(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オットー機関（１）の燃焼室内の点火プラグによる燃料空気混合気の点火とは関係なく発生する、オットー機関（１）における過早着火を識別するための方法において、
前記点火プラグの点火時点の前又は後に生じた燃焼室圧力（ｐ）を、前記過早着火の識別のために評価し、
前記燃焼室圧力（ｐ）から、クランクシャフト１°毎の燃焼に基づいて解放されるエネルギを導出して、評価し、
前記過早着火を識別するために、過早着火が予測される所定のクランクシャフト角度（φ）以降の、前記オットー機関（１）のシリンダ（２，３，４，５）の高周波の燃焼室圧力信号を評価し、前記高周波の燃焼室圧力信号から導出されるエネルギを、所定の範囲内において評価し、前記高周波の燃焼室圧力信号の前記エネルギが所定の第１の閾値を上回る場合に、過早着火であると識別する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記燃焼室圧力（ｐ）の直接的な評価を、クランクシャフト角度（φ）及び／又は所定の期間（ｔ）に亘る、最大圧力振幅及び／又は最大圧力振幅の位置を決定及び評価することによって実施する、
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記燃焼室圧力（ｐ）から、燃焼中に解放されるエネルギを導出して、評価する、
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記燃焼室圧力信号は、フィルタリングされている、
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
オットー機関（１）の燃焼室内の点火プラグによる燃料空気混合気の点火とは関係なく発生する、オットー機関（１）における過早着火を識別するための方法において、
前記点火プラグの点火時点の前又は後に生じた燃焼室圧力（ｐ）を、前記過早着火の識別のために評価し、
前記クランクシャフト角度（φ）に亘る燃焼室圧力の圧縮経過を、前記クランクシャフト角度（φ）に亘って測定した燃焼室圧力の経過と比較し、過早着火に関して評価し、
前記クランクシャフト角度（φ）に亘って測定した前記燃焼室圧力の経過を、前記クランクシャフト角度（φ）に亘ってモデル化した前記燃焼室圧力の圧縮経過によって除算し、過早着火に関して商経過を評価し、燃焼がまだ予期されない前記商経過の領域において、当該商経過が第２の閾値よりも大きい場合に、過早着火であると識別する、
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
推定された前記燃焼室圧力の圧縮経過から、第１のｐ（φ）×ｄＶ（φ）経過を算出し、該第１のｐ（φ）×ｄＶ（φ）経過を、前記測定した燃焼室圧力の経過から算出した第２のｐ（φ）×ｄＶ（φ）経過と比較し、該第２のｐ（φ）×ｄＶ（φ）経過を、前記第１のｐ（φ）×ｄＶ（φ）経過によって除算し、過早着火に関して前記ｐ（φ）×ｄＶ（φ）の商経過を評価し、燃焼がまだ予期されない前記ｐ（φ）×ｄＶ（φ）の商経過の領域において、前記ｐ（φ）×ｄＶ（φ）の商経過が第３の閾値よりも大きい場合に、過早着火であると識別する、
ただし、ｄＶ（φ）は前記燃焼室の容積変化である、
ことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記過早着火の多段の識別を実施し、この際、複数の過早着火閾値を、前記過早着火の識別のために用いられるパラメータと比較し、前記過早着火の識別の段階に応じて、前記過早着火の発生に対する少なくとも１つの対抗措置を開始する、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の方法。
【請求項８】
前記過早着火の識別を、前記過早着火の識別のために使用されるパラメータと、通常燃焼であると評価された先行するｎ回の燃焼からの相応のパラメータとの比較に基づいて実施する、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
オットー機関（１）の燃焼室内の点火プラグによる燃料空気混合気の点火とは関係なく発生する、前記オットー機関（１）における過早着火を識別するための装置において、
前記オットー機関（１）のシリンダ（２，３，４，５）の燃焼室内の燃焼室圧力を検出するそれぞれ１つの圧力センサ（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）から信号を受信して、前記圧力センサ（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）から供給された信号に基づいて過早着火を識別する手段（１８，１９）が設けられており、
前記手段（１８，１９）は、
前記点火プラグの点火時点の前又は後に生じた前記燃焼室圧力（ｐ）を、前記過早着火を識別するために評価し、
前記燃焼室圧力（ｐ）から、クランクシャフト１°毎の燃焼に基づいて解放されるエネルギを導出して、評価し、
前記過早着火を識別するために、過早着火が予測される所定のクランクシャフト角度（φ）以降の、前記オットー機関（１）のシリンダ（２，３，４，５）の高周波の燃焼室圧力信号を評価し、前記高周波の燃焼室圧力信号から導出されるエネルギを、所定の範囲内において評価し、前記高周波の燃焼室圧力信号の前記エネルギが所定の第１の閾値を上回る場合に、過早着火であると識別する、
ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
オットー機関（１）の燃焼室内の点火プラグによる燃料空気混合気の点火とは関係なく発生する、前記オットー機関（１）における過早着火を識別するための装置において、
前記オットー機関（１）のシリンダ（２，３，４，５）の燃焼室内の燃焼室圧力を検出するそれぞれ１つの圧力センサ（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）から信号を受信して、前記圧力センサ（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）から供給された信号に基づいて過早着火を識別する手段（１８，１９）が設けられており、
前記手段（１８，１９）は、
前記点火プラグの点火時点の前又は後に生じた前記燃焼室圧力（ｐ）を、前記過早着火を識別するために評価し、
前記クランクシャフト角度（φ）に亘る燃焼室圧力の圧縮経過を、前記クランクシャフト角度（φ）に亘って測定した燃焼室圧力の経過と比較し、過早着火に関して評価し、
前記クランクシャフト角度（φ）に亘って測定した前記燃焼室圧力の経過を、前記クランクシャフト角度（φ）に亘ってモデル化した前記燃焼室圧力の圧縮経過によって除算し、過早着火に関して商経過を評価し、燃焼がまだ予期されない前記商経過の領域において、当該商経過が第２の閾値よりも大きい場合に、過早着火であると識別する、
ことを特徴とする装置。
【請求項１１】
前記手段は、信号検出ユニット（１８）及び信号評価装置（１９）を含み、
前記信号評価装置（１９）は、識別された前記過早着火に対する対抗措置を開始する、
ことを特徴とする請求項９又は１０記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オットー機関の燃焼室内の点火プラグによる燃料空気混合気の点火とは関係なく発生する、オットー機関における過早着火を識別するための方法、並びに、オットー機関における過早着火を識別するための装置に関する。
【０００２】
オットー機関においては、供給された燃料空気混合気の燃焼によって車両が走行運転に移行する、乃至、走行運転が維持される。近年のオットー機関の開発の傾向として、直接噴射と過給とを組み合わせたオットー機関のダウンサイジングの方向に向かっている。過給によって、出力レベルを落とすことなくオットー機関の行程容積を低減させることができ、これによってオットー機関の相応のダウンサイジングが実現される。従ってオットー機関は、部分負荷において比較的負荷が高い場合に比較的高い部分負荷効率で作動することができ、燃料消費も低下させることができる。しかしながらこの際、オットー機関の効率改善のための給気圧力の増加は、過早着火現象によって制限される。非常に高い圧縮比を有する自然給気エンジンの場合にも過早着火は発生し、この過早着火は識別しなければならない。
【０００３】
過早着火は、点火プラグによる燃料空気混合気の点火に関係なく、オットー機関の燃焼室において散発的に発生する。効率改善のための給気圧力の増加によって、オットー機関の燃焼室に非常に高い熱的負荷がもたらされる。これにより、オットー機関の燃焼室内の個々のコンポーネントの温度が高くなり過ぎて、燃料空気混合気がコントロールされずに着火した場合には、過早着火が生じる結果となってしまう。
【０００４】
過早着火の識別は、通常、ノッキング信号又はクランクシャフトの回転数信号によって行われる。ノッキングセンサ乃至回転数センサは、オットー機関に通常備え付けられているものであるが、これらのセンサによる過早着火の識別精度は、特に識別閾値の領域においてはさほど高くはない。さらに、ノッキングセンサ乃至回転数センサの信号の場合には、著しい干渉入力が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って本発明の基礎となる課題は、オットー機関の燃焼室における確実な識別を保証する、過早着火を識別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】
【０００６】
本発明によれば、点火プラグの点火時点の前又は後に生じた燃焼室圧力を、過早着火の識別のために評価することによって解決される。オットー機関の燃焼室から直接到来した圧力信号を評価することによって、過早着火の識別精度を格段に向上させることができる。なぜなら、干渉入力が低減されているからである。さらには、燃焼室圧力信号を評価することによって、過早着火を、オットー機関の全てのシリンダにおいて、オットー機関の全ての回転数範囲に亘って確実に識別することができるようになる。格段に性能が良いこの過早着火の識別によって、オットー機関の効率をさらに最適化することができると同時に、オットー機関の損傷に対する保護も高めることができる。
【０００７】
有利には、燃焼室圧力の直接的な評価は、クランクシャフト角度及び／又は所定の期間に亘る、最大圧力振幅及び／又は最大圧力振幅の位置を決定及び評価することによって実施される。ここでの最大圧力振幅というのは、燃焼室圧力センサから供給された絶対信号の最大圧力乃至ピーク圧力を意味している。これらの特徴を評価することによって、自動車の機関制御部内のアプリケーションは格段に簡単になる。燃焼室圧力と固体伝播音乃至回転数との間の相関関係が必要ないので、アプリケーション時間が著しく節約される。さらには、過早着火の強さを、圧力信号から確実に導出することができる。
【０００８】
１つの実施形態においては、燃焼室圧力から、クランクシャフト１°毎の燃焼に基づいて解放されるエネルギが導出され、評価される。このようにアプリケーションコストをさほど必要としない、燃焼室圧力から導出された信号に基づいて、過早着火を確実に識別することも可能である。過早着火を決定する際には、過早着火の場合には通常燃焼とは異なり、同じの動作点において着火が著しく早期に生じるという事実が利用される。
【０００９】
１つの発展形態においては、燃焼室圧力から、燃焼中に解放されるエネルギが導出され、評価される。このエネルギは通常、総熱発生経過と呼ばれ、一方で、クランクシャフト１°毎の燃焼に基づいて解放されるエネルギは、熱発生経過と呼ばれる。熱発生経過並びに総熱発生経過は、特に、燃焼室圧力に基づいて制御装置を用いて過早着火を識別するために適している。
【００１０】
１つの実施形態においては、過早着火を識別するために、過早着火が予測される所定のクランクシャフト角度以降の、有利にはフィルタリングされた、オットー機関のシリンダの高周波の燃焼室圧力信号が評価され、当該高周波の燃焼室圧力信号から導出されるエネルギが決定され、当該燃焼室圧力信号のエネルギが所定の第１の閾値を上回る場合には、過早着火であると識別される。高周波の燃焼室圧力信号を形成するために、燃焼室圧力信号の前に、例えば４〜３０ｋＨｚの通過帯域を有するバンドパスフィルタが設けられる。信号エネルギが、予測された通常燃焼の開始よりも前に所定の値を上回る場合には、過早着火であると判断される。この際、信号エネルギを計算するために、絶対値を形成して総和する、又は、二乗して総和する、等のような種々の方法を使用することができる。択一的に、最大圧力振幅の絶対値（Betrag）を考慮することもできる。これは有利には、時間に基づいた圧力信号のサンプリングに基づいて実施される。
【００１１】
１つの実施形態においては、クランクシャフト角度に亘る燃焼室圧力の圧縮経過が、クランクシャフト角度に亘って測定された燃焼室圧力の経過と比較され、過早着火に関して評価される。燃焼室圧力の圧縮経過は、既知の給気圧力に基づいて、及び／又は、充填気量の推定から判明した充填気量に基づいてモデル化され、この際特に、オットー機関のシリンダにおけるピストン行程の圧縮フェーズ及び膨張フェーズが考慮される。このような閾値アプローチによって、簡単に過早着火であると推定することができる。さらには、このような閾値アプローチによって、アプリケーション時間が短縮される。
【００１２】
有利には、クランクシャフト角度に亘って測定された燃焼室圧力の経過が、クランクシャフト角度に亘ってモデル化された燃焼室圧力の圧縮経過によって除算され、この際、過早着火に関して商経過が評価され、特に、燃焼がまだ予期されない商経過の領域において、この商経過が第２の閾値よりも大きい場合に、過早着火であると識別される。ここでの圧縮とは、オットー機関のシリンダのピストン行程の、圧縮フェーズ並びに膨張フェーズにおいて測定される圧力であると理解されたい。特に、測定された燃焼室圧力の経過は事前にさらに平滑化され、従って、高周波の干渉によって機能エラーがトリガされることはない。
【００１３】
択一的に、推定された燃焼室圧力の圧縮経過から、第１のｐ（φ）×ｄＶ（φ）経過が算出され、該第１のｐ（φ）×ｄＶ（φ）経過が、測定された燃焼室圧力の経過から算出された第２のｐ（φ）×ｄＶ（φ）経過と比較され、この際、第２のｐ（φ）×ｄＶ（φ）経過が、第１のｐ（φ）×ｄＶ（φ）経過によって除算され、過早着火に関してこのｐ（φ）×ｄＶ（φ）の商経過が評価され、特に、燃焼がまだ予期されないｐ（φ）×ｄＶ（φ）の商経過の領域において、このｐ（φ）×ｄＶ（φ）の商経過が第３の閾値よりも大きい場合に、過早着火であると識別される。有利には、ｐ（φ）×ｄＶ（φ）の計算の前に、燃焼室圧力が平滑化される。
【００１４】
別の１つの実施形態においては、それぞれクランクシャフト角度φ２に対してｐ（φ）×ｄＶ（φ）の積分が継続的に比較され、ずれが大き過ぎる場合に、過早着火であると推定される。この際、クランクシャフト角度φ１は、高圧ループの上死点の手前の有利には１８０°〜９０°の領域において選択される。
【００１５】
１つの実施形態においては、過早着火の多段の識別が実施され、ここでは、複数の過早着火閾値が、過早着火の識別のために用いられるパラメータと比較され、特に、過早着火の識別の段階に応じて、過早着火の発生に対する少なくとも１つの適切な対抗措置が選択される。過早着火識別の多段の評価により、過早着火の疑いと、本当に起こりかけている過早着火とを区別することができる。従って、過早着火を阻止するために非常に早期に措置を開始することができるようになる。
【００１６】
１つの実施形態においては、過早着火の識別は、過早着火の識別のために使用されるパラメータと、通常燃焼であると評価された先行するｎ回の燃焼からの相応のパラメータとの比較に基づいて実施される。通常燃焼であると格付けられた複数の燃焼と比較することにより、起こりかけている過早着火の識別が簡単になる。
【００１７】
本発明の発展形態は、オットー機関の燃焼室内の点火プラグによる燃料空気混合気の点火とは関係なく発生する、オットー機関における過早着火を識別するための装置に関する。特に正確かつ確実に過早着火を識別するために、オットー機関のシリンダの燃焼室内の燃焼室圧力を検出するそれぞれ１つの圧力センサから信号を受信して、圧力センサから供給された信号に基づいて過早着火を識別する手段が設けられており、特に、点火プラグの点火時点の前又は後に生じた燃焼室圧力が、過早着火を識別するために評価される。このことは、オットー機関のダウンサイジングのグレードを高める場合に、オットー機関を損傷させることなく、オットー機関の効率をより改善することができるという利点を有する。
【００１８】
有利には、前記手段は、信号検出ユニット及び信号評価装置を含み、信号評価装置は、識別された過早着火に対する対抗措置を開始する。これらの対抗措置によって、オットー機関の出力が低減され、ひいてはオットー機関内に生じた温度も低減される。このような対抗措置は、例えば、充填気量の低減、燃料空気混合気の濃厚化乃至希薄化、カムシャフトの調整、並びに、噴射の遮断とすることができる。
【００１９】
本発明には数多くの実施形態が認められる。以下ではそのうちの１つを、図面に示した図に基づいてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】オットー機関における過早着火を検出するための装置を示す図である。
【図２】オットー機関の１つのシリンダ内の燃焼室圧力の種々の経過を示す図である。
【実施例】
【００２１】
図１は、オットー機関１における散発的な過早着火を検出するための装置を示す。オットー機関１は、自然吸気エンジンとして構成されており、この実施例の場合には、４つのシリンダ２，３，４，５を有する。これらのシリンダ２，３，４，５の中で動くピストン（図示せず）は、それぞれ１つの連接棒６，７，８，９を介してクランクシャフト１０に接続されており、燃焼によって引き起こされる圧力変化に基づいてこのクランクシャフト１０を駆動する。シリンダ２，３，４，５は、吸気管１１と接続されており、吸気管１１は、スロットルバルブ１２によって空気吸入管１３に対して閉鎖されている。空気吸入管１３の中には、燃料を噴射するためのノズル１４が突出しており、これによって燃料空気混合気が形成される。択一的に、オットー機関１、特にダウンサイジングエンジンに直接噴射装置を設けることができ、直接噴射装置が、各シリンダにつき１つのインジェクタによって、燃料を直接かつ別個に、オットー機関１の燃焼室に噴射する。さらに、本質的な特徴は過給機にあり、過給機は基本的にターボチャージャ（図示せず）から形成されるが、２段階式とすることも可能である。
【００２２】
オットー機関１の燃焼室、つまりシリンダ２，３，４，５の中には、制御装置１６に接続されたそれぞれ１つの圧力センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが配置されている。制御装置１６は、スロットルバルブ１２及び燃料噴射ノズル１４に接続されている。
【００２３】
スロットルバルブ１２の開放時には、燃料空気混合気が吸気管１１に、ひいてはシリンダ２，３，４，５に流入する。点火プラグ（図示せず）によって引き起こされた火花により、シリンダ２，３，４，５において順次に通常燃焼が引き起こされ、この通常燃焼は、シリンダ２，３，４，５における圧力上昇をもたらし、この圧力上昇が、ピストン及び連接棒６，７，８，９を介してクランクシャフトへと伝達され、クランクシャフト、ひいてはオットー機関１を動かす。このコントロールされた通常燃焼の他に、以下では過早着火と呼ぶべき燃焼が、散発的に生じる。この散発的な燃焼は、通常点火の燃焼の前又は後に、ひいては通常点火の点火時点の前又は後に位置し得る燃焼位置を有する。
【００２４】
図２には、オットー機関１のシリンダ２，３，４，５における燃焼プロセス中に生じ得る種々異なる圧力経過が図示されている。この図には、クランクシャフト角度φに亘る圧力ｐが図示されている。この図の曲線Ａは、燃焼が行われることなく、燃料空気混合気の圧縮時にシリンダ内で生じ得るような圧力経過を示す。このような圧力経過は、クランクシャフトφに亘って非常に対称的になっている、乃至、上死点に対して対称的になっている。第２の曲線Ｂは、通常燃焼において経過するような、燃焼室圧力の圧縮を図示している。この際、最大圧力は、点火プラグの点火時点ＺＺＰ、及び、シリンダでの遅延時間の後に生じる。その後、燃焼室圧力は、クランクシャフト角度φに亘って次第に連続的に低下する。曲線Ｃは、過早着火のないノッキング燃焼を表しており、この場合にも圧力変動は、点火時点ＺＺＰ後、点火プラグによる点火の後に生じる。曲線Ｄには、オットー機関１のシリンダ２，３，４，５の燃焼室における過早着火が図示されている。この過早着火の最大振幅は、圧力経過Ａ，Ｂ，Ｃの圧力状態を格段に上回って突出しており、この圧力状態によって温度が上昇し、ひいてはオットー機関１の損傷を引き起こす可能性がある。
【００２５】
曲線Ｄに図示したような過早着火は、散発的又は連続的に発生し、以下に示すパラメータを用いて識別すべきである。本発明の解決方法の基礎となる特徴は、圧力センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが、シリンダ２，３，４，５の燃焼室内において直接燃焼室圧力を測定することにある。この測定結果は制御装置１６に転送される。制御装置１６は、過早着火を識別するために信号検出ユニット１７を有し、信号検出ユニット１７は、圧力センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの信号を受信する。受信されたこれらの信号は、信号検出ユニット１７から、制御装置１６の信号評価装置１８へと転送される。信号評価装置１８は、過早着火識別ユニット１９と接続されており、過早着火識別ユニット１９は、散発的な過早着火に対する対抗措置を生成するユニットと接続されている。ここでの対抗措置は、充填気量の低減、燃料空気混合気の濃厚化乃至希薄化、カムシャフトの調整、又は、噴射の遮断とすることができる。このために制御装置１６は、スロットルバルブ１２及び／又は噴射弁１４を制御する。これらすべての措置によってオットー機関１の出力が低減するので、オットー機関の燃焼室内の温度が低下し、これによって過早着火の形成に対抗するのである。
【００２６】
圧力センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄによって測定された燃焼室圧力を用いて過早着火を識別するために、一方では燃焼室圧力を直接的に評価することができ、又は、他方では燃焼室圧力から導出されたパラメータによって間接的な評価を実施することができる。燃焼室圧力を直接的に評価する場合には、過早着火の識別は、クランクシャフト角度φに関連した最大圧力振幅及び／又は最大圧力振幅の位置に基づいて行われる。これら２つのパラメータは、過早着火を評価する際に別個に考慮することも、一緒に考慮することも可能である。
【００２７】
燃焼室圧力から過早着火を間接的に識別する場合には、一方では、熱発生経過（Heizverlauf）又は総熱発生経過（Summenheizverlauf）のような、燃焼室圧力から導出される信号を、過早着火か否かについて検査する。検査の際には、過早着火の場合には通常燃焼とは異なり、同じ動作点において着火が著しく早期に生じるという事実が利用される。この際、早期の発生というこの特徴は、クランクシャフト角度φに亘って、又は、所定の期間ｔに亘って、評価することができる。
【００２８】
熱発生経過は、簡単に、クランクシャフト１°毎の燃焼に基づいて解放されるエネルギを表す。その一方で、総熱発生経過は、積分された熱発生経過とも呼ばれ、考察対象の第１のクランクシャフト角度φ又は時間ｔから燃焼によって解放されて積分されたエネルギを表す。熱発生経過の場合には、最大値の位置が評価される、及び／又は、最大値より前又は後の範囲内において熱発生経過が最大値の所定のパーセンテージ、例えば５０％、に達した位置が評価される。択一的に、例えば１０％のような他のパーセント値を使用することもできる。このことは、総熱発生経過にも当てはまる。総熱発生経過の最大値をベースにして、総熱発生経過の最大値の５０％に達したクランクシャフト角度位置が決定される。ここでも択一的に、例えば最大値の１０％のような他のパーセント値を使用することができる。
【００２９】
過早着火を識別するための他のパラメータは、実際に測定された燃焼室圧力の経過と、燃焼室圧力の圧縮経過の比較に基づく。この場合の燃焼室圧力の圧縮経過は、既知の給気圧力、及び／又は、充填気量の推定から判明した充填気量に基づいてモデル化される。この際、常に、シリンダ２，３，４，５におけるピストンの下死点から上死点に至るまで、又は、少なくともシリンダ２，３，４，５の点火時点に至るまでの、クランクシャフト角度の範囲が考慮される。その後、過早着火を識別するための所定のパラメータを計算するために、測定された燃焼室圧力の経過が、モデル化された燃焼室圧力の圧縮経過によって除算される。ここで障害を抑制するために、圧力センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄから供給された燃焼室圧力信号を、評価の前にフィルタリングすると有利である。この除算から生じた商経過は、その後、燃焼がまだ予期されない領域において制御装置１６によって評価される。燃焼がまだ予期されない領域において商が１よりも著しく大きい場合には、過早着火が起こりかけていると識別される。
【００３０】
択一的に、モデル化された燃焼室圧力の圧縮経過からｐｍｉ経過を算出して、測定された燃焼室圧力の経過から算出されたｐｍｉ経過と比較することも可能である。ここでのｐｍｉとは、平均指示圧力を表している。この平均指示圧力は、あるクランク角度位置（例えば解像度はクランクシャフト角度１°毎）における燃焼室圧力ｐ（φ）と、該クランクシャフト角度位置φ及び選択された解像度において算出された燃焼室体積の容積変化ｄＶ（φ）との積の、正規化された積分から計算される。
【００３１】
【数１】
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【００３２】
ｐｍｉは、要求に応じて、開始角度φ１から終了角度φ２まで計算される。正規化は、１／行程容積である。燃焼室圧力の経過は、燃焼中の燃焼室圧力ｐの変化を示している。推定された燃焼室圧力の圧縮経過から、第１のｐ（φ）×ｄＶ（φ）経過が算出され、この第１のｐ（φ）×ｄＶ（φ）経過は、測定された燃焼室圧力の経過から算出された第２のｐ（φ）×ｄＶ（φ）経過と比較される。この際、第２のｐ（φ）×ｄＶ（φ）経過は、第１のｐ（φ）×ｄＶ（φ）経過によって除算され、当該ｐ（φ）×ｄＶ（φ）の商経過は、過早着火に関して評価され、特に、燃焼がまだ予期されないｐ（φ）×ｄＶ（φ）の商経過の範囲において、ｐ（φ）×ｄＶ（φ）の商経過が１よりも大きい場合に、過早着火であると識別される。有利には、ｐ（φ）×ｄＶ（φ）の計算の前に、燃焼室圧力が平滑化される。それぞれクランクシャフト角度φ２に対して継続的にｐｍｉ積分を比較して、ずれが大きすぎる場合に過早着火であると推定することも可能である。この際、クランクシャフト角度φ１は、有利には高圧ループの上死点より手前の１８０°〜９０°の範囲において選択される。ｐ（φ）×ｄＶ（φ）の商経過が、燃焼がまだ予期されない領域において１よりも著しく大きく偏位する場合には、この燃焼は、起こりかけている過早着火であると識別される。
【００３３】
さらには、過早着火を識別するために、圧力センサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄから供給された燃焼室圧力信号に基づく、シリンダ２，３，４，５の高周波の燃焼室圧力信号の評価を実施することが可能である。この際まず、４〜３０ｋＨｚの通過帯域を有するバンドパスフィルタによって、燃焼室圧力信号がフィルタリングされ、理論的に過早着火が開始し得る時点（クランクシャフト角度φ、乃至、時間ｔ）から考慮される。信号エネルギが、予期された燃焼開始よりも前に所定の値を上回る場合には、過早着火であると判断される。この際、信号エネルギの計算は、絶対値を形成して総和するか、又は、二乗して総和することによって実施される。しかしながら択一的に、この高周波の燃焼室圧力信号の場合にも、最大圧力振幅又は最小圧力振幅の絶対値（Betrag）を考慮することができる。このことは有利には、時間に基づいた燃焼室圧力信号のサンプリングに基づいて実施される。
【００３４】
過早着火の識別における安全性を高めるために、過早着火の識別のために使用される種々のパラメータが、通常燃焼であると格付けられた先行する燃焼において決定された、例えば圧力振幅、熱発生経過、総熱発生経過等のような相応のパラメータと比較される。このような比較に基づいて、次々と生じる複数の燃焼における圧力状態の発展を診断し、確実に、散発的に発生する過早着火を検知することができる。択一的に、パラメータの比較を、クランクシャフト角度φ又は期間ｔの同一の範囲において、同一の動作条件で、つまり同一の動作点で通常燃焼の際に生じるパラメータと、比較することもできる。この動作条件は、一義的には、回転数、負荷、点火角度、カムシャフト位置、給気圧力、温度と見なされる。動作点に依存した閾値を用いた同一の点火角度におけるパラメータの比較が特に有利である。
【００３５】
過早着火を識別する基礎となるパラメータの検出は、クランクシャフトに基づいた燃焼室圧力のサンプリングに基づいて行われる。択一的に、このパラメータの検出は、時間に基づいた燃焼室圧力のサンプリングに基づいて実施することもできる。
【００３６】
さらには、燃焼室圧力の評価によって、過早着火を多段階に識別することが可能である。つまり、第１の過早着火閾値が考慮される。この第１の過早着火閾値を上回ると、これによって過早着火が疑われる。この過早着火の疑いに基づき、その後、過早着火を回避するための第１の措置が開始される。しかしながらさらなる別の過早着火、乃至、本当の過早着火が生じてしまった場合には、このことは第２の過早着火閾値を上回ることによって検知され、さらなる別の対抗措置がトリガされる。つまり、この実施例の場合には３つのカテゴリーがある。すなわち、過早着火無し、過早着火の疑い、及び、過早着火であり、これらが検知されるのである。これら３つのカテゴリーは、異なる大きさの過早着火閾値によって分けられており、過早着火無しというカテゴリーと、過早着火の疑いというカテゴリーとを分ける第１の過早着火閾値は、過早着火の疑いというカテゴリーと、過早着火であるというカテゴリーとを分ける第２の過早着火閾値よりも小さい。これらの措置により、オットー機関１の損傷を引き起こす可能性のある重大な過早着火が生じないよう保証される。
【００３７】
燃焼室圧力の評価に基づいて過早着火を識別する利点は、過早着火が、全てのシリンダにおいて、オットー機関１の全ての回転数範囲に亘って、確実に識別されることにある。この際、評価プログラムの作成時に、アプリケーション時間が節約される。というのは、燃焼室圧力と固体伝播音乃至回転数との間の相関関係は必要ないからである。さらには、シリーズの開発中のエンジン開発において開発段階が交代した場合でも、識別ソフトウェアの再検査乃至新しいアプリケーションは省略される。
【図１】
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【図２】
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