(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己着火型ＨＣＣＩ式オットーエンジン（１２）の制御のための方法において、
目標燃焼位置（Ｔ０）を設定するステップと、
オットーエンジン（１２）の実際値燃焼位置（Ｔ１）を求めるためにセンサ（１６）から算出された実際値燃焼位置（Ｔ１）を受信するステップと、
受信した実際値燃焼位置（Ｔ１）に依存して、後続のサイクルに対する燃焼位置である後続燃焼位置（Ｔ２）を計算するための計算モデル（２６）を設定するステップと、
前記計算モデル（２６）を用いて、受信した実際値燃焼位置（Ｔ１）に基づいて前記後続燃焼位置（Ｔ２）を算出するステップと、
算出された後続燃焼位置（Ｔ２）と所定の目標燃焼位置（Ｔ０）とを比較するステップと、
算出された後続燃焼位置（Ｔ２）と所定の目標燃焼位置（Ｔ０）との比較結果に依存して、少なくとも１つのサイクル（ｋ）に対するオットーエンジン（１２）の作動のための少なくとも１つの作動量（ＳＯＩ）を求めるステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
少なくとも１つの作動量（ＳＯＩ）に対する少なくとも１つの初期値（ＳＯＩ０）が設定され、算出された実際値燃焼位置（Ｔ１）と少なくとも１つの作動量（ＳＯＩ）に対する少なくとも１つの初期値（ＳＯＩ０）に基づいて後続燃焼位置（Ｔ２）が所定の計算モデル（２６）を用いて算出される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
算出された後続燃焼位置（Ｔ２）が目標燃焼位置（Ｔ０）を中心とした所定の偏差領域内にある場合には、オットーエンジン（１２）が少なくとも１つのサイクル（ｋ）に対して少なくとも１つの初期値（ＳＯＩ０）の維持のもとで作動される、請求項２記載の方法。
【請求項４】
算出された後続燃焼位置（Ｔ２）が目標燃焼位置（Ｔ０）を中心とした所定の偏差領域外にある場合には、少なくとも１つの作動量（ＳＯＩ）に対する少なくとも１つの新たな値が求められ、オットーエンジン（１２）が少なくとも１つのサイクル（ｋ）に対して少なくとも１つの新たな値の維持のもとで作動される、請求項２または３記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの作動量（ＳＯＩ）は、インジェクター駆動制御量、空気供給バルブ駆動制御量及び／又は排ガスバルブ駆動制御量である、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
エンジン状態量及び／又は燃料状態量が求められ、求められた実際値燃焼位置（Ｔ１）と求められたエンジン状態量及び／又は燃料供給状態量に基づいて後続燃焼位置（Ｔ２）が所定の計算モデル（２６）を用いて算出される、請求項１から５いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
自己着火型ＨＣＣＩ式オットーエンジン（１２）の制御のための制御装置（１０）において、
受信装置（２０）と、
計算装置（２４）と、
評価装置（３０）とを有しており、
前記受信装置（２０）は、内燃機関（１２）の実際値燃焼位置（Ｔ１）を求めるためにセンサ（１６）から算出された実際値燃焼位置（Ｔ１）を受信するように構成されており、
前記計算装置（２４）には、受信した実際値燃焼位置（Ｔ１）に依存して、後続のサイクルに対する燃焼位置である後続燃焼位置（Ｔ２）を算出するための計算モデル（２６）が記憶されており、前記計算装置（２４）は、受信した実際値燃焼位置（Ｔ１）に基づいて、前記計算モデル（２６）を用いて後続燃焼位置（Ｔ２）を算出するように構成されており、
前記評価装置（３０）は、算出された後続燃焼位置（Ｔ２）と所定の目標燃焼位置（Ｔ０）とを比較し、算出された後続燃焼位置（Ｔ２）と所定の目標燃焼位置（Ｔ０）との比較結果に依存して少なくとも１つのサイクル（ｋ）に対するオットーエンジン（１２）の作動のための少なくとも１つの作動量（ＳＯＩ）を求めるように構成されていることを特徴とする制御装置。
【請求項８】
前記制御装置（１０）は、求められた少なくとも１つの作動量（ＳＯＩ）が維持されるようにオットーエンジン（１２）を少なくとも１つのサイクル（ｋ）に対して制御するように構成されている、請求項７記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自己着火式内燃機関の制御のための方法に関している。また本発明はそれに相応する制御装置に関している。
【背景技術】
【０００２】
自己着火式内燃機関、これはＨＣＣＩ（Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ；予混合圧縮着火；）方式若しくはＣＡＩ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ａｕｔｏ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）方式の名のもとで公知であり、良好な燃費、特に部分負荷領域における燃費の良さと比較的僅かな有害物質排出の点で抜きんでている。そのため自己着火式内燃機関の場合では、付加的な比較的高価である排ガス後処理装置、例えばＮＯｘ吸着型触媒装置を省くことができる。
【０００３】
自己着火式の燃焼方式では、内燃機関内に噴射された燃料が高温の排気ガスと共に混合され、引き続き圧縮期間中に自己着火される。このことは、燃焼室内における発火中心の複数存在のもとで比較的低い燃焼温度に結び付き、さらに非常に均質でかつ迅速に経過する燃焼にもつながる。
【０００４】
自己着火式のエンジンは通常は燃料直接噴射機構を備えている。さらに自己着火式内燃機関はさらに可変のバルブシステムも有している。その場合ユーザーは完全に可変のバルブシステム、例えば電気油圧式バルブ制御機構と、一部可変のバルブシステム、例えばカム軸制御式バルブ駆動部の間で区別している。特に後者のものは低コストな代替手段を示す。
【０００５】
自己着火式の燃焼方法を実施するためには、シリンダーにおける所定の排ガス量がシリンダーにおいてサポート若しくはフィードバックされ、その量は圧縮フェーズ中の燃焼開始毎に考慮される。ここでは内的な排ガス量と外的な排ガス量が取り上げられる。内的な排ガス量はシリンダーにおける負のバルブ重複を用いてサポートされる。
【０００６】
それに対して外的な排ガス量はフィードバックされるか若しくは吸気フェーズ中の排気バルブの短時間の開放によってフィードバックされる。
【０００７】
しかしながら自己着火式内燃機関の場合には、燃焼開始のための点火プラグ形式の直接のトリガーがなくされている。それ故に燃焼位置（頻繁に燃焼位置とも称される）がＣＡＩエンジンシステムの綿密に調整された駆動制御を介してしか制御できない。従って燃焼位置の確定に対してはシリンダー圧力センサを介して検出される測定値が頻繁に用いられる。例えばこの測定値は特定のエネルギー変換点に関係しており、これは通常はクランク角を用いて表される。その場合は頻繁に燃焼重心点ＭＦＢ（Ｍａｓｓ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｂｕｒｎｔ  ５０％）が語られる。
【０００８】
ＣＡＩ燃焼方式は通常は先行時点のサイクルから由来する所定の温度を伴った内的及び／又は外的排ガス量に基づくサイクル毎の相関関係を含んでいる。例えば過度に早期の燃焼は後続のサイクルにおける内的及び／又は外的排ガス量の僅かな温度低下につながる。このことは燃焼を遅らせるので、頻繁に遅すぎる燃焼を引き起こす。その結果として内的及び／又は外的排ガス量の温度が次のサイクルにおいて過度に高くなり、さらに早すぎる燃焼を新たに生じさせ、これは先行の過度に早い燃焼よりもさらに前に位置する。目標燃焼位置に対する燃焼位置のずれはこのようにして燃焼が完全に失火するまで大きくなる。特にアイドリング近傍の低負荷領域においては燃焼が失火に至るリスクは比較的高い。
【０００９】
さらに非常に遅い燃焼位置は不完全な燃焼を伴って現れる。従ってそれに続く中間圧縮サイクルでは（先行サイクルにおいて反応しなかった）ＨＣ／ＣＯ分子が残留酸素と発熱反応する危険性が生じる。このことは次の燃焼サイクルにおいては内部及び／又は外部排ガス量の高められた温度に基づく過度に早い燃焼につながる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
それ故に本発明の課題は、自己着火式内燃機関の作動期間中に所望の目標燃焼位置の信頼性の高い維持を保証することのできる手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題は本発明により、目標燃焼位置を設定するステップと、内燃機関の少なくとも１つのサイクルの少なくとも１つの実際値燃焼位置を求めるステップと、少なくとも１つの実際値燃焼位置に依存して後続燃焼位置を計算するための計算モデルを設定するステップと、前記計算モデルを用いて後続燃焼位置を算出するステップと、算出された後続燃焼位置と所定の目標燃焼位置とを比較するステップと、算出された後続燃焼位置と所定の目標燃焼位置との比較結果に依存して少なくとも１つのサイクルに対する内燃機関の作動のための少なくとも１つの作動量を求めるステップとを有するようにして解決される。
【００１２】
また前記課題は本発明により、受信装置と、計算装置と、評価装置とを有し、前記受信装置は、内燃機関の実際値燃焼位置を求めるためにセンサから算出された実際値燃焼位置を受信するように構成され、前記計算装置には、受信した実際値燃焼位置に依存して後続燃焼位置を算出するための計算モデルが記憶され、前記評価装置は、算出された後続燃焼位置と所定の目標燃焼位置とを比較し、算出された後続燃焼位置と所定の目標燃焼位置との比較結果に依存して少なくとも１つのサイクルに対する内燃機関の作動のための少なくとも１つの作動量を求めるように構成されて解決される。
【００１３】
本発明は、求められた実際値燃焼位置から出発して将来的な燃焼サイクルの後続燃焼位置が算出できる計算モデルを予め設定することができるという考えに基づいている。この場合は後に続く（将来的な）サイクルに対する、定常的なＣＡＩエンジン作動モードにおける後続燃焼位置を計算することがいわれており、ここではちょうど経過している（目下の）経過サイクルに対する実際値燃焼位置が既知であることが前提とされる。その際目下のサイクルの実際値燃焼位置に基づいて後続のサイクルに対する燃焼位置（以下では後続燃焼位置とも称する）が賓述される。
【００１４】
このようにして、あるサイクルの前に既に次のようなことが識別される。すなわち当該サイクル（後続燃焼位置）の推定される燃焼位置が所定の目標燃焼位置と一致しているか否かが識別される。それにより、サイクルの燃焼位置を当該サイクルの開始前に少なくとも作動量を介して補正することのできる手段が提供される。この関係においては予測的制御も可能である。特にこのようにすれば可能性の高い燃焼失火が適時に識別されて回避されるようになる。
【００１５】
ここでの「燃焼位置」とは内燃機関において進行している燃焼状態を言及するための特徴的表現と理解されたい。例えばこの種の燃焼特徴は圧力センサを用いて検出することができる。この種の燃焼特徴は、既に前述した燃焼重心点ＭＦＢ５０のようなエネルギー変換点でもあり得る。同様に「燃焼位置」とは、燃焼過程の開始時点及び／又は持続時間であってもよい。この場合の「燃焼位置」はクランク角度を用いて表される。
【００１６】
本発明の目的は、そのような燃焼位置のサイクル毎に自然発生する変動を補償し、それによって燃焼過程を根本的に安定させることでもある。さらに本発明は、燃焼位置が各サイクルにおいて適用された目標値近傍にあることを保証し、それによって燃費、未処理の有害物質放出や燃焼ノイズとの所望の関係が保証される。特に本発明によれば、不安定性を伴う作動点に対するＣＡＩ作動領域の拡張が可能となる。
【００１７】
有利な実施形態によれば、少なくとも１つの作動量に対する少なくとも１つの初期値ないし出力値が設定され、算出された実際値燃焼位置と少なくとも１つの作動量に対する少なくとも１つの初期値に基づいて後続燃焼位置が所定の計算モデルを用いて算出される。このようにして少なくとも１つの作動量に対し有利に推定された初期値が内燃機関の制御のために検査される。
【００１８】
有利には、算出された後続燃焼位置が目標燃焼位置を中心とした所定の偏差領域内にある場合には、内燃機関が少なくとも１つのサイクルに対して少なくとも１つの初期値の維持のもとで作動される。さらに、算出された後続燃焼位置が目標燃焼位置を中心とした所定の偏差領域外にある場合には、少なくとも１つの作動量に対する少なくとも１つの新たな値が求められ、内燃機関が少なくとも１つのサイクルに対して少なくとも１つの新たな値の維持のもとで作動される。それにより内燃機関は、その特性が検査される作動量でもって継続的に駆動制御される。
【００１９】
別の有利な実施形態によれば、前記少なくとも１つの作動量は、インジインジェクター御量、空気供給バルブ駆動制御量及び／又は排ガスバルブ駆動制御量である。例えば少なくとも１つの作動量は噴射位置（メイン噴射のスタート時点ないしはパイロット噴射のスタート時点）、メイン噴射量、パイロット噴射量、及び／又はパイロット噴射量とメイン噴射量からの商（パイロット／メイン噴射の量）である。また同じ様に少なくとも１つの作動量は、空気供給バルブ又は排ガスバルブの開閉時間であってもよい。さらに少なくとも１つの作動量は、内部及び／又は外部残留ガス量であってもよい。ここで列挙された作動量は、個別でもあるいは組合わせにおいても相互に良好に燃焼位置の制御に適している。その際シリンダー個別の燃焼位置の制御が前述した作動量を用いて実施される。
【００２０】
別の実施形態によれば、エンジン状態量及び／又は燃料状態量が求められ、求められた実際値燃焼位置と求められたエンジン状態量及び／又は燃料供給状態量に基づいて後続燃焼位置が所定の計算モデルを用いて算出される。これに対する代替案若しくは補足案として、周辺パラメータ、有利には周辺温度が求められ、求められた実際値燃焼位置と求められた周辺パラメータに基づいて後続燃焼位置が所定の計算モデルを用いて算出される。それにより算出された燃焼位置が内燃機関の作動している目下の周辺環境条件と燃料条件に対応するようになる。
【００２１】
前述したステップにおいて述べた利点は相応する制御装置に対しても当てはまる。有利にはこの制御装置は少なくとも１つのサイクルに対して内燃機関が次のように制御されるように設計仕様される。すなわち少なくとも１つの求められた作動量が維持されるように設計仕様される。
【００２２】
例えば自己着火式内燃機関はオットーエンジンであり得る。予防的に制御されるＣＡＩ燃焼方法の投入は、燃料消費の節約と未処理の有害物質の放出低減を保証する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】自己着火式内燃機関における順次連続する２つの燃焼位置の間のサイクル毎の相関関係を表した図
【図２】自己着火式内燃機関の本発明による制御方法の実施形態を表すためのブロック回路図
【図３】図２による方法の作用を表すための２つの座標系を示した図
【図４】自己着火式内燃機関の第１の従来方式による制御方法の作用を表すための２つの座標系を示した図
【図５】自己着火式内燃機関の第２の従来方式による制御方法の作用を表すための２つの座標系を示した図
【図６】自己着火式内燃機関の作動のための制御装置の実施形態を概略的に表した図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下の明細書では本発明によるさらなる特徴及び利点を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図１には自己着火式内燃機関における２つの順次連続する燃焼位置の間のサイクル毎の相関関係を示すための座標系が示されている。横座標Ｔ１には第１のサイクルの求められた燃焼重心点（ＭＦＢ５０）がクランク角（°ＫＷ）で再現されている。また縦座標Ｔ２に基づいて、第１のサイクルに直接続く第２のサイクルの求められた燃焼重心点（ＭＦＢ５０）がクランク角（°ＫＷ）で示されている。これらの２つのケースではクランク角０°が点火上死点ＺＯＴに相応している。
【００２６】
この座標系にプロットされている測定点は、定常的なエンジン作動中において様々な駆動制御パラメータの偶発的なばらつきのもとで測定されたものである。この場合ＺＯＴ（点火上死点）の周りでは燃焼重心点Ｔ１とＴ２の間で相関関係を表すようなものは識別されない。しかしながら燃焼重心点Ｔ１が明らかにＺＯＴ上にある測定点に対しては、周期毎の相関曲線Ｋが推論できる。比較的遅い燃焼重心点Ｔ１のもとでは、周期毎の相関曲線Ｋは近似的に線形である。この理由から内燃機関の作動中の遅延燃焼位置の出現は、機関の不安定な作動に迅速に結び付く。それ故に前記係数Ｋの絶対値において値１よりも大きな数値は局所的な不安定性とみなす。
【００２７】
図２には本発明による自己着火式内燃機関の制御のための方法の実施形態がブロック回路図で示されている。ここで図示されている方法は潜在的に種々の自己着火式内燃機関、例えばＣＡＩ作動モードを備えた任意の気筒数のオットーエンジン用の制御機器において使用できるものである。
【００２８】
この場合当該方法の実施に先立って計算モデルが設定される。この計算モデルはそのつどの作動点において順次連続する燃焼位置の周期毎の相関を質的に適性にかつ定量的に十分な精度のもとで再現している。そのような計算モデルは例えば物理的な規則性に基づく測定データに適応したパラメータを伴ういわゆるグレイボックスモデル"Ｇｒｅｙ−Ｂｏｘ−Ｍｏｄｅｌｌ"であってもよい（物理的制御モデル）。またこの計算モデルは専ら測定データに基づいて同定された計算モデルであってもよい。
【００２９】
有利にはこの計算モデルは一次近似において線形な計算モデルであり、そのパラメータａ，ｂ，ｃは作動点に依存して特性マップに格納されている。例えばこれは非線形の性質のモデル（例えば図１中においては二次の従属性（quadratische Abhaengigkeit）が識別される)であるが、不安定個所の近傍においては一次近似における線型モデルによって転換し得る。
【００３０】
従ってこの計算モデルは例えば以下の式、
Ｔ２＝ａ・Ｔ１＋ｂ・ＳＯＩ＋ｃ                              （数式１）
で表すことが可能である。
【００３１】
例えば目下実施されているサイクルにおいて算出された実際値燃焼位置Ｔ１と、それに続くサイクルの予測燃焼位置として算出される後続燃焼位置Ｔ２は燃焼重心点となる。作動量ＳＯＩとしてはこの例ではクランク角で表されるメイン噴射の噴射位置（すなわち噴射角）が用いられている。しかしながら相応の計算モデルは、その他の燃焼特性に対しても及び／又は付加的若しくは代替的作動量に対しても作成可能である。
【００３２】
当該方法の開始時点では予め設定された既定噴射角ＳＯＩ０と目標燃焼位置Ｔ０が設定される。このことは例えば設定装置において別個に配置されている２つの下位ユニット２ａ，２ｂによって行われる。既定噴射角ＳＯＩ０と目標燃焼位置Ｔ０の準備は回転数Ｄ及び／又は負荷Ｌに依存して行われてもよい。
【００３３】
続いて既定噴射角ＳＯＩ０と目標燃焼位置Ｔ０が予測型制御器４によって読み込まれる。この予測型制御器４は、既定噴射角ＳＯＩ０と目標燃焼位置Ｔ０と測定された実際値燃焼位置Ｔ１に依存して補正値ΔＳＯＩを出力する。当該方法の第１の経過過程においては、この補正値ΔＳＯＩは０である。なお前記予測型制御器４の詳細な機能や補正値ΔＳＯＩの詳細については以下の明細書でさらに詳しく説明する。
【００３４】
補正値ΔＳＯＩには既定噴射角ＳＯＩ０が加算され、その結果としての作動量ＳＯＩが自己着火式内燃機関の作動のための制御システム６に供給される。それに対して制御システム６は次のように設計されている。すなわち供給された作動量ＳＯＩが内燃機関の少なくとも１つのサイクルに対する噴射角として維持されるように内燃機関のインジェクターを制御している。さらに制御システム６はシリンダー圧力センサと回転数センサを含んでいる。シリンダー圧力センサによって測定された圧力経過ｐと回転数センサによって検出された回転数Ｄは継続的に燃焼重心点算出装置８に供給される。
【００３５】
それに対して燃焼重心点算出装置８は、圧力経過ｐと回転数Ｄに基づいて実際値燃焼位置Ｔ１を求めるように設計されている。求められた実際値燃焼位置Ｔ１は引き続き既述した予測型制御器４に転送される。
【００３６】
予測型制御器４はこの実際値燃焼位置Ｔ１と、読み込まれた既定噴射角ＳＯＩ０に基づいて、前述の数式に従って後続燃焼位置Ｔ２を算出する。この場合この後続燃焼位置Ｔ２とは、実際値燃焼位置Ｔ１を伴って経過しているサイクルに続く（将来的な）サイクルでの予測される燃焼位置である。続いて予測型制御器４は、算出された後続燃焼位置Ｔ２を目標燃焼位置Ｔ０と比較する。その場合に予測型制御器４が当該の後続燃焼位置Ｔ２と目標燃焼位置Ｔ０との間で偏差を検出すると、予測型制御器４は既定噴射角ＳＯＩ０とサイクル毎の相関関係を考慮して、補正値ΔＳＯＩを算出する。このようにして当該補正値ΔＳＯＩを用いたもとで後続するサイクルの燃焼位置が目標燃焼位置Ｔ０に整合される。このことは例えば以下の式、
ΔＳＯＩ＝Ｆｕｎｋｔｉｏｎ（Ｔ２−Ｔ０）                          （数式２）
を介して行ってもよい。
【００３７】
そのように求められた補正値ΔＳＯＩは引き続き新たに既定噴射角ＳＯＩ０と共に作動量ＳＯＩに加算される。なお既述してきた前記過程は任意の頻度で繰り返すことも可能である。
【００３８】
別の実施形態によれば、前記予測型制御器４は、後続燃焼位置Ｔ２の計算において複数の先行する時点の実際値燃焼位置Ｔ１を考慮するように設計されていてもよい。例えば後続燃焼位置Ｔ２の計算が現下のサイクルとその１つ前のサイクルの実際値燃焼位置Ｔ１に基づいて行われてもよい。
【００３９】
図２にスケッチされている方法はもちろんシリンダー個別に実施することも可能である。そのようなケースでは（図には示されていないが）圧力センサが、種々のシリンダーにおいて圧力経過ｐをシリンダー個別に検出するように設計される。それによってシリンダー個別の補正値ΔＳＯＩの制御が行われる。
【００４０】
図３には図２による方法の実施形態の作用を表すための２つの座標系が示されている。この場合これらの座標系の横軸には各サイクルｋが再現されており、縦軸には求められた実際値燃焼位置Ｔ１と、それぞれのサイクルｋの噴射角の補正値ΔＳＯＩが相応している。
【００４１】
ここでは図２による方法を用いて実際値燃焼位置Ｔ１が１つのサイクルｋ内で所定の目標燃焼位置Ｔ０に制御されることが識別できる。それに対して後続のサイクルｋの間は目標燃焼位置Ｔ０が実際値燃焼位置Ｔ１によって一定に維持される。これにより図２の方法は、自己着火式内燃機関の作動中に実際値燃焼位置Ｔ１を所望の目標燃焼位置Ｔ０に調整するための信頼性の高い手段を保証する。それに対して必要な補正値ΔＳＯＩは、僅かなサイクルｋに対してのみ０からずれる。それによち目標燃焼位置Ｔ０への実際値燃焼位置Ｔ１の設定は、最小限の補正コストと内燃機関の制御部への僅かな介入のみで可能である。
【００４２】
図４には自己着火式内燃機関の制御のための第１の従来方式による方法の作用を表すための２つの座標系が示されている。図３に相応してここでも横軸にはサイクルｋが再現され、縦軸には所属の実際値燃焼位置Ｔ１と補正値ΔＳＯＩがプロットされている。
【００４３】
自己着火式内燃機関の制御のための従来方式による第１の方法は補正値ΔＳＯＩを、測定された実際値燃焼位置Ｔ１と目標燃焼位置Ｔ０の偏差の関数として確定する。しかしながらこの場合の第１の従来方式による方法はサイクル毎の相関関係は考慮しない。そのためこの第１の従来方式の方法では、実際値燃焼位置Ｔ１の過度に遅い出現若しくは過度に早い出現が、直後の燃焼サイクルの燃焼位置に対する作用を伴うことは無視される。
【００４４】
図４に示されている座標系に基づいて明らかなように、この第１の従来方式による方法は、求められた実際値燃焼位置Ｔ１を所定の目標燃焼位置Ｔ０に調整することに対しては適していない。その代わりにこの第１の従来方式の方法では、大抵のサイクルｋ期間中において過度に早いか若しくは過度に遅い実際値燃焼位置Ｔ１が出現してしまう。特にこの場合は過度に早い実際値燃焼位置Ｔ１と過度に遅い実際値燃焼位置Ｔ１が頻繁に入れ替わると同時に補正値ΔＳＯＩも常に高めの絶対値となり、そのため自己着火式内燃機関は益々コントロールを失い、ひいては制御不能に陥る。
【００４５】
図５には、自己着火式内燃機関の制御のための第２の従来方式による方法の作用を表すための２つの座標系が示されている。図３及び図４のようにここでも横軸にはサイクルｋが、そして縦軸には所属の実際値燃焼位置Ｔ１と補正値ΔＳＯＩが再現されている。
【００４６】
この第２の従来方式による自己着火式内燃機関の制御のための方法では、補正値ΔＳＯＩが一定して値０にセットされる。ここではエンジン制御システムへの修正的介入は行われていない。
【００４７】
それにより第２の従来方式の方法では、補正値ΔＳＯＩが常に高い値をとるというリスクは生じない。しかしながらいずれにせよ第２の従来方式の方法を用いて所定の目標燃焼位置Ｔ０を維持することは不可能である。というのも各サイクルｋにおいて求められた実際値燃焼位置Ｔ１は目標燃焼位置Ｔ０からずれてしまうからである。但し図５中のこの偏差は図４中の偏差よりは少ない。そのため第２の従来方式の方法は、第１の従来方式の方法よりは付加的に不安定になりにくい。
【００４８】
図６には、自己着火式内燃機関の作動のための制御装置の実施形態が概略的に示されている。図６に基づいて説明する制御装置１０は、インジェクター１４とシリンダー圧力センサ１６を備えた自己着火式内燃機関１２の近傍に配設され得る。それに対して代替的に制御装置１０は車両中央制御システムの構成要素であり得る。
【００４９】
シリンダー圧力センサ１６は、内燃機関１２の個々のシリンダー内で生じる圧力を比較的高い時間分解能で測定できるように設計される。相応のセンサ信号１８は専ら制御装置１０に送出される。
【００５０】
制御装置１０はこのセンサ信号１８を受信する受信装置２０を含んでいる。さらにこの受信装置２０は測定された圧力とさらに付加的に提供される回転数Ｄに基づいて個々のシリンダーのそのつどの実際値燃焼位置Ｔ１を求める。それに続いて受信装置２０は、センサ信号１８に相応する実際値燃焼位置信号２２を計算装置２４に送出する。
【００５１】
計算装置２４には受信した実際値燃焼位置Ｔ１に依存して後続燃焼位置を算出するための計算モデル２６が記憶されている。それに対してこの計算装置２４は、受信した実際値燃焼位置Ｔ１に基づいて後続燃焼位置を計算モデル２６を用いて算出できるように設計されている。さらに前記計算装置２４は、後続燃焼位置の計算の際に有利な噴射位置のための少なくとも１つの初期値を考慮することができる。この場合の噴射位置とは例えばメイン噴射の時点と理解されたい。そのつどの初期値は作動量信号２８を介して評価装置３０から計算装置２４へ提供される。特に有利な実施形態によれば、評価装置３０は対応する車両の速度及び／又は負荷が求められ、噴射位置の初期値がこの速度及び／又は負荷に依存して供給されるように設計される。
【００５２】
引き続き計算装置２４は、算出された後続燃焼位置を後続燃焼位置信号３２として評価装置３０に送出する。評価装置３０は、後続燃焼位置信号３２と共に受信した後続燃焼位置を目標燃焼位置と比較する。この場合の目標燃焼位置はそれが有利には自己着火式内燃機関１２の有利な燃焼位置に相応するように選択される。その際評価装置３０は、目標燃焼位置を固有の車両の現下の速度と負荷に依存して確定する。
【００５３】
評価装置３０が後続燃焼位置と目標燃焼位置Ｔ０との比較の際に、受信した後続燃焼位置が目標燃焼位置周辺の所定の偏差領域内にあることを確定すると、評価装置３０は、到来するサイクルに対する噴射位置の所属の初期値が受入れられることを確定する。引き続きこの初期値に相応する噴射位置信号３４が提供される。
【００５４】
後続燃焼位置が偏差領域外にある場合には、それによって評価装置３０は比較結果に依存して噴射位置に対する新たな値を求める。その際評価装置３０は、計算モデル２６への償還請求によって、内燃機関１２の順次連続する燃焼サイクル間の周期毎の相関関係も考慮する。それにより新たに定められる値は、後続する燃焼位置と目標燃焼位置の予見される偏差が妨げられるように定められる。この新たに定められた値は引き続き噴射位置信号３４として送出される。
【００５５】
評価装置３０から送出された噴射位置信号３４は、当該制御装置１０のインジェクター制御装置３６によって受取られる。このインジェクター制御装置３６はさらにインジェクター１４を制御信号３８を用いて次のように制御する。すなわち少なくとも１つのさらなる燃焼サイクルに対して、評価装置３０によって適切に定められた噴射位置が維持されるように制御する。
【００５６】
インジェクター制御装置３６は第１の実施形態において、評価装置３０から受信した噴射位置信号３４を制御信号３８としてインジェクター１４に転送する。インジェクター１４はこのケースにおいて自身が制御信号３８に依存して少なくとも１つの燃焼サイクルの期間中は評価装置３０によって確定された噴射位置が維持されて制御されるように設計されている。第２の実施形態においてはインジェクター制御装置３６は制御信号３８を用いてインジェクター１４を直接制御する。
【００５７】
インジェクター制御装置３６によって制御される少なくとも１つの燃焼サイクルの後では、新たに実際値燃焼位置がシリンダー圧力センサ１６によって求められ、センサ信号１８として受信装置２０へ送出される。それと共に前述したステップにおいて説明した過程は任意に繰り返される。
【００５８】
噴射位置に対してはさらに付加的若しくは代替的に、前記制御装置１０を用いて１つのシリンダーに充填される燃料の噴射量が実際値燃焼位置の制御ために用いられてもよい。その場合には評価装置３０が噴射位置に代えて若しくは加えて噴射量も提供する。計算装置２４に記憶される計算モデル２６は、噴射量に対する少なくとも１つの初期値にさらに依存して後続燃焼位置を求める。続いてインジェクター制御装置３６は、制御信号３８を用いてインジェクター１４を有利に識別された噴射量の維持のために制御する。
【００５９】
有利な形態として制御装置１０は、内燃機関１２の空気供給バルブ及び／又は排ガスバルブを制御するように設計されていてもよい。そのようなケースにおいては制御装置１０はインジェクター制御装置３６の代わりに若しくは付加的にさらに空気系制御装置を有している。
【符号の説明】
【００６０】
１０      制御装置
１２      自己着火式内燃機関
１４      インジェクター
１６      シリンダー圧力センサ
１８      センサ信号
２０      受信装置
２４      計算装置
２６      計算モデル
３０      評価装置
３２      後続燃焼位置信号
【図１】
0005156653.tif 000002
【図２】
0005156653.tif 000003
【図３】
0005156653.tif 000004
【図４】
0005156653.tif 000005
【図５】
0005156653.tif 000006
【図６】
0005156653.tif 000007