JPH05500401A - 内燃機関への空気供給を制御する方法及び装置 - 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】 内燃機関への空気供給を制御する方法及び装置従来の技術 本発明は、請求の範囲独立項の前文に記載の内燃機関への空気供給を制御する方 法および装置に関するものである。

この種の方法ないし装置は、ＤＥ−Ｏ８２６５４４５５に記載されている。ここ には、自動車の所定の測定された運転パラメータに従って絞り弁を介して内燃機 関への空気供給を制御する制御信号を出力する電気的な制御装置が提案されてい る。その場合、設定値が変化した場合測定されたパラメータ値が設定値にゆるや かに移行するのを保証する遅延素子ないしフィルタ素子が制御導線内に設けられ ている。この遅延素子ないしフィルタ素子は設定値の変化がしきい値より大きい 場合には、制御装置の制御信号の時間的な特性を遅延させ、−力変化がしきい値 より小さい場合には制御信号は変化することなく絞り弁に達する。このような方 法によって所望のゆるやかな移行が行なわれるが、設定値の小さい変動ないし変 化は絞り弁の位置に、従って内燃機関の回転数と出力に影響を与えず、それによ って特にアイドリング状態においては走行快適性が悪化してしまう。それに対し て変化が比較的大きな場合は、ただ遅延して作用するだけであり、これは開ルー プ／閉ループ制御の動特性の損失を意味する。

従って本発明の課題は、動特性を可能なかぎり大きくし走行快適性を向上させた 内燃機関への空気供給を制御する方法及び装置を提供することである。この課題 は、請求の範囲独立項の特徴部分に記載された方法によって解決される。その場 合、操作部の位置の変化速度ないし供給空気を制御する操作部の駆動信号は、フ ィルタ処理すべき値あるいは信号及びフィルタ処理された値あるいは信号に従っ てフィルタ特性ないしフィルタの応答特性を調節することによって変化させるこ とができる。

ＤＥ−Ｏ５３６３４５５１には、燃料調量装置の負荷信号ないし基本量をフィル タ処理する方法が記載されている。その場合、測定された未調節の負荷信号を中 心に不感領域が形成され、フィルタ処理された信号はウィンドコンパレータを用 いてこの不感領域の限界値と比較され、フィルタ処理された信号が不感領域を脱 した場合には、フィルタ作用が遮断されている。

ＤＥ−０５２７５１１２５から、アクセルペダルによって設定される値に従って 内燃機関の絞り弁位置を制御する電子制御システムが知られている。内燃機関の 運転特性を改良するために、位置制御器と絞り弁駆動装置との間に配置されたフ ィルタによって絞り弁位置の変化速度が制限されている。

本発明の利点 本発明方法によれば、特にアイドリング状態の領域において自動車の回転円滑性 と走行快適性が特に改良されるという利点が得られる。というのは振幅が小さく 周波数が高い変化は作用しないが、一方間ルーブ／閉ループ制御器は大きな速度 を有する振幅が大きな変化には追従するからである。他の利点は、本発明方法に よれば制御器構造に作用することなしに改良を行うことができることである。

本発明の他の利点は、以下の実施例の説明と請求の範囲従属項を組み合せること により明らかにされる。

図面 第１図は、内燃機関への空気供給を制御する装置のブロック回路図であり、 第２図は、本発明方法を説明するフローチャート図であり、第３図は、発生する 信号の代表的な時間特性を説明する線図である。

実施例の説明 第１図は、吸気管１２に配置された絞り弁１４を有する内燃機関１０を示すもの であり、この絞り弁は機械的な結合部材１６を介して電気的に操作可能なアクチ ュエータ１８と堅固に結合されている。絞り弁１４、機械的な結合部材１６及び アクチュエータ１８によって、内燃機関への空気供給を制御する操作部２０が形 成される。操作部２０の位置を検出する位置センサ２２も同様に操作部の構成要 素である。操作部２０は入力線２４と接続され、また出力線２６を介してエンジ ン制御システム２旦と接続されている。その場合、入力線２４はアクチュＶ−タ ｌＢに導かれ、出力線２６は位置センサ２２に導かれ′ている。

第１図に示す空気供給の制御の他に燃料−′量及び／あるいは点火機能も実施す ることのできるエンジン制御システム２８は、目標値形成器３０、位置制御器３ ２、フィルタ素子３４、差形成器３６及びドライバ回路３８を有する。

エンジン制御システム２８の目標値形成器３０には、入力線４０．４２〜４４を 介して測定値センサ４６．４８〜５０から内燃機関と自動車の運転パラメータの 測定信号が供給される。測定値センサ４６〜５０は、例えばアクセルペダル位置 を示す信号を目標値形成器３０に供給するアクセルペダル位置センサ、アクセル ペダルないし絞り弁のアイドリングスイッチ、走行速度センサ、エンジン温度セ ンサ、バッテリ電圧測定器及び／あるいは回転数センサである。目標値形成器の 出力５２は比較点５４に導かれ、比較点の第２の入力は操作部２０の出力線２６ と結合され、その出力５５は位置制御器３２へ導かれている。

位置制御器３２はその出力線５６によりフィルタ素子３４と接続されるととも、 ：、差形成器、６とも門続さ劃、。フイ７□素子３４の出力５８はドライバ回路 ３８並びに差形成器３６の第２の入力に導かれている。他の信号線６０によって 差形成器３６がフィルタ素子３４と接続され、一方エンジン制御システム２８の 出力線となる操作部２０の入力線２４によりドライバ回路３８が操作部２０と接 続される。第３の入力線６２によってフィルタ素子３４は所定の運転状態、特に アイドリング状態を検出するために用いられる測定値センサ６４と接続される。

それぞれの運転状態が測定値センサ４６．４８〜５０によって検出可能である場 合には、センサ６４が省略され、導線６２が場合によって対応するセンサ４６〜 ５０と接続される。

目標値形成器３０は入力される信号に従って操作部２０の位置を定める設定値な いし設定信号を形成する。エンジン制御システム２８がアイドリング制御機能を 有する制御システムである場合には、設定値は出力線５２を介して、例えば絞り 弁またはアクセルペダルのアイドリングスイッチを介して検出されるアイドリン グ状態においてのみ出力される。電子的なアクセルペダルシステムである場合に は、設定値はアクセルペダル位置に従って、またアイドリング状態である場合に はアイドリング制御器に従って形成される。

位置センサ２２によってめられた操作部２０の位置は、比較点５４で設定値と比 較され、導線５５を介して設定値と実際値の差信号が位置制御器３２へ伝達され 、位置制御器はその差信号に従って出力線５６を介して操作部２０の位置を設定 する設定値を発生する。

測定値センサ６４によって検出される所定の運転状態、特にアイドリング状態に おいて導線６２を介して能動化されるフィルタ素子３４において、フィルタ処理 すべき値ないし信号及びフィルタ素子３４の入力信号となる位置制御器３２の設 定値は、アナログあるいはデジタルのフィルタ装置によりその時間的な特性が接 続線６０を介して印加される差形成器３６の出力信号に従って調節される。最も 簡単な場合にはフィルタ素子３４は時定数が可変なアナログ仕様のローパスフィ ルタであり、あるいはフィルタ定数が可変なデジタル仕様のローパスフィルタで ある。

フィルタ素子３４のフィルタ作用ないしフィルタ特性あるいは応答特性は、差形 成器３６によって決定される。差形成器は、導線５６に現れるフィルタ処理すべ き値（制御器の設定値）と導線５８に現れるフィルタ処理された信号であるフィ ルタ出力信号との差に従って差量を示す出力信号を発生し、この信号が導線６０ を介してフィルタ素子３４に出力される。その場合フィルタ特性は、次のように 調節される。すなわち、差量が大きくなるにつれてフィルタ定数が変化され、フ ィルタ素子３４がフィルタ処理すべき値（設定値）の時間的な特性に与える作用 が前述の差の増加とともに減少するように調節される。

その場合、フィルタ出力信号によってアクチュエータの駆動信号が形成され、そ の時間的な特性ないし変化速度が、上述の本発明方法によって定められる。

その場合、フィルタのフィルタ作用ないしフィルタ特性あるいは応答特性の調節 は、差量の所定の領域に従ってほぼ連続的にあるいは１回あるいは複数回ステッ プ状に行われる。

フィルタ処理された出力信号は出力線５８を介してエンジン制御システム２８の ドライバ回路３８に出力され、エンジン制御システム２８の出力線２４を介して 操作部２０を操作する駆動信号として用いられ、従つて特に操作部２０ないし絞 り弁１４の変化速度を定める。その場合、駆動信号の時間的な特性により変化速 度が決定される。

本発明の考えは原理的にはエンジン制御システムのフィルタ及び差形成器が上述 の位置にあることに限定されるものではない。差形成器を有するフィルタを出力 線２４、目標値形成器の導線５２ないし比較点と位置制御器間の導線５５に接続 することもできる。

第２図は、本発明方法をコンピュータを用いて実施する場合のフローチャート図 である。図示のプログラム部分の開始後にブロック１００においてフィルタ定数 ＣＩの初期化が行われる。

機能ブロック１０２において、フィルタ処理すべき値である制御器から出力され た設定値が測定され、ブロック１０４において測定された値と初期化ステップに おいて読み込まれたフィルタ定数に基づいてフィルタ処理された値が計算される 。その後ブロック１０６においてフィルタ処理すべき値とフィルタ処理された値 との差がめられ、その後ブロック１０８においてフィルタ定数ＣＩがブロック１ ０６においてめられた差の関数として補正される。これは例えばテーブルあるい は所定の関数を用いて行うことができる。ブロック１０８の処理の後にブロック １０２のプログラム部の実行が改めて開始される。

フィルタ定数ＣＩは、本発明の考えでは、個々の定数（ローパスフィルタ）ある いは高域フィルタの複数の定数とすることができる。

第３図には、ステップ状に変化するフィルタ処理すべき値（実線）とフィルタ処 理された値（点線）の代表的なカーブが、フィルタ処理すべき値の変化が小さい 場合（第３ａ図）と変化が大きい場合（第３ｂ図）に対して例示されている。そ の場合、水平軸は時間を示し、垂直軸はフィルタ処理すべきないしはフィルタ処 理された値の信号レベルを示す。

第３ａ図には、振幅が小さくて周波数の大きなフィルタ処理すべき値の変化が示 されている。フィルタ処理すべき値とフィルタ処理された値との差が小さい場合 には、フィルタ作用が強いので、フィルタ処理すべき値が変化しても操作部２０ の駆動信号、従って絞り弁の位置には全くないしはほとんど影響を与えない。そ れとは逆に第３ｂ図には動的な駆動例が示されている。フィルタ処理すべき値の 変化は大きな振幅を有し、フィルタ処理された値はこの変化に迅速に応答し、そ の上昇速度はフィルタ処理すべき値とフィルタ処理された値との差に従ってフィ ルタ作用を対応して変化させることによって緩慢にされる。絞り弁の位置の変化 速度は、フィルタ処理された値に対応するカーブを示す。

差の形成の他に、本発明の考えの範囲では、割算、乗算あるいは加算を用いてフ ィルタ作用を調節する信号をめることも可能である。

開始 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成４年２月２７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）空気供給制御のために位置が制御される電気的に操作可能な操作部を介して 自動車の内燃機関への空気供給を制御する方法であって、フィルタ処理すべき値 あるいは信号である設定値あるいは設定信号から、操作部の位置を制御するため にフィルタ処理された値あるいは信号が形成され、操作部の位置がこのフィルタ 処理された値あるいは信号に従って対応した駆動信号により制御される自動車の 内燃機関への空気供給を制御する方法において、 操作部の位置の変化速度ないし駆動信号の特性が、フィルタ処理すべき値及びフ ィルタ処理された値に従ってフィルタ特性あるいはフィルタ応答特性を調節する ことにより変化可能であることを特徴とする自動車の内燃機関への空気供給を制 御する方法。 ２）操作部の位置の変化速度が、フィルタ処理すべき値とフィルタ処理された値 の差に関係することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ３）フィルタ特性あるいは応答特性の調節の仕方と強さないしフィルタ作用がフ ィルタ処理すべき値とフィルタ処理された値の差に関係し、フィルタ作用が前記 差と反対方向に変化することを特徴とする請求の範囲第１項あるいは第２項に記 載の方法。 ４）フィルタ作用の調節が内燃機関のアイドリング状態において行なわれること を特徴とする請求の範囲第３項に記載の方法。 ５）フィルタ処理された値がフィルタ処理すべき値からアナログあるいはデジタ ルフィルタによって形成されることを特徴とする請求の範囲第１項から第４項の いずれか１項に記載の方法。 ６）フィルタ処理すべき値が、回転数、アクセルペダル位置、エンジン温度、バ ッテリー電圧及び／あるいはアイドリング識別値などの運転パラメータに従って 得られることを特徴とする請求の範囲第１項から第５項のいずれか１項に記載の 方法。 ７）空気供給制御のために位置が制御される電気的に操作可能な操作部と、 設定値あるいは設定信号を形成するユニットと、フィルタ処理すべき値あるいは 信号であるこれら設定値あるいは設定信号からフィルタ処理された値あるいは信 号を形成し対応した駆動信号により操作部の位置を制御するユニットとを有し、 操作部の位置がこれらフィルタ処理された値あるいは信号に従って制御される自 動車の内燃機関への空気供給を制御する装置において、操作部の位置の変化速度 ないし駆動信号の特性を、フィルタ処理すべき値あるいは信号及びフィルタ処理 された値あるいは信号に従ってフィルタ特性あるいはフィルタ応答特性を調節す ることにより変化させる手段が設けられることを特徴とする自動車の内燃機関へ の空気供給を制御する装置。 ８）フィルタ処理すべき値とフィルタ処理された値の差に従って操作部の位置の 変化速度を制御する手段が操作部の位置の変化速度を調節し、その場合、フィル タ処理された値の形成、フィルタ作用ないしフィルタ特性あるいは応答特性がこ れらの差に従って変化され、フィルタ作用が差とは反対の方向に変化するように されることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の装置。 ９）変化速度を調節する手段が、アイドリング状態が検出された場合に能動化さ れることを特徴とする請求の範囲第７項あるいは第８項に記載の装置。 １０）アクセルペダル位置、回転数、バッテリー電圧、エンジン温度など内燃機 関あるいは自動車の運転パラメータに従って設定値あるいはフィルタ処理すべき 値を形成する手段が設けられることを特徴とする請求の範囲第７項から第９項の いずれか１項に記載の装置。 １１）フィルタ処理された値が、アナログあるいはデジタルのフィルタにおいて 形成されることを特徴とする請求の範囲第７項から第１０項のいずれか１項に記 載の装置。