JPH03500563A - 自動車用の調整装置（開ループ制御‐および／又は閉ループ制御装置） - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車用の調整装ｆｌＬｃ開ループ制御−および／又は閉ループ制御装置） 従来技術 本発明は自動車にて監視さるべ＠量に対する調整装置に関する。゛調整装置”と いう概念は゛開ループ制御装置″（オープンループコントロール）°閉ループ制 御装置″（クローズトループコントロール）の集合概念として使用されている。

同様にして、゛調整ユニット”という概念は゛開ループ制御ユニット及び゛閉ル ープ制御区間″に対する集合的概念として用いらｎる。

゛ユニット”という概念は基本的に機能ユニットとして解さるべきでちる。要す るに開ループ制御ユニット及び閉ループ制御ユニットは別個の構成群でちる必要 はなく、自動車技術において一般通有であるようにマイクロプロセッサの機能に より実現さｎていてよい。

本発明は例えば、所望のラムダ値ができるだけ精確に得らｎるようにするための 、内燃機関に供給嘔ｎる燃料量の１整技術に関する。

従来技術ｔ１第１図に示す燃料量−調整装置の実施例’ｅｈにして説明する（西 独脣許明細書第２４５７４３６号（ＤＢ−Ｃ２−２４５７４３６）から公知でち る）。

公知装置構成では上記鴫！ｉ！：装置線閉ループ制御／開ループ制御ユニット組 合せ体として構成された唯１つの調整ユニットから成る。上記開ループ制御／閉 ループ制御ユニットにはセンサ装ｆｋ１１から信号が供給される、丁なわち、回 転数センサの信号と、絞り弁セ／すの信号が供給さｎる。それらの信号からは所 属の内燃機関により吸込１れる全党容積が決定され得る０−記全党容積からは上 記開ループ制御／閉ループ制御二二ッ°トＬ所属の燃料量を計算し、（調整）操 作量の値を決定する。この操作ｔに燃料−噴射ポンプ１２に供給される。上記操 作量は絞ｐ弁／回転数特性カーブ領域から前取て定められ、乗算的係数により修 堅さｎる。

つ られ几ラムダ設定値と、ラムダ実際値（これは出力センサとして作用するラムダ ゾンデ１３から制御−調整ユニット１０へ送出されるような値である）との差に 依存する〇 従って、閉ループ制御の後硯する開ループ制御が行なわれ、上記閉ループ制御に よっては操作量の値が、回転数センサと絞り弁センサから送出さｎる信号の値に 追従ゼしめらｎる。開ループ制御は著しく迅速な応動特性に有する、それという のに上記の回転数センサおよび／又に絞り弁センサからの信号の変化が直接的に 、変化さｎた操作量に変換さｎるからでちる。上記の迅速な変化が適正なもので あったか否かが明らかになるのにラムダゾンデ１３か新たなラムダ笑際（［【応 答返送すると＠はじめてである。このことはほぼ１ｓｅｃから数ｓｅＣ’Ｅ″″ Ｃ：の過渡持続時間で行なわれる。ラムダゾンデ装置の測定に基づきラムダ設定 値とラムダ実際値との間に偏差が検出さｎると、操作量の計算のための乗算係数 が調整ユニット１０の制御部により新ンサｒ用いて仝気容墳が（空気質量でなく ）、定めらｎるのであって、不来燃料量の調量上重要な役割を果た丁全党質量が 定められるのではない。従ってセンサ装置としては従来技術でにホットワイヤ（ 熱線）空気質量センサスはホットフィルム空気質重センサの形態の空気質重セン サも用いらｎる。これらのセンサによって空気質量の精確な決定が行なわれ得る 。

本来監視さるべき量の測定精度に関しての空気質量センサの利点の反面でに欠点 が存在する。ホットフィルム空気質重センサは安価且頑丈に作製さｎ得るが、動 作速度は比較的遅い。

発明の利点 本発明の基礎ｋＨ，丁課題とするところに冒頭に述べた従来の技術によるより迅 速且精Ｎ　ＶＣ！！ＩＩ　Ｍ　ｋ行なう調整ｆｅ＆に提供することにある。

本発明の調整装置は単一の！Ｊ１整ユニットを有する（従来技術におけるように ）のみならず、２つの調整ユニツ）ｋも有する。七の場合第１の調整ユニットは 調整操作信号を調整区間に送出し、一方、第２調整ユニツトに第１の調整ユニツ ）ｋ校正するために用いらｎる０第２調整ユニツトは第２セ／す装置と合！Ｒ接 続するように？Ｆ成さｎており、この第２センサ装激は第１センサ装ｆｆ１ｉｊ （これは第１調整ユニツトと合灰接続されている）より緩慢であるが精確に測定 する。それにより、第１調斃ユニツトは第１センサ装置により応答されるような 変化に対して者しく高速に６艶することができる。七のようにして迅速に検出さ ｎｆｃ第１の操作量は第２制御ユニツトにより比較的緩慢に但し比較的精確に検 出された第２操作量と比較さｎる。偏差が検出されると、第１操作量に次のよう に変化セしめらｎる、即ち、偏差がＯのほうに向って動くように変化セしめられ る。それによ！ｌｌ襞置装体は迅速かつ精確に入力量における変化にｌｌ確に応 動し得るようになる。

第１操作ｆ【さらに出力量に依存しても定めようとする場合、両調整ユニットの うちの１つに、出力センサからの信号が供給さｎる。

本発明の有利な冥ｍ狗によれば、第１調整ユニットは、回転数センサと絞り弁セ ンサから信号？受取り、そｎにより、全党容槓ｒ求め、それから空気質童七求め 、こｎからやａり第１の操作量をめ、この第１操作量により、所望のラムダ１置 を得るため仝気質童に付加逼るべき燃料量が定めらする。第２調整ユニツトに同 様にｍＪ＠１ユニットであり、この罷」御ユニットにはホットフィルム生気質量 セ／すからの信号が供給される。

上記セ／すは回転数と絞り弁位置から行ない得るよりも精確な全気質量測定ｒ可 能にする。但し上記第２センサ装置の時間特性は上述のように第１センサ装置の それよフ緩慢でおる。上記ホットフィルム全気質量センサの信号から上記第２制 御ユニツトは第２操作ｔｔ決定し、この第２操作ｆｉＫより燃′ｌ？＋ｆに対す る大きさが定められる。上記操作１は燃料噴射ポンプに供給嘔ｎないで、一般的 場合について述べたように第１調整ユニツトの校正のために用いらｎる。

校正値は例えば糧々の動作点に対して１つの特性領域にて糧々異なって記憶さｎ 得る。そのようにして、動作点に依存する偏差が別個に補償さｎる。

上述の実施例による２つの制御ユニットの各々はラムダセンサからの信号？受取 る開ループ／閉ループ制御ユニットとして棹底さｎ得る。上記面制御ユニットの うちのとｎが開ループ／閉ループ制御ユニットとして構成さｎるかはそｎぞｎの 場合における所属の閉ループ、′開ループＮＩＪ御回路の５８間特性に決足的に 依存する。装置構成は制御変動（ハ／テング）の危険が極めて僅かであるようｆ （なさｎている。

図面 不発明の実施例ａ図に示嘔ｎており以下詳述する。

第１図は自欠車エンジンＶｃｇｊｃ給さ扛る燃料量の調整用の公知装置のブロッ ク斎絖図七示し、第２図は２つの調整ユニツ）ｋ有する本発明の調整装量のブロ ック接続図を示す。第３図及び第４図は夫々１つの閉ループ制御ユニットと開ル ープ制御ユニット會有する調整装置構成えた装置構成？示す。

実泥例の説明 第２図の調整装置構成は調整系（装置部）１４髪有し、この調整装置部には第１ センサ装置１１．１と第２センサ装置１１．２とからの信号が供給さｎ、上記系 （装ｍ部）１４に第１の操作量を調整区間１２．１に送出する。調整系（装置部 ）１４はマイクロプロセッサシステムとして檎Ｗ　Ｇ　ｎており、以下の漱能ユ ニッ）ｋ備える、即ち第１の調整ユニット（これは第１の制御ユニット１０．１ ．１として構成されている）と、第２調整ユニツト（こｎは第２制御ユニツト１ ０．２．１として構成てれている）と、校正ユニット１５と？備える。

第１制御ユニット１０．１．１は第１セ／す装置１１．１から少なくとも１つの 基本量に受取る。第２囚の第１冥施例によｎば第１のセンサ装＠ｉｉ、ｉは回転 数センサ及び絞り弁センサがらの信号萱送出する。

第１制告ユニットＩＯ，１，１はそｎらの信号から第１の操作量？計算する。こ の第１操作ｔは上記の構成では調整区間１２．１としての燃料噴射ポンプに供給 嘔ｎる信号でちる。第１操作倉の計算は回転数セ／す／絞り弁センサ／操作１− を性カーブ領域′１ｌｌ−介して行なわ詐るか、又は次のようにして行なわれる 、即ち回転数センサ及び絞ジ弁センサの信号から、突気容積が、またこれがら空 気質賃が、１７′ｃこｎから燃料量が、またこｎから第１操作量がするようにす るのである。

第２制御ユニット１ｏ−ｚ、ｉは第２センサ装置１１．２から入力信号を受取る 。この第２センサ装置は上記の構成では突気質量センサとして構成されている。

上記突気質量センサは第１センサ装置ｉ１．ｉｖ用いて回転数及び絞ジ弁位置の 測定による全党質量上京める手法よジは遥かにｆｆＩＩ確に、内燃機関により吸 込１れる全党質量？求め得る。但し、第２センサ装置１１．２による全気質量セ ンサは第１センサ装置１１．１より緩慢に測定する。吸込１れる突気質量の変化 の際九んに緩慢にのみ新たな値に移行する上述の精確なセンサ信号は第２制御ユ ニツ）１０．２．１によ！ｌｌ第２操作量に換算さｎる。この第２操作量は第１ 操作量と同じように燃料噴射ポンプを所定のように調整するのＩｃ適した信号で ある。上記の所定の調整とは検出さｎた突気質量に加えらｎるべき燃料量上精確 に上記燃料噴射ポンプが送出して、燃焼の際所望のラムダ値が得らｎるようにす る調整操作である。上記の第２操作宣は燃料噴射ポンプとして構成された調整区 間１２．１に供給ちｎずに、校正ユニット１５に供給さｎる。この校正ユニット は（概してコンピュータにより）比較器、信号変換器、サンプル／ホールド回路 の機能１を実現する０上記校正ユニット１５は比較的精度の低い第１センサ装置 からの信号に基づきめられた第１の操作量が比較的精確な第２操作量との偏差が おるかを検出する。また上記校正ユニット１５は少なくとも第２センサ装置１１ ．２の過渡持続時間に相ｐする期間にて上記第１操作量が所定のスパン内にとど １つているか否か？検出する。そのようにとどｌりている場合Ｋ　Ｉｃ　第２セ ンサ装置１１．２１Ｃとっての次のような葎定常状態が存在していたことは確実 である、即ち、当該準定常状態内で、緩慢な第２セ／す装置が吸込を気量の跳曜 的変化の後精確な指示値上とり得ｆｃ箪定常状態が存在してい友ことは確かでお る。

そのような遷定常状態が生じると、第１操作量と第２操作量の差信号、又は差信 号に変換された信号が、サンプル／ホールド機能部？介して第１制御ユニットｉ ｏ、１−ｉに送出される。しかる後、第１操作量力ζ所定の百分率の枠に相応す るより大に、所定の時間間隔内で振動する場合、サンプルホールド＊能部は直前 なおき定常状態の存在していたとき、直前に出力さｎた値を保持する。

校正ユニット１５より出力され比値により第１制御ユニツ）１０．Ｌ　１が作用 上受け、その際、第１操作量の値が第２操作童の値に適合嘔れるような方向に第 １操作ｔが第１制御ユニツ）１０．１．１により変化セレめらｎる。例えば校正 ユニット１５により第１操作量と第２操作童との偏差が２係だけ検出されると、 第１制御ユニツ）１０．ｉ−ｉは第１操作量の先行して送出て九九値？係数１． ０２と乗算する〇そのように作用する調整装置１４により第１操作量（グ第２図 の装を構成のほぼ全作動時間にて第２センサ装置の高い測定精度に相応する精度 で設定さｎるが、但し、入力室の変化の際は第１センサ装置の調整速度に相応す る高い追従精度で変化せしめられる。

これ１で述ベア’Ｃ冥施例及びそれの構成態様では調整装置は第１の制御二二ツ ）１０．１．１及び第２の匍」御ユニット１０．２．１に有している。たんに開 ループ制御ユニットのみ？用いる代わりに、開ループ／閉ループ制御ユニット？ も用い得、例えば第６図の調整装置構成にて示すように、第１操作量の送出のた めの開ループ／閉ループ制御ユニツ）１０．１．２又は第４図の装置構成にて示 すように、第２操作量の送出のための開ループ／閉ループ制御ユニツ）１０．２ ．２２用い得る。開ループ制御ユニットに代えての開ルーフ／閉ループ制御ユニ ットの使用の利点とするところに操作量の作用ｒ受ける出力量が実際に所望の規 定値をとったか否か、ｌたは除去さるべき偏差が存しているか否かが監視さｎる 。

第３図の装置構成が第２図の−ｆ：ｎと相違する点は、付加的に出力センサ１３ ．１が￥ｉけらｎており、この出力センサはＩＳ整区関１２．１の出力型又は七 ｎに依存する量を測定し、それの出力信号上既述の開ループ／閉ループ制御ユニ ツ）１０．１．２（これは制御スーツ）１０．１．１にとって代る）に送出する ことである。上記制御ユニット１０．１．２は第１センサ装ｆ１１１．１の出力 信号に依存する値に対して制御を行なう０この制御の際出力センサ１３．１から の出力信号は設定値（これは上記制御ユニツ）１０．１．２に供給される）と比 較される。調整系１４の前述の実施態様付きの第４図の調整装置構成が第２図の 装置構成の設計配置に相応する設計配置上方する場合、出力セ／すｔラムダゾン デとして構成すると有利である。その際装置構成全体に第２図の装置構成と同様 に機能するが、上述の制御機能を考慮して機能する。

第４図の調整装置Ｗ１ｇでは第６図を用いて説明した出力センサ１３．１はその 出力信号？上述の開ループ／閉ループ制御ユニツ）１０．２．２に送出する。こ の制御二二ツ）１０．２．２は第２図の実施例を基礎とする第２制御ユニット１ ０．２．１にとって代るものでおる。第２の開ループ／閉ループ制御ユニット１ ０．２．２には同時１ｃＹｉ定値が供給される。この装置１１床により、制飾ユ ニット１０．１．１に第１操作量の出力の九めもはや開ループ？ｆｆ１４御嘔ｎ た校正値ｒ受は取らないで、閉ループ制御さｎ九校正値を受取る。

そｎにより第１操作量は閉ループ制御特性を有する。

尤も、この第１操作童に側修ユニットｉｏ、１．ｉによ！ｌｌたんに、第１セン サ装置１１．１により測定されるような値に依存してのみ制御さｎるけれどもＯ 何時、第１調整ユニツ）ｋ制御するのがより有利でありＡまた１何時第２調整ユ ニットを制御するのめＳより有利であるかは装置構成全体にて用いらｎたセンサ の時間特性に依存する。肖該時間特性に基づき比較的に少ない制御振動（７１ン チング）會生じ≧ゼる分岐にての閉ループ制御が選定さｎる。

Ｆｉｇ、！　（従来技術） Ｌ　Ｊ 国際調査報告

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．自動車にて監視さるべき量に対する調整装置において、上記装置は下記の機 能を備えた機能ユニットを有し、すなわち、 −第１操作量を制御区間に出力するため少なくとも１つの第１のセンサ装置かち の少なくとも１つの信号の処理をするための第１の調整ユニット（１０．１．１ ；１０．１．２）を有し、 −第２操作量の出力のため第２センサ装置からの少なくとも１つの信号の処理を するための第２調整ユニット（１１．２．１；１１．２．２）を有し、上記第２ センサ装置は上記第１センサ装置より大さな精度てで但し、比較的に長い過渡持 続時間で測定するものであり、上記第２操作量は第１操作量と同種のものである が、第２センサ装置の比較的に高い精度のため比較的に精確な値を有しており −校正ユニット（１５）を有し該校正ユニットは両操作量を相互に比較し偏差の ある場合、第１の操作量が所定の遅延時間間隔に亘つて所定の操作量スパン内で 変動したとき、第１の制御ユニットへ両操作量の相等性を形成するための信号を 送出するものであることを特徴とする自動車用調整装置
2. ２．上記校正ユニット（１５）により、実現される遅延時間間隔は少なくとも第 ２のセンサ装置の過渡持続時間に相応する請求項１記載の装置。
3. ３．−上記第１調整ユニット（１０．１．１；１０．１．２）は回転数センサと 絞り弁センサからの信号を評価するように構成され、これらのセンサから送出さ れる信号から第１の操作量を計算し、燃料−噴射量を調整するものであり、 −上記第２調整ユニット（１０．２．１；１０．２．２）はホットフイルム空気 質量センサからの信号を評価するように構成されており、上記センサから送出さ れた信号から第２操作量を計算するものであり、上記第２操作量は同様に、供給 さるべき燃料−噴射量に対する調整量を成しており、校正ユニット（１５）に、 第１調整ユニットの校正のため供給される請求項１又は２記載の装置。
4. ４．上記第１調整ユニット（１０．１．２）は付加的に出力センサ（１３．１） からの信号により校正され、上記出力センサにより測定される量の値が、調整区 間（１２．１）の、上記第１操作量の作用を受げる量に依存するもりである請求 項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. ５．上記第２制御ユニツト（１０．２．２）は付加的に出力センサ（１３．１） からの信号により校正され、上記出力センサにより測定される量の値は、上記調 整区間（１２．１）の、上記第１操作量の作用を受ける量に依存するものである 請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。