(57)【要約】  内燃機関を制御する装置および方法を記載する。動作特性量に基づいて、少なくとも１つの調整部材（１００）に対する制御量が設定される。不均一走行を特徴付ける量が求められる。この不均一走行を特徴付ける量に基づいて燃料特性が推測される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を制御する方法であって、
動作特性量に基づいて、少なくとも１つの調整部材（１００）に対する制御量を設定し、
不均一走行を特徴付ける量を求めることを特徴とする形式の方法において、
前記不均一走行を特徴付ける量に基づいて燃料特性を推測する、
ことを特徴とする、内燃機関を制御する方法。
【請求項２】
前記不均一走行を特徴付ける量に基づいて、燃料クオリティ特性数を求める、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記不均一走行を特徴付ける量が閾値を上回ると、燃料の質が悪いことを識別する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記不均一走行を特徴付ける量は、推計学上の不均一走行を特徴付ける、請求項１記載の方法。
【請求項５】
燃料の質が悪いことを識別すると、少なくとも１つの制御量を修正する、請求項１または３記載の方法。
【請求項６】
前記不均一走行を特徴付ける量、前記燃料クオリティ特性数または別の量を永久的に記憶する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
特定の状態が存在する場合に、前記修正を少なくとも部分的に後退させる、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
内燃機関が始動されたときおよび／または給油過程が識別されたときに、前記特定の状態が存在する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記修正を特定の間隔で少なくとも部分的に後退させる、請求項７記載の方法。
【請求項１０】
内燃機関を制御する装置であって、
動作特性量に基づいて、少なくとも１つの調整部材に対する制御量を設定し、
不均一走行を特徴付ける量を求めることを特徴とする形式のものにおいて、
前記不均一走行を特徴付ける量に基づいて燃料特性を推測する手段が設けられている、
ことを特徴とする、内燃機関を制御する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は内燃機関を制御するための方法および装置に関する。このような装置および方法は、例えばＤＥ３３３６０２８号から公知である。この文献には、内燃機関を制御するための方法が記載されており、ここでは動作特性量から出発して、少なくとも１つの調整部材に対する制御量が設定される。ここでは内燃機関の各シリンダーに閉ループ制御部が割り当てられている。この閉ループ制御部はシリンダーから出力されたモーメントを共通の目標値に調整設定する。このために殊に回転数信号が共通の目標値に調整設定される。このような手法は通常は均一走行閉ループ制御と称される。ここでは、個々のシリンダーと共通の平均値との差から出発して、個々のシリンダーの噴射されるべき燃料量に対する修正値が形成される。
【０００２】
しばしば、ディーゼルエンジンの作動時には、種々異なる質の燃料が使用される。これによって殊に、内燃機関はより高いパワーまたはより低いパワーを出力する、ないしはより多くの排気ガスが排出されてしまう。殊に燃料の質が悪い場合には、このように多くの排気ガスが排出されてしまう。
【０００３】
本発明の方法では、このような種々異なる燃料の質が識別され、この異なる燃料の質に相応した反応がなされる。本発明ではここで、不均一走行（Laufunruhe）を特徴付ける量から出発して、燃料の特性が推測される。不均一走行を特徴付ける量としては殊に、推計学上の（stochastische）トルク変動によって生じる量が観察される。本発明では、悪い質の燃料がこのような推計学上のトルク変動の原因であると識別されている。
【０００４】
このような悪い均一走行が識別され、相応の対抗措置が開始される。本発明ではこのために、不均一走行を特徴付ける量が閾値を越えることによって、燃料の質が悪いことが識別されると、少なくとも１つの制御量が修正される。
【０００５】
措置としては殊に、噴射が行われる時点を変更する、内燃機関に供給される空気量を変える、燃料の圧力を変える、および／またはディーゼルエンジンでは灼熱過程（Gluehvorgang）が導入される。このような手法は個別にまたは組み合わせて用いられる。殊に、噴射開始は早期の方向に変更され、空気量はより多い空気量の方向に修正され、レール圧力はより高いレール圧力の方向に変更される。
【０００６】
特に有利には、このような修正措置が、特定の状態が存在している場合に、少なくとも部分的に後退される。すなわち、修正値が零に設定される、ないしは修正値が値的により小さい値に戻される。このような特定の動作状態は殊に次のような場合に存在する。すなわち、例えば給油過程が識別される場合である。さらに、このような修正値の後退は特定の間隔で、殊に特定の時間間隔で、または特定の走行出力後で再び後退される。
【０００７】
推計学上の変動は次のことによって識別される。すなわち、シリンダー内での燃焼によって生じる回転数上昇および／または目下の回転数における順次連続する極小値と極大値との差が評価されることによって識別される。評価するために、差ないし回転数上昇が正規化される。
【０００８】
推計学上の変動は、それが定期的には生じないということを特徴とする。推計学上の変動は通常、順次連続する燃焼周期において、同じシリンダーで一度だけ生じる。
【０００９】
本発明の実施例を図示し、以降の明細書でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による装置のブロック回路図
【図２】本発明の方法を分かりやすく説明するためのフローチャート
【図３】本発明の方法を分かりやすく説明するためのフローチャート
【００１１】
実施例の説明
図１で、内燃機関の制御を、ブロック回路図に基づいて簡単に説明する。以降で説明する部材はエンジン制御機器の構成部分である。このようなエンジン制御機器は種々異なる信号を処理し、内燃機関の領域内の種々異なる調整部材を制御する。
【００１２】
調整部材１００には、接続点１０５を介して、制御部１１０によって駆動制御信号Ｓが加えられる。この制御部１１０は、種々のセンサ１２０の種々の入力信号ないしはエンジン制御機器内に存在する種々の量を処理する。これらの量に基づいて、制御部１１０は駆動制御信号Ｓを設定し、これを調整部材１００に印加する。
【００１３】
この制御部は、入力量に基づいて調整信号を設定する簡単な制御部のことである。さらにこれは例えば回転数閉ループ制御等の閉ループ制御であってもよい。ここでは実際値と目標値との比較から出発し、相応の制御量Ｓを設定する。
【００１４】
このような制御は、内燃機関の領域内の種々の調整量に対して設けられる。このような制御は例えば噴射時点、レール圧量、内燃機関に供給される空気量および／または灼熱プラグの灼熱過程の制御のために用いられる。
【００１５】
噴射時点の制御は、噴射開始の時点を設定する。この量は、ディーゼルエンジンで燃料の燃焼特性に重大な影響を与える。内燃機関に供給される空気量は種々異なる量に依存して設定され、種々の調整部材によって調整設定される。このような調整部材としては、例えば排気ガス戻り弁が設けられる。燃焼への別の大きな影響を、レール圧力が有しており、この圧力は調量時の燃料圧力に相応する。この量の他にさらに別の量が相応に制御される。
【００１６】
第２のセンサ１３０は、信号Ｎを供給する。この信号は偶発的なトルク変動を示す。このような信号は、例えば回転数センサによって供給される。この信号は不均一走行識別部１４０に達する。この不均一走行識別部は次のように構成されている。すなわち、推計学上のトルク変動を識別し、相応する信号ＩＳを修正値算出部１５０に出力するように構成されている。このような推計学上のトルク変動が識別されると、修正値算出部１５０は、相応する修正信号Ｋを接続点１０５へ出力する。接続点１０５ではこの信号Ｋと制御部１１０の信号Ｓとが有利に加算結合され、調整部材１００を駆動制御するために用いられる。
【００１７】
相応する方法が、フローチャートに基づいて図２に示されている。
【００１８】
ステップ２００では、推計学上のトルク変動を示す信号が評価される。このために殊に、回転数センサの信号が用いられる。通常は車両内で、６°クランクシャフト解像度を有する増分歯車が用いられる。増分歯車の周囲には、６０−２個の歯が配置されている。評価部は、このような歯のシーケンスを評価し、これによって６°クランクシャフトの角度解像度を有する回転数信号を得る。適切な評価、例えばセグメント同期した回転数検出によって、この信号から、推計学上のトルク変動が識別される。
【００１９】
問い合わせ２１０は、このような推計学上のトルク変動の強度ＩＳが閾値ＳＷより大きいか否かを検査する。そうでない場合にはステップ２００が新たに行われる。そうである場合には、ステップ２２０で相応の低い燃料クオリティが識別され、相応の対抗措置が開始される。このような実施形態では、量ＩＳは、燃料クオリティ特性数とも称される。
【００２０】
対抗措置としては殊に、修正値Ｋが設定される。この値によって相応の調整量が修正される。修正が行われた後、ステップ２３０において回転数信号が新たに評価される。これによって相応の推計学上のトルク変動が識別される。問い合わせ２４０は、この推計学上のトルク変動の強度ＩＳが閾値よりも大きいか否かを検査する。そうである場合には、ステップ２５０において修正が維持される。そうでない場合には、ステップ２６０で、推計学上のトルク変動が別の原因によって生じており、燃料の質が悪いから生じているのではないことが識別される。
【００２１】
すなわち本発明では、推計学上のトルク変動が識別され、これが特定の尺度を上回っている場合には、修正値Ｋが適切な調整量の修正のために設定される。調整量のこの修正が結果として、推計学上の変動の低減を引き起こす場合には、この修正値が保持され、以降で調整量がこの相応する修正値Ｋによって修正される。
【００２２】
トルク変動が存在するか否かの検査は、有利にはアイドリング時に行われる。なぜならこれはアイドリング時に特に確実に、かつ容易に識別されるからである。修正値Ｋによる調整量の修正は、全ての動作状態においてアクティブである。
【００２３】
ここで特に有利には、修正値Ｋまたは、修正値の量に基づいて求められる別の量が記憶部内に格納される。この記憶部は制御機器ないしは内燃機関のオフ時にその内容を消去しない。有利には、このためにＥＥＰＲＯＭが用いられる。修正値の量に基づいて求められる量として、殊に、推計学上の変動の強度ＩＳまたは燃料クオリティ特性数が記憶される。内燃機関の再始動時に、これらの量は迅速に、内燃機関の制御のために用いられる。
【００２４】
この措置が結果を生じさせない場合には、本発明の構成要件ではない別の措置が行われなければならない。結果は例えば、調整量の修正後に推計学上の変動の強度ＩＳが、修正前よりも低くなった場合に識別される。
【００２５】
このような簡単な実施形態では、推計学上の変動が特定の強度を上回ったときにのみ調整量が修正される。
【００２６】
改善された実施形態では、修正値Ｋが閾値ＳＷに依存して設定されるおよび／または閾値ＳＷに依存して、上述の調整量のどのサブセットが修正されるのかも設定される。このような場合には、複数の閾値が設定される。ここでは各閾値を上回ると、異なった反応がされる。さらに、変動の強度ＩＳに依存して、修正値のどの値をとるか、ないしはどの調整量が修正されるかが設定される。
【００２７】
ここで後続の給油過程時に再び、より質の高い燃料が給油される場合、相応の修正はもはや必要ない、ないしは対位のものである。従って本発明では、特定の時間間隔で、この修正がまだ必要であるのか否かが検査される。このためにステップ３００において、特定の条件が存在しているか否かが検査される。従ってここでは例えば、特定の時間条件が存在するか否かが検査される。すなわち、この検査は特定の時間間隔で行われる。択一的に、この検査が車両の特定の走行出力後および／または特定のエンジン回転数後に行われてもよい。さらにこの検査が、内燃機関の始動毎および／または給油過程毎に行われてもよい。特に有利には、給油過程後に、さらに一定の時間待機される。
【００２８】
問い合わせ３００が、このような条件が存在することを識別すると、ステップ３１０で、推計学上のトルク変動が存在するか否かが評価される。問い合わせ３２０が、この変動の強度ＩＳが閾値よりも高いことを識別すると、ステップ３３０において、引き続き質的に低い値の燃料が使用されていることが識別される。これとは逆に問い合わせ３２０が変動の強度が閾値ＳＷよりも低いことを識別すると、ステップ３４０において、燃料の質が変わったことが識別される。従って、ステップ３４０において修正値が後退される。
【００２９】
すなわち、この実施形態に依存して、修正値は零に設定される、ないしは特定の値または特定の係数だけ低減される。次にステップ３５０において、変動が生じているか否かの新たな評価が行われる。問い合わせ３６０が、変動の強度ＩＳが閾値ＳＷを下回っていることを識別すると、ステップ３７０において、燃料の質が再び良いということが識別される。問い合わせ３６０が、変動の強度ＩＳが閾値よりも大きいことを識別すると、ステップ３８０において、新たな修正が行われ、燃料の質が依然として悪いことが確認される。
【００３０】
すなわち、特定の間隔で、修正の後退によって、推計学上の変動が再び生じるのか否かが検査される。そうである場合、すなわち、修正の後退時に、変動が再び生じる場合には、燃料の質が改善されていないことが推測される。この場合にはさらに、相応する調整量の修正が行われる。修正値の後退によって変動が生じない場合、追従の給油によって燃料の質が再び改善されたことが推測される。この場合にはここから、燃料の質が再びその通常の質を有していることが推測される。
【００３１】
実施形態に応じて、修正値の後退が１つのステップにおいて行われる。すなわち修正値Ｋが零に設定される。ある構成では、この後退が複数のステップにおいて、または別の機能によって行われてもよい。
【００３２】
これが燃料の質を改善したかに関する検査は、有利には特定の時間間隔で、ないしは内燃機関の特定の動作持続間の経過後および／または車両の特定の走行距離の後に行われる。さらに、この検査が給油過程の度毎に行われてもよい。この場合には有利には給油過程の後に特定の時間条件が満たされなければならない。
【００３３】
本発明では、燃料の質が改善されたか否かの検査は、上述の条件のうちの少なくとも１つが満たされたときに行われる。有利な構成では、全ての条件または複数の条件が検査され、１つの条件が存在する場合に上述の方法が実施される。有利な実施形態では、１つの条件だけが検査される。
【００３４】
さらに、修正の後退後に再び変動が生じるか否かのこの検査は、有利には、給油過程等の条件、または最後の検査からの間隔が満たされた後に、アイドリング中にのみ行われる。
【００３５】
特に有利には、求められた燃料クオリティは継続的にエンジン制御部内に記憶され、次のエンジン始動時に再び使用される。
【００３６】
次に推計学上の変動の識別を説明する。本発明では、ミスファイヤー（Aussetzer：ノッキング）識別部によってミスファイヤーが識別される。識別されたミスファイヤーの数は、推計学上の変動の強度ＩＳとして用いられる。択一的に以下に説明される方法によって燃料クオリティの特性数が求められる。これは次に、図２および図３に示されているように、変動の強度ＩＳの代わりに処理される。変動の強度ＩＳも燃料クオリティ特性数として挙げられる。
【００３７】
既知のミスファイヤー識別ではアイドリングに近い領域において、燃焼による回転数上昇が求められ、評価される。回転数上昇ｄｎは、過去の動作サイクルにわたって平滑化して平均化され、目下の値ｄｎｋから減算される。
【００３８】
【数１】
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（動作サイクルにわたった平均上昇）
【００３９】
ｄｎｋが適用可能な閾値
【数２】
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を下回ると、ミスファイヤーが識別される（０＜ｘ＜１）。
【００４０】
推計学上のミスファイヤーは以下の構成で識別される。平均上昇
【数３】
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との比較は行われず、目下の値から平均上昇が減算され、平均回転数で平滑化されて、正規化係数によって乗算される。
【００４１】
【数４】
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【００４２】
負の値は遅延を示す。所定の負の閾値を下回ると、ミスファイヤーが存在する。この変化によって、全回転数領域におけるミスファイヤー識別、並びにシリンダー割り当てが可能である。
【００４３】
別の構成では、動作サイクルにわたった立方の総計が構成される。これは以下の式によって行われる：
【数５】
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【００４４】
この措置によってノイズが抑圧され、ミスファイヤーによる強い変動が強調される。
【００４５】
さらに、シリンダー固有の回転数変動／トルク変動に関する統計が形成される。これは、各シリンダーの最後の動作サイクルの値が考慮されることによって形成される。目下の値と、最後の動作サイクルの値との間の差が形成される。
【００４６】
【数６】
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【００４７】
通常の統計的な方法によって、変動が、シリンダー固有の値ｋ＝０．．．Ｚｙｌ−１から計算される（平滑化標準偏差または値形成およびＰＴ１フィルタリング）。
【００４８】
相応する統計を個々にではなく、全てのｄｎ＊ｋにわたって形成する場合、エンジン全体の推計学上のトルク変動に対して尺度数Ｓ１が得られる。
【００４９】
ＤＥ１０２００６０１８９５８号から、ミスファイヤー識別部が公知である。このミスファイヤー識別部は回転数上昇を評価するのではなく、順次連続する極小値と極大値との間の差を評価する。順次連続する回転数の極小値と極大値との差に対しては次の式が当てはまる：
【数７】
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【００５０】
動的な問題を平均加速度によって抑圧するために、過去の動作サイクルにわたった平均的な差
【数８】
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が形成され、目下の値ｄｎｋから減算される。このようにして形成された値が特定の負の閾値を下回ると、ミスファイヤーが識別される。
【００５１】
１つの構成では、以下の式に従って極小値ないし極大値の差が正規化される：
【数９】
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【００５２】
シリンダー割り当ては、ＤＥ１０２００６０１８９５８に記載された方法に従って、またはシフトおよびアンダー・サンプリング（Unterabtastung）によって行われる。ミスファイヤーは、閾値を下回ることによって識別される。
【００５３】
ある程度の数の、コンマ後の成分ｔを有するセグメントｓぶんをシフト：
【数１０】
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【００５４】
ダウンサンプリング：
ｋに対するｄｎｓｅｇｋのそれぞれ２番目の値が、マトリクスｄａｋ（ｍ，ｎ）に格納され、過去の動作サイクルの特定数に対してはｍ、およびシリンダーの数に対してはｎである（ｋ＝０．．．２Ｚｙｌ−１）。
【００５５】
マトリクスｄａｋに基づいて、上述した統計的な分析がシリンダー固有に、およびエンジン全体に対して行われる。有利な発展形態では、提示された、歯分配欠如および／または回転数信号のローパスフィルタリングの修正が、エイリアシング作用を回避するために使用される。これによって信号の質、ひいては統計のＱ値が上昇する。
【００５６】
さらに推計学上の変動は、シリンダー平等化を行う閉ループ制御に基づいて識別される。推計学上のトルク変動の存在は次のことによって識別される。すなわち閉ループ制御偏差が零に調整されるのではなく、恒久的にシリンダー固有の変動が閉ループ制御偏差において存在することによって識別される。
【００５７】
全シリンダーの閉ループ制御偏差の統計的な分析は、推計学上のトルク変動に対する尺度である。推計学上のミスファイヤーはここではシリンダー固有に割り当てられるのではなく、統計における過度に大きい変動値に割り当てられている。
【００５８】
本発明では、統計的な分析が可能である。ここでは、トルクに比例した特徴が形成される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2010525227.tif 000018
2010525227.tif 000019
2010525227.tif 000020
2010525227.tif 000021