(57)【要約】【課題】エンジンにおいて火花点火が実施される作動モードと、コントロールされた自己着火が実施される作動モードとの間で切換えを実施するための方法を提供すること。【解決手段】エンジンの自己着火が実施可能である少なくとも１つの領域を定める第１の特性マップを準備し、エンジン始動後のエンジンが、第１の特性マップ内のコントロールされた自己着火が実施可能な領域内にある作動点に達しているか否かを決定し、作動点が第１の特性マップ内の前記したような領域内にある場合に、エンジンを自己着火が実施可能な作動モードに切換えるようにする。【選択図】図１
2008303878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの火花点火が実施される作動モードからエンジンの自己着火が実施される作動モードへの内燃機関における作動モード切換えのための方法において、
ａ）エンジンの自己着火が実施可能である少なくとも１つの領域を定める第１の特性マップを準備するステップと、
ｂ）エンジン始動後のエンジンが、第１の特性マップ内のコントロールされた自己着火が実施可能な領域内に存在する作動点に達しているか否かを決定するステップ（ステップＳ２，Ｓ３）と、
ｃ）作動点が第１の特性マップ内の前記したような領域内にある場合に、エンジンを自己着火が実施可能な作動モードに切換えるステップ（ステップＳ５）を有するようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
第１の特性マップにおいて、エンジンの自己着火が実施可能である作動モードに対する領域が次のように選択される、すなわちこの領域内でエンジンの１つの作動点が十分な切換えの確実性を保証しかつ代替的に所定の燃料品質範囲に対してエンジンの安定した作動モードを有するように選択される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
車両の給油が終わった後でタンク内に存在する燃料の燃料品質を、新たに補給された燃料の量とその品質及びタンク内の既存の燃料残量に依存して特定する（ステップＳ１）、請求項２記載の方法。
【請求項４】
エンジンの自己着火が実施可能な作動モードへの切替えは、走行快適性の観点に立って、例えばドライバーにとってほとんど知覚されないかまたは全く知覚されない負荷変動ののもとで行われる、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
エンジンの作動点が第１の特性マップにおけるコントロールされたエンジンの自己着火が実施可能な領域に入った場合に、少なくとも１つまたは複数の作動パラメータの粗調整が行われる（ステップＳ４）、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記作動パラメータの粗調整（ステップＳ４）は、例えば給油過程後のタンク内の燃料のアンチノック性、揮発性、燃料品質、車両の停止持続時間、周辺環境温度、最後の切換え過程以降の持続時間、及び／又はコントロールされた自己着火が可能な作動点の領域に基づいて行われ、その場合これらのデータは例えば火花点火を伴う作動モードから引き出し可能である、請求項５記載の方法。
【請求項７】
タンク内の燃料の燃料品質を推定するために、少なくとも１つの作動モードまたは実質的に全ての作動モードの作動領域から、少なくとも１つの基準燃料に対する基準特性マップがデータの供給と共に、有利には実質的に全データの供給と共に準備される、請求項１から６いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
エンジンの自己着火が実施可能である作動モードへエンジンが切換えられた後で（ステップＳ５）、圧力経過の分析が実施される（ステップＳ６）、請求項１から７いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
エンジンの自己着火が実施可能である作動モードへの切換えの後の第１の燃焼において、圧力経過、圧力勾配、点火時期、音響特性、燃焼持続時間及び／又は排気特性が検出され、その結果から例えば燃料品質ないしは燃料特性が推定される、請求項１から８いずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
エンジンの自己着火が実施可能である作動モードへエンジンが切換えられた後で（ステップＳ５）、少なくとも１つまたは複数の作動パラメータの微調整が行われる（ステップＳ６）、請求項１から９いずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つまたは複数の作動パラメータの微調整の際に（ステップＳ６）、車両の停止持続時間、周辺環境温度及び／又は最後の切換え過程以降の持続時間が考慮される、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記粗調整（ステップＳ４）及び／又は微調整（ステップＳ６）における作動パラメータとして例えば以下のような作動パラメータの調整が可能である、すなわち、
−噴射タイミングと噴射量の調整
−ラムダ値の変化量
−ＥＧＲ（排ガス再循環）レートの調整
−中間圧縮行程における事前均質化の調整（プレインジェクション）
−点火時期の調整
−自己着火プロセスにおける少なくとも１つ又は複数の点火プラグによる点火支援
−吸入空気の事前の暖機化／冷却化
−可変バルブギヤの制御時間の調整
−空気動バルブ（air pulse valve）のコントロール
が可能である、請求項５から１１いずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの作動パラメータの微調整が行われ（ステップＳ６）、エンジンの自己着火が実施可能である目下の作動点が妥当性検査され、第２の特性マップに記憶される（ステップＳ７）、請求項１０から１２いずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
ドライビング中の複数の作動点の作動パラメータの調整のために、燃料品質及び／又は燃料組成が検出され、エンジン制御システムの相応の特性マップに記憶され、それによって既存の燃料に対する相応の作動領域が作成可能である、請求項１から１３いずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
エンジンの自己着火が実施可能である作動モードへの切換えが、妥当性検査された作動点においてのみ実施可能である（ステップＳ２*，Ｓ３*）か、又はエンジンの自己着火が実施可能である事前に確定された領域にある作動点においてのみ実施可能である（ステップＳ２，Ｓ３）、請求項１３または１４記載の方法。
【請求項１６】
自己着火が実施可能である作動モードは例えばＣＡＩ作動モードである、請求項１から１５いずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも請求項１から１６いずれか１項記載の方法に従ってエンジンの火花点火を伴う作動モードとコントロールされた自己着火の伴う作動モードの間で切換えが可能であることと特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの火花点火が実施される作動モードからエンジンの自己着火が実施される作動モードへの内燃機関における作動モード切換え方法に関している。
【背景技術】
【０００２】
現代の内燃機関は、異なる燃焼モードで作動することができるようになってきている。その例として例えばストイキオメトリーな火花点火方式の均質燃焼モードと、稀薄な成層燃焼モード又はコントロールされた自己着火方式（"Controlled Auto Ignition"、いわゆるＣＡＩ方式）との間で作動モードの切換えが行われている。特に後者の場合では、稀薄で均質な空気−燃料混合気がコントロールされて目立ったＮＯxの排出を伴うことなく自己着火されるということで優れている。このような点火はシリンダ内に戻された高温の排気ガスと、圧縮位相の間に増加された圧力と温度によって開始される。その際にはそれぞれの燃焼方式毎に燃料の品質も重要な要素となっている。このことは基本的に燃焼方式の作動領域の状態と規模、特に燃焼の制御とそれに伴う燃費及びエンジンの排気特性に関係している。
【０００３】
例えば米国特許出願 US 7 073 466 明細書等の従来技術からも明らかなように、ＨＣＣＩ内燃機関の燃焼プロセスの制御方法は公知である。ここでの内燃機関は少なくとも所定の作動状態において、コントロールされた自己着火を伴って作動されている（ＨＣＣＩモード）。このコントロールされた自己着火モードにおいては、実際の燃焼プロセスとモデル化された燃焼プロセスが常時相互比較され、モデル化された燃焼プロセスに対する実際の燃焼プロセスの出力特性量の間の差分を考慮しこれに対する追従制御がなされている。
【特許文献１】ＵＳ７ ０７３ ４６６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、エンジンにおいて火花点火が実施される作動モードと、コントロールされた自己着火が実施される作動モードとの間で切換えを実施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】
【０００５】
前記課題は本発明により、
ａ）エンジンの自己着火が実施可能である少なくとも１つの領域を定める第１の特性マップを準備するステップと、
ｂ）エンジン始動後のエンジンが、第１の特性マップ内のコントロールされた自己着火が実施可能な領域内にある作動点に達しているか否かを決定するステップと、
ｃ）作動点が第１の特性マップ内の前記したような領域内にある場合に、エンジンを自己着火が実施可能な作動モードに切換えるステップとを有するようにして解決される。
【０００６】
このことは次のような利点となる。すなわちエンジンが早期時点において自己着火による作動モードに切換えられ得る。なぜならこれに対して１つの特性マップが使用され、このマップは少なくとも１つの次のような領域、すなわちその領域内ではエンジンのコントロールされた自己着火が確実に実施可能となる領域を有しているからである。このようなことの代わりに例えば従来技法で通常行われているように、ノッキング制御部から車両の燃料品質に関する確かな情報が供給されてからでないと切換えが行われないのならば、このことは相応の走行特性のもとではとりわけ非常に長い持続時間を要するものとなる。なぜならエンジンはノッキングに係りのない作動領域で作動されるからである。それにより場合によっては有益な能力が非活動的な代替モードによって失われてしまう。これに対して本発明による方法はエンジン始動後の自己着火を伴う作動モードへの第１の切換えに対して何らノッキング制御部からの情報を必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のさらに別の実施形態は従属請求項に記載されている。本発明の有利な実施形態によれば、第１の特性マップにおいて、自己着火を伴う作動モードに対する領域が次のように選択される。すなわちこの領域内でエンジンの作動点が十分な切換えの確実性を保証し、かつ通常使用される燃料を網羅した所定の燃料品質範囲でエンジンの安定した作動モードが提供されるように選択される。これにより、必ずしも良好とはいえない燃料品質のもとでもエンジンの確実な自己着火が保証される。この場合有利にはドライバーに対する走行快適性を損なうことなく、自己着火を伴う作動モードへの切替えに移行することができる。
【０００８】
さらに別の実施形態によれば、エンジンの作動点が第１の特性マップにおけるコントロールされたエンジンの自己着火が実施可能な領域に入った場合に初めて、少なくとも１つまたは複数の作動パラメータの粗調整が行われる。この粗調整のもとでは、作動パラメータの適切な調整のために様々な出力特性量が考慮できる。このことは次のような利点をもたらす。すなわちエンジンの自己着火を伴う作動モードへの切替えの後で既に次のような作動パラメータ、すなわち出力特性量が許容時間内でわかるようになる程度まで事前に最適化された作動パラメータが存在する。そのような出力特性量とは例えば燃料のアンチノック性、揮発性、品質などである。その場合は例えば基準燃料に対する特性マップの支援のもとで既存の燃料に対する推論が可能である。
【０００９】
さらに別の有利な実施形態によれば、エンジンの自己着火を伴う作動モードへの切替えの後で圧力経過特性の分析と作動パラメータの微調整が実施される。このことは次のような利点となる。すなわち圧力経過特性の分析によって出力特性量、例えば燃料品質や圧力グラジエントなどに対する所期の推論が可能となり、それに応じて作動パラメータを正確に調整することが可能となる。
【実施例】
【００１０】
次に本発明による方法を以下の明細書で（影響を受けやすい）ＣＡＩ燃焼プロセスを例にして説明する。但しこの方法はその他の燃焼モードに対して用いることも可能である。このＣＡＩプロセスは、ＨＣＣＩ（Homogenous Charge Compression Ignition）モードとも、ＡＴＡＣ（Active Thermo Atmosphere Combustion）モードとも、あるいはＴＳ（Toyota Soken）モードとも称される。
【００１１】
最近のエンジン制御にはノッキング制御や燃料品質識別などの機能が含まれている（エンジンランアップ評価、蒸発温度の検出）。本発明は、このような従来技術を包含し、燃焼プロセスの制御に関して顕著な革新をもたらすものである。この場合これは、給油過程後の均質燃焼のＳＩ（spark ignited）燃焼方式と代替的な燃焼方式の間での新規な切換えに関するものであり、例えば従来技法による開発過程では十分に提供することの出来なかった快適性や排気中和性に観点を向けたものである。
【００１２】
図１には内燃機関における作動モード変更を制御するための本発明による方法の実施形態のフローチャートが示されている。この内燃機関はあらゆるタイプの適した内燃エンジンであり得る。本発明による方法はまず車両の給油から始まる。その場合給油タンクは給油の前に実質的に空の状態であってもよいし、燃料の残量があってそれに新たな燃料が継ぎ足される状態であってもよい。その場合にはタンク内の燃料の品質が確定され、ないしは燃料品質の領域が推定される。
【００１３】
燃料組成はとりわけ原油品質と精油過程に依存しているので、ＤＩＮ規格によって定められたオットエンジン用燃料として正確に限定された化学的定義のみが存在する。それに対して、季節毎に大きな温度変化を伴う地域の給油所では一年を通じて異なるタイプの燃料が納品される。詳細には揮発性の高い冬用燃料と揮発性が低い夏用燃料である。ここでは燃料品質を特定するために所定のパラメータが使用されている。このパラメータにはリサーチオクタン価ＲＯＮ、モーターオクタン価ＭＯＮ、セタン価及び蒸気圧ＲＶＰ（Reid Vapour Pressure）がある。リサーチオクタン価ＲＯＮは、アンチノック特性に関するものであって、非制御下での燃料の着火性を表したものである。セタン価は、通常はディーゼル燃料の記載若しくはそれに基づくパラメータに用いられ、オット燃料の場合と同じように自己着火の開始の際に生じ得る特性の説明に用いられている。比較可能な特性を得るために、エンジンの開発過程やエンジン制御システムの開発過程において、予めそれらの燃料品質や燃料組成がわかっている基準燃料がマップデータの提供に利用することができる。本発明では、例えばデータ供給、有利には１つ又は複数の作動領域の全データの供給が少なくとも１つまたは複数の基準燃料に対して準備される。しかしながら実際の走行モードでは、基準燃料の他にその他の劣悪な燃料品質のものが給油される可能性もあることが前提とされる。そのためヨーロッパではリサーチオクタン価ＲＯＮの帯域幅が約９０〜１００の値で計算されている。この違いはちょうどＣＡＩモードにおいても着火点に対して重大な影響を及ぼす。
【００１４】
以下では一例としてタンク内に燃料残量が残っているケースを説明する。この場合タンクの容量は例えば８０Ｌである。そしてタンク内の燃料残量が４０Ｌで、この燃料は例えばリサーチオクタン価ＲＯＮ  ９５のものであることがわかっているものとする。この燃料残量に対してここで例えば４０Ｌの新たな燃料を補給し、その燃料の正確な燃料品質は未知なものであるとする。まずステップＳ１でタンク内のこれらの全燃料の品質を少なくとも一次近似において確定するために、新たに補給された燃料品質の通常置かれている領域を推定する。この燃料の品質が、ヨーロッパにおいて通常使用されている燃料のものであるならば、前述したように９０〜１００オクタンの領域にある。但し本発明はこの領域に限定されるものではなく、例えば次のように選択されてもよい。すなわち少なくとも通常使用される燃料の領域がカバーされるように選択されてもよい。
【００１５】
給油後の全燃料量に対するオクタンレートに対しては、オクタン価が９２.５〜９７.５の領域にある燃料品質ないしオクタンレートを前提とする。この場合は残留燃料と新たに補給された燃料の成分比も考慮される。このようにして給油過程の前にまだタンク内に残っていた燃料の既知の品質も制御に盛り込まれ、それらの混合比に比例して考慮される。これによりタンク内に含まれる燃料の品質が正確に推定可能となる。前述したようなケースにおいて給油前のタンクがほぼ空の状態であったならば、タンク内に給油された燃料の品質は不変のまま前述のオクタン価９０〜１００の領域にある。このようにしてまずステップＳ１では、給油後に車両のタンク内にある燃料の品質が属している領域が限定される。
【００１６】
ここにおいてまず１つの可能性として、代替的作動モード、すなわちコントロールされた自己着火の伴うＣＡＩ作動モードへの切替えをまず完全に阻止し、そしてエンジンを専ら均質燃焼のＳＩ作動モード（すなわち火花点火方式のエンジン作動モード）で作動する。この作動モードの切替は、例えばノッキング制御システムが燃料品質に関する確かな情報を提供した場合に初めてトリガされる。これについては前述したように、相応の走行特性のもとで場合によっては非常に長い持続時間がかかり得る。本発明の手段によれば、給油後の作動モードの切替が禁止されず、ノッキング制御システムからの確かな情報が待機される。その代わりにステップＳ２及びＳ３においてまず、車両ないしはエンジンがＣＡＩ作動モードに切換え可能であるか否かが確定される。これについてはステップＳ３において第１の特性マップに基づき、車両ないしエンジンがＣＡＩ作動モードを確実に実施し得る作動点に達しているか否かが確定される。
【００１７】
エンジンスタートの後でＣＡＩ作動モードへの切替えを阻止してノッキング制御システムからの結果を待つ代わりに、ＣＡＩ作動モードへの第１の切換えが次のような領域で実施される。すなわち最小作動領域として第１の特性マップ内にファイルされ、例えば十分な切換え保護と実質的に安定したエンジン動作が有利に期待される領域である。この場合実質的な安定が期待されるエンジン動作は例えば推定される燃料品質の最小値と最大値、例えば９０〜１００のオクタン価に対して与えられるものであってもよい。つまり作動モード切替後に期待される目標作動点が例えば次のように堅固である、すなわち機能している全ての燃料品質が確実に着火され、所望の燃焼経過に結び付くように堅固である。有利には、この目標領域における第１の切換えは、ドライバーにとって期待される快適性に関して非クリティカルである負荷ポイントの切換えのもとで行われる。
【００１８】
エンジンが堅固なＣＡＩ領域内の作動点を有しているか否かを確定する（ステップＳ３）第１の特性マップは図１に示されている。この第１の特性マップでは、堅固なＣＡＩ領域の作動点ないしはこれらの作動点の領域がトルクと回転数に依存して表されている。この場合ここに表されている領域内では、不利な燃料品質のもとでもコントロールされた自己着火が可能である。コントロールされた自己着火に対する堅固なＣＡＩモードの領域は、例えば２０００〜２５００ｒｐｍの範囲の回転数と３０〜６０Ｎｍのトルクのもとに存在している（１.８Ｌの４気筒エンジンの場合）。しかしながらこの領域データとエンジンはあくまでも例示的なものであって、本発明がこれらに限定されることを意味するものではない。基本的には回転数に対する範囲は、前述した範囲よりも小さく選定されてもよいし大きく選定されてもよい。同じようなことはトルクに対する範囲にも当てはまる。ここで大事なことは、これらの範囲が、予め定められた燃料品質の領域に対して実質的に確実な自己着火が可能となるように限定されることである。
【００１９】
通常はエンジンのスタート直後は車両の作動点が直ちにこの領域にあるわけではなく、そのため車両ないしはそのエンジンはまず火花点火方式で、例えば点火プラグを用いて点火される。しかしながら走行モードの間は、ステップＳ３に従ってエンジンが堅固なＣＡＩ領域にある目標点に達しているか否かが繰返し問合せされる。ステップＳ３においてこのことが確定されると直ちに、ＣＡＩ作動モードへの切替えが行われ（ステップＳ４，Ｓ５）、それに伴ってエンジンの自己着火が実施される。この場合はまずステップＳ３において車両が堅固なＣＡＩ目標点に達していることが確定された後で、コントロールされた自己着火を予め付加的に向上させるために少なくとも１つ若しくは複数の作動パラメータの粗調整がステップＳ４において実施される。
【００２０】
燃料における品質の違いにもかかわらず所望の燃焼経過ないしは目標燃焼経過を実現させるために、エンジン制御システムは作動パラメータの相応の調整ないし補正を行う必要がある。この場合は少なくとも１つの適切な作動パラメータ又は少なくとも２つ以上の作動パラメータの組合わせが、例えば以下で説明するようにまず粗調整され得る。そのような作動パラメータの例としては以下のものが挙げられる。すなわち、
−噴射タイミングと噴射量の調整
−ラムダ値の変化量
−ＥＧＲ（排ガス再循環）レートの調整
−中間圧縮行程における事前均質化の調整（プレインジェクション）
−点火時期の調整
−自己着火プロセスにおける点火プラグによる点火支援
−吸入空気の事前の暖機化／冷却化
−可変バルブギヤの制御時間の調整
−空気動バルブ（air pulse valve）等のコントロール
などである。
【００２１】
なおこれらのリストはあくまでも例示的なものであり、確定的なものではない。この場合は、切換えプロセス及び燃料品質ないし燃料特性に対し、従来技法による走行モード（均質なＳＩモード）からの先験的な情報が作動パラメータの相応の調整のために求められる。これらの先験的な情報データには例えば、燃料のアンチノック性、燃料の揮発性、前述したような堅固なＣＡＩ作動モードに対する特性マップ領域、よく用いられている燃料に基づいた燃料品質量域の限定、車両のアイドリング時間、周辺環境温度、最後の切換えプロセス以降の持続時間などが含まれる。
【００２２】
ここで作動パラメータの調整のための燃料品質の詳細な確定について以下で短く説明する。火花点火方式のＳＩモードにおけるノッキング制御システムは、アクティブな状態においてノッキングセンサを用いて例えば特徴的な高周波の音波振動を識別し、ノッキング事象が検知されると直ちに点火角度を遅角方向に調整することで対処する。基準燃料を用いて求められる基準特性マップに基づけば、点火タイミングの遅角量とはアンチノック性に対する指標でもあり、すなわちこれは例えば前述したようなリサーチオクタン価ＲＯＮ、又はエンジンオクタン価ＭＯＮないし燃料品質であり得る。しかしながら基本的には燃料品質を求めるためのあるいは少なくとも正確に絞るためのその他のあらゆる方法も考えられる。さらにまたドライバーが例えば給油の際に自身でオクタン価を選定入力することも考えられる。さらに燃料品質の他にも蒸気圧ＲＶＰ（Reid Vapor Pressure）を作動パラメータの適切な粗調整のために考慮することが可能である。なおこれらのリストアップは例示的なものであり限定を意味するものではない。基本的には作動パラメータの粗調整の際には、ＣＡＩ作動モードへの切替えの前に既知ないしは既存の出力特性量、例えば蒸気圧、燃料品質など（これらを用いて後続のＣＡＩ作動モードが制御され得る）を作動パラメータの粗調整の際に考慮することが重要であり、さらにＣＡＩ作動モードへ切換える場合には、これらが予め可能な限り既に最適化されていることも重要である。しかしながら基本的にはステップＳ４をスキップし、ＣＡＩ作動モードに切換わった後で初めて作動パラメータの調整を以下で説明するように微調整に関するステップＳ６にて実行することも可能である。
【００２３】
前述したようにステップＳ４における作動パラメータの粗調整の後では引き続きステップＳ５においてエンジンのＣＡＩ作動モードへの切換えが行われる。ここで留意すべき点は、前記ＣＡＩ作動モードには２つのケースが含まれていることである。すなわち１つのケースは点火装置による支援なしでのエンジンの自己着火であり、もう１つのケースは点火プラグなどの点火装置による支援を伴ったエンジンの自己着火である。
【００２４】
ＣＡＩ作動モードへの切換え（ステップＳ５）が終わったその直後では、ステップＳ６において第１の燃焼が、例えばＣＡＩ作動モードにおける圧力経過、特に燃料着火後の圧力勾配に関連して分析され、例えば点火時期、音響特性、燃焼持続時間、排気特性、燃料品質（着火性）などが評価される。その場合にさらに有利には自己着火プロセスのさらなる向上のために少なくとも１つまたは複数の作動パラメータの微調整が行われる。この場合は少なくとも１つまたは複数の前述したようなパラメータ、例えば確定された燃料品質などが考慮される。そのような作動パラメータの例としては既に前述してきたが、ステップＳ５における粗調整のために考慮してきた作動パラメータと同じものがこの微調整に対して用いられてもよいし、あるいは少なくとも部分的にエンジンの自己着火に影響を及ぼすその他の作動パラメータが考慮されてもよい。
【００２５】
ステップＳ６における作動パラメータの微調整は、この場合次のように行われる。すなわちそのつどの確定された作動点に対して例えばその圧力経過が相応のマップから得られる、作動点に依存した目標圧力経過に基づいて設定調整される。適切な自己着火が可能となる作動点は、例えば妥当性が確認され、図１に示されているように（ステップＳ７）第２の特性マップに記憶される。これによりただ単に自己着火が堅固なＣＡＩ領域において実施されるだけでなく、その他の領域、例えば以下で説明する第２の特性マップ内で示されるような領域においても実施可能となる。その場合は作動パラメータの相応の調整のために燃料品質も詳細に確定され、あるいは粗調整のときのようにより正確に確定される。
【００２６】
オット燃料（ガソリン）は揮発性の高い様々な成分からなっており、そのため時間の経過と共に成分が蒸発し、燃料組成に変化が生じる。このことは特に長期間車両を動かさなかったり、周辺環境温度が高いときに促進される。これらのパラメータも既に前述したように作動パラメータの調整の際に選択的に考慮され得る。
【００２７】
始動の際のエンジンの回転立上がり特性（ランアップ特性）からは、エンジン制御システムにおける機能として燃料品質識別部が燃料品質を識別し、相応の補正を行う。これは以下で図２に基づいて説明する。燃料の揮発性を検出するためのその他の手段は、例えば温度センサを既知の温度の所定の燃料量で所期のように湿らせることからなる。この燃料品質と組成は、ドライビングモードにおいていわゆるオンラインで最適な制御パラメータのために各作動点毎に求められ、エンジン制御システムの相応の特性マップに記憶される。
【００２８】
そのような第２の特性マップは図１に示されている。そこには前述したようなそのつどの作動パラメータがリサーチオクタン価ＲＯＮや蒸気圧に依存して３Ｄマップの形態で表されている。この場合は同時にそのつどの燃料品質と組成に依存する（最大）作動領域も各作動パラメータとそれらの作動点に対して示されている。この第２の特性マップからわかるように、コントロールされた自己着火が実施可能である作動点が、異なるリサーチオクタン価ＲＯＮと蒸気圧ＲＶＰ毎に妥当性検査され相応に記憶されている。リサーチオクタン価ＲＯＮや蒸気圧ＲＶＰからみれば必ずしも自己着火のための最適な値を有しているわけではないが、しかしながらこのことはそのつどの作動点における作動パラメータの相応の調整によって補償できる。この調整は次のようになされる。すなわち不利なリサーチオクタン価ＲＯＮないし不利な蒸気圧ＲＶＰであるにもかかわらず、確実にコントロールされた自己着火が可能となるように調整される。エンジンのコントロールされた自己着火が実施可能であるこれらの作動点の妥当性検査とそれらの作動点の第２の特性マップへの相応の記憶は、前述したようにステップＳ７において行われる。作動領域は走行技術的に妥当性検査され、このようにして作動形式又は作動ストラテジの最大作動領域が求められる。この算出はこの場合有利には走行動作中にオンラインで行われる。その際には例えばタンク内の新たな燃料若しくは燃料混合気に対して最大の作動領域が確定される。これらの作動点においては確実な自己着火が可能となるので、作動モード切換えは（妥当性）検査済みの作動点からしか許可されない。
【００２９】
それ故に新たなエンジンスタートの際にはステップＳ２*において車両ないしはエンジンがＣＡＩ作動モードに切換えられているか否かが直接求められ、その場合ステップＳ３*において第２の特性マップに基づいて、車両が妥当性検査済みの作動点に達しているか否かが求められる。この作動点が妥当であるならば、ＣＡＩ作動モードに切換えられるか、あるいはエンジンが既にＣＡＩ作動モードにある場合にはそのモードが維持される。それに対して切換えの際に予期される作動点ないし目標点が妥当でない場合には、エンジンの自己着火を伴うＣＡＩ作動モードへの切換えが阻止され、代わりにエンジンの火花点火を伴う作動モードが実施され、あるいはエンジンが既にこの作動モードにある場合にはそのモードが維持される。
【００３０】
図２には、図１のステップＳ６において例示的に実施される圧力経過の分析がＣＡＩプロセスの例で示されている。この図では火花点火（ＳＩ）による全負荷時の圧力経過及び圧縮経過が示されている。それに加えてさらにＣＡＩ作動モードにおける種々の圧力経過も示されている。この場合１つのケースは最適な圧力経過を最適な圧力上昇勾配と共に示している。さらに２つのケースではＣＡＩ作動モードにおける圧力上昇が、理想のケースから逸脱している場合を表している。ここでは圧力経過を理想のものに近似するように変化させるためには、相応の作動パラメータが適切に追従調整ないしは設定調整されなければならない。
【００３１】
第１のケースでは、圧力上昇が過度に急激に立ち上がっている。すなわち圧力上昇勾配が急峻過ぎる。従って過度に早い時点で着火が起き、そのためエンジン損傷の危険性が生じている。第２のケースでは、圧力経過が十分な立上がりで上昇してなく、すなわち圧力上昇勾配の急峻度が低すぎる。従ってここでは遅すぎる着火が起き、これによって効率の悪い燃焼が生じている。
【００３２】
圧力上昇勾配が過度に急峻すぎる第１のケースでは、以下に述べるような対抗手段、例えば微調整がステップＳ６の枠内で講じられ得る。すなわち排ガス再循環レート（以下ではＥＧＲレートとも称する）が相応に高められてもよいし、事前噴射量（プレインジェクション）が低減されてもよい。その他に吸入空気量を増加させてもよいし、さらに空気動バルブ（エアーパルスバルブ）の噴出量を高めてもよい。なおこれらの手段はあくまでも例示的なものであり、それらへの限定を意味するものではない。圧力上昇勾配が過度に緩やか過ぎる第２のケースでは、以下に述べるような対抗手段、例えば微調整がステップＳ６の枠内で講じられる。すなわち例えば排ガス再循環レート（ＥＧＲレート）が低減されてもよいし、事前噴射量が増加されてもよい。また点火プラグを用いて点火支援が行われてもよい。その他にも空気噴出量が低減されてもよい。しかしながらこれらの手段も該当する手段のいくつかの例を示したにすぎず、限定を表したものではない。
【００３３】
作動点は既に前述したように、そのつどの作動パラメータ毎に第２の特性マップに記憶される。さらに付加的にそのつどの作動点毎に相応の微調整データを記憶させて、これらの作動点に達した場合に呼出すようにしてもよいし、さらに作動パラメータの相応の粗調整を行うようにしてもよい。ＣＡＩ作動モードへの切換えの後では再び作動パラメータの新たな微調整が例えば圧力経過分析の枠内で実施され得る。これらのことも既に前述したように再度記憶させることが可能である。
【００３４】
本発明によれば、次のような方法が示される。すなわち、燃料品質が評価され、そのつどのモードの燃焼プロセスがさらに最適化され、作動領域の確実な検出が可能となる方法である。この場合の本発による方法の要となる利点は、燃料品質が識別されることと、所望の目標燃焼経過が実現されるように新たな作動モードが速やかに調整されることである。これらのことは、効率的でかつ燃費と排気特性の最適な燃焼方式を前提とするものである。このような適応化手法または粗調整ないし微調整手法によれば、品質や組成に左右されない各作動モードの最大作動領域が確定される。この場合の切換えは妥当性検査された作動点においてのみ行われる。それにより、十分な信頼性のもとでエンジンの自己着火が実施できないような作動点においてＣＡＩ作動モードへの切換えが行われることが回避可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例によるエンジン制御システムのフローチャート
【図２】ＣＡＩプロセスの例での圧力経過分析を示した図
【図１】
2008303878.tif 000003
【図２】
2008303878.tif 000004