噴射時期と点火時期との点で異なっている。内燃機関１０の燃焼運転モードの間で制御装置１１を用いて運転モードを切り換えることができる。内燃機関１０の燃焼運転モードは、均質燃焼運転モード（ＨＯＭ）、均質希薄燃焼運転モード（ＨＭＭ）、成層燃焼運転モード（ＳＣＨ）、均質成層燃焼運転モード（ＨＯＳ）、成層触媒加熱運転モード（ＳＫＨ）であり得る。
【００１７】
均質燃焼運転モードＨＯＭでは燃料が、ピストン運動によって惹起される吸気行程の間、噴射弁２４によって燃焼室２１に噴射される。スロットルバルブ２２とインテークバルブ２０とを介して同時に空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気は燃料を渦流化し、燃料はこれにより燃焼室にほぼ均等にもしくは均質に分配される。ついで燃料空気混合気は圧縮され、それからこの燃料空気混合気に点火プラグ４５を用いて点火することができる。点火された燃料空気混合気は膨張し、ピストン４４を駆動させる。生じるトルクは均質燃焼運転モードでは主としてスロットルバルブ２２の位置に関係している。燃焼時に高いトルクおよび僅かな有害物質発生を達成するために、燃料空気混合気はできるだけλ＝１またはλ＜１の値に調節される。均質希薄燃焼運転モードＨＭＭでは燃料が均質燃焼運転モードと同様、吸気行程の間、燃焼室に噴射される。均質燃焼運転モードとは異なり、燃料空気混合気はλ＞１の値に調節される。
【００１８】
成層燃焼運転モードＳＣＨでは、スロットルバルブ２２が一般的には大きく開放されている。燃料は圧縮行程の間、点火プラグ４５の直接周辺に噴射される。それから燃料は点火プラグ４５によって点火され、この点火された燃料の引き続き生じる膨張によってピストン４４が駆動される。生じたトルクは、成層燃焼運転モードにおいて、主として噴射された燃料量に関係している。
【００１９】
均質成層燃焼運転モードＨＯＳでは二段噴射が行われる。この場合、燃料は吸気行程中と圧縮行程中とに燃焼室２１に噴射される。この均質成層燃焼運転モードは均質燃焼運転モードの特性と成層燃焼運転モードの特性とを合わせもっている。均質成層燃焼運転モードによって例えば、均質燃焼運転モードから成層燃焼運転モードへの特にソフトな移行および成層燃焼運転モードから均質燃焼運転モードへの特にソフトな移行が達成される。
【００２０】
成層触媒加熱運転モードＳＫＨでも同様に二段噴射が行われる。燃料は圧縮行程中と作業行程中とに、または圧縮行程中と排気行程中とに燃焼室２１内に噴射される。これにより触媒が迅速に加熱され、ほぼ付加的なトルクも生じない。この運転モードは例えば内燃機関１０のコールドスタート時、つまり低温始動時に重要となる。
【００２１】
これらの機能１２は制御装置１１において種々異なる状態をとることができる。図面を見易くするために、同じ状態を有する機能１２はこれらの機能リストでは纏められている。次のような機能リストが得られる。
【００２２】
機能リスト１：制御装置１１で管理したい全ての機能のリスト
機能リスト２：作業準備された機能のリスト
機能リスト３：アクティブにされた機能のリスト
この機能１２には、機能を始動できる運転モードが対応している。間違った運転モードが設定されていると、つまりこの運転モードが機能１２において始動できないと、この機能１２は、この機能に対応した運転モードに設定されるまでブロックされたままである。
【００２３】
機能１２の運転準備を検出するために、複数列の条件を評価しなければならない。これらの条件を運転モードに依存しない条件と運転モードに依存した条件とに分割することができる。運転モードに依存しない条件はいつでも評価することができる。別の運転モードに変更する際に変化しない条件（運転モードに依存しない条件）の例として、内燃機関１０の回転数ｎｍｏｔと温度ｔｍｏｔとが挙げられる。運転モードに依存する条件は各運転モードにおいてのみ評価することができる。この運転モードに依存する条件の例は吸気管圧ｐｓである。
【００２４】
内燃機関１０の一方の運転モードから他方の運転モードへの変更によって、物理学的な条件が変わり得る。例えば、低い負荷での均質燃焼運転モードＨＯＭでは、十分に閉鎖されたスロットルバルブ２２に基づき吸気管圧は低い。成層燃焼運転モードＳＣＨでは吸気管圧が著しく大きく開かれたスロットルバルブ２２に基づき、ほぼ大気圧に相応する高い値をとる。
【００２５】
機能１２の運転準備を計算するために、図２に示したように、機能リストＦ−Ｌｉｓｔ１によって同時に、運転モードに依存しない条件を計算するためのブロック２０１の入力と、運転モードに依存する条件Ｉを計算するためのブロック２０２の入力とが加えられる。ブロック２０１，２０２の出力はアンド結合２０３のブロックの出力側に加えられる。このブロック２０３の出力側では運転準備された機能１２の機能リストＦ−Ｌｉｓｔ２が得られる。
【００２６】
ブロック２０１にはＦ−Ｌｉｓｔ１の機能のために、運転モードに依存しない条件が満たされているかどうか検査される。同時にブロック２０２では運転モードに依存する条件が満たされているかどうか検査される。ステップ２０３ではステップ２０１，２０２から得られた結果をアンド結合部２０３によって互いに結合される。結果として運転準備された機能の機能リストＦ−Ｌｉｓｔ２が得られる。この機能リストＦ−Ｌｉｓｔ２は、同時に運転モードに依存しない条件と運転モードに依存する条件とが満たされた機能リスト１の機能だけを有している。
【００２７】
内燃機関１０の物理的な条件は目下設定されている運転モードに関連して異なり得るので、一般的には運転モードに依存した条件は、目下設定されている運転モードで始動できる、Ｆ−Ｌｉｓｔ１の機能１２にとってだけ満たされる。
【００２８】
間違った運転モード、つまり機能が始動できない運転モードでは、この機能のための運転準備を計算することができない。外部の影響によって偶然正しい運転モードが敢行されない限り、この機能はブロックされたままである。
【００２９】
図３に示した実施例はこの問題を取り除いている。この実施例では機能リストＦ−Ｌｉｓｔｅ１が、同時に運転モードに依存しない条件のブロック３０１と、運転モードに依存する条件Ｉのブロック３０２と、橋絡信号のブロック３０３とに加えられる。運転モードに依存する条件Ｉのブロック３０２からの出力と橋絡信号のブロック３０３からの出力とが、オア結合部３０４の入力側に加えられる。さらにオア結合部のブロック３０４の出力と運転モードに依存しない条件のブロック３０１の出力とが、アンド結合部のブロック３０５の入力側に加えられる。このアンド結合部のブロック３０５の出力側で、運転準備された機能１２のリスト２が得られる。
【００３０】
図３に示したように、制御装置１１で管理したい全て機能の機能リストＦ−Ｌｉｓｔ１から、運転準備された機能の機能リストＦ−Ｌｉｓｔ２が形成される。ブロック３０１では機能リストＦ−Ｌｉｓｔ１の機能のために、運転モードに依存しない条件が満たされているかどうか検査される。同時にブロック３０２では機能リストＦ−Ｌｉｓｔ１の機能のために、運転モードに依存する条件が満たされているかどうか検査される。これは機能リストＦ−Ｌｉｓｔ１の機能にとって、機能が始動できる運転モードが設定されているかどうかに依存せず生じる。さらにブロック３０３では橋絡信号が存在しているかどうか検査される。この橋絡信号によって運転モードに依存する条件のブロック３０２は遮断、つまり除外される。これにより機能の運転準備は運転モードに依存しない条件３０１にだけ関連して検出される。
【００３１】
橋絡信号を、例えば規則的な時間間隔で、所定の事項、状態または内燃機関の運転条件に関連して全体的につまり全ての機能１２のために発生させることができる。さらにそれぞれ規定された機能１２に不変に対応した、または動的に内燃機関の運転条件に関連して機能１２に対応した多くの橋絡信号が存在してもよい。
【００３２】
この実施例は図２に示した実施例の改良形態である。この実施例では、目下設定されている運転モードで始動できずにそのため運転モードに依存しない条件が満たされているかどうか検査することができない機能１２を運転準備することもできる。このためには、運転モードに依存しない条件を満たしていることが前提条件である。運転モードに依存した条件の橋絡を必要とする機能１２は、制限された状態でのみ運転準備完了状態にセットされる。つまり、この機能１２はテストを目的としてのみ運転準備完了状態にセットされる。
【００３３】
図４に示したように、運転準備された機能１２の機能リストＦ−Ｌｉｓｔｅ２は、運転モードに依存する条件ＩＩのブロック４０２の入力側と、スケジューラによるイネーブル化のブロック４０１の入力側とに同時に加える。ブロック４０１，４０２の出力はアンド結合部のブロック４０３の入力側に加えられる。ブロック４０３の出力側で、アクティブにされた機能の機能リストＦ−Ｌｉｓｔｅ３が得られる。
【００３４】
図４では機能リストＦ−Ｌｉｓｔｅ２、つまり運転準備完了状態にセットされたまたはテスト目的のためにだけに運転準備完了状態にセットされた機能リストがアクティブにされる。このためにステップ４０１ではスケジューラ１３において選択方法が実施される。この選択方法では同時に始動可能である機能が機能リストＦ−Ｌｉｓｔｅ２から選択される。さらに選択された機能１２を始動できる運転モードが選択される。別の要求が生じない場合には、制御装置１１は内燃機関１０を選択された運転モードに切り換える。選択された機能が始動できる運転モードに切り換えられた後、選択された機能はスケジューラ１３によってアクティブにするためにイネーブルされる。ブロック４０２では、機能リストＦ−Ｌｉｓｔｅ２の機能のために運転モードに依存する条件が満たされているかどうか検査される。
【００３５】
機能が始動できる運転モードが調節されていなかったため検査目的のためにだけ運転準備完了状態にセットされた機能１２は、（正しい運転モードが目下設定されているという前提条件において）ステップ４０２において運転モードに依存する条件が満たされているかどうか再度検査され得る。これらの機能の、運転モードに依存した条件は満たされていないと、これらの機能の運転準備は再び元に戻される。
【００３６】
機能１２は、ブロック４０１においてスケジューラ１３によってアクティブにするためにイネーブルされ、かつ運転モードに依存する条件ＩＩがブロック４０２において満たされていると、ブロック４０３において、選択された機能１２がアクティブにされる。
【００３７】
図５には図３および図４の実施例がフローチャートで示されている。図５ａはこの方法の第１部分であり、図５ｂは方法の第２部分である。図５ａおよび図５ｂは関連して示されていて、互いに移行し合う。
【００３８】
この方法の、ステップ５０１におけるスタート後、ステップ５０２において機能リストＦ−Ｌｉｓｔｅ１の各機能のために、運転モードに依存しない条件が満たされているかどうか検査される。この運転モードに依存しない条件が満たされていない場合には、機能のための方法はステップ５０３において終了する。これに対して運転モードに依存しない条件が満たされている場合には、ステップ５０４において、運転モードに依存する条件がこの機能のために満たされているかどうか最初の検査が行われる。運転モードに依存する条件が満たされている場合には、機能はステップ５０７において運転準備完了状態にセットされる。機能のために運転モードに依存する条件が満たされていない場合には、ステップ５０５において機能が、目下設定されている運転モードにおいて始動できないかどうか、かつ橋絡信号が存在するどうか検査される。機能のために橋絡信号が存在しないかまたはこの機能がこの目下設定されている運転モードにおいて始動可能である場合には、ステップ５０６においてこの機能のための方法は終了する。機能のために橋絡信号が存在し、かつ目下設定されている運転モードが、機能が始動できない運転モードである場合には、ステップ５０７において機能はテスト目的のために運転準備完了状態にセットされる。上記したステップは機能リストＦ−Ｌｉｓｔｅ１の全ての機能で使用されるので、運転準備された機能リストＦ−Ｌｉｓｔｅ２が得られる。
【００３９】
上記したステップ５０５に対して択一的に、機能のために橋絡信号が存在するかどうかだけを検査することもできる。機能が目下設定されている運転モードにおいて始動できるどうかは検査されない。その代わりに機能に対応された運転モードが調節されていない場合にだけ、機能のために橋絡信号が存在することが保証される。このためには運転モードにつき１つの橋絡信号が必要である。
【００４０】
機能リストＦ−Ｌｉｓｔｅ２の機能はステップ５０８においてスケジューラ１３の選択方法に加えられる。選択方法においてステップ５０８では、同時に始動可能な複数の機能が機能リストＦ−Ｌｉｓｔｅ２から選択され、さらにこの選択された機能が始動できる運転モードが選択される。選択された運転モードを、制御装置１１によって調節できない場合、ステップ５１０において、この方法は終了する。これに対して選択された運転モードが調整された場合、各機能１２のためにステップ５１１において運転モードに依存する条件が満たされているかどうか２度目の検査が行われる。機能１２のために運転モードに依存する条件が満たされていない場合には、この機能の運転準備はステップ５１２において元に戻されて、この機能のための方法をステップ５１３において終了する。これに対して運転モードに依存する条件が機能が満たされていると、これらの機能はステップ５１４においてアクティブにされる。結果としてアクティブにされた機能の機能リストＦ−Ｌｉｓｔｅ３が得られる。ステップ５１５において方法は終了する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  制御装置を有する内燃機関の概略図である。
【図２】  機能の運転準備を計算するための方法経過を概略的に示した図である。
【図３】  運転モードに依存する条件を内燃機関の運転条件に関連して橋絡することできる、本発明による方法の方法経過を概略的に示した図である。
【図４】  運転準備された機能をアクティブにするための本発明による方法を概略的に示した図である。
【図５ａ】  本発明による方法のフローチャート図である。
【図５ｂ】  本発明による方法のフローチャート図である。
【符号の説明】
１０  直接噴射装置、  １２  機能、  １６  伝動装置、  １７  制動系、  １８  電子機械系、  １９  吸気管、  ２０  インテークバルブ、  ２１  燃焼室、  ２２  スロットルバルブ、  ２３  エアフローメータ、  ２４  噴射弁、  ２５  シリンダヘッド、  ２６  高圧ポンプ、  ２７  燃料管路、  ２８  エキゾーストバルブ、  ２９  広帯域酸素センサ、  ３０  排気管、  ３１  排気ガス戻し管路、  ３２  排気ガス戻し弁、  ３３  チャコールキャニスタ、  ３４  タンクパージ管路、  ３５  タンクパージ弁、  ３６  信号・制御導線、  ４４  ピストン、  ４５  点火プラグ、  ４６  触媒、  ２０１，２０２，２０３  ブロック、  ３０２  条件Ｉ、  ３０３  橋絡、  ３０４  オア結合、  ３０５  アンド結合、  ４０１，４０２  ブロック、  ４０３  アンド結合、  ５０１，５０２，５０３，５０４，５０５，５０６，５０７，５０８，５０９，５１０，５１１，５１２，５１３，５１４  ステップ
【図１】
0004365039.tif 000002
【図２】
0004365039.tif 000003
【図３】
0004365039.tif 000004
【図４】
0004365039.tif 000005
【図５ａ】
0004365039.tif 000006
【図５ｂ】
0004365039.tif 000007