(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関の燃焼を制御するための方法を提供すること。【解決手段】内燃機関の燃焼を制御するための方法であって、低圧ＥＧＲ回路の入射を表す量ＲＥＧＲと、回転速度ｎと、吸気効率ηＡＳＰと、燃焼指数ＭＦＢ５０の開ループコントリビューションＭＦＢ５０ＯＬとの目標値に応じて、点火進角値ＳＡｍｏｄｅｌを提供する燃焼モデルを決定するステップと、燃焼指数に応じて点火進角の第１の閉ループコントリビューションΔＳＡＭＦＢ５０を算出するステップと、ノッキングエネルギーを示す量に応じて点火進角の第２の閉ループコントリビューションΔＳＡＫＮＯＣＫを算出するステップと、燃焼モデルにより提供される点火進角値ＳＡｍｏｄｅｌおよび第１の閉ループコントリビューションまたは代替的には第２の閉ループコントリビューションの和により、操作されることとなる点火進角の目標値ＳＡｏｂｊを算出するステップとを含む、方法。【選択図】図２
2020169642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダ（２）および低圧ＥＧＲ回路（ＥＧＲＬＰ）を備える内燃機関（１）の燃焼を制御するための方法であって、
前記内燃機関（１）の回転速度（ｎ）および吸気効率（ηＡＳＰ）を取得するステップと、
制御マップにより、ならびに前記回転速度（ｎ）および前記吸気効率（ηＡＳＰ）に応じて、吸気ダクト（６）内を流れるガス混合物に対する前記低圧ＥＧＲ回路（ＥＧＲＬＰ）の入射を表す第１の開ループ量（ＲＥＧＲ−ＯＬ）を決定するステップと、
ノッキングエネルギーを示す量（Ｅｄｅｔ、ＭＡＰＯ）に応じて、前記吸気ダクト（６）内を流れる前記ガス混合物に対する前記低圧ＥＧＲ回路（ＥＧＲＬＰ）の入射を示す第１の閉ループ量（ΔＲＥＧＲ−ＫＮＯＣＫ）を決定するステップと、
前記第１の開ループ量（ＲＥＧＲ−ＯＬ）および前記第１の閉ループ量（ΔＲＥＧＲ−ＫＮＯＣＫ）の和により、前記吸気ダクト（６）内を流れる前記ガス混合物に対する前記低圧ＥＧＲ回路（ＥＧＲＬＰ）の入射を表す前記量の目標値（ＲＥＧＲ−ｏｂｊ）を算出するステップと、
前記量の前記目標値（ＲＥＧＲ−ｏｂｊ）に応じて、吸気ダクト（６）内を流れる前記ガス混合物に対する前記低圧ＥＧＲ回路（ＥＧＲＬＰ）の入射を表す量（ＲＥＧＲ）を決定するステップと、
制御マップにより、ならびに前記回転速度（ｎ）および前記吸気効率（ηＡＳＰ）に応じて、前記シリンダ内部において燃料質量の５０％が燃焼された場合の機関角度を表す開ループ燃焼指数（ＭＦＢ５０）を決定するステップと、
前記量（ＲＥＧＲ）、前記回転速度（ｎ）、前記吸気効率（ηＡＳＰ）、および前記開ループ燃焼指数（ＭＦＢ５０）に応じて、点火進角値（ＳＡｍｏｄｅｌ）を提供する燃焼モデルを設計段階において決定するステップと、
前記開ループ燃焼指数（ＭＦＢ５０）に応じて、前記内燃機関（１）の効率を最適化するために適した第１の閉ループ点火進角（ΔＳＡＭＦＢ５０）を算出するステップと、
ノッキングエネルギーを示す量（Ｅｄｅｔ、ＭＡＰＯ）に応じて、ノッキング現象の発生を回避するために適した第２の閉ループ点火進角（ΔＳＡＫＮＯＣＫ）を算出するステップと、
前記燃焼モデルにより提供される前記点火進角値（ＳＡｍｏｄｅｌ）と、前記第１の閉ループ点火進角（ΔＳＡＭＦＢ５０）と、前記第２の閉ループ点火進角（ΔＳＡＫＮＯＣＫ）との和により、操作されることとなる点火進角の目標値（ＳＡｏｂｊ）を算出するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記第２の閉ループ点火進角（ΔＳＡＫＮＯＣＫ）は、前記燃焼モデルにより提供される前記点火進角値（ＳＡｍｏｄｅｌ）を縮小し、前記第１の閉ループ点火進角（ΔＳＡＭＦＢ５０）は、前記燃焼モデルにより提供される前記点火進角値（ＳＡｍｏｄｅｌ）を増大または縮小し、前記方法は、前記第２の閉ループ点火進角（ΔＳＡＫＮＯＣＫ）が前記燃焼モデルにより提供される前記点火進角値（ＳＡｍｏｄｅｌ）の縮小を開始する場合に、前記第１の閉ループ点火進角（ΔＳＡＭＦＢ５０）をゼロ化する、固定する、または現在値へと概数化するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
静的条件にある前記第１の閉ループ量（ΔＲＥＧＲ−ＫＮＯＣＫ）において使用されるＰＩＤ／ＰＩコントローラの整数部分の前記回転速度（ｎ）および前記吸気効率（ηＡＳＰ）に応じた適合制御マップにより第２の開ループ量（ＲＥＧＲ−ＡＤＴ）を決定するステップと、
前記第１の開ループ量（ＲＥＧＲ−ＯＬ）と、前記第２の開ループ量（ＲＥＧＲ−ＡＤＴ）と、前記第１の閉ループ量（ΔＲＥＧＲ−ＫＮＯＣＫ）との和により前記量の目標値（ＲＥＧＲ−ｏｂｊ）を算出するステップと
をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の閉ループ点火進角（ΔＳＡＫＮＯＣＫ）を決定するために使用されるノッキングエネルギーを示す前記量（Ｅｄｅｔ、ＭＡＰＯ）は、燃焼ノイズと前記燃焼ノイズの限界値との間の差異により定義されるノッキングエネルギー（Ｅｄｅｔ）である、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の閉ループ点火進角（ΔＳＡＫＮＯＣＫ）を決定するために使用されるノッキングエネルギーを示す前記量（Ｅｄｅｔ、ＭＡＰＯ）は、前記シリンダ（２）内における燃焼により発生する圧力波の強度の最大振幅（ＭＡＰＯ）である、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
目下実施されている燃焼サイクルのノッキングエネルギーを示す前記量（Ｅｄｅｔ、ＭＡＰＯ）と前記ノッキングエネルギーの各限界値との間の差異を算出するステップと、
前記差異またはコントリビューションが第１のしきい値（Ｓ３）未満である場合に、前記第１の閉ループ量（ΔＲＥＧＲ−ＫＮＯＣＫ）を決定するステップ、または
前記差異または前記コントリビューションが前記第１のしきい値（Ｓ３）以上である場合に、前記第２の閉ループ点火進角（ΔＳＡＫＮＯＣＫ）を決定するステップと
をさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記差異は、前記差異に応じて可変的であるＰＩＤレギュレータまたはＰＩレギュレータの介入定数により乗算される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ノッキングイベントが検出される場合に、前記第２の閉ループ点火進角（ΔＳＡＫＮＯＣＫ）を最小値まで概数化するステップをさらに含む、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記燃焼モデルが、以下のように、すなわち
ＳＡｍｏｄｅｌ＝ａ２＊ＭＦＢ５０２＋ａ１＊ＭＦＢ５０＋ａ０
として公式化された放物線により表され、ここで、
ＭＦＢ５０は、燃焼指数であり、
ＳＡｍｏｄｅｌは、前記燃焼モデルにより提供される点火進角値である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
ａｉ係数が、以下のように、すなわち
ａｉ＝ｆｉ（ηＡＳＰ、ｎ）＊ｇｉ（ＲＥＧＲ、ηＡＳＰ）［ｉ＝０、１、２］
のように表され、ここで、
ＲＥＧＲは、前記低圧ＥＧＲ回路（ＥＧＲＬＰ）の入射を表す量であり、
ｎは、回転速度であり、
ηＡＳＰは、吸気効率である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記燃焼モデルは、以下のように、すなわち
ＳＡｍｏｄｅｌ＝ａ５＊ＭＦＢ５０２＋ａ４＊ＭＦＢ５０＋ａ３＋ｆＥＧＲ（ＲＥＧＲ、ηＡＳＰ）
として公式化された放物線により表され、ここで、
ＭＦＢ５０は、燃焼指数であり、
ＲＥＧＲは、前記低圧ＥＧＲ回路（ＥＧＲＬＰ）の入射を表す量であり、
ηＡＳＰは、吸気効率であり、
ＳＡｍｏｄｅｌは、前記燃焼モデルにより提供される点火進角値である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ａｉ係数が、以下のように、すなわち
ａｉ＝ｆｉ（ηＡＳＰ、ｎ）［ｉ＝３、４、５］
のように表され、ここで、
ｎは、回転速度であり、
ηＡＳＰは、吸気効率である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記燃焼モデルは、以下のように、すなわち
ＳＡｍｏｄｅｌ＝ＭＦＢ５０＋ｆ６（ηＡＳＰ、ｎ）＋ｆ７（ＲＥＧＲ、ηＡＳＰ）＊ｆ８（ηＡＳＰ、ｎ）
のように表され、ここで、
ＭＦＢ５０は、燃焼指数であり、
ＲＥＧＲは、前記低圧ＥＧＲ回路（ＥＧＲＬＰ）の入射を表す量であり、
ηＡＳＰは、吸気効率であり、
ｎは、回転速度であり、
ＳＡｍｏｄｅｌは、前記燃焼モデルにより提供される点火進角値である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、２０１９年４月１日に出願されたイタリア特許出願第１０２０１９０００００４８７９号に基づく優先権を主張するものである。このイタリア特許出願の全開示が、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、内燃機関の燃焼を制御するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
知られているように、内燃熱機関において、燃料に加えて水もまた、シリンダ内部に画成された燃焼チャンバへ送られることが提案された。
【０００４】
内燃機関において、水噴射システムは、吸気ダクトを経由して機関内へと水を噴霧形態で、燃料との混合状態で、または燃焼チャンバ内に直接的に導入することにより、空気／燃料混合物を冷却し、したがってノッキング現象に対する抵抗を上昇させる点に本質がある。典型的には、給水システムは、脱塩水（スケール形成を回避するために）で充填されたタンクを備える。通常は、タンクは、車両の外部から再充填されるか、またはエアコンディショナからの凝結水の利用、排気機構からの凝結水の利用、もしくはさらには雨水搬送により再充填されることも可能である。さらに、好ましくは、タンクは、電気加熱デバイスを備え（すなわち、電流が通過するときにジュール効果により熱を発生させる抵抗を備える）、この電気加熱デバイスは、外部温度が特に過酷な場合に氷を残らず溶解するために使用される。
【０００５】
水は、高い蒸発潜熱を有し、換言すれば、水は、液体状態から気体状態へと変化するために高いエネルギーを必要とする。室温の水が、吸気ダクト内に噴射されると、この水は、入来する空気および金属壁部から熱を吸収して蒸発し、およびしたがって入来する注入物を冷却する。したがって、機関はより低温の空気を、換言すればより高濃度の空気を吸引し、体積効率が改善され、ノッキングの可能性が低下し、さらにより多量の燃料の噴射が可能となる。圧縮中に、微小液滴として存在する水は、蒸発し、圧縮されている空気から熱を吸収し、それにより空気を冷却し空気の圧力を低下させる。圧縮後に燃焼が発生して、さらなる利益を有する効果がもたらされる。燃焼中には、多量の熱が生成され、この熱は水により吸収されて、サイクルのピーク温度を低下させ、結果としてＮＯｘと、機関壁部により吸収されなければならない熱との形成を低減させる。また、この蒸発は、厳密には形成された蒸気によって、機関熱（他の場合であれば無駄になっていたであろう）の一部を圧力へと変換することにより、ピストンに対する推力を上昇させ、またタービンに進入し排気機構へと進むいかなるエネルギー流をも上昇させる（さらに、タービンは、追加される水による熱吸収による排気ガス温度の低下によって利益を被る）。
【０００６】
しかし、熱力学的効率を依然として犠牲にすることなく、車両に搭載される過度にバルク性の高い給水システムの存在を解消することの必要性が、高まりつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第３０４０５４１号明細書
【特許文献２】欧州特許第３１２８１５９号明細書
【特許文献３】イタリア特許出願公開第２０１６０００１１５１４６号明細書
【特許文献４】イタリア特許出願公開第２０１６０００１１５２０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、上述の欠点を有さず、特に実装が容易かつ安価である、内燃機関の燃焼を制御するための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、添付の特許請求の範囲において特許請求されるような内燃機関の燃焼を制御するための方法が提供される。
【００１０】
次に、本発明の非限定的な実施形態を示す添付の図面を参照として、本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の燃焼制御方法目的を実装する電子制御ユニットを備える内燃機関の概略図である。
【図２】図１の機関制御ユニットにより実装される燃焼制御ストラテジを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１では、数字１は、複数の（特に４つの）シリンダ２を備える路上車両すなわち自動車またはオートバイ（図示せず）のための内燃機関を全体的に示す。このシリンダ２内には、各可変体積燃焼チャンバおよび４つのインジェクタ３が画定され、これらのインジェクタは、好ましくはガソリンである燃料をシリンダ２内に直接的に噴射する。各シリンダ２は、少なくとも１つの各吸気弁（図示せず）を介して吸気マニホルド４に対して、および少なくとも１つの各排気弁（図示せず）を介して排気マニホルド５に対して連結される。
【００１３】
吸気マニホルド４は、排気ガス（以下においてさらによく説明されるような）と、フレッシュエアすなわち外部環境から吸気ダクト６を通り入来する空気との両方を含むガス混合物を受ける。吸気ダクト６は、フレッシュエア流用の空気フィルタ７を備え、スロットル弁８により制御される。質量流量センサ７＊（エアフローメータとしてさらによく知られる）が、空気フィルタ７の下流において吸気ダクト６に沿ってさらに配置される。
【００１４】
吸入空気を冷却する機能を有するインタークーラ９が、吸気ダクト６に沿って配置される（好ましくは吸気マニホルド４に組み込まれる）。インタークーラ９は、インタークーラ９と並列であるダクトに沿って配置された熱交換器、送給ポンプ、および調整弁を備える、インタークーラ９内で使用されるクーラント調整回路に対して連結される。排気マニホルド５は、燃焼により生成される排気ガスを排気システムへと送給する排気ダクト１０に対して連結され、排気システムは、燃焼により生成されるガスを雰囲気内へと放出し、通常は少なくとも１つの触媒１１と触媒１１の下流に配置された少なくとも１つのサイレンサ（図示せず）とを備える。
【００１５】
内燃機関１の過給システムは、シリンダ２から排出される排気ガスの作用下において高速で回転するように排気ダクト１０に沿って配置されたタービン１３を備えるターボチャージャ１２と、過給機１４とを備え、過給機１４は、吸気ダクト６に沿って配置され、タービン１３に対して機械的に連結され、タービン１３自体により回転状態になされ、送給ダクト６内の空気の圧力を上昇させる。
【００１６】
内燃機関１は、ＥＣＵ電子制御ユニットにより制御され、このＥＣＵ電子制御ユニットは、内燃機関１の全ての構成要素の動作を管理する。
【００１７】
好ましい一変形例によれば、最後に内燃機関１は、低圧ＥＧＲＬＰ回路を備える。この低圧ＥＧＲＬＰ回路は、好ましくは触媒１１の下流に位置する排気ダクト１０から起始し、エアフローメータ７の下流に位置する吸気ダクト６内へと続くバイパスダクト１５を備え、バイパスダクト１５は、ターボチャージャ１２に対して並列に連結される。ＥＧＲ弁１６が、バイパスダクト１５に沿って配置され、バイパスダクト１５を通り流れる排気ガスの流量を調節するのに適したものである。排気マニホルド５から退出し過給機１４に進入するガスを冷却する機能を有する熱交換器１７が、弁１６の上流においてバイパスダクト１５に沿ってさらに配置される。
【００１８】
次に、内燃機関１内部における燃焼を最適化するためにＥＣＵ電子制御ユニットにより実装されるストラテジを説明する。
【００１９】
特に、関連数量を以下のように定義する。
ηＡＳＰ  吸気効率（および機関負荷、または代替的には指示される平均圧力、もしくは指示される駆動トルク、もしくは駆動制動トルクを表す）。各燃焼サイクルｍＡＩＲ毎にシリンダ２内に捕獲される空気質量と基準条件ｍＡＩＲ＿ＲＥＦ下における（すなわち２９８°Ｋの温度およびある雰囲気の圧力における）各燃焼サイクル毎にシリンダ２内に捕獲される空気質量との間に比率によって定義される。
ｎ  内燃機関１の速度。
Ｅｄｅｔ  ノッキングエネルギー（好ましくは、上死ＴＤＣ点付近の角度検出窓内のマイクロフォン信号または加速度計信号の適切な処理により決定される燃焼ノイズと、非ノッキング燃焼サイクルの９８百分位数に対応し、機関位置およびシリンダ２に応じてＥＣＵ電子制御ユニット内部に格納されたマップにより提供される限界燃焼ノイズとの間の差異により定義される）。
Ｅｄｅｔ−ｏｂｊ  機関位置に従って決定されるノッキングエネルギーの限界値。
ＭＡＰＯ  シリンダ２内における燃焼により発生する圧力波の強度の最大振幅（最大振幅圧力振動）。
ＭＡＰＯｏｂｊ  機関位置に従って決定されるシリンダ２内における燃焼により発生する圧力波の強度の最大振幅の限界値。
ＭＦＢ５０  シリンダ２内部において燃料質量の５０％が燃焼された場合における、機関角度（すなわちクランク角度）を表す燃焼指数（５０％質量分率燃焼）。
ＳＡ  点火進角。
ＳＡｏｂｊ  操作されることとなる点火進角の目標値。
【００２０】
また、吸気ダクト６内を流れるガス混合物に関する低圧ＥＧＲ回路ＥＧＲＬＰの入射を示す（表す）ＲＥＧＲ量（または比率）は、以下のように定義される。
ＲＥＧＲ＝ＭＥＧＲ＿ＬＰ／ＭＴＯＴ
ＭＴＯＴ  外部環境から入来し吸気ダクト６内に流れるフレッシュエアＭＡＩＲの質量と低圧回路ＥＧＲＬＰを通り再循環し吸気ダクト６内を流れる排気ガスＭＥＧＲ＿ＬＰの質量との和として算出される、吸気ダクト６内を流れるガス混合物の質量。
ＭＥＧＲ＿ＬＰ  低圧回路ＥＧＲＬＰを通り再循環し吸気ダクト６内を流れる排気ガス質量。
【００２１】
以下の説明において、ＲＥＧＲ量（例えば以下の説明においてより良く説明されるように燃焼モデルにおいて使用される）は、代替的には、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４の文献に記載される方法の任意の１つにより、またはＥＧＲ弁１６の流出モデルにより決定され得る。
【００２２】
さらに詳細には、図２に示すように、ＲＥＧＲ量は、吸気ダクト６内を流れる（合計）ガス混合物に対する低圧回路ＥＧＲＬＰからのガス流の入射の直接測定値または推定値を表し、低圧回路ＥＧＲＬＰからのガス流は、ＥＧＲ弁１６の位置および内燃機関１の条件（特に圧力、温度）により定義され、ＥＧＲ弁１６の位置は、以下に示すように算出されるＲＥＧＲ＿ＯＢＪ量（または比率）の目標値に従って機関制御ユニットにより決定される。代替形態では、ＲＥＧＲ量は、ＲＥＧＲ＿ＯＢＪ量の目標値の関数として決定（推定）される（例えば一次フィルタによりＲＥＧＲ＿ＯＢＪ量の目標値をフィルタリングすることなどにより）。
【００２３】
図２に示すように、利用される燃焼モデルは、（既知の）吸気効率ηＡＳＰ、内燃機関１の（既知の）速度ｎ、燃焼指数ＭＦＢ５０、およびＲＥＧＲ量の関数として点火進角ＳＡｍｏｄｅｌを算出する。換言すれば、点火進角ＳＡｍｏｄｅｌを算出する燃焼モデルは、以下のように表すことが可能である。
ＳＡｍｏｄｅｌ＝ｆ（ＭＦＢ５０、ηＡＳＰ、ｎ、ＲＥＧＲ）
【００２４】
第１の実施形態によれば、この燃焼モデルは、以下のように公式化された放物線により表され得る。
ＳＡｍｏｄｅｌ＝ａ２＊ＭＦＢ５０２＋ａ１＊ＭＦＢ５０＋ａ０
ここで、ＳＡｍｏｄｅｌおよびＭＦＢ５０は、既に紹介した意味を有し、一方でａｉ係数は、以下の通りに表すことができる。
ａｉ＝ｆｉ（ηＡＳＰ、ｎ）＊ｋｉ（ＲＥＧＲ、ηＡＳＰ）［ｉ＝０、１、２］
ここで、ＲＥＧＲ、ｎ、およびηＡＳＰは、既に紹介した意味を有する。ｎおよびηＡＳＰの値は、電子制御ユニットにとって既知である。
【００２５】
ｆｉおよびｋｉは、準備段階において経験的に設定されるマップを表すが、これらはηＡＳＰ、ｎ、ＲＥＧＲに対応して変化し得る。
【００２６】
第２の実施形態では、燃焼モデルは以下のように公式化された放物線により表され得る。
ＳＡｍｏｄｅｌ＝ａ５＊ＭＦＢ５０２＋ａ４＊ＭＦＢ５０＋ａ３＋ｆＥＧＲ（ＲＥＧＲ、ηＡＳＰ）
ここで、ＳＡｍｏｄｅｌおよびＭＦＢ５０は、既に紹介した意味を有し、一方でａｉ係数は、以下の通りに表すことができる。
ａｉ＝ｆｉ（ηＡＳＰ、ｎ）［ｉ＝３、４、５］
ここで、ＲＥＧＲ、ｎ、およびηＡＳＰは、既に紹介した意味を有する。ｎおよびηＡＳＰの値は、電子制御ユニットにとって既知であり、ｆｉは、準備段階において経験的に設定されるマップを表し、ａｉ係数に対応して変化し得る。
【００２７】
また、ｆＥＧＲ関数は、準備段階において経験的に設定されるマップを表し、ＲＥＧＲおよびηＡＳＰの量に対応して変化し得る。
【００２８】
第３の実施形態では、燃焼モデルは、以下のように表すことが可能である。
ＳＡｍｏｄｅｌ＝ＭＦＢ５０＋ｆ６（ηＡＳＰ、ｎ）＋ｆ７（ＲＥＧＲ、ηＡＳＰ）＊ｆ８（ηＡＳＰ、ｎ）
ここで、ＳＡｍｏｄｅｌ、ＭＦＢ５０、ＲＥＧＲ、ｎ、およびηＡＳＰは、既に紹介した意味を有し、ｎおよびηＡＳＰは、電子制御ユニットにとって既知である。
【００２９】
ｆ６係数およびｆ８係数は、準備段階において経験的に設定されるマップを表し、ｎ  ｅ  ηＡＳＰの量に対応して変化し得る。
【００３０】
ｆ７係数は、準備段階において経験的に設定されるマップをやはり表し、ＲＥＧＲおよびηＡＳＰの量に対応して変化し得る。
【００３１】
次に、燃焼指数ＭＦＢ５０およびＲＥＧＲ＿ＯＢＪ量を決定する方法を説明する。
【００３２】
燃焼指数ＭＦＢ５０は、開ループコントリビューションにより決定され、特にＭＦＢ５０ＯＬマップは、ＥＣＵ電子制御ユニット内部に格納され、このマップは、内燃機関１の吸気効率ηＡＳＰおよび速度ｎに応じて燃焼指数ＭＦＢ５０を提供する。
【００３３】
代わりに、量ＲＥＧＲ＿ＯＢＪは、開ループコントリビューションおよび閉ループコントリビューション（すなわちフィードバック中の）の合算により決定される。
【００３４】
開ループコントリビューションは、量ＲＥＧＲ＿ＯＬを提供し、特にＲＥＧＲＯＬマップが、ＥＣＵ電子制御ユニット内部に格納され、このマップは、内燃機関１の吸気効率ηＡＳＰおよび速度ｎに応じてＲＥＧＲ＿ＯＬ量を提供する。
【００３５】
第１の変形例によれば、ＲＥＧＲ＿ＯＢＪ量の閉ループコントリビューションは、目下実施されている燃焼サイクルのノッキングエネルギーＥｄｅｔをノッキングエネルギーの限界値Ｅｄｅｔ＿ｏｂｊと比較することにより取得される。
【００３６】
代替的には、ＲＥＧＲ＿ＯＢＪ量の閉ループコントリビューションは、シリンダ２内における燃焼により発生する圧力波の強度の最大振幅ＭＡＰＯを、シリンダ２内における燃焼により発生する圧力波の強度の最大振幅の限界値ＭＡＰＯｏｂｊと比較することにより取得される。
【００３７】
実装されることとなるこのタイプの制御は、目下実施されている燃焼サイクルのノッキングエネルギーＥｄｅｔとノッキングエネルギーの限界値Ｅｄｅｔ−ｏｂｊとの間の比較（またはシリンダ２内における燃焼により発生する圧力波の強度の最大振幅ＭＡＰＯとシリンダ２内における燃焼により発生する圧力波の強度の最大振幅の限界値ＭＡＰＯｏｂｊとの間の比較）の結果に応じて微分される。例えば、このタイプの制御は、ＰＩＤ（またはＰＩ）レギュレータの介入定数を微分することにより実施される。
【００３８】
特に、このストラテジは、目下実施されている燃焼サイクルのノッキングエネルギーＥｄｅｔとノッキングエネルギーの限界値Ｅｄｅｔ−ｏｂｊとの間の差異（またはシリンダ２内における燃焼により発生する圧力波の強度の最大振幅ＭＡＰＯとシリンダ２内における燃焼により発生する圧力波の強度の最大振幅の限界値ＭＡＰＯｏｂｊとの間の差異）をＰＩＤレギュレータの各介入定数で乗算することにより算出されたコントリビューションを入力として受領するガバナーブロック３を備える。前記コントリビューションの数値に応じて、ガバナーブロック３は、ノッキングリスクを低下させるために介入する方法を決定する。具体的には、コントリビューションが、しきい値Ｓ３（好ましくは機関位置に応じて調節可能および変更可能である）未満である場合には、これは、ノッキング現象の発生を回避するために少ない補正が必要とされることを意味する。この場合に、ガバナーブロック３は、ノッキング現象の発生を回避するために適したΔＲＥＧＲ−ＫＮＯＣＫ量の微分を算出する。
【００３９】
他方において、コントリビューションがしきい値Ｓ３を超過する場合には、これは、ノッキング現象の発生を回避するために大きな補正が必要とされることを意味する。この場合に、ガバナーブロックは、ノッキング現象の発生を回避するために適した点火進角の微分ΔＳＡＫＮＯＣＫを算出する。この場合に、以下の説明においてさらによく説明されるように、ＲＥＧＲ＿ＯＢＪ量は、限界値へと概数化される。
【００４０】
最後に、ノッキングイベント（ＤＥＴ）が検出される場合には、コントリビューションは、ＰＩＤレギュレータの応答を待つことなく最大値へと即座に概数化され、それによりガバナーブロック３は、ノッキング現象の発生を回避するために適した点火進角の微分ΔＳＡＫＮＯＣＫを算出する。
【００４１】
好ましい変形例は、適応量ＲＥＧＲ−ＡＤＴを供給するさらなる開ループコントリビューションを備え、具体的には、マップが、ＥＣＵ電子制御ユニット内部に格納され、このマップは、内燃機関１の吸気効率ηＡＳＰおよび速度ｎに応じて適応量ＲＥＧＲ−ＡＤＴを提供する。好ましくは、前記ＲＥＧＲＡＤＴマップは、静的条件におけるΔＲＥＧＲ−ＫＮＯＣＫ量の微分を決定するために閉ループコントリビューションにおいて使用されるＰＩＤコントローラまたはＰＩコントローラの整数部に応じてアップデートされる。
【００４２】
したがって、ＲＥＧＲ＿ＯＢＪ量は、２つの開ループコントリビューションであるＲＥＧＲ−ＡＤＴ（存在する場合）およびＲＥＧＲ−ＯＬと閉ループコントリビューションΔＲＥＧＲ−ＫＮＯＣＫとを加算することにより決定される。
【００４３】
また、ストラテジは、効率を最適化するための閉ループコントリビューションを備える。具体的には、前記閉ループコントリビューションは、開ループコントリビューションにより決定される燃焼指数ＭＦＢ５０と、燃焼指数推定値ＭＦＢ５０ｅｓｔとを比較することにより達成される。
【００４４】
実装されることとなるタイプの制御は、燃焼指数ＭＦＢ５０と燃焼指数推定値ＭＦＢ５０ｅｓｔとの間の比較の結果に従って微分され、例えばこのタイプの制御は、ＰＩＤ（またはＰＩ）レギュレータの介入定数を微分することにより実施される。
【００４５】
具体的には、ストラテジは、燃焼指数ＭＦＢ５０（またはより厳密には開ループ燃焼指数ＭＦＢ５０ＯＬ）と燃焼指数推定値ＭＦＢ５０ｅｓｔとの間の差異をＰＩＤレギュレータまたはＰＩレギュレータの介入定数で乗算することにより算出されたコントリビューションを入力として受領するガバナーブロック４を備える。前記コントリビューションの数値に応じて、ガバナーブロック４は、内燃機関１の効率を最適化するために介入する方法を決定する。具体的には、コントリビューションが、しきい値Ｓ４（好ましくは機関位置に応じて調節可能および変更可能である）超である場合には、これは、内燃機関１の効率を最適化するために大きな補正が必要とされることを意味する。この場合に、ガバナーブロック４は、内燃機関１の効率を最適化するために適した点火進角の微分ΔＳＡＭＦＢ５０を算出する。
【００４６】
明白ではあるが、この場合も、ノッキングを制御しノッキング現象の発生を回避するために、点火進角の微分ΔＳＡＫＮＯＣＫは、燃焼モデルにより提供される点火進角ＳＡｍｏｄｅｌを縮小させる。対照的に、内燃機関１の効率を最適化するために、点火進角の微分ΔＳＡＭＦＢ５０は、燃焼モデルにより提供される点火進角ＳＡｍｏｄｅｌを増大させる。ノッキング現象の発生を回避するための内燃機関１の保護は、内燃機関１の効率よりも優先され、したがって、内燃機関１の効率を最適化するために適した点火進角の微分ΔＳＡＭＦＢ５０は、ノッキング現象の発生を回避するために適した点火進角の微分ΔＳＡＫＮＯＣＫが、燃焼モデルにより提供される点火進角ＳＡｍｏｄｅｌを縮小させるように介入する場合には、ゼロ化（または劇的に低減）される。換言すれば、ストラテジは、点火進角の微分ΔＳＡＫＮＯＣＫが、燃焼モデルにより提供される点火進角値ＳＡｍｏｄｅｌを縮小させ始めるとすぐに、点火進角の微分ΔＳＡＭＦＢ５０をゼロ化（またはゼロに近い数値へ概数化）することを含む。
【００４７】
したがって、実装されることとなる目標進角ＳＡｏｂｊは、２つの異なるコントリビューション、すなわち燃焼モデルにより提供される点火進角ＳＡｍｏｄｅｌと、内燃機関１の効率を最適化するために適した点火進角の微分ΔＳＡＭＦＢ５０、または代替的にはノッキング現象の発生を回避するために適した点火進角の微分ΔＳＡＫＮＯＣＫとの和により取得される。
【００４８】
前述の議論において予期されるように、吸気効率ηＡＳＰは、指示される平均圧力、指示される駆動トルク、もしくは駆動制動トルクによって、または一般的に機関負荷を表す任意の量によって代替的に置き換えられ得る。
【００４９】
上述の燃焼制御方法は、高演算負荷を必要とせず、ロバスト性を有し、なによりも熱力学的効率を犠牲にすることなく水が車両に搭載されることを回避することが可能となり、また同時にノッキング現象の発生を高い信頼度で回避することが可能となることにより、容易に実装され得るため、多数の利点を有する。
【符号の説明】
【００５０】
１  内燃機関
２  シリンダ
３  インジェクタ、ガバナーブロック
４  吸気マニホルド、ガバナーブロック
５  排気マニホルド
６  吸気ダクト、送給ダクト
７  空気フィルタ、エアフローメータ
７＊  質量流量センサ
８  スロットル弁
９  インタークーラ
１０  排気ダクト
１１  触媒
１２  ターボチャージャ
１３  タービン
１４  過給機
１５  バイパスダクト
１６  ＥＧＲ弁
１７  熱交換器
【図１】
2020169642.tif 000003
【図２】
2020169642.tif 000004
【外国語明細書】
2020169642000001.pdf