JP2005121018A - Operating method and control device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operating method and control device of an internal combustion engine which is so improved that a throttle valve potentiometer for injection control can be omitted. <P>SOLUTION: In the operating method of the internal combustion engine (10) including at least one cylinder having at least one inlet valve (18), and an inlet pipe (12) with a throttle valve (14) provided on the cylinder, a time diagram of pressure of the inlet pipe at least after a point of time standard (TS) when the inlet valve (18) of the cylinder is finally closed is determined, a pressure gradient of the inlet pipe is decided from the time diagram of the pressure of the inlet pipe at least at one point of time after the point of time standard (TS), and the position of the throttle valve (14) in the inlet pipe (12) is decided at the time of forming the gradient. The decision of the position of the throttle valve (14) is performed by evaluation of the pressure gradient of the inlet pipe (S6, S10). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、少なくとも１つの吸気弁を有する少なくとも１つのシリンダと、絞り弁を有する、シリンダに付属の吸気管とを備えた内燃機関の運転方法およびコンピュータ・プログラムに関するものである。さらに、本発明は、この方法を変換するための内燃機関の制御装置、並びにこのような制御装置を有する内燃機関に関するものである。   The present invention relates to an operating method and a computer program for an internal combustion engine including at least one cylinder having at least one intake valve and an intake pipe having a throttle valve attached to the cylinder. Furthermore, the invention relates to a control device for an internal combustion engine for converting this method and to an internal combustion engine having such a control device.

従来技術において、上記タイプの内燃機関の運転方法および特にこれらの内燃機関における噴射過程の制御方法が基本的に既知である。既知の方法においては、噴射制御の範囲内において、吸気管圧力の時間線図が決定される。吸気管圧力線図から吸気管圧力の勾配が決定される。最後に、好ましくは勾配の形成時点において、通常絞り弁ポテンショメータを用いて吸気管内絞り弁の位置もまた測定される。   In the prior art, methods of operating internal combustion engines of the type described above and in particular methods of controlling the injection process in these internal combustion engines are basically known. In the known method, a time diagram of the intake pipe pressure is determined within the range of injection control. The gradient of the intake pipe pressure is determined from the intake pipe pressure diagram. Finally, preferably at the time of slope formation, the position of the intake manifold throttle valve is also measured, usually using a throttle valve potentiometer.

このような絞り弁ポテンショメータそれ自身およびその組込みはコスト的に不利である。   Such a throttle valve potentiometer itself and its incorporation are costly disadvantageous.

したがって、この従来技術から出発して、内燃機関の既知の運転方法、コンピュータ・プログラムおよび制御装置並びにコンピュータ・プログラムを有するデータ媒体および制御装置を有する内燃機関を、内燃機関の噴射制御用の絞り弁ポテンショメータを省略可能なように改良することが本発明の課題である。   Therefore, starting from this prior art, a known operating method of an internal combustion engine, a computer program and a control device, and an internal combustion engine having a data medium and a control device with a computer program are replaced by a throttle valve for injection control of the internal combustion engine. It is an object of the present invention to improve the potentiometer so that it can be omitted.

本発明によれば、少なくとも１つの吸気弁を有する少なくとも１つのシリンダと、絞り弁を有する、シリンダに付属の吸気管とを備えた内燃機関の運転方法であって、シリンダの吸気弁が最後に閉じられた少なくとも基準時点以降の吸気管圧力の時間線図を決定するステップと、基準時点後の少なくとも１つの時点において、吸気管圧力の時間線図から吸気管圧力勾配を決定するステップと、好ましくは前記勾配の形成時点において、吸気管内の絞り弁の位置を決定するステップと、を含む内燃機関の運転方法において、吸気管圧力勾配の評価により、絞り弁の位置の決定が行われる。   According to the present invention, there is provided a method for operating an internal combustion engine comprising at least one cylinder having at least one intake valve and an intake pipe having a throttle valve attached to the cylinder. Preferably, determining a time diagram of the intake pipe pressure after the closed at least reference time point, determining an intake pipe pressure gradient from the time diagram of the intake pipe pressure at at least one time point after the reference time point; And determining the position of the throttle valve in the intake pipe at the time of formation of the gradient, the position of the throttle valve is determined by evaluating the intake pipe pressure gradient.

また、本発明によれば、吸気弁を有する少なくとも１つのシリンダと、絞り弁を有する、前記シリンダに付属の吸気管とを備えた内燃機関の制御装置であって、シリンダの吸気弁が最後に閉じられた少なくとも基準時点以降の吸気管圧力の時間線図を決定するための圧力センサ装置と、基準時点後の少なくとも１つの時点において、吸気管圧力の時間線図から吸気管圧力の勾配を決定し、且つ好ましくは勾配の形成時点において、吸気管内の絞り弁の位置を決定するための評価装置と、を含む、内燃機関の制御装置において、評価装置は、吸気管圧力の勾配の評価により絞り弁（１４）の位置を計算するように形成される。   According to the present invention, there is provided a control device for an internal combustion engine including at least one cylinder having an intake valve and an intake pipe attached to the cylinder having a throttle valve, wherein the intake valve of the cylinder is the last. A pressure sensor device for determining a time diagram of intake pipe pressure after at least the reference time point closed, and at least one time point after the reference time point, a gradient of the intake pipe pressure is determined from the time line diagram of the intake pipe pressure And an evaluation device for determining the position of the throttle valve in the intake pipe at the time of formation of the gradient, and in the control device for the internal combustion engine, the evaluation device is configured to restrict the throttle by evaluating the gradient of the intake pipe pressure. It is configured to calculate the position of the valve (14).

本発明は、絞り弁ポテンショメータおよびその組込みに対するコストが節約可能であるという利点を提供する。
吸気管圧力の正の勾配のみならず負の勾配からも実際の絞り弁位置が決定可能であることが有利である。 The present invention offers the advantage of cost savings for the throttle valve potentiometer and its incorporation.
Advantageously, the actual throttle position can be determined not only from the positive gradient of the intake pipe pressure but also from the negative gradient.

このように決定された絞り弁位置に対する値が、今後の時点、好ましくはシリンダ吸気弁が次に閉じる時点に対する吸気管圧力の値を予測するために使用されることが有利である。したがって、本発明により、このような予測もまた、絞り弁ポテンショメータを使用することなしに可能である。   The value for the throttle valve position thus determined is advantageously used for predicting the value of the intake pipe pressure for a future time, preferably when the cylinder intake valve is next closed. Thus, according to the present invention, such a prediction is also possible without using a throttle valve potentiometer.

さらに、測定線図から、吸気弁が閉じられているときの吸気管圧力の勾配が、少なくとも所定の時間、少なくともほぼ０に等しいとき、吸気管圧力が周囲圧力であると予測可能であることが有利である。したがって、従来技術において必要な周囲圧力センサもまた不要となる。   Further, from the measurement diagram, it is possible to predict that the intake pipe pressure is the ambient pressure when the gradient of the intake pipe pressure when the intake valve is closed is at least approximately equal to at least a predetermined time. It is advantageous. Therefore, the ambient pressure sensor required in the prior art is also unnecessary.

最後に、先行燃焼からなおシリンダ燃焼室内に残留している残留ガスの充填量が、吸気管圧力およびその勾配から、並びにこれらにより導かれた変数から、従来技術において可能であるよりもはるかに正確に計算可能であることが有利である。   Finally, the residual gas charge still remaining in the cylinder combustion chamber from the pre-combustion is much more accurate than is possible in the prior art from the intake pipe pressure and its gradient and from the variables derived thereby. It is advantageous to be able to calculate

本発明の上記の課題は、さらに、コンピュータ・プログラムおよび請求項記載の方法を実行するための制御装置、コンピュータ・プログラムを有するデータ媒体および制御装置を有する内燃機関により解決される。これらの解決方法の利点は請求項記載の方法に関する上記の利点に対応している。   The above problems of the present invention are further solved by a computer program and a control device for carrying out the claimed method, a data medium having a computer program and an internal combustion engine having a control device. The advantages of these solutions correspond to those described above with respect to the claimed method.

本発明を、図１ないし図４を参照して、以下に実施例により説明する。
図１は、制御装置２０により内燃機関１０を操作するためのハードウェア装置を略図で示す。内燃機関１０は、吸気弁１８および点火プラグ１９を有する少なくとも１つのシリンダを含む。少なくとも１つのシリンダに吸気管１２が付属され、吸気管１２内に絞り弁１４が組み込まれている。吸気管１２に装着されている圧力センサ装置２２により、吸気管１２の内部における圧力が制御装置２０により測定される。さらに、制御装置２０は、クランク軸伝送器２４を介して実際のクランク軸角度ＫＷを測定する。クランク軸角度は間接的に時間変数を表わす。次に、制御装置２０の評価装置２６は、吸気管圧力の測定線図から、および本発明により吸気管１２の圧力勾配線図から、好ましくは勾配の形成時点における絞り弁１４の実際位置を決定する。次に、この測定変数に応答して、評価装置２６は、噴射弁１７および点火プラグ１９を制御する。 The invention will now be described by way of example with reference to FIGS.
FIG. 1 schematically shows a hardware device for operating an internal combustion engine 10 by means of a control device 20. The internal combustion engine 10 includes at least one cylinder having an intake valve 18 and a spark plug 19. An intake pipe 12 is attached to at least one cylinder, and a throttle valve 14 is incorporated in the intake pipe 12. A pressure sensor device 22 attached to the intake pipe 12 measures the pressure inside the intake pipe 12 by the control device 20. Further, the control device 20 measures the actual crankshaft angle KW via the crankshaft transmitter 24. The crankshaft angle indirectly represents a time variable. Next, the evaluation device 26 of the control device 20 determines the actual position of the throttle valve 14, preferably at the time of the formation of the gradient, from the measurement graph of the intake pipe pressure and from the pressure gradient diagram of the intake pipe 12 according to the invention. To do. Next, in response to this measurement variable, the evaluation device 26 controls the injection valve 17 and the spark plug 19.

本発明による方法および図１に示されているハードウェア装置の機能を以下に図２ないし図４により詳細に説明する。
図２から、本方法はスタート・ステップＳ０の後に、最初にステップＳ１、Ｓ３およびＳ８を実行し、これらのステップにおいて、吸気弁１８の実際の状態が検査されることがわかる。より正確にいうと、これらのステップにおいて、吸気弁が今の瞬間に閉じられたかどうかが検査され（ステップＳ１）、現在吸気弁が閉じられているかどうかが検査され（ステップＳ３）、または吸気弁が今開かれたかどうかが検査される（ステップＳ８）。 The method according to the invention and the function of the hardware device shown in FIG. 1 are described in more detail below with reference to FIGS.
From FIG. 2 it can be seen that after the start step S0, the method first executes steps S1, S3 and S8, in which the actual state of the intake valve 18 is checked. More precisely, in these steps, it is checked whether the intake valve is closed at this moment (step S1), whether the intake valve is currently closed (step S3), or the intake valve. It is checked whether or not is now opened (step S8).

本発明による方法をできるだけわかりやすく示すために、以下においては、吸気弁１８が今閉じられた時点ＴＳから開始されるものとして説明する（図３ａ参照）。
この時点ＴＳにおいて、方法ステップＳ１により最初に吸気管圧力の値が絶対値として測定される。この測定吸気管圧力から、次にステップＳ２において、このとき存在する内燃機関回転速度を考慮して、時点ＴＳにおける絞り弁１４の位置に対する第１の値が計算される。以下に記載のように、後の時点において予測吸気管圧力の計算に入力するために、吸気管圧力に対する測定値のみならず計算された絞り弁位置に対する第１の値もまた中間記憶される。 In order to illustrate the method according to the invention as clearly as possible, the following description will be made assuming that the intake valve 18 starts from the instant TS when it is now closed (see FIG. 3a).
At this time TS, the value of the intake pipe pressure is first measured as an absolute value by method step S1. From this measured intake pipe pressure, next, in step S2, a first value for the position of the throttle valve 14 at the time point TS is calculated in consideration of the existing internal combustion engine speed. As will be described below, a first value for the calculated throttle valve position as well as a measured value for the intake pipe pressure is also intermediately stored for input into the calculation of the predicted intake pipe pressure at a later time.

時点ＴＳにおいて吸気弁１８が閉じられた後、吸気弁１８はしばらくの間閉じられたままである。この状態が方法ステップＳ３において検査される。しかしながら、吸気弁がなんらかの理由で閉じられていない場合、方法ステップＳ３において、吸気弁の閉鎖が特定されるまでの間、待機される。次に、吸気弁が閉じられているとき、圧力センサ装置２２により吸気管内圧力が最初にきわめて短い間隔で相前後して２回走査され、これにより、このときに得られた２つの走査値を用いて吸気管圧力勾配に対する第１の値を得ることができる。吸気弁が閉じられたままであるかぎり、この勾配形成が好ましくは複数回反復され、これにより、所定の時間後に、時点ＴＳ後の吸気管圧力勾配に対する複数の値が利用可能となる。勾配形成の反復が図２においてＳ３およびＳ４の出口からＳ３の入口への戻りループにより示されている。吸気管圧力のこの複数回の走査およびこのときに行われた勾配形成が、図３ａにおいて、そこに記入された矢印により表わされている。図３ａにおいて、時点ＴＳの直後においては圧力勾配は最初は正であり、即ち吸気管１２内の圧力は上昇していることがわかる。しかしながら、ある時間後に勾配はほぼ０の値まで低減する。この状況において、このとき測定された吸気管１２内の圧力値は周囲圧力と解釈され且つ記憶可能である（方法ステップＳ５）。このようにして、周囲圧力は、本発明により、吸気管圧力の勾配および絶対値のみから導かれる。噴射制御のために、別の周囲圧力センサは必要ではない。   After the intake valve 18 is closed at time TS, the intake valve 18 remains closed for a while. This state is checked in method step S3. However, if the intake valve is not closed for any reason, in step S3, the process waits until it is determined that the intake valve is closed. Next, when the intake valve is closed, the pressure sensor device 22 first scans the intake pipe pressure twice in succession at very short intervals. The first value for the intake pipe pressure gradient can be obtained. As long as the intake valve remains closed, this gradient formation is preferably repeated multiple times so that after a predetermined time, multiple values for the intake pipe pressure gradient after time TS are available. The iteration of gradient formation is illustrated in FIG. 2 by the return loop from the S3 and S4 outlets to the S3 inlet. This multiple scanning of the intake pipe pressure and the gradient formation performed at this time are represented in FIG. In FIG. 3a, it can be seen that immediately after time TS, the pressure gradient is initially positive, i.e. the pressure in the intake pipe 12 has increased. However, after a certain time, the slope decreases to a value of approximately zero. In this situation, the pressure value in the intake pipe 12 measured at this time is interpreted as ambient pressure and can be stored (method step S5). In this way, the ambient pressure is derived from the intake pipe pressure gradient and absolute value only according to the invention. A separate ambient pressure sensor is not required for injection control.

方法ステップＳ４において決定された吸気管圧力勾配に対する複数の値から、同様になおＳ４において、例えば算術平均により、今後使用するための適切な値ないし特に特性値が決定ないし選択される。吸気管圧力勾配に対するこの選択値は、本発明により、方法ステップＳ６において、基準時点後の勾配形成時点における絞り弁１４の位置に対する第２の値の計算に使用される。図３ａによる吸気管圧力と、時間的にそれに平行する図３ｂに示す絞り弁角度線図との比較から、それらの関係がわかりやすく示されている。少なくとも吸気管圧力勾配が正の範囲内においては、絞り弁角度ｗｄｋの時間線図内にもまた正の勾配が検出されることがわかる。   From the plurality of values for the intake pipe pressure gradient determined in method step S4, an appropriate value for use in the future or in particular a characteristic value is determined or selected in S4 as well, for example by means of arithmetic averaging. This selected value for the intake pipe pressure gradient is used according to the present invention in method step S6 to calculate a second value for the position of the throttle valve 14 at the time of gradient formation after the reference time. A comparison between the intake pipe pressure according to FIG. 3a and the throttle valve angle diagram shown in FIG. It can be seen that at least when the intake pipe pressure gradient is in the positive range, a positive gradient is also detected in the time diagram of the throttle valve angle wdk.

以下に、方法ステップＳ６において実行される、吸気管圧力勾配の評価による絞り弁位置ｗｄｋの計算を詳細に説明する。この評価は、より正確にいうと、次式（１）により行われる。   Hereinafter, the calculation of the throttle valve position wdk by the evaluation of the intake pipe pressure gradient, which is executed in the method step S6, will be described in detail. More precisely, this evaluation is performed by the following equation (1).

Figure 2005121018
ここで、
ｗｄｋは、絞り弁位置を表わし、
ＷＤＫＭＳＮは、質量流量／絞り弁ＭＳＭＤＫ特性曲線の反転を表わし、
ｍｓｄｋは、絞り弁を通過する質量流量を表わし、且つ次式（２）により計算される。
Figure 2005121018
 here,
wdk represents the throttle valve position,
WDKMSN represents the reversal of the mass flow / throttle MSMDK characteristic curve;
msdk represents the mass flow rate passing through the throttle valve and is calculated by the following equation (2).

Figure 2005121018
ここで、
Δｐｓ／Δｔは、吸気管圧力の勾配を表わし、
ｆｖｏｌｓａｕｇは、次式（３）により計算される。
Figure 2005121018
 here,
Δps / Δt represents the gradient of the intake pipe pressure,
fvolsaug is calculated by the following equation (3).

Figure 2005121018
ここで、
Ｖｓａｕｇは、吸気管容積であり、および
ρＬｕｆｔ ｎｏｒｍは、１０１３ミリバールおよび０℃に標準化された空気密度であり、
ｆｔｓａｕｇは、吸気管内温度を表わし且つ次式（４）により計算される係数である。
Figure 2005121018
 here,
Vsaug is the intake pipe volume, and ρ Luft norm is the air density normalized to 1013 mbar and 0 ° C.
ftsaug is a coefficient representing the intake pipe temperature and calculated by the following equation (4).

Figure 2005121018
ここで、
ｔｓａｕｇは、吸気管内温度を表わし、
ＫＬＡＦ（ｐｓ／ｐｕ）は、吸気管内圧力ｐｓと絞り弁上流側の吸気通路内圧力ｐｕとの間の特性曲線による結果を表わし、
ｆｔｖｄｋは、絞り弁手前の温度ｔｖｄｋを考慮し且つ次式（５）により計算された係数を表わす。
Figure 2005121018
 here,
tsaug represents the intake pipe temperature,
KLAF (ps / pu) represents a result of a characteristic curve between the intake pipe pressure ps and the intake passage pressure pu upstream of the throttle valve,
ftvdk represents a coefficient calculated by the following equation (5) in consideration of the temperature tvdk before the throttle valve.

Figure 2005121018
ここで、
ｆｐｖｄｋは、絞り弁手前の圧力ｐｖｄｋを考慮し、且つ次式（６）により計算された係数を表わす。
Figure 2005121018
 here,
fpvdk represents a coefficient calculated by the following equation (6) in consideration of the pressure pvdk before the throttle valve.

Figure 2005121018
方法ステップＳ６において、式（１）により計算された絞り弁位置に対する第２の値が中間記憶され、これにより、この値は内燃機関１０の後の作業サイクルにおける評価にも利用可能である。方法ステップＳ７において、さらに内燃機関ないしシリンダの先行作業サイクル前の絞り弁位置を表わす前の２つの値が供給される。この場合、作業サイクルはそれぞれ、相前後して行われる２つの点火時点ＴＺの間の時間を表わす。
Figure 2005121018
 In method step S6, a second value for the throttle valve position calculated according to equation (1) is intermediately stored, so that this value is also available for evaluation in the subsequent work cycle of the internal combustion engine 10. In method step S7, the previous two values representing the throttle valve position before the preceding working cycle of the internal combustion engine or cylinder are further supplied. In this case, each work cycle represents the time between two ignition timings TZ that occur one after the other.

次に、方法ステップＳ８において、後の時点ＴＯＥに吸気弁が今開かれたことが特定されたとき、このことは、オプションとして、吸気管内圧力経過を、圧力センサ装置２２を介して新たに２回走査することを開始させ（方法ステップＳ９）、これにより、このようにして得られた２つの走査値から、内燃機関の実際回転速度を考慮して、絞り弁位置に対する第３の値を考慮することができる。この場合、絞り弁位置の計算は、方法ステップＳ６に関して上で示されたように、再び式（１）−（６）を用いて行われる。しかしながら、今回は、特に内燃機関の回転速度ｎｍｏｔの関数である吸込み空気質量がさらに考慮される。   Next, when it is determined in method step S8 that the intake valve has now been opened at a later point in time TOE, this optionally means that the intake pipe pressure profile is newly measured via the pressure sensor device 22. (Step S9), so that the second value for the throttle valve position is taken into account from the two scan values obtained in this way, taking into account the actual rotational speed of the internal combustion engine. can do. In this case, the calculation of the throttle valve position is again performed using equations (1)-(6), as indicated above for method step S6. However, this time, in particular, the intake air mass, which is a function of the rotational speed nmot of the internal combustion engine, is further taken into account.

吸気管圧力の負の勾配から計算された、絞り弁位置に対するこの第３の値もまた、それに続いて方法ステップＳ１１において記憶され、これにより内燃機関の次の作業サイクルにおいて噴射計算に利用可能である。   This third value for the throttle valve position, calculated from the negative slope of the intake pipe pressure, is also subsequently stored in method step S11 and is thus available for injection calculation in the next work cycle of the internal combustion engine. is there.

それに続いて、方法ステップＳ１２において、以上計算され且つ中間記憶された変数により、次の「吸気閉鎖」時点ＴＳ′における吸気管圧力に対する値が予測される。このために、方法ステップＳ１により上記のように決定された、時点ＴＳにおける吸気管内圧力の絶対値が、今後の予測時点ＴＳ′における吸気管内圧力に対する基準値として使用される。しかしながら、この基準値はなお比較的不正確であり、またそれに続いて、絞り弁位置に対して利用可能な第２および／または第３の前の値および実際値を用いて補正され、ないしは実際に測定且つ評価された吸気管圧力線図に適合される。この吸気管圧力の予測は、さらに、方法ステップＳ４において計算され且つ選択された正の吸気管圧力勾配を考慮して行われる。方法ステップＳ１２の結果として、各々の場合に、以後の時点ＴＳ′における吸気管圧力に対する予測値が得られ、この予測値は正確且つ確実であるので、それは、方法ステップＳ１３において行われる、次の時点ＴＳ′に対するフレッシュ・エア充填量の予測のための入力変数として使用可能であり且つ使用される。   Subsequently, in method step S12, the value calculated for the intake pipe pressure at the next “intake closing” time point TS ′ is predicted by means of the variables calculated above and stored in an intermediate manner. For this purpose, the absolute value of the intake pipe pressure at the time point TS determined as described above by the method step S1 is used as a reference value for the intake pipe pressure at the future predicted time point TS ′. However, this reference value is still relatively inaccurate and is subsequently corrected using the second and / or third previous and actual values available for the throttle position, or actually To the intake pipe pressure diagram measured and evaluated. This intake pipe pressure prediction is further performed taking into account the positive intake pipe pressure gradient calculated and selected in method step S4. As a result of the method step S12, in each case, a predicted value for the intake pipe pressure at a subsequent time point TS ′ is obtained, and since this predicted value is accurate and reliable, it is performed in the method step S13 as follows: It can be used and used as an input variable for the prediction of fresh air charge for the instant TS ′.

方法ステップＳ１３において、方法ステップＳ１２において予測された吸気管圧力の評価によってのみならず、圧力から充填量への換算係数を考慮し、並びに内部残留ガス充填量を考慮して、フレッシュ・エア充填量の予測が行われる。この場合、内部「残留ガス」は、一方の、それぞれのシリンダの上死点容積内に残っている残留ガス成分に、排気系からシリンダ燃焼室内への残留ガスの逆流を加えたものを意味し、両方とも最後に行われた燃焼から発生したものである。この全残留ガス充填量は、時点ＴＯＥ（吸気開放）における吸気管圧力および周囲圧力ｐｕを使用することにより計算される。内部残留ガスと同様に、外部残留ガス（例えば、ＡＧＲ（排気ガス再循環）弁を介して供給される）もまた考慮されなければならない。時点ＴＯＥにおける吸気管圧力の測定は、図２の方法ステップＳ１４において行われる。この吸気管圧力並びに周囲圧力に基づく残留ガス充填量の計算は方法ステップＳ１５において行われる。   In method step S13, the fresh air charge amount is determined not only by the evaluation of the intake pipe pressure predicted in method step S12, but also by taking into account the conversion factor from pressure to filling amount and taking into account the internal residual gas filling amount. Predictions are made. In this case, the internal “residual gas” means the residual gas component remaining in the top dead center volume of each cylinder plus the backflow of the residual gas from the exhaust system into the cylinder combustion chamber. Both are from the last combustion. This total residual gas charge is calculated by using the intake pipe pressure and the ambient pressure pu at the time point TOE (intake opening). Similar to internal residual gas, external residual gas (for example, supplied via an AGR (exhaust gas recirculation) valve) must also be considered. The measurement of the intake pipe pressure at the time point TOE is performed in method step S14 of FIG. The calculation of the residual gas filling amount based on the intake pipe pressure and the ambient pressure is performed in method step S15.

最後に、方法ステップＳ１６において、方法ステップＳ１３において予測されたフレッシュ・エア充填量を考慮して最適燃料噴射量が計算される。計算噴射量および使用されたそれぞれの噴射弁タイプに応じて、噴射に必要な噴射時間が計算される。典型的には、噴射に対して、所定の固定終端時点ＴＥＥにおける固定噴射時間が予め設定されている。これが図３ｃにおいて破線の垂線により表わされている。   Finally, in method step S16, the optimum fuel injection amount is calculated taking into account the fresh air charge amount predicted in method step S13. Depending on the calculated injection quantity and the respective injection valve type used, the injection time required for injection is calculated. Typically, a fixed injection time at a predetermined fixed end point TEE is preset for the injection. This is represented in FIG. 3c by the dashed vertical line.

ここで、方法ステップＳ１６により新たに計算された実際の必要噴射量が元の設定噴射量から偏差を有している場合、元の設定噴射量は補正されなければならない。そのために種々の方法が利用可能であるが、その有効な利用は、方法ステップＳ１６による補正燃料噴射量に関する情報がいつ利用可能であるかにかかっている。この情報が、元の計画噴射量で噴射が開始される前に予め利用可能である場合、元の計画噴射時間の延長ないし短縮によりこの補正を行うことができる。しかしながら、きわめて早い時点において、吸気管圧力の予測が負の吸気管圧力勾配から計算された絞り弁位置に対する第３の値を考慮することなく行われるときにのみ、この情報は利用可能である。特に、元の計画燃料量に対して増加が必要なとき、図３ｃに示されているように、元の噴射の開始を早めることにより補正を行うことができる。図３ｃにおいて、状態１は開かれた噴射弁１７を表わし、状態０は閉じられた噴射弁１７を表わす。   Here, when the actual required injection amount newly calculated by the method step S16 has a deviation from the original set injection amount, the original set injection amount must be corrected. Various methods can be used for this purpose, but the effective use depends on when the information on the corrected fuel injection amount in method step S16 is available. If this information is available in advance before the injection is started at the original planned injection amount, this correction can be made by extending or shortening the original planned injection time. However, this information is only available when the intake pipe pressure prediction is made at a very early time without taking into account the third value for the throttle position calculated from the negative intake pipe pressure gradient. In particular, when an increase with respect to the original planned fuel amount is required, correction can be performed by accelerating the start of the original injection, as shown in FIG. 3c. In FIG. 3c, state 1 represents the opened injector 17 and state 0 represents the closed injector 17.

図４ａは、吸気管圧力ｐｓの可能な時間線図に対する第２の例を示す。図３ａに示されている吸気管圧力線図とは異なり、図４ａに示されている圧力線図は、きわめて緩やかに定常値、即ち周囲圧力に上昇する。これは、図４ｂから明らかなように、絞り弁位置の変化がさらに遅れたことによるものである。図４ａおよび図４ｂに示されている、「吸気閉鎖」時点ＴＳに対して遅れた吸気管圧力変化および絞り弁位置変化は、その結果として、吸気管圧力およびフレッシュ・エア充填量の予測もまた、比較的遅れた時点においてはじめて行われることになる。それに対応して遅れてはじめて、方法ステップＳ１６において、補正されるべき噴射量に関する情報が利用可能となる。この時点が、時点ＴＥＥ後、即ち主噴射の終端後にはじめて存在するとき、主噴射はもはや変化可能ではない。主噴射の間にそれまで噴射された燃料量が少なすぎるときには、図４ｃからわかるように、時点ＴＺの直前に、後噴射を行うことが可能である。このとき、主噴射の間に吹き込まれた燃料量を低減させることはもはや可能ではない。   FIG. 4a shows a second example for a possible time diagram of the intake pipe pressure ps. Unlike the intake pipe pressure diagram shown in FIG. 3a, the pressure diagram shown in FIG. 4a rises very slowly to a steady value, ie ambient pressure. This is because the change in the throttle valve position is further delayed, as is apparent from FIG. 4b. 4a and 4b, the intake pipe pressure change and throttle valve position change delayed with respect to the "intake closure" time point TS results in the prediction of the intake pipe pressure and the fresh air charge amount as well. It is performed for the first time at a relatively late time. Only after a corresponding delay is information about the injection quantity to be corrected available in method step S16. When this point exists for the first time after the point TEE, ie after the end of the main injection, the main injection is no longer changeable. If the amount of fuel injected so far during the main injection is too small, as can be seen from FIG. 4c, it is possible to perform the post-injection just before the time TZ. At this time, it is no longer possible to reduce the amount of fuel injected during the main injection.

本発明による方法はコンピュータ・プログラムの形で実行されることが好ましい。コンピュータ・プログラムは、このとき場合により、コンピュータが読取り可能なデータ媒体上に、内燃機関制御用の他のコンピュータ・プログラムと共に記憶されていてもよい。データ媒体は、フロッピーディスク、コンパクトディスク、フラッシュ・メモリ等であってもよい。データ媒体上に記憶されているコンピュータ・プログラムは、このとき、製品として顧客に販売可能である。しかしながら、コンピュータ・プログラムは、データ媒体の補助がなくても電子通信ネットワーク、例えばインターネットを介して顧客に伝送且つ販売可能である。   The method according to the invention is preferably carried out in the form of a computer program. The computer program may then optionally be stored on a computer readable data medium together with other computer programs for controlling the internal combustion engine. The data medium may be a floppy disk, a compact disk, a flash memory, or the like. The computer program stored on the data medium can then be sold as a product to the customer. However, the computer program can be transmitted and sold to customers via an electronic communication network, such as the Internet, without the assistance of a data medium.

接続された制御装置を有する内燃機関の略図である。1 is a schematic illustration of an internal combustion engine having a connected control device. 本発明による方法の流れ図である。4 is a flowchart of a method according to the present invention. 図３ａは内燃機関吸気管圧力の測定時間線図に対する第１の例であり、図３ｂは図３ａの線図に付属の絞り弁位置線図であり、図３ｃは吸気管圧力線図の第１の例に付属の燃料噴射線図である。FIG. 3a is a first example of a measurement time diagram of the intake pipe pressure of the internal combustion engine, FIG. 3b is a throttle valve position diagram attached to the diagram of FIG. 3a, and FIG. 3c is a first diagram of the intake pipe pressure diagram. It is a fuel-injection diagram attached to the example of 1. FIG. 図４ａは吸気管圧力の時間線図に対する第２の例であり、図４ｂは吸気管圧力線図に対する第２の例に付属の絞り弁位置の第２の時間線図であり、図４ｃは第２の実施例に付属の後噴射線図である。FIG. 4a is a second example for the time diagram of the intake pipe pressure, FIG. 4b is a second time diagram of the throttle valve position attached to the second example for the intake pipe pressure diagram, and FIG. It is a post injection line attached to the 2nd example.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 内燃機関
１２ 吸気管
１４ 絞り弁
１６ クランク軸
１７ 噴射弁
１８ 吸気弁
１９ 点火プラグ
２０ 制御装置
２２ 圧力センサ装置
２４ クランク軸伝送器
２６ 評価装置
Ｅ 燃料噴射
ＫＷ クランク軸角度
ｎｍｏｔ 内燃機関の回転速度
ｐｓ 吸気管圧力
ｔ 時間
ＴＥＥ 燃料噴射終端時点
ＴＯＥ 吸気開放時点
ＴＳ 吸気閉鎖時点
ＴＳ′ 次の吸気閉鎖時点
ＴＺ 点火時点
ｗｄｋ 絞り弁位置（絞り弁角度）
ｗｄｋ＿ａｋｔ２ 絞り弁位置に対する第２の実際値
ｗｄｋ＿ｏｌｄ２ 絞り弁位置に対する第２の前の値
ｗｄｋ＿ａｋｔ３ 絞り弁位置に対する第３の実際値
ｗｄｋ＿ｏｌｄ３ 絞り弁位置に対する第３の前の値 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Intake pipe 14 Throttle valve 16 Crankshaft 17 Injection valve 18 Intake valve 19 Spark plug 20 Control device 22 Pressure sensor device 24 Crankshaft transmitter 26 Evaluation device E Fuel injection KW Crankshaft angle nmot Rotational speed of internal combustion engine ps Intake pipe pressure t Time TEE Fuel injection end point TOE Intake release point TS Intake closing point TS 'Next intake closing point TZ ignition point wdk Throttle valve position (throttle valve angle)
wdk_akt2 second actual value for throttle valve position wdk_old2 second previous value for throttle valve position wdk_akt3 third actual value for throttle valve position wdk_old3 third previous value for throttle valve position

Claims (16)

少なくとも１つの吸気弁（１８）を有する少なくとも１つのシリンダと、絞り弁（１４）を有する、前記シリンダに付属の吸気管（１２）とを備えた内燃機関（１０）の運転方法であって、
前記シリンダの吸気弁（１８）が最後に閉じられた少なくとも基準時点（ＴＳ）以降の吸気管圧力の時間線図を決定するステップと、
基準時点（ＴＳ）後の少なくとも１つの時点において、吸気管圧力の時間線図から吸気管圧力勾配を決定するステップと、
好ましくは前記勾配の形成時点において、吸気管（１２）内の絞り弁（１４）の位置を決定するステップと、
を含む内燃機関（１０）の運転方法において、
前記吸気管圧力勾配の評価により、絞り弁（１４）の位置の決定が行われること（Ｓ６、Ｓ１０）、
を特徴とする内燃機関の運転方法。 A method of operating an internal combustion engine (10) comprising at least one cylinder having at least one intake valve (18) and an intake pipe (12) attached to the cylinder having a throttle valve (14),
Determining a time diagram of intake pipe pressure after at least a reference time (TS) when the intake valve (18) of the cylinder was last closed;
Determining an intake pipe pressure gradient from an intake pipe pressure time diagram at at least one time point after a reference time point (TS);
Preferably determining the position of the throttle valve (14) in the intake pipe (12) at the time of formation of the gradient;
In the operation method of the internal combustion engine (10) including:
The position of the throttle valve (14) is determined by evaluating the intake pipe pressure gradient (S6, S10),
An operating method of an internal combustion engine characterized by the above. 基準時点（ＴＳ）における絞り弁の位置に対する第１の値を、基準時点における少なくとも吸気管圧力および内燃機関の回転速度のそれぞれを評価することにより計算する追加のステップ（Ｓ２）を特徴とする請求項１に記載の運転方法。   An additional step (S2) characterized in that the first value for the throttle valve position at the reference time (TS) is calculated by evaluating at least each of the intake pipe pressure and the rotational speed of the internal combustion engine at the reference time. Item 2. The driving method according to Item 1. 吸気管（１２）に最大２つのシリンダが付属されている内燃機関（１０）において、絞り弁（１４）の位置に対する第２の値が、基準時点（ＴＳ）後の少なくとも１つの時点における吸気管圧力の正の勾配の評価により決定されること（Ｓ６）を特徴とする請求項１または２に記載の運転方法。   In the internal combustion engine (10) in which up to two cylinders are attached to the intake pipe (12), the second value for the position of the throttle valve (14) is an intake pipe at at least one time point after the reference time point (TS). The operation method according to claim 1 or 2, wherein the operation method is determined by evaluating a positive pressure gradient (S6). 吸気管（１２）に最大２つのシリンダが付属されている内燃機関（１０）において、絞り弁（１４）の位置に対する第３の値が、基準時点（ＴＳ）後の少なくとも１つの時点における吸気管圧力の負の勾配および内燃機関の回転速度の評価により決定されること（Ｓ１０）を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の運転方法。   In the internal combustion engine (10) in which up to two cylinders are attached to the intake pipe (12), the third value for the position of the throttle valve (14) is an intake pipe at at least one time point after the reference time point (TS). 4. The operating method according to claim 1, wherein the operating method is determined by evaluating the negative pressure gradient and the rotational speed of the internal combustion engine (S10). 今後の予測時点、好ましくは前記シリンダの吸気弁（１８）が次に閉じる時点における吸気管圧力に対する値を予測するために、
予測されるべき吸気管圧力に対する基準値を、基準時点（ＴＳ）における吸気管圧力の値の形で決定するステップと、
前に決定された、前記絞り弁の位置に対する第１、第２および／または第３の値と、前記絞り弁の位置が決定された時点における吸気管圧力の勾配に対する値とを考慮して、前記基準値の補正により、予測の吸気管圧力値を決定するステップと、
を特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の運転方法。 In order to predict a value for the intake pipe pressure at a future prediction time, preferably when the intake valve (18) of the cylinder is next closed,
Determining a reference value for the intake pipe pressure to be predicted in the form of the value of the intake pipe pressure at a reference time (TS);
Considering the previously determined first, second and / or third values for the throttle position and the value for the gradient of the intake pipe pressure at the time the throttle position is determined, Determining a predicted intake pipe pressure value by correcting the reference value;
The driving method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that: 前記予測の吸気管圧力値のための基準値の補正が、前記絞り弁の位置の検出された変化に基づいて行われ、この場合、
前記絞り弁位置に対する、前記第２の値と前の第２の値との比較により、および／または前記絞り弁位置に対する、前記第３の値と前の第３の値との比較により、前記変化が検出されること、および
前記前の値がそれぞれ、基準時点（ＴＳ）の前の、内燃機関（１０）のシリンダの先行作業サイクルから得られる（Ｓ７、Ｓ１１）こと、
を特徴とする請求項５に記載の運転方法。 Correction of the reference value for the predicted intake pipe pressure value is performed based on the detected change in the position of the throttle valve,
By comparing the second value with the previous second value for the throttle valve position and / or by comparing the third value with the previous third value for the throttle valve position. That a change is detected, and that said previous values are each obtained from a preceding work cycle of a cylinder of the internal combustion engine (10) before a reference time point (TS) (S7, S11);
The operation method according to claim 5. 吸気管（１２）に最大２つのシリンダが付属されている内燃機関（１０）において、吸気弁（１８）が閉じられているときの吸気管圧力の正の勾配が、少なくとも所定の時間、少なくともほぼ０に等しいとき、測定された吸気管圧力が周囲圧力と解釈されること（Ｓ５）を特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の運転方法。   In an internal combustion engine (10) with a maximum of two cylinders attached to the intake pipe (12), the positive gradient of the intake pipe pressure when the intake valve (18) is closed is at least approximately at least for a predetermined time. 7. The operating method according to claim 1, wherein when the pressure is equal to 0, the measured intake pipe pressure is interpreted as an ambient pressure (S5). 吸気弁（１８）が開かれた瞬間の時点（ＴＯＥ）において、吸気管圧力を測定するステップ（Ｓ１４）と、
少なくとも、吸気弁（１８）が開かれた瞬間の時点（ＴＯＥ）における吸気管圧力および周囲圧力に基づいて、前記シリンダの燃焼室内の先行する燃焼からの残留ガス充填量を計算するステップ（Ｓ１５）と、
を特徴とする請求項７に記載の運転方法。 Measuring the intake pipe pressure at the moment (TOE) of the moment when the intake valve (18) is opened;
A step of calculating a residual gas filling amount from preceding combustion in the combustion chamber of the cylinder based on at least the intake pipe pressure and the ambient pressure at the moment (TOE) when the intake valve (18) is opened (S15). When,
The operation method according to claim 7. 少なくとも、前記予測の吸気管圧力および計算された残留ガス充填量を考慮して、前記予測時点に対する予測のフレッシュ・ガス充填量を計算するステップ（Ｓ１３）を特徴とする請求項８に記載の運転方法。   9. The operation according to claim 8, further comprising a step (S13) of calculating a predicted fresh gas filling amount relative to the prediction time point in consideration of at least the predicted intake pipe pressure and the calculated residual gas filling amount. Method. 予測時点後の内燃機関の次の作業サイクルに対して必要な目標噴射量を、前記予測のフレッシュ・ガス充填量に基づいて計算するステップ（Ｓ１６）を特徴とする請求項９に記載の運転方法。   The operation method according to claim 9, further comprising a step (S16) of calculating a target injection amount necessary for a next work cycle of the internal combustion engine after the prediction time point based on the predicted fresh gas filling amount (S16). . 最終的に前記目標噴射量が前記シリンダ内に噴射されるように、予測時点前に既に開始または計画された噴射を、噴射時間の延長または短縮により、または後噴射の実行により補正するステップを特徴とする請求項１０に記載の運転方法。   Correcting the injection already started or planned before the prediction time point by extending or shortening the injection time or by performing post-injection so that the target injection amount is finally injected into the cylinder The driving method according to claim 10. 請求項１ないし１１のいずれかに記載の運転方法を実行するために、プログラム・コードが形成されていることを特徴とする、内燃機関（１０）を制御するための制御装置（２０）用のプログラム・コードを有するコンピュータ・プログラム。   A control device (20) for controlling an internal combustion engine (10), characterized in that a program code is formed in order to carry out the operating method according to any of claims 1 to 11. A computer program having a program code. 請求項１２に記載のコンピュータ・プログラムを特徴とするデータ媒体。   A data medium comprising the computer program according to claim 12. 吸気弁（１８）を有する少なくとも１つのシリンダと、絞り弁（１４）を有する、前記シリンダに付属の吸気管（１２）とを備えた内燃機関（１０）の制御装置（２０）であって、
前記シリンダの吸気弁（１８）が最後に閉じられた少なくとも基準時点（ＴＳ）以降の吸気管圧力の時間線図を決定するための圧力センサ装置（２２）と、
基準時点（ＴＳ）後の少なくとも１つの時点において、前記吸気管圧力の時間線図から吸気管圧力の勾配を決定し、且つ好ましくは前記勾配の形成時点において、吸気管（１２）内の絞り弁（１４）の位置を決定するための評価装置（２６）と、
を含む、内燃機関（１０）の制御装置（２０）において、
評価装置（２６）が、前記吸気管圧力の勾配の評価により絞り弁（１４）の位置を計算するように形成されたこと、
を特徴とする内燃機関の制御装置。 A control device (20) for an internal combustion engine (10) comprising at least one cylinder having an intake valve (18) and an intake pipe (12) attached to the cylinder having a throttle valve (14),
A pressure sensor device (22) for determining a time diagram of intake pipe pressure after at least a reference time (TS) when the intake valve (18) of the cylinder was last closed;
At least one time point after a reference time point (TS), a gradient of the intake pipe pressure is determined from the time diagram of the intake pipe pressure, and preferably at the time of formation of the gradient, a throttle valve in the intake pipe (12) An evaluation device (26) for determining the position of (14);
In the control device (20) of the internal combustion engine (10), including:
The evaluation device (26) is configured to calculate the position of the throttle valve (14) by evaluating the gradient of the intake pipe pressure;
An internal combustion engine control device. 内燃機関（１０）の実際のクランク角度および回転速度をそれぞれ測定するためのクランク軸伝送器（２４）と、
請求項２−１１のいずれかに記載の運転方法を実行するための評価装置（２６）と、
を備えたことを特徴とする請求項１４に記載の制御装置。 A crankshaft transmitter (24) for measuring the actual crank angle and rotational speed of the internal combustion engine (10), respectively;
An evaluation device (26) for executing the driving method according to any of claims 2-11;
The control apparatus according to claim 14, further comprising: 請求項１４または１５の制御装置（２０）を特徴とする、吸気弁（１８）と、絞り弁（１４）をもつ吸気管（１２）とが付属されている少なくとも１つのシリンダを備えた内燃機関（１０）。   16. An internal combustion engine comprising at least one cylinder fitted with an intake valve (18) and an intake pipe (12) with a throttle valve (14), characterized by a control device (20) according to claim 14 or 15 (10).
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