JPH0626383A - 内燃機関の制御システム - Google Patents

内燃機関の制御システム

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JPH0626383A
JPH0626383A JP5094745A JP9474593A JPH0626383A JP H0626383 A JPH0626383 A JP H0626383A JP 5094745 A JP5094745 A JP 5094745A JP 9474593 A JP9474593 A JP 9474593A JP H0626383 A JPH0626383 A JP H0626383A
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internal combustion
combustion engine
gas recirculation
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Manfred Birk
ビルク マンフレート
Christoph Kern
ケルン クリストフ
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関に吸入される空気量をできる限り正
確に定めることのできる排気ガス再循環装置と過給機を
搭載した内燃機関の制御システムを提供する。 【構成】 内燃機関、特にターボチャージャと排気ガス
再循環手段を搭載した自己着火式の内燃機関において、
回転数（Ｎ）、噴射すべき燃料量（ＱＫ）、排気ガス再
循環信号（ＡＲＦＲ）および圧縮機のパワー（ＬＶ）と
タービンのパワー（ＬＴ）との比較に基づいて空気量信
号（ＭＬ）を形成する手段（３３０）が設けられる。こ
れにより内燃機関に吸入される空気量が正確にシミュレ
ーションされるので、実際に空気量センサを使用するこ
となく、排気ガス再循環装置と過給機を搭載した内燃機
関でも吸入空気量を求めることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関、特にターボチ
ャージャと排気ガス再循環手段とを備えた自己着火式内
燃機関の制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のシステムはＤＥ−ＯＳ３９２５
８７７から知られている。同公報には、過給圧ないしは
吸入空気量が直接センサを用いてではなく、センサとは
独立したシミュレーションによって算出されるディーゼ
ル式内燃機関の制御システムが記載されている。このシ
ミュレーションにより回転数と噴射すべき燃料量に従っ
て吸入空気量が設定される。
【０００３】さらに未公開のＤＥ−ＯＳ４２０７５４か
らも同様に内燃機関、特に自己着火式内燃機関の制御シ
ステムが知られている。同文献に記載されたシステムに
おいては空気量の実際値を計算するために、燃料量、回
転数および排気ガス再循環率に基づいたシミュレーショ
ンが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、吸入
空気量をできる限り正確に定めることのできる内燃機関
の制御システムを提供することである。このシステム
は、排気ガス再循環装置と過給機を搭載した内燃機関に
も使用できるものでなければならない。安価なシステム
を得るためには、使用するセンサをできるだけ少なくす
ることが必要である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明によれば、回転数、噴射すべき燃料量、排
気ガス再循環信号並びに圧縮機のパワーとタービンのパ
ワーとの比較に基づいて、空気量信号を形成する手段が
設けられる構成を採用した。
【０００６】
【作用】本発明による装置は従来技術に比較して、少な
い数のセンサで動的な運転状態において内燃機関をかな
り正確に制御することが可能になる。燃料量の制御にも
必要とされるセンサのみが使用される。本発明の効果的
かつ好ましい実施例が従属請求項に記載されている。
【０００７】
【実施例】以下、図面に示す実施例を用いて本発明を詳
細に説明する。
【０００８】図１は内燃機関の制御システムを概略的に
示している。本実施例では、内燃機関はディーゼル式内
燃機関である。ディーゼル式内燃機関において、本発明
システムにより排ガス特性が著しく改良される。しかし
本発明は他のタイプの内燃機関にも使用することができ
る。
【０００９】内燃機関１００には新気管１０５を介して
新気が供給される。排ガスは排ガス管を介して導かれ
る。排ガスはタービン１１５を介して排気管１２０に達
する。排気管１２０にはラムダセンサ１２５が配置され
ている。
【００１０】タービン１１５は過給機軸１３２を介して
圧縮機１３０と接続されており、圧縮機により吸気管１
３５を通過する空気が新気管１０５に供給される。排気
ガス再循環弁１３８を介して排ガス管１１０と新気管１
０５が接続される。
【００１１】さらに電子制御装置１４０が設けられてい
る。この制御装置は特に燃料量制御装置１４２と排気ガ
ス再循環制御装置１４４を有する。燃料量制御装置１４
２により噴射ポンプ１４５に信号が供給され、噴射ポン
プはこれらの信号に従って内燃機関に所定の燃料量を計
量する。排気ガス再循環制御装置１４４は電空変換器１
５０と接続されている。この電空変換器により排気ガス
再循環弁１３８が駆動される。
【００１２】ラムダセンサ１２５により信号が燃料量制
御装置１４２と排気ガス再循環制御装置１４４に供給さ
れる。電子制御装置１４０はさらに種々のセンサ１５５
および１６０と接続されている。
【００１３】この装置は次のように動作する。圧縮機１
３０は吸気管１３５を介して流入する空気を圧縮し、圧
縮された空気は次に新気管１０５を介して内燃機関１０
０へ達する。内燃機関１００から出た排ガスは排ガス管
１１０を介してタービン１１５に達し、そこから排気管
１２０へ達する。タービン１１５は過給機軸１３２を介
して圧縮機１３０を駆動する。内燃機関へ供給される空
気の組成が排気ガス再循環弁１３８を介して調節され
る。そのために排気ガス再循環制御装置１４４は所定の
パルスデューティー比ＴＶを有する信号を電空変換器１
５０へ出力する。パルスデューティー比が大きい場合に
は、排気ガス再循環弁１３８が開放し、排気ガス再循環
率が大きくなる。同様にしてパルスデューティー比が小
さい場合には排気ガス再循環率が小さくなる。
【００１４】噴射ポンプ１４５は燃焼に必要な燃料量を
内燃機関１００に供給する。噴射弁１４５の駆動信号と
電空変換器１５０のパルスデューティー比ＴＶは電子制
御装置１４０によって設定される。そのために電子制御
装置１４０は種々の信号を処理する。それはまず、回転
数センサ１５５の回転数信号とセンサ１６０によりアク
セルペダルの位置として検出される負荷信号である。さ
らにラムダセンサ１２５の出力信号が燃料量制御装置１
４２と排気ガス再循環制御装置１４４に達する。好まし
くはラムダセンサ１２５は、排ガスの酸素濃度に比例す
る出力信号を出力するように構成される。
【００１５】図２には燃料量制御装置１４２の詳細が図
示されている。この燃料量制御装置１４２は最小値選択
装置２００を有し、最小値選択装置には所望の燃料量に
関する信号ＱＫＷと最大許容燃料量の信号ＱＫＧが供給
される。噴射弁１４５には最小値選択装置２００の出力
信号が供給される。ラムダセンサ１２５の出力信号は結
合点２０５に達し、結合点の第２の入力には目標値設定
器２１０の出力信号が印加される。目標値設定器２１０
には回転数センサ１５５と他のセンサ２１２の出力信号
が印加される。
【００１６】結合点２０５の出力信号は閉ループ制御器
２１５へ達し、この制御器の出力信号は結合点２２０を
介して最小値選択装置２００へ導かれる。結合点２２０
の第２の入力にはスモーク特性値マップ２５０の出力信
号が供給される。スモーク特性値マップ２５０には回転
数センサ１５５の出力信号と吸入された空気質量ＭＬに
関する信号が供給される。
【００１７】本図においては重要な素子しか記載されて
いない。詳細な構成はＤＥ−ＯＳ３９２５８７７に記載
されている。すなわち特に他のセンサ信号を処理するこ
とができる。さらに、他のブロック、例えばアイドル制
御を実施するブロックを設けることも可能である。簡略
化するために、本発明の理解に寄与しないこれらの装置
は省かれている。
【００１８】この装置は次のように動作する。アクセル
ペダル１６０の位置に基づいて燃料量所望信号ＱＫＷが
設定される。この信号は運転者によって所望される負荷
の要求に対応する。この信号は最小値選択装置２００に
おいて最大許容燃料量ＱＫＧと比較される。噴射ポンプ
１４５にはこれら２つの信号の小さい方が供給される。
それによって運転者によって所望される燃料量が最大許
容値に制限される。
【００１９】最大許容される燃料量ＱＫＧは次のように
設定される。制御器２１５は、ラムダセンサ１２５によ
って検出された実際のラムダ値と目標値設定器２１０に
よって設定された目標値との偏差に基づいて最大許容さ
れる噴射すべき燃料量を計算する。従って制御器２１５
の出力信号は噴射すべき燃料量を制限する。排ガス通過
時間はかなり大きいので、このシステムには運転状態の
突然の変化には十分迅速に反応できないという欠点があ
る。その結果、内燃機関の動特性が著しく悪化し、ある
いは所定の運転状態における排ガス放出が許容できない
ほど高くなる恐れがある。これらの欠点は特に加速時に
発生する。
【００２０】これらの欠点を補償するために、予め設定
された制御値による制御が行なわれる。この制御装置は
本質的にはスモーク特性値マップ２５０から形成され
る。このスモーク特性値マップには最大許容燃料量が回
転数と空気量信号ＭＬに従って格納されている。この空
気量信号ＭＬは内燃機関へ供給される空気質量を示す。
この値を用いて結合点２２０において制御器２１５の出
力信号が補正される。運転状態が突然変化した場合に
は、スモーク特性値マップ２５０は極めて迅速に反応す
る。スモーク特性値マップ２５０は最大許容燃料量を大
まかに調節する。制御器２１５はわずかな不正確さのみ
を補償する。この種のシステムの機能はＤＥ−ＯＳ３９
２５８７７に詳細に記載されている。
【００２１】通常この種のシステムにおいては空気量Ｍ
Ｌを直接検出するセンサが使用される。しかしこの値を
シミュレーションによって設定することも可能である。
排気ガス再循環装置を搭載した内燃機関においては、空
気量信号ＭＬは直ちにシミュレーションできるわけでは
ない。本発明装置は、排気ガス再循環装置を搭載した内
燃機関においてこの空気量信号のシミュレーション装置
がどのように構成されるかという１つの可能性を示して
いる。
【００２２】図３にはこのような空気量信号のシミュレ
ーション装置が図示されている。このシミュレーション
はターボチャージャに関するモデルを示している。
【００２３】結合点３０５の出力信号が積分器３００に
供給される。積分器の出力信号はブロック３１０を介し
て過給圧計算装置３２０へ供給される。過給圧計算装置
３２０の出力信号は第１の空気量計算装置３３０、特性
値マップ３５０および第１のパワー（出力）計算装置３
４０へ供給される。パワー計算装置３４０は第１の空気
量計算装置３３０の出力信号ＭＬに基づいて信号ＬＶを
結合点２０５へ出力する。空気量計算装置３３０の出力
信号は空気量信号ＭＬとして例えば図２のスモーク特性
値マップ２５０へ供給される。第１の空気量計算装置３
３０はさらに回転数センサ１５並びに、排気ガス再循環
信号ＡＲＦＲを処理する排気ガス再循環率計算装置３９
０と接続されている。このような信号は例えば排気ガス
再循環制御装置１４４から供給される。
【００２４】さらに、シミュレーションされた排ガス温
度信号Ｔ３が第１の空気量計算装置３３０へ供給され
る。この排ガス温度信号はほぼ排ガス管１１０内の排ガ
ス温度に相当する。排ガス圧力Ｐ３の特性値マップ３５
０はさらに回転数センサ１５５と接続されている。この
特性値マップ３５０の出力信号は第２の空気量計算装置
３７０と第２のパワー計算装置３８０へ供給される。特
性値マップ３５０にはさらに噴射すべき燃料量ＱＫと排
気ガス再循環率に関する信号が入力される。これらの信
号は特に燃料量制御装置１４２と排気ガス再循環制御装
置１４４から得られる。
【００２５】排ガス温度計算装置３６０は吸入された燃
料量ＱＫに基づいて排ガス温度Ｔ３を定める。排ガス温
度は第１の空気量計算装置３３０、第２の空気量計算装
置３７０および第２のパワー計算装置３８０へ導かれ
る。第２の空気量計算装置も同様に第２のパワー計算装
置３８０と接続されている。第２のパワー計算装置３８
０は結合点３０５の第２の入力に信号を供給する。
【００２６】この装置は以下のように動作する。積分器
３００は過給機軸のモデルを表す。圧縮機パワーＬＶと
タービンパワーＬＴの差を積分することによって、過給
機軸１３２の回転数ＮＬの平方が形成される。ブロック
３１０において過給機軸１３２の回転数ＮＬの平方から
回転数値ＮＬが求められる。
【００２７】過給圧計算装置３２０は過給機軸の回転数
ＮＬに基づいて過給圧信号Ｐ２を算出する。この過給圧
信号はほぼ新気管１０５の圧力に対応する。特に空気量
が少ない領域においては過給圧は過給機軸の回転数ＮＬ
に比例する。過給圧Ｐ２に関しては次の式が成立する： Ｐ２＝Ｐ２０＋ＫＰＮ＊（ＮＬ−ＮＬ０） なお、値Ｐ２０、ＫＰＮおよびＮＬ０は対応して設定さ
れる定数である。定数ＫＰＮは過給圧Ｐ２と過給機軸の
回転数ＮＬとの関係を示す。これらの定数はメモリに格
納してもよく、あるいは運転パラメータに従って選択す
ることも可能である。
【００２８】エンジンに吸入された空気量ＭＬを計算す
るために排気ガス再循環率ＡＲＦＲを考慮しなければな
らないので、排気ガス再循環率計算装置３９０が設けら
れている。この装置は好ましくは排気ガス再循環制御装
置１４４と接続されている。排気ガス再循環率計算装置
３９０は、排気ガス再循環制御装置１４４によって設定
されるパルスデューティー比ＴＶに基づいて排気ガス再
循環信号ＡＲＦＲを計算する。これは以下においては排
気ガス再循環率ＡＲＦＲともよばれる。排気ガス再循環
率ＡＲＦＲを求めることは、電空変換器を駆動するパル
スデューティー比ＴＶに従って特性曲線を用いて行われ
る。しかしまた、排気ガス再循環率を種々の運転パラメ
ータに従って特性値マップに格納することもできる。種
々の運転パラメータは、特に回転数、パルスデューティ
ー比ＴＶおよび／または噴射される燃料量ＱＫである。
【００２９】パルスデューティー比ＴＶの代わりに対応
する変量、例えば電空変換器１５０ないし排気ガス再循
環弁１３８のストロークあるいは他の方法で測定され、
あるいは計算された排気ガス再循環率を使用することも
できる。排気ガス再循環率閉ループ制御が行われる場合
には、この制御の目標値あるいは実際値を使用すること
ができる。
【００３０】過給圧Ｐ２、内燃機関の回転数Ｎ、排気ガ
ス再循環率ＡＲＦＲおよび排ガス温度Ｔ３に基づいて第
１の空気量計算装置３３０は空気量信号を出力する。こ
の信号は内燃機関へ供給される空気量に相当する。この
信号は空気量信号ＭＬとして他の制御回路へ供給され
る。空気量ＭＬは例えばガス定数など種々の定数を使用
して所定の式を用いて計算することができ、あるいは多
次元特性値マップに格納することができる。
【００３１】この計算は例えば次の式に従って行うこと
ができる：
【００３２】
【数１】
【００３３】値ＶＨ、ＶＣ、Ｋ１、Ｋ２、Ｔ２０および
ＫＰＴは、然るべく設定される定数である。これらは好
ましくはメモリに格納される。定数Ｋ１には理想的なガ
ス定数が用いられる。定数ＶＨとＶＣは圧縮機の行程体
積と圧縮体積を示す。定数ＫＰＴは圧縮機の後段の過給
圧Ｐ２と温度Ｔ２との関係を示す。
【００３４】過給圧Ｐ２と内燃機関へ供給される、圧縮
機を流れる空気量に相当する空気量ＭＬに基づいて第１
のパワー計算装置３４０は圧縮機パワーＬＶを定める。
この圧縮機パワーＬＶは好ましくは所定の定数を用いて
次の式に従って計算される： ＬＶ＝ＭＬ＊Ｋ３／Ｋ４＊（Ｔ２０＋ＫＰＴ＊（Ｐ２−Ｐ２０）−Ｔ１０） なお、Ｋ３、Ｋ４、Ｔ２０、ＫＰＴ、Ｐ２０およびＴ１
０は設定可能な定数である。定数Ｋ４はほぼターボ過給
機の機械的な効率に関係する。定数Ｋ３には理想的なガ
ス定数が用いられる。圧縮機パワーの設定は、上述の量
に基づいて特性値マップから読み出すことも可能であ
る。
【００３５】第１のパワー計算装置３４０の出力には圧
縮機パワーに関する信号が現れる。この信号は結合点３
０５において第２のパワー計算装置の出力信号と結合さ
れる。この比較結果はパワーバランスに対応し、過給機
軸１３２の回転数ＮＬの計算に必要とされる。
【００３６】排ガス温度計算装置３６０においては、燃
料量計算装置１４２によって設定される噴射すべき燃料
量ＱＫに基づいて排ガス温度Ｔ３が設定される。ここで
も噴射される燃料量ＱＫと排ガス温度Ｔ３間には第１近
似において線形の関係が存在する。その関係は次の式に
相当する： Ｔ３＝Ｔ３０＋ＫＴＱ＊（ＱＫ−ＱＫ０） なお、Ｔ３０、ＫＴＱおよびＱＫ０は設定可能な定数で
ある。定数ＫＴＱは噴射される燃料量ＱＫと排ガス温度
Ｔ３間の関係を示す。
【００３７】次に第２の空気量計算装置３７０において
この排ガス温度Ｔ３と排ガス圧力Ｐ３に基づいて質量信
号ＱＬＴが計算される。この質量信号はタービンを流れ
る空気量ＱＬＴを表す値となる。排気管１２０のタービ
ンの後方の圧力Ｐ４と排ガス圧力との関係は３次の多項
式によって示される。しかしまたこの関係を特性値マッ
プに格納することも可能である。
【００３８】
【数２】
【００３９】量ＱＬＴの代わりに信号ＭＬを使用するこ
ともできる。それによって顕著な劣化なしに第２の空気
量計算装置３７０を省くことができる。
【００４０】なお、値Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは設定可能な
定数である。量Ｐ４はタービン後方の圧力を表す値であ
る。通常１０5Ｎ／ｍ2の固定値に設定される。
【００４１】特性値マップ３５０には排ガス圧力信号Ｐ
３が回転数Ｎ、噴射すべき燃料量ＱＫおよび排気ガス再
循環率ＡＲＦＲ並びに過給圧Ｐ２に従って格納されてい
る。排ガス圧力信号Ｐ３は排ガス管１１０内の圧力に相
当する。特性値マップ３５０には過給圧Ｐ２と排ガス圧
力Ｐ３の関係が示されている。このブロックは圧縮機と
タービンとの結合を示す。
【００４２】第２のパワー計算装置３８０は排ガス圧力
Ｐ３、タービンを流れる空気量ＱＬＴおよび排ガス温度
Ｔ３に基づいてタービンパワーＬＴを計算する。この計
算は好ましくは次の式を用いて行われる：
【００４３】
【数３】
【００４４】但し、Ｋ５とＫ６は設定可能な定数であっ
て、理想的なガス定数と効率から定められる。
【００４５】このシミュレーション装置は、僅かのブロ
ックから構成され、それにも拘らず内容として物理的な
作用量、すなわち質量流、圧力および温度を有する、非
線形のモデルを記述する。動特性は過給機軸によって特
徴付けられる。
【００４６】このようにして、排気ガス再循環率だけで
なく動作点への特性の依存度をも表す非線形のモデルが
提供される。このモデルは比較的簡単に構成されてい
る。モデルの目的は吸入された空気量を動的に良好にシ
ミュレーションすることである。シミュレーション装置
の出力信号、すなわち空気量ＭＬは、排気ガス再循環を
有するシステムにおいてもセンサを用いて測定された値
の代りに使用することができる。
【００４７】簡略化されたシミュレーションの基本的な
考え方は、供給されたタービンパワーと消費された圧縮
機パワーとの差から過給機軸の運動エネルギが得られる
ことである。この運動エネルギから過給機軸の回転数Ｎ
Ｌの平方が得られる。
【００４８】過給圧Ｐ２は第１近似において過給機回転
数に線形に関係する。特性値マップ３５０を介して回転
数、噴射すべき燃料量ＱＫ、排気ガス再循環率ＡＲＦＲ
および過給圧Ｐ２に基づいて排ガス圧力Ｐ３が得られ
る。さらに圧縮機を流れる空気量ＭＬに基づいて圧縮機
によって消費されるパワーＬＶが計算される。同様にタ
ービンを流れる空気量ＱＬＴに基づいてタービンに供給
されるパワーが計算される。このようにして吸入される
空気量ＭＬが噴射すべき燃料量、回転数Ｎおよび排気ガ
ス再循環率などの入力量に従って計算される。
【００４９】この方法は、吸入された空気量ＭＬを求め
る場合に排気ガス再循環率が定常的な伝達特性だけでな
く、動的な特性に関しても考慮されるという利点を有す
る。動作点に関係する動特性は非線形のモデルによって
同様に正確に再現される。
【００５０】本システムの他の好ましい使用例が図４に
示されている。本実施例は排気ガス再循環率を閉ループ
制御するカスケード制御器である。この実施例は排気ガ
ス再循環制御装置１４４の構成に相当する。特性値マッ
プ４００には回転数Ｎと噴射すべき燃料量ＱＫに基づい
て空気比（空気過剰率）λの目標値が格納されている。
この目標値は結合点４１０においてラムダセンサ１２５
の出力信号と結合される。
【００５１】その差が第１の閉ループ制御器４２０へ供
給される。制御器の出力信号は結合点４２５へ導かれ、
そこでシミュレーション装置４４０の出力信号と結合さ
れる。この２つの信号の差が第２の閉ループ制御器４３
０へ供給され、第２の制御器は電空変換器１５０を駆動
する出力信号ＴＶを出力する。
【００５２】この装置は次のように動作する。回転数と
噴射すべき燃料量ＱＫに基づいて目標特性値マップ４０
０に空気比λが格納されている。この空気比は比較点４
１０においてラムダセンサ１２５によって検出された空
気比と比較される。
【００５３】この比較結果は第１の制御器４２０へ供給
される。この制御器は好ましくは少なくとも積分特性を
有する。この制御器４２０はラムダ制御器であって、排
ガスのラムダ値を目標特性値マップ４００によって設定
された目標値に調節する。
【００５４】第１の制御器４２０は第２の制御器４３０
の目標値を形成する。この信号は内燃機関へ供給すべき
空気量ＭＬの値である。この目標値は結合点４２５へ供
給される。結合点４２５の第２の入力にはシミュレーシ
ョン装置４４０の出力信号が入力される。このシミュレ
ーション装置は、例えば噴射すべき燃料量ＱＫと回転数
Ｎおよび排気ガス再循環率に関する信号ＡＲＦＲなど種
々の変量に基づいて吸入された空気量ＭＬの実際値を計
算する。
【００５５】好ましくは内燃機関に供給される空気量は
図３に示すシミュレーション装置を用いて定められる。
これは、空気量計算装置３３０の出力信号ＭＬが結合点
４２５へ供給されることを意味している。結合点４２５
の出力信号は第２の制御器４３０へ導かれる。この第２
の制御器は好ましくはＰあるいはＰＴ特性を有する。第
２の制御器４３０は空気量制御器である。空気量制御器
は電空変換器１５０に供給される操作量を形成する。
【００５６】ラムダ制御回路をシミュレーション装置と
組み合せることによって、予め設定された制御値により
上述のシミュレーション装置を介して動的に良好な制御
特性が可能になる。これは、排気ガス再循環が変化する
運転状態、例えば負荷の増大に直接反応することを意味
している。シミュレーションによって極めて良好な動的
特性がもたらされる。静的な精度はカスケード接続され
た閉ループ制御回路によって得られる。
【００５７】他の使用例が図５に示されている。目標値
設定器５００が結合点５０５を介して閉ループ制御器５
１０と接続されている。制御器５１０は結合点５１５を
介して電空変換器１５０に排気ガス再循環率を調節する
ための信号ＴＶを供給する。結合点５１５の第２の入力
には予め設定された制御値を出力する制御装置５３０の
出力信号が供給される。結合点５０５の第２の入力には
実際値形成器５２０の出力信号が印加される。実際値形
成器５２０はラムダセンサ１２５と接続されるとともに
第２のセンサ５２５とも接続されている。
【００５８】この装置は次のように動作する。目標値設
定器５００が信号の目標値ＭＬsollを発生する。この信
号は結合点５０５において実際値計算装置５２０の出力
信号ＭＬistと比較される。信号ＭＬistは好ましくはラ
ムダセンサによって測定された空気比λに基づいて計算
される。目標値と実際値との比較に基づいて制御器５１
０は電空変換器１５０に操作量を出力する。
【００５９】排ガス通過時間が長いことによってこの閉
ループ制御回路は緩慢であって、動的特性が悪くなる。
噴射すべき燃料量が突然変化したときに、場合によって
は排ガス放出が増大する。制御回路の動的特性を改良す
るために、結合点５１５を介して制御装置５３０が作用
する。この制御装置は、種々の運転パラメータに基づい
て空気量ＭＬを設定するシミュレーション装置を有す
る。この空気量に基づいて予め設定された制御値が出力
され排気ガス再循環用アクチュエータがそれに対応して
調節される。好ましくはこの制御のために図３に示すシ
ミュレーション装置が使用される。
【００６０】この構成は、閉ループ制御器は静的な運転
において排気ガス再循環を高精度で調節できるという利
点を有する。動的な運転においては予め設定された制御
値を出力する制御装置が大きな動的精度で排気ガス再循
環を調節する。
【００６１】図３に示すシミュレーション装置はさらに
他の使用目的にも用いることができる。このシミュレー
ション装置は内燃機関に供給される空気量に関する信号
が必要とされるところではどこでも使用することができ
る。その場合、この信号は動的特性が極めて優れている
が、その静的な精度は高い要求を満たす必要はない。
【００６２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば吸入空気量をできる限り正確に定めることがで
き、排気ガス再循環装置と過給機を搭載した内燃機関に
も使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】排気ガス再循環装置を有する過給内燃機関の制
御システムを概略図示するブロック図である。
【図２】燃料量の制御を詳細に説明するブロック図であ
る。
【図３】空気量のシミュレーションを説明するブロック
図である。
【図４】排気ガス再循環率を制御するカスケード制御器
を用いてシミュレーションを行うためのブロック図であ
る。
【図５】シミュレーションの他の例を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
１００ 内燃機関 １０５ 新気管 １１０ 排ガス管 １１５ タービン １２０ 排気管 １２５ λセンサ １３０ 圧縮機 １４０ 制御装置 １４２ 燃料量制御装置 １４４ 排気ガス再循環制御装置 １４５ 噴射ポンプ １５０ 電空変換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 Ｆ 7536−3Ｇ ３１２ Ｒ 7536−3Ｇ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｅ Ｒ ５７０ Ｄ Ｐ (72)発明者 クリストフ ケルン ドイツ連邦共和国 7000 シュトゥットガ ルト １プランクシュトラーセ ５

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関、特にターボ過給機（１３０、
    １１５、１３２）と排気ガス再循環手段（１３８）を搭
    載した自己着火式内燃機関の制御システムにおいて、 回転数（Ｎ）、噴射すべき燃料量（ＱＫ）、排気ガス再
    循環信号（ＡＲＦＲ）並びに圧縮機のパワー（ＬＶ）と
    タービンのパワー（ＬＴ）との比較に基づいて、空気量
    信号（ＭＬ）を形成する手段が設けられていることを特
    徴とする内燃機関の制御システム。
  2. 【請求項２】 圧縮機のパワー（ＬＶ）が過給圧信号
    （Ｐ２）と空気量信号（ＭＬ）に基づいて設定可能であ
    ることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 タービンのパワー（ＬＴ）が質量信号
    （ＱＬＴ）、排ガス温度信号（Ｔ３）および排ガス圧力
    信号（Ｐ３）に基づいて設定可能であることを特徴とす
    る請求項１あるいは２に記載のシステム。
  4. 【請求項４】 空気量信号（ＭＬ）が少なくとも排ガス
    温度信号（Ｔ３）に基づいて設定可能であることを特徴
    とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のシス
    テム。
  5. 【請求項５】 過給圧信号（Ｐ２）が過給機軸の回転数
    （ＮＬ）に基づいて設定可能であることを特徴とする請
    求項２から４までのいずれか１項に記載のシステム。
  6. 【請求項６】 過給機軸の回転数（ＮＬ）が、圧縮機の
    パワー（ＬＶ）とタービンのパワー（ＬＴ）の比較に基
    づいて設定可能であることを特徴とする請求項５に記載
    のシステム。
  7. 【請求項７】 質量信号（ＱＬＴ）が排ガス圧力信号
    （Ｐ３）に基づいて設定可能であることを特徴とする請
    求項２から６までのいずれか１項に記載のシステム。
  8. 【請求項８】 排ガス圧力信号（Ｐ３）が排気ガス再循
    環信号（ＡＲＦＲ）、噴射すべき燃料量（ＱＫ）および
    回転数（Ｎ）に基づいて設定可能であることを特徴とす
    る請求項７に記載のシステム。
  9. 【請求項９】 目標値と実際値との比較に基づいて排気
    ガス再循環率を調節する操作量（ＴＶ）を出力する制御
    器（５１０）が設けられており、その場合にこの操作量
    が空気量信号（ＭＬ）に基づいて補正可能であることを
    特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の
    システム。
  10. 【請求項１０】 目標値と実際値との比較に基づいて最
    大許容される噴射すべき燃料量を設定する制御器（２１
    ５）が設けられており、この最大許容される噴射すべき
    燃料量が空気量信号（ＭＬ）に基づいて補正可能である
    ことを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に
    記載のシステム。
JP5094745A 1992-05-02 1993-04-22 内燃機関の制御システム Pending JPH0626383A (ja)

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