JPH0763124A - Method and equipment for controlling internal combustion engine - Google Patents

Method and equipment for controlling internal combustion engine

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JPH0763124A
JPH0763124A JP6153919A JP15391994A JPH0763124A JP H0763124 A JPH0763124 A JP H0763124A JP 6153919 A JP6153919 A JP 6153919A JP 15391994 A JP15391994 A JP 15391994A JP H0763124 A JPH0763124 A JP H0763124A
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JP
Japan
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amount
exhaust gas
fuel
control
controller
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JP6153919A
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Japanese (ja)
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Gerhard Engel
エンゲル ゲルハルト
Manfred Birk
ビルク マンフレート
Peter Rupp
ルップ ペーター
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/0052Feedback control of engine parameters, e.g. for control of air/fuel ratio or intake air amount
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE: To improve mainly exhaust gas characteristics, in setting a controlled variable of an adjusting element which decides a recirculation rate of exhaust gas, by setting the amount of lift from a rotational speed and the amount of fuel, setting the controlled variable from the amount of lift, and correcting them according to the operational conditions. CONSTITUTION: The amount of fuel to be injected is set by an amount setting part 160 based on the respective output signal from an accelerator pedal position sensor 168 and another sensor 164. The amount signal is inputted into an amount controlling part 150, thereby being converted into a control signal for the second adjusting element 120. The amount of fuel supplied to an internal combustion engine 100 is adjusted according to the position of the second adjusting element 120. On the other hand, the amount signal is inputted into an exhaust gas recirculation controlling part 140, therefore the control signal for the first adjusting element 110 is calculated based on (injected amount of fuel), the amount of intake from, for example, an air flow meter 130, and an exhaust gas lambda value from a lambda sensor 135. The first adjusting element 110 controls the rate of exhaust gas to be recirculated to an intake duct.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自己着火型の内
燃機関の制御方法であって、少なくとも回転数および/
または燃料量から、排気ガス再循環率を定める調整素子
の制御のための制御量を設定する方法およびこの方法を
実施するための装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling a self-ignition type internal combustion engine, for example, in which at least the rotational speed and / or
Alternatively, it relates to a method for setting a controlled variable for the control of a regulating element which determines the exhaust gas recirculation rate from the fuel quantity and a device for carrying out this method.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関を制御するための上記のような
方法および装置は、ドイツ特許公開公報第420754
1号から公知である。そこでは、目標値を実際値と比較
し、これから制御パラメータを設定する第1の制御器が
設けられている。第2の制御器が同様に実際値と目標値
を比較し、この2つの値の比較に依存して、調整操作素
子の制御のための第2の制御信号を形成する。これら2
つの制御器はカスケード制御器として、第1の制御器の
制御信号が第2の制御器に対する目標値として使用され
るように相互に接続されている。この方法および装置で
はとくに内燃機関のダイナミック特性が満足できるもの
でない。これはことに、緩慢なラムダ制御器だけによっ
て動作し、下位の空気量制御器を有しない装置にあては
まる。例えば加速時に、排気ガス特性または内燃機関に
より駆動される自動車の加速度が最適のものではない。
2. Description of the Related Art A method and a device as described above for controlling an internal combustion engine is disclosed in DE-A-420754.
It is known from No. 1. There, a first controller is provided which compares the target value with the actual value and from this sets the control parameter. The second controller likewise compares the actual value with the desired value and, depending on the comparison of the two values, forms a second control signal for controlling the adjusting operating element. These two
The two controllers are interconnected as cascade controllers so that the control signal of the first controller is used as the target value for the second controller. The dynamic characteristics of the internal combustion engine are not particularly satisfactory with this method and device. This is especially true for devices that only operate with a slow lambda controller and no subordinate air volume controller. For example, during acceleration, the exhaust gas characteristics or the acceleration of the motor vehicle driven by the internal combustion engine are not optimal.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、排気
ガス特性を改善する、冒頭に述べた形式の内燃機関の制
御方法および制御装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to provide a control method and a control device for an internal combustion engine of the type mentioned at the outset, which improves the exhaust gas characteristics.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、少なくとも回転数および/または燃料量からリフト
量を設定し、少なくともリフト量から制御量を設定し、
リフト量および/または制御量を動作条件に依存して補
正することによって解決される。
According to the present invention, the object of the present invention is to set the lift amount from at least the number of revolutions and / or the fuel amount, and at least to set the control amount from the lift amount,
It is solved by correcting the lift amount and / or the control amount depending on operating conditions.

【0005】以下本発明の実施例を、自己着火型内燃機
関の例で説明する。しかし本発明は、自己着火型内燃機
関に制限されるものではない。本発明はその他の形式の
内燃機関にも使用することができる。この場合は相応の
構成部材を交換しなければならない。
Embodiments of the present invention will be described below by taking an example of a self-ignition type internal combustion engine. However, the present invention is not limited to self-ignition internal combustion engines. The invention can also be used in other types of internal combustion engines. In this case the corresponding components must be replaced.

【0006】本発明の装置は、相応のハードウェア回路
によっても、相応のプログラムと関連した計算器によっ
ても実現することができる。
The device according to the invention can be realized either by means of corresponding hardware circuits or by means of a calculator associated with a corresponding program.

【0007】[0007]

【実施例】図1には、本発明の装置に重要な素子がブロ
ック回路図で示されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIG. 1 shows a block circuit diagram of the elements important for the device of the invention.

【0008】100により内燃機関が示されていえる。
これはこの実施例では自己着火型の内燃機関である。内
燃機関の領域には第1の調整素子110が配置されてい
る。この調整素子は排気ガス再循環率を制御する。この
素子は有利には、排気ガスチャネルを内燃機関の吸気管
に接続する管路に配置されている相応の弁である。
An internal combustion engine is designated by 100.
This is a self-igniting internal combustion engine in this embodiment. A first adjusting element 110 is arranged in the region of the internal combustion engine. This adjusting element controls the exhaust gas recirculation rate. This element is preferably a corresponding valve arranged in the line connecting the exhaust gas channel to the intake pipe of the internal combustion engine.

【0009】第2の調整素子120も内燃機関100の
領域に配置されている。この調整素子は内燃機関に供給
される燃料量を定める。ディーゼル内燃機関ではこれは
有利には制御ロッドまたは電磁弁であり、燃料噴射開始
と燃料噴射終了を設定する。
The second adjusting element 120 is also arranged in the region of the internal combustion engine 100. This adjusting element determines the amount of fuel supplied to the internal combustion engine. In a diesel internal combustion engine, this is preferably a control rod or a solenoid valve, which sets the start and end of fuel injection.

【0010】外部点火型の内燃機関では、これはスロッ
トルバルブを制御するための調整素子である。さらに内
燃機関100の領域には、エアフローメータ130が配
置されている。エアフローメータは吸気された空気量を
表す信号MLIを送出する。さらにラムダセンサ135
が設けられており、ラムダセンサはラムダ値を発生す
る。このセンサ値は排気ガス中の酸素濃度に対する尺度
である。有利には測定値は酸素濃度に比例する。
In an external ignition internal combustion engine, this is an adjusting element for controlling the throttle valve. Further, an air flow meter 130 is arranged in the area of the internal combustion engine 100. The air flow meter emits a signal MLI representing the amount of air taken in. Furthermore, the lambda sensor 135
Is provided and the lambda sensor generates a lambda value. This sensor value is a measure for the oxygen concentration in the exhaust gas. The measured value is preferably proportional to the oxygen concentration.

【0011】空気量信号MLIとラムダ値が排気ガス再
循環制御部140に供給される。さらに排気ガス再循環
制御部140には量設定部160の出力信号QKが供給
される。排気ガス再循環制御部140は第1の調整素子
に制御パラメータを出力する。この制御パラメータは制
御信号TVとして示されている。
The air amount signal MLI and the lambda value are supplied to the exhaust gas recirculation control unit 140. Further, the output signal QK of the amount setting unit 160 is supplied to the exhaust gas recirculation control unit 140. The exhaust gas recirculation control unit 140 outputs control parameters to the first adjusting element. This control parameter is shown as control signal TV.

【0012】量設定部160はさらに量制御部150に
燃料量信号QKを出力する。この量制御部150はこの
燃料量信号QKを第2の調整素子120に供給される制
御信号に変換する。
The quantity setting section 160 further outputs a fuel quantity signal QK to the quantity control section 150. The quantity control unit 150 converts the fuel quantity signal QK into a control signal supplied to the second adjusting element 120.

【0013】量設定部160はアクセルペダル位置セン
サ168および別のセンサ164と接続されている。ア
クセルペダル位置センサ168は運転者の希望に相応す
る信号を形成する。別のセンサ164は例えば、内燃機
関の回転数N、噴射時点、吸気空気の圧力および温度等
の動作パラメータを検出する。
The quantity setting section 160 is connected to an accelerator pedal position sensor 168 and another sensor 164. The accelerator pedal position sensor 168 produces a signal corresponding to the driver's wishes. The other sensor 164 detects operating parameters such as the rotational speed N of the internal combustion engine, the injection time point, the pressure and temperature of the intake air, and the like.

【0014】この装置は次のように動作する。アクセル
ペダル位置および別のセンサ164の出力信号から、量
設定部160は噴射すべき燃料量QKを定める。量制御
部150はこの量信号QKを第2の調整素子120に対
する制御信号に変換する。量設定部は最も簡単な場合ポ
ンプ特性マップ機能部であり、これには噴射すべき燃料
量と、例えば制御ロッド調整素子の電圧に対する相応の
制御信号との関係がファイルされている。第2の調整素
子120の位置に相応して内燃機関100には相応の燃
料量が調量される。
This device operates as follows. From the accelerator pedal position and the output signal of the further sensor 164, the quantity setting unit 160 determines the fuel quantity QK to be injected. The quantity controller 150 converts the quantity signal QK into a control signal for the second adjusting element 120. In the simplest case, the quantity setting section is a pump characteristic map function, in which the relationship between the quantity of fuel to be injected and the corresponding control signal, for example for the voltage of the control rod adjusting element, is stored. A corresponding amount of fuel is metered into the internal combustion engine 100 in accordance with the position of the second adjusting element 120.

【0015】さらに量設定部の制御信号は排気ガス再循
環制御部140にも供給される。この制御部は信号QK
から、噴射された燃料量および例えば吸気された空気量
MLIおよび排気ガスのラムダ値に関連して、第1の調
整素子110の制御のための制御信号TVを検出する。
第1の調整素子は吸気管路に帰還される排気ガスの割合
を制御する。
Further, the control signal of the quantity setting unit is also supplied to the exhaust gas recirculation control unit 140. This controller sends the signal QK
A control signal TV for the control of the first adjusting element 110 is detected in relation to the injected fuel quantity and, for example, the intake air quantity MLI and the exhaust gas lambda value.
The first adjusting element controls the proportion of exhaust gas that is returned to the intake line.

【0016】図2にはブロック回路図に基づき、排気ガ
ス再循環制御部140が詳細に示されている。図1です
でに示した素子は相応する参照符号で示してある。
FIG. 2 shows the exhaust gas recirculation control section 140 in detail based on a block circuit diagram. The elements already shown in FIG. 1 are designated by corresponding reference numbers.

【0017】目標値設定部200の出力信号(これは空
気量目標値MLSに相応する)は結合点202を介して
排気ガス再循環特性マップ機能部210に供給される。
目標値設定部200は入力パラメータとして燃料量信号
QKならびに別のパラメータ、例えば回転数信号Nを処
理する。これらは例えばセンサ164により検出され
る。
The output signal of the target value setting unit 200 (which corresponds to the target air amount value MLS) is supplied to the exhaust gas recirculation characteristic map function unit 210 via a connection point 202.
The target value setting unit 200 processes the fuel quantity signal QK as an input parameter and another parameter, for example, the rotation speed signal N. These are detected by the sensor 164, for example.

【0018】さらに空気量目標値MLSは結合点204
に達する。この結合点の第2の入力側には実際値センサ
206の出力信号が印加される。結合点204の出力側
はまた空気量制御器208と接続されている。空気量制
御器は結合点202の第2の入力側に信号を供給する。
Further, the target air amount MLS is determined by the connection point 204.
Reach The output signal of the actual value sensor 206 is applied to the second input side of this connection point. The output side of the connection point 204 is also connected to the air amount controller 208. The air volume controller provides a signal to the second input of the connection point 202.

【0019】排気ガス再循環特性マップ機能部210に
は遅延素子212を介して回転数信号Nおよび遅延素子
214を介して燃料量信号QKが供給される。排気ガス
再循環特性マップ機能部210は弁特性曲線機能部22
0と接続されている。この弁特性曲線機能部は結合点2
25にデューティ比TVを供給する。結合点225の第
2の入力側には第1の補正特性曲線機能部230の出力
信号が供給される。補正特性曲線機能部は入力パラメー
タとして回転数信号Nを処理する。
The exhaust gas recirculation characteristic map function unit 210 is supplied with a rotation speed signal N via a delay element 212 and a fuel amount signal QK via a delay element 214. The exhaust gas recirculation characteristic map function unit 210 includes a valve characteristic curve function unit 22.
It is connected to 0. This valve characteristic curve function part has a connection point 2
The duty ratio TV is supplied to 25. The output signal of the first correction characteristic curve function unit 230 is supplied to the second input side of the connection point 225. The correction characteristic curve function unit processes the rotation speed signal N as an input parameter.

【0020】結合点225の出力信号は第2の結合点2
35の第1の入力側に供給される。この結合点235の
第2の入力側には第2の補正特性曲線機能部240の出
力信号が供給される。第2の補正特性曲線機能部240
は入力パラメータとして燃料量信号QKを処理する。こ
の第2の結合点235の出力信号は排気ガス再循環調整
素子110を制御するのに使用する。
The output signal of the connection point 225 is the second connection point 2
35 to the first input side. The output signal of the second correction characteristic curve function unit 240 is supplied to the second input side of the connection point 235. Second correction characteristic curve function unit 240
Processes the fuel quantity signal QK as an input parameter. The output signal of this second connection point 235 is used to control the exhaust gas recirculation regulating element 110.

【0021】とくに有利な構成では、回転数センサ16
4の出力信号がいわゆるリード/ラグ素子を介して補正
特性曲線機能部に供給される。このリード/ラグ素子
は、回転数信号Nが結合点270に直接供給され、そこ
から補正特性曲線機能部230に供給されるようにして
実現される。他方では回転数信号NはDT1素子260
を介して結合点270の第2の入力側に供給される。結
合点では2つのパラメータが有利には加算されて結合さ
れる。
In a particularly advantageous configuration, the speed sensor 16
The output signal 4 is supplied to the correction characteristic curve function section via a so-called lead / lag element. This lead / lag element is realized in such a manner that the rotation speed signal N is directly supplied to the connection point 270 and is then supplied to the correction characteristic curve function unit 230. On the other hand, the rotation speed signal N is the DT1 element 260.
To the second input side of the connection point 270. At the connection point, the two parameters are preferably added and combined.

【0022】相応して量設定部160の出力信号QK
は、相応するリード/ラグ素子を介して補正特性曲線機
能部240に達する。このリード/ラグ素子は、量信号
QKが結合点275に直接供給され、そこから補正特性
曲線機能部240に供給されるようにして実現される。
他方では量信号QKはDT1素子265を介して結合点
275の第2の入力側に供給される。結合点では2つの
パラメータが有利には加算して結合される。
Correspondingly, the output signal QK of the quantity setting unit 160
Reaches the correction characteristic curve function 240 via the corresponding lead / lag element. This lead / lag element is realized in such a manner that the quantity signal QK is directly supplied to the connection point 275 and then supplied to the correction characteristic curve function unit 240.
On the other hand, the quantity signal QK is supplied via the DT1 element 265 to the second input of the node 275. At the connection point, the two parameters are preferably added together.

【0023】このリード/ラグ素子は装置のダイナミッ
ク特性を格段に改善する。DT1素子における入力パラ
メータの変化は出力信号を短時間上昇させ、所定時間後
にゼロに下降させる。全体としてリード/ラグ素子によ
って信号変化の際に、信号が微分部によって短時間上昇
する。
This lead / lag element significantly improves the dynamic characteristics of the device. A change in the input parameter in the DT1 element causes the output signal to rise for a short time and then drop to zero after a predetermined time. As a whole, when the signal changes due to the lead / lag element, the signal rises for a short time by the differentiator.

【0024】この装置は次のように作用する。空気量目
標値は目標値設定部200により燃料量QKおよび別の
動作パラメータ、例えば回転数に依存して設定される。
有利には目標値設定部200として特性マップ機能部が
使用される。空気量目標値が変化する際にできるだけ迅
速に排気ガス再循環率を変化させることができるように
するため、空気量目標値は排気ガス再循環特性マップ機
能部210に直接供給される。
This device operates as follows. The target air amount value is set by the target value setting unit 200 depending on the fuel amount QK and another operation parameter, for example, the rotation speed.
A characteristic map function unit is preferably used as the target value setting unit 200. The air amount target value is directly supplied to the exhaust gas recirculation characteristic map function unit 210 so that the exhaust gas recirculation rate can be changed as quickly as possible when the air amount target value changes.

【0025】空気量目標値MLSはさらに比較点204
にて実際値センサ206の出力信号と比較される。この
実際値センサには種々異なる実現例がある。例えば、内
燃機関の吸気管に配置され、吸気される空気量を測定す
るエアフローメータを設けることができる。さらに実際
空気量を種々異なる動作パラメータ、例えば排気ガスの
ラムダ値および/または吸気される空気の温度と圧力か
ら算出することもできる。
The target air amount MLS is further compared with the comparison point 204.
Is compared with the output signal of the actual value sensor 206. There are different implementations of this actual value sensor. For example, an air flow meter that is arranged in the intake pipe of the internal combustion engine and that measures the amount of air taken in can be provided. Furthermore, the actual air quantity can also be calculated from different operating parameters, such as the lambda value of the exhaust gas and / or the temperature and pressure of the intake air.

【0026】この比較に基づき制御器208は空気量目
標値に対する補正パラメータを計算する。この補正値に
よって結合点202では目標値設定部の出力信号が補正
される。結合点202は2つの信号を有利には加算して
結合する。しかし他の形式の結合、例えば乗算を行うこ
ともできる。
Based on this comparison, the controller 208 calculates a correction parameter for the air amount target value. The output value of the target value setting unit is corrected at the connection point 202 by this correction value. The combining point 202 combines the two signals, preferably by adding them. However, other forms of combination, such as multiplication, can also be performed.

【0027】排気ガス再循環特性マップ機能部210に
空気量目標値を直接供給することにより前制御が行われ
る。大きな区間デッドタイムに基づき、とくに排気ガス
再循環量が多い場合は、前記の前制御により装置全体の
ダイナミック特性が改善される。この前制御は結合点2
02で空気量制御器208の出力信号により補正され
る。この空気量制御器は空気量制御器として、またはラ
ムダ制御器として、またはカスケード制御器として実現
することができる。
Pre-control is performed by directly supplying the target air amount value to the exhaust gas recirculation characteristic map function unit 210. Based on the large section dead time, especially when the exhaust gas recirculation amount is large, the above-mentioned pre-control improves the dynamic characteristics of the entire device. This pre-control is the connection point 2
At 02, it is corrected by the output signal of the air amount controller 208. This air quantity controller can be realized as an air quantity controller, as a lambda controller or as a cascade controller.

【0028】制御器208は有利には比例部と積分部を
含む。本発明の構成では、排気ガス再循環特性マップ機
能部の出力信号が所定の値を上回るかまたは下回る際、
積分部(I部)は凍結される。この所定の値は、弁がそ
の機械的なストッパーの位置にあるときのリフト量値に
相応する。このことは、弁がストッパーに達すると制御
器のI部はその瞬時値に留まることを意味する。
Controller 208 preferably includes a proportional portion and an integral portion. In the configuration of the present invention, when the output signal of the exhaust gas recirculation characteristic map function unit exceeds or falls below a predetermined value,
The integration section (I section) is frozen. This predetermined value corresponds to the lift amount value when the valve is in its mechanical stop position. This means that the part I of the controller remains at its instantaneous value when the valve reaches the stopper.

【0029】制御器はこの目標量を、調整機構の正確な
制御が行われるように補正する。
The controller corrects this target amount so that accurate control of the adjusting mechanism is performed.

【0030】排気ガス再循環特性マップ機能部210に
は、リフト量H(以下、排気ガス再循環弁のリフト量H
として示す)と空気量目標値MLSとの関係がファイル
されている。別のパラメータとして有利には回転数Nと
燃料量QKが考慮される。
The exhaust gas recirculation characteristic map function unit 210 has a lift amount H (hereinafter, the lift amount H of the exhaust gas recirculation valve H
Is shown) and the air amount target value MLS. The speed N and the fuel quantity QK are preferably taken into account as further parameters.

【0031】過給器が設けられている場合、回転数およ
び燃料量QKの変化は過給器に起因する遅延を伴って初
めて、帰還供給される排気ガスへの需要にその作用を及
ぼす。過給器のこのダイナミック特性を考慮するため、
遅延素子212と214が設けられている。これらの遅
延素子により回転数Nと燃料量が遅延される。
When a supercharger is provided, the changes in the engine speed and the fuel quantity QK do not affect the demand for the exhaust gas to be fed back, only with a delay due to the supercharger. To take into account this dynamic characteristic of the supercharger,
Delay elements 212 and 214 are provided. The number of revolutions N and the amount of fuel are delayed by these delay elements.

【0032】排気ガス再循環特性マップ機能部210は
多次元特性マップとして、または3つの特性曲線機能部
によって実現することができる。図3には3つの特性曲
線機能部による実現が示されている。既に説明した素子
は相応の参照符号で示されている。目標値設定部の出力
信号は結合点340を介して結合点202に達し、そこ
からリフト量特性曲線機能部350に供給される。
The exhaust gas recirculation characteristic map function unit 210 can be realized as a multidimensional characteristic map or by three characteristic curve function units. FIG. 3 shows an implementation with three characteristic curve functions. The elements already described are designated by corresponding reference numerals. The output signal of the target value setting unit reaches the connection point 202 via the connection point 340 and is supplied from there to the lift amount characteristic curve function unit 350.

【0033】結合点340には第1の特性曲線機能部3
20および第2の特性曲線機能部330の出力信号が供
給される。第1の特性曲線機能部320には遅延素子2
12の出力量が供給され、第2の特性曲線機能部330
には遅延素子214の出力量が供給される。
At the connection point 340, the first characteristic curve function unit 3
The output signals of 20 and the second characteristic curve function unit 330 are supplied. The first characteristic curve function unit 320 includes the delay element 2
12 output amounts are supplied, and the second characteristic curve function unit 330 is supplied.
Is supplied with the output amount of the delay element 214.

【0034】第1の特性曲線機能部320には遅延され
た燃料量信号QKに依存して空気量がファイルされてい
る。燃料量が上昇する際には比較的に多くの空気量が出
力される。一次近似で線形関係が存在する。第2の特性
曲線機能部330には遅延された回転数Nに依存して空
気量がファイルされている。回転数が上昇する際には比
較的に多くの空気量が出力される。一次近似で線形関係
が存在する。これらの出力量は結合点340で目標値設
定部の出力信号と結合される。この結合は有利には加算
で行われる。しかし結合を他の形式、例えば乗算で行う
こともできる。
In the first characteristic curve function unit 320, the air amount is filed depending on the delayed fuel amount signal QK. When the fuel amount increases, a relatively large amount of air is output. There is a linear relationship in the first order approximation. In the second characteristic curve function unit 330, the air amount is filed depending on the delayed rotation speed N. When the rotation speed increases, a relatively large amount of air is output. There is a linear relationship in the first order approximation. These output quantities are combined at the connection point 340 with the output signal of the target value setting unit. This combination is preferably done by addition. However, the combination can also be done in other forms, such as multiplication.

【0035】リフト量特性曲線機能部350には補正さ
れた空気量と弁のリフト量Hとの関係がファイルされて
いる。空気量が増大するとリフト量は比較的に小さくな
る。
The lift amount characteristic curve function unit 350 stores the relationship between the corrected air amount and the valve lift amount H. The lift amount becomes relatively small as the air amount increases.

【0036】空気量とリフト量との関係は非常に非線形
である。そのためリフト量変化が同じでもリフト量が小
さければ大きな空気量変化が生じ、リフト量が大きけれ
ば小さな空気量変化が生じる。
The relationship between the air amount and the lift amount is very non-linear. Therefore, even if the change in lift amount is the same, a large change in air amount occurs when the lift amount is small, and a small change in air amount occurs when the lift amount is large.

【0037】リフト量が約0mmの際に弁は閉じてお
り、例えばリフト量が6mmの際に弁は完全に開放して
いる。これらの値は例としてのみ用いるものであり、種
々の弁形式で異なる。
When the lift amount is about 0 mm, the valve is closed, and when the lift amount is 6 mm, the valve is completely open. These values are used as examples only and will be different for different valve types.

【0038】引き続きリフト量Hは弁特性曲線機能部2
20によりデューティ比TVに変換される。弁特性マッ
プ機能部220にはリフト量とデューティ比の関係が含
まれている。この関係は実質的に線形である。例えば0
mmのリフト量は15%のデューティ比に相応し、6m
mのリフト量は30%のデューティ比に相応する。
Subsequently, the lift amount H is determined by the valve characteristic curve function unit 2
It is converted into a duty ratio TV by 20. The valve characteristic map function unit 220 includes the relationship between the lift amount and the duty ratio. This relationship is substantially linear. Eg 0
The lift amount of mm corresponds to the duty ratio of 15% and is 6 m.
A lift amount of m corresponds to a duty ratio of 30%.

【0039】デューティ比が一定の場合、回転数が上昇
すると排気ガス再循環弁のリフト量が変化し、したがっ
て排気ガス再循環率も変化する。この現象は弁に作用す
る流動力によるものである。約3000回転以上の高い
回転数の場合、この現象はデューティ比が同じでも、回
転数が低い場合よりも比較的にリフト量を大きくする。
相応する現象が燃料量が大きい場合に発生する。
When the duty ratio is constant, the lift amount of the exhaust gas recirculation valve changes as the rotation speed increases, and therefore the exhaust gas recirculation rate also changes. This phenomenon is due to the flow force acting on the valve. In the case of a high rotation speed of about 3000 rotations or more, this phenomenon causes the lift amount to be relatively larger than that in the case of a low rotation speed even if the duty ratio is the same.
A corresponding phenomenon occurs when the fuel quantity is large.

【0040】この現象によって回転数が高い場合ないし
燃料量が多い場合に、15%のデューティ比によって制
御しても弁が閉じなくなる。したがって確実に弁の閉じ
ることを保証するため、回転数が高い場合および燃料量
が多い場合、比較的に小さなデューティ比によって制御
しなければならない。
Due to this phenomenon, when the rotational speed is high or the fuel amount is large, the valve will not close even if the duty ratio is controlled to 15%. Therefore, in order to ensure that the valve is closed, control must be performed with a relatively small duty ratio when the engine speed is high and when the fuel amount is large.

【0041】リフト量は物理的理由から0〜6mmに制
限される。したがってデューティ比も同様に上記の現象
が発生しないならば15%から30%の値に制限するこ
とができる。しかし前記の現象のためデューティ比に対
しては、弁が確実に終端位置に達するようにするため比
較的に大きな領域を設定しなければならない。
The lift amount is limited to 0 to 6 mm for physical reasons. Therefore, the duty ratio can also be limited to a value of 15% to 30% if the above phenomenon does not occur. However, due to the above-mentioned phenomenon, a relatively large area must be set for the duty ratio in order to ensure that the valve reaches the end position.

【0042】そのため制御器はデューティ比の全領域を
制御する。したがって弁がその終端位置にある場合、リ
フト量の変化を生じさせるデューティ比に制御器が再び
達するまでには所定の時間が必要である。このことはダ
イナミック特性を劣化させ、延いては制御装置全体の不
利な特性を生じさせる。この理由から、デューティ比が
変化する領域はできるだけ正確に設定するべきである。
しかしこのことは前記の現象が補償されなければ不可能
である。
Therefore, the controller controls the entire range of the duty ratio. Therefore, when the valve is in its end position, it takes a certain amount of time for the controller to reach the duty ratio again, which causes a change in lift. This deteriorates the dynamic characteristics and thus leads to disadvantageous characteristics of the overall control device. For this reason, the region where the duty ratio changes should be set as accurately as possible.
However, this is not possible if the above phenomenon is not compensated.

【0043】したがってこの障害を補償するため次のこ
とが行われる。デューティ比が一定で回転数が変化する
際のリフト量変化を考慮するため、第1の補正特性マッ
プ機能部230が設けられる。この補正特性マップ機能
部には回転数Nに依存して、デューティ比の補正のため
の補正値がファイルされている。結合点225では特性
曲線機能部220の出力信号と第1の補正特性曲線機能
部の第1の補正値とが結合される。この信号は次に第2
の結合点235で第2の補正特性曲線機能部の出力信号
と結合される。この補正特性曲線は噴射された燃料量Q
Kの影響を考慮している。
Therefore, in order to compensate for this impairment, the following is done: The first correction characteristic map function unit 230 is provided in order to consider the change in the lift amount when the duty ratio is constant and the rotation speed changes. The correction characteristic map function unit stores a correction value for correcting the duty ratio, depending on the rotation speed N. At the connection point 225, the output signal of the characteristic curve function unit 220 and the first correction value of the first correction characteristic curve function unit are combined. This signal is then the second
Is combined with the output signal of the second correction characteristic curve function unit at the connection point 235 of This correction characteristic curve is the amount of injected fuel Q
The effect of K is taken into consideration.

【0044】前記結合のために、デューティ比TVに補
正値をそれぞれ加算するか、または減算することができ
る。しかし乗算による補正を行うこともできる。すなわ
ち特性マップ機能部がデューティ比と乗算される係数を
設定するのである。
For the combination, a correction value can be added to or subtracted from the duty ratio TV, respectively. However, correction by multiplication can also be performed. That is, the characteristic map function unit sets a coefficient by which the duty ratio is multiplied.

【0045】有利には回転数が低い場合ないし燃料量が
少ない場合は補正を行わず、燃料量が増大する際、ない
し回転数が上昇する際に補正を連続的に大きくする。補
正されたデューティ比によって調整素子110が制御さ
れる。
Advantageously, no correction is carried out when the engine speed is low or the fuel quantity is low, and the correction is continuously increased when the fuel quantity increases or when the engine speed increases. The adjusting element 110 is controlled by the corrected duty ratio.

【0046】この補正によって、弁のリフト量を弁での
対向力に依存しないで一定に保持することができる。さ
らに過給器による動的影響も同様に考慮することができ
る。
By this correction, the lift amount of the valve can be kept constant without depending on the opposing force at the valve. Furthermore, the dynamic effects of the supercharger can be taken into account as well.

【0047】本発明の別の有利な構成では、アンチ−レ
スト−ワインドアップ機能が設けられる。リフト量およ
び/またはデューティ比が弁の機械的ストッパーに相応
する値に達すると、関与するパラメータの瞬時値が、吸
気量目標値の変化するまで一定に保持される。
In another advantageous configuration of the invention, an anti-rest-windup function is provided. When the lift amount and / or the duty ratio reach a value corresponding to the mechanical stop of the valve, the instantaneous values of the parameters involved are kept constant until the target intake amount changes.

【0048】別の構成では、弁の公差および/または弁
のコイルの温度の影響が補正される。弁公差は例えば加
算的な誤差につながり、コイル温度の影響は乗算的な誤
差につながる。このために図2に点線で示したように、
制御器208の出力信号が補正装置300に供給され
る。この補正装置300は、特性マップ機能部210と
220の間に配置された結合点に信号を供給する。
In another arrangement, the effects of valve tolerances and / or valve coil temperature are corrected. Valve tolerances, for example, lead to additive errors and the effects of coil temperature lead to multiplicative errors. For this purpose, as shown by the dotted line in FIG.
The output signal of the controller 208 is supplied to the correction device 300. The correction device 300 supplies a signal to a connection point arranged between the characteristic map function units 210 and 220.

【0049】制御器208の出力信号から補正装置30
0は乗算的および/または加算的補正係数を算出する。
この補正係数により排気ガス再循環特性マップ機能部2
10の出力信号Hは乗算的および/または加算的に補正
される。これにより弁公差およびコイル温度の影響が補
償される。
From the output signal of the controller 208, the correction device 30
0 calculates a multiplication and / or additive correction factor.
With this correction coefficient, the exhaust gas recirculation characteristic map function unit 2
The output signal H of 10 is corrected multiplyingly and / or additively. This compensates for valve tolerances and coil temperature effects.

【0050】本発明の別の有利な実施例では、リフト量
が0mmである際のデューティ比、ないし弁が閉じる際
のデューティ比が学習される。このために以下のことが
行われる。すなわちアイドリング時にデューティ比が変
化される。これは、デューティ比が約0.1Hzの周波
数で、弁が確実に閉じる第1の値と弁が確実に開く第2
の値との間で変動することを意味する。第1の値は例え
ば10%であり、第2の値は例えば40%である。同時
に、閉成ないし開放時点で大きく変化する測定量が監視
される。このような測定量はラムダ値、すなわち排気ガ
スの酸素濃度である。
In a further advantageous embodiment of the invention, the duty ratio when the lift amount is 0 mm, or when the valve is closed, is learned. To this end, the following is done: That is, the duty ratio is changed during idling. This is because the duty ratio is about 0.1 Hz, and the first value that the valve surely closes and the second value that the valve surely opens.
It means to fluctuate between and. The first value is, for example, 10%, and the second value is, for example, 40%. At the same time, the measured quantity, which changes greatly during closing and opening, is monitored. Such a measured quantity is the lambda value, ie the oxygen concentration of the exhaust gas.

【0051】この値に基づき、どのデューティ比の際に
弁が確実に閉じるかを識別することができる。このよう
に学習された、弁が閉じる際のデューティ比を通常の値
の代わりに使用することができる。
On the basis of this value, it is possible to identify at what duty ratio the valve is surely closed. The duty ratio when the valve is closed, which is learned in this way, can be used instead of the normal value.

【0052】選択的にデューティ比を小さな振幅によっ
てだけ変化することができる。この場合はラムダ値の変
化を監視する。ラムダ値の変化は弁のリフト量が小さい
ときに最大である。すなわち弁の開放直後に最大であ
る。
The duty ratio can be selectively changed only by a small amplitude. In this case, change in lambda value is monitored. The change in lambda value is greatest when the valve lift is small. That is, the maximum immediately after opening the valve.

【0053】図4にはカスケード構造を有するラムダ制
御器208の実現例が示されている。既に説明した素子
は相応の参照符号で示されている。
FIG. 4 shows an implementation example of the lambda controller 208 having a cascade structure. The elements already described are designated by corresponding reference numerals.

【0054】目標値設定部の出力信号は遅延素子および
比較点410を介してラムダ制御器420に達する。こ
の制御器の出力量は比較点430を介して空気量制御器
440に達する。この制御器の出力量は結合点202に
供給される。
The output signal of the target value setting section reaches the lambda controller 420 via the delay element and the comparison point 410. The output quantity of this controller reaches the air quantity controller 440 via the comparison point 430. The output quantity of this controller is supplied to the connection point 202.

【0055】実際値設定部415は比較点410に、実
際値設定部206は結合点430に実際値を供給する。
The actual value setting unit 415 supplies the actual value to the comparison point 410, and the actual value setting unit 206 supplies the actual value to the connection point 430.

【0056】目標値設定部200の遅延された出力信号
は目標値として比較点410に供給され、そこで実際値
設定部415の実際値と比較される。遅延400は有利
には回転数に依存して行われる。回転数が高い際には比
較的に小さな遅延が選択される。
The delayed output signal of the target value setting section 200 is supplied as a target value to the comparison point 410 where it is compared with the actual value of the actual value setting section 415. The delay 400 is preferably dependent on the speed of rotation. A relatively small delay is selected when the rotational speed is high.

【0057】実際値設定部415はラムダ実際値を送出
する。ここでは有利には、ラムダゾンデ135により測
定されたラムダ値が使用される。目標値と実際値との偏
差に基づき、ラムダ制御器420は調整量を検出する。
ラムダ制御器としては有利にはPI特性を有する制御器
が使用される。
The actual value setting unit 415 sends out the lambda actual value. The lambda value measured by the lambda sonde 135 is preferably used here. The lambda controller 420 detects the adjustment amount based on the deviation between the target value and the actual value.
As lambda controller, a controller with PI characteristics is preferably used.

【0058】選択的に、実際値設定部415がラムダゾ
ンデ135により測定されたラムダ値と燃料量QKに基
づいて空気量値を計算するように構成することができ
る。この場合は目標量として相応の空気量が使用されな
ければならない。
Alternatively, the actual value setting unit 415 can be configured to calculate the air amount value based on the lambda value measured by the lambda sonde 135 and the fuel amount QK. In this case, a corresponding amount of air must be used as the target amount.

【0059】ラムダ制御器420の調整量は、比較点4
30で実際値設定部206の実際値と比較される目標値
として使用する。空気量制御器440は次に、実際値と
目標値との偏差に基づき制御量を形成する。この制御量
により結合点202で空気量が図2で既に説明したよう
に相応に補正される。
The adjustment amount of the lambda controller 420 is the comparison point 4
It is used as a target value to be compared with the actual value of the actual value setting unit 206 at 30. The air amount controller 440 then forms a controlled variable based on the deviation between the actual value and the target value. With this control amount, the air quantity at the connection point 202 is correspondingly corrected as already explained in FIG.

【0060】このカスケード制御器の構成が図5に示さ
れている。この構成では、目標値設定部200の出力信
号は結合点500を介して比較点430に達する。さら
にこのパラメータはデッドタイム素子510および遅延
素子520を介して比較点410に達する。ラムダ制御
器420の調整量はスイッチ手段530を介して結合点
500に達する。
The configuration of this cascade controller is shown in FIG. In this configuration, the output signal of the target value setting unit 200 reaches the comparison point 430 via the connection point 500. Furthermore, this parameter reaches the comparison point 410 via the dead time element 510 and the delay element 520. The adjustment amount of the lambda controller 420 reaches the connection point 500 via the switch means 530.

【0061】この構成ではラムダ制御器は、排気ガス放
出がとくにクリティカルである所定の動作状態でのみ動
作する。これは例えば、燃料量が多い場合ないし全負荷
の場合である。この動作条件ではスイッチ手段が閉じら
れ、ラムダ制御器は空気量制御器に対する目標値を補正
するための補正量を形成する。デッドタイム素子510
と遅延素子520によってラムダ値と目標値のダイナミ
ック特性が相互の適合される。
In this configuration, the lambda controller operates only in certain operating conditions where exhaust gas emissions are particularly critical. This is the case, for example, when the fuel quantity is high or at full load. In this operating condition the switch means are closed and the lambda controller forms a correction amount for correcting the target value for the air quantity controller. Dead time element 510
And the delay element 520 adapt the dynamic characteristics of the lambda value and the target value to each other.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明により、内燃機関の排気ガス特性
が改善される。
According to the present invention, the exhaust gas characteristics of an internal combustion engine are improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の装置のブロック回路図である。FIG. 1 is a block circuit diagram of the device of the present invention.

【図2】排気ガス再循環制御部のブロック回路図であ
る。
FIG. 2 is a block circuit diagram of an exhaust gas recirculation control unit.

【図3】3つの特性曲線機能部を用いた排気ガス再循環
特性マップ機能部の実現例のブロック回路図である。
FIG. 3 is a block circuit diagram of an implementation example of an exhaust gas recirculation characteristic map function section using three characteristic curve function sections.

【図4】カスケード構造を有する空気量制御器の実現例
のブロック回路図である。
FIG. 4 is a block circuit diagram of an implementation example of an air amount controller having a cascade structure.

【図5】カスケード構造を有する空気量制御器の実現例
のブロック回路図である。
FIG. 5 is a block circuit diagram of an implementation example of an air amount controller having a cascade structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 内燃機関 110、120 調整素子 130 エアフローメータ 135 ラムダセンサ 140 排気ガス再循環制御部 150 量制御部 160 量設定部 164 別のセンサ 168 アクセルペダル 200 目標値設定部 208 空気量制御器 210 排気ガス再循環特性マップ機能部 220 弁特性曲線機能部 240 補正特性曲線機能部 100 Internal Combustion Engine 110, 120 Adjusting Element 130 Air Flow Meter 135 Lambda Sensor 140 Exhaust Gas Recirculation Control Section 150 Quantity Control Section 160 Quantity Setting Section 164 Another Sensor 168 Accelerator Pedal 200 Target Value Setting Section 208 Air Quantity Controller 210 Exhaust Gas Regeneration Circulation characteristic map function unit 220 Valve characteristic curve function unit 240 Correction characteristic curve function unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マンフレート ビルク ドイツ連邦共和国 オーバーリークシンゲ ン ガルテンシュトラーセ 1 (72)発明者 ペーター ルップ ドイツ連邦共和国 レムスエック ドゥル ラッハー ヴェーク 2 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Manfred Birk, Federal Republic of Germany Oberleek Singen Gartenstraße 1 (72) Inventor, Peter Rupp, Remseck Dur Lacher Weg, Federal Republic of Germany 2

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 例えば自己着火型の内燃機関の制御方法
であって、少なくとも回転数および/または燃料量か
ら、排気ガス再循環率を定める調整素子の制御のための
制御量を設定する方法において、 少なくとも回転数および/または燃料量からリフト量を
設定し、少なくともリフト量から制御量を設定し、 リフト量および/または制御量を動作条件に依存して補
正することを特徴とする、内燃機関の制御方法。
1. A method for controlling a self-ignition type internal combustion engine, for example, wherein a control amount for controlling an adjusting element that determines an exhaust gas recirculation rate is set based on at least a rotational speed and / or a fuel amount. An internal combustion engine, characterized in that at least the lift amount is set from the rotational speed and / or the fuel amount, the control amount is set from at least the lift amount, and the lift amount and / or the control amount is corrected depending on operating conditions. Control method.
【請求項2】 回転数の関数として、燃料量および/ま
たは目標空気量を排気ガス再循環特性マップ機能部およ
び/または複数の特性曲線機能部を用いて設定する請求
項1記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the fuel quantity and / or the target air quantity are set as a function of the rotational speed by means of an exhaust gas recirculation characteristic map function and / or a plurality of characteristic curve functions.
【請求項3】 回転数および/または燃料量を時間的に
遅延して排気ガス再循環特性マップ機能部に供給する請
求項1または2記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the rotational speed and / or the fuel amount are delayed in time and supplied to the exhaust gas recirculation characteristic map function unit.
【請求項4】 制御量をリフト量の関数としてリフト量
特性曲線機能部を用いて設定する請求項1から3までの
いずれか1項記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the control amount is set as a function of the lift amount by using a lift amount characteristic curve function unit.
【請求項5】 補正量を回転数および/または燃料量に
依存して、制御量の補正のための少なくても1つの補正
特性マップ機能部を用いて設定する請求項1から4まで
のいずれか1項記載の方法。
5. The correction amount is set by using at least one correction characteristic map function unit for correcting the control amount, depending on the rotation speed and / or the fuel amount. The method according to item 1.
【請求項6】 回転数および/または燃料量から制御器
に供給される目標値を設定し、 制御器の出力量を目標値と結合し、当該パラメータを排
気ガス再循環特性マップ機能部の制御に用いる請求項1
から5までのいずれか1項記載の方法。
6. A target value to be supplied to the controller from the rotational speed and / or the fuel amount is set, the output amount of the controller is combined with the target value, and the parameter is controlled by the exhaust gas recirculation characteristic map function unit. Claim 1 used for
6. The method according to any one of 1 to 5.
【請求項7】 制御器(208)の出力信号から、リフ
ト量を乗算的および/または加算的に補正するための補
正値を設定する請求項1から6までのいずれか1項記載
の方法。
7. The method according to claim 1, wherein a correction value for correcting the lift amount in a multiply and / or additive manner is set from an output signal of the controller (208).
【請求項8】 調整素子がその終端位置にあるときの制
御量を学習する請求項1から7までのいずれか1項記載
の方法。
8. The method according to claim 1, wherein the control variable is learned when the adjusting element is in its end position.
【請求項9】 制御器をカスケード制御器として実現す
る請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。
9. The method according to claim 1, wherein the controller is implemented as a cascade controller.
【請求項10】 例えば自己着火型の内燃機関の制御装
置であって、排気ガス再循環率を定める調整素子を制御
するための制御量を、少なくとも回転数および/または
燃料量に依存して設定するための手段を有する装置にお
いて、 少なくとも回転数および/または燃料量からリフト量
を、少なくともリフト量から制御量を設定する手段と、
リフト量および/または制御量を動作条件に依存して補
正する補正手段とが設けられていることを特徴とする制
御装置。
10. A control device for a self-ignition type internal combustion engine, for example, wherein a control amount for controlling an adjusting element that determines an exhaust gas recirculation rate is set at least depending on a rotational speed and / or a fuel amount. And a means for setting a lift amount from at least the rotational speed and / or the fuel amount, and at least a control amount from the lift amount,
A control device comprising: a correction unit that corrects a lift amount and / or a control amount depending on operating conditions.
JP6153919A 1993-07-05 1994-07-05 Method and equipment for controlling internal combustion engine Pending JPH0763124A (en)

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