(57)【要約】点火角決定方法が提案される。この方法では、ノッキング限界およびひいては最適の点火角に作用を及ぼす調整量の変化がダイナミックに考慮される。  このためにまず現在の機関回転数と負荷に基づいて基本点火角が検出される。次にノッキングが識別された場合には、後置接続されたノッキング制御（３）の枠内で遅れ方向の第１点火角調整（２）を検出する。本発明ではさらに、ノッキング限界に影響を及ぼす調整量の少なくとも１つが変化する場合に、ノッキング限界制御（４）の枠内で第２点火角調整（５）を検出する。ここで第２点火角調整（５）の形態、すなわち進角調整であるか、または遅角調整であるかは調整量とその変化に依存する。
2006509943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に対する点火角決定方法であって、現在の機関回転数と負荷に基づいて基本点火角（１）を検出し、ノッキングが識別された場合、後置接続されたノッキング制御の枠内で遅れ方向の第１点火角調整（２）を検出する形式の方法において、
ノッキング限界に影響を与える調整量の少なくとも１つが変化する場合、ノッキング限界制御（４）の枠内で第２の点火角調整（５）を検出し、ここで第２の点火角調整（５）の形態、すなわち進角調整するかまたは遅角調整するかは前記調整量とその変化に依存する、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、ノッキング限界制御（４）を、内燃機関のすべてのシリンダに対して同時に同じように実行する。
【請求項３】
請求項１または２記載の方法において、ノッキング限界制御（４）を、排ガス還元率の変化によりトリガする。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法において、ノッキング限界制御（４）を、カムシャフトの調整によりトリガする。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法において、ノッキング限界制御（４）を、給気運動フラップの開放ないし閉鎖によりトリガする。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法において、ノッキング限界制御（４）を、バルブ駆動の変化によりトリガする。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法において、ノッキング限界制御（４）を、機関温度の変化ないしは、冷却剤温度および／または冷却剤容積流の変化によりトリガする。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項記載の方法において、ノッキング限界制御（４）が基本点火角（１）を進角調整するように調整量が変化する場合、ノッキング制御（３）をアクティブのままにし、
ノッキング制御（３）がノッキングを識別するまで、ノッキング限界制御（４）は基本点火角（１）を進角調整する。
【請求項９】
請求項１から７までのいずれか１項記載の方法において、ノッキング限界制御（４）が基本点火角（１）を遅角調整するように調整量が変化する場合、ノッキング限界制御（４）は基本点火角（１）を、ノッキングが識別された場合には遅角調整し、
点火角をノッキング限界制御（４）中には、ノッキング制御（３）によっても定常的適合によっても変化しない。
【請求項１０】
請求項９記載の方法において、ノッキング識別限界を低減する。
【請求項１１】
請求項８記載の方法において、排ガス還元率が上昇する場合、および／または機関温度が低下する場合、ノッキング限界制御（４）の枠内で進角調整を検出する。
【請求項１２】
請求項９または１０記載の方法において、排ガス還元率が低下する場合、および／または機関温度が上昇する場合、ノッキング限界制御（４）の枠内で遅角調整を検出する。
【請求項１３】
トルク操作介入後の点火角決定方法であって、点火角が機関のトルクストラクチャに基づいて検出されており、ノッキング限界制御（４）が中断されており、ノッキング限界に影響を及ぼす調整量の少なくとも１つが、トルク操作介入中に変化した、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法において、
第２の点火角調整（１９）に対する値を特性マップ（１０）から読み出し、該特性マップには第２の点火角調整に対する値が機関回転数（１３）、負荷（１４）および変化した調整量（１１）の関数としてファイルされている。
【請求項１４】
請求項１３記載の方法において、特性マップの値は、ノッキング限界制御（４）の通常動作中に検出されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に対する点火角決定方法に関するものであり、現在の機関回転数と負荷に基づいて基本点火角を検出し、ノッキングが識別された場合には、後置接続されたノッキング制御の枠内で遅れ方向の第１点火角調整を検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の開発では、燃料消費と排ガス値の側面がますます重要になっている。これらの動作パラメータは種々異なる手段ないし調整量により制御することができる。これらは例えば、排ガス還元、給気運動フラップの位置変化、カムシャフトの調整、バルブ駆動の変化、および／または機関温度の制御、ないし冷却剤温度および／または冷却剤容積流の制御である。これらすべての調整量は機関のノッキング限界、そして最適の点火角に作用する。
【０００３】
従って基本点火角は実際には複数のステップで検出される。現在の機関回転数と負荷に基づいて、まず出発点火角が検出される。通常、この出発点火角は相応の特性マップから読み出される。次に基本点火角を検出するために、各調整量に対して、すなわち前記機能性の各々に対して、点火角オフセットを出発点火角に加算し、機関をすべての動作条件の下で可及的に最適の効率より駆動できるようにする。個々の調整量に対する点火角オフセットは、通常は同様に相応の特性マップに基づいて検出される。このようにして検出された基本点火角は、後置接続されたシリンダ個別のノッキング制御に対する出発点を形成する。そしてノッキング制御により、ノッキングが識別された場合には、基本点火角の遅角調整を行うことができる。
【０００４】
前記の方法は実際にはさまざまな点で問題である。調整量がモデルに基づいて計算された場合、ダイナミックな変化はしばしば調整量の検出にエラーをもたらす。このことにより点火角オフセットに対する相応の特性マップが誤ってアドレシングされることになり、基本点火角の検出が最適でなくなる。モデルに基づいて計算することのできる調整量の例としてここでは、排ガス還元率および機関温度を挙げておく。機関温度を検出するためのモデル計算は、負荷変化または冷却剤容積流変化および／または冷却剤温度変化が生じるとしばしば不正確であることが判明している。その原因は、温度変化の緩慢な過渡特性にある。さらに冷却剤容積流の変化は構成部材温度ないし機関温度に強く非線形な作用を及ぼす。公知の点火角予制御ではこれらの状況を考慮することができない。
【０００５】
既に述べたように各調整量に対する公知の点火角予制御では、相応の点火角オフセットに対して固有の特性マップが必要である。従ってデータ形成コストおよびメモリコストが考慮すべき調整量の数と共に上昇する。特性マップのデータ形成は、既にデータ量が多いだけでエラーに対して脆弱である。とりわけいくつかの場合にはデータ形成に非常に時間が掛かる。これは例えば、機関温度ないし冷却剤容積流および冷却剤温度のダイナミックな変化に基づいて生じる点火角オフセットの場合である。
【０００６】
発明の利点
本発明により、ノッキング限界およびひいては最適の点火角に作用する調整量の変化がダイナミックに考慮される点火角決定方法が提案される。
【０００７】
本発明によればこのことは、ノッキング限界制御の枠内で、少なくとも１つのノッキング限界に影響する調整量が変化する場合、第２の点火角調整を検出し、この第２の点火角調整の形態、すなわち進角調整または遅角調整であるいかは前記調整量とその変化に依存するようにして達成される。
【０００８】
ノッキング限界制御は本発明の方法の枠内で、考慮すべき調整量の変化によってトリガされる。ここで調整量の絶対値は問題とならない。従ってエラーを以て検出された調整量も本発明の点火角決定に負の作用を及ぼさない。ただし少なくともその変化は正しく検出されなければならない。さらに本発明の方法の枠内で、調整量に依存する点火角オフセットを検出するために特性マップは必要ない。従ってここではこの種の特性マップのデータ形成に結び付いた時間コストおよびメモリコストが掛からず、またこの特性マップのデータ形成に起因するエラーの危険性もない。機関はノッキング限界制御により常に最適の点火角によってノッキング限界で駆動されるか、またはトルクストラクチャにより設定された点火角によって駆動される。
【０００９】
本発明の方法の枠内で、公知のノッキング制御と本発明のノッキング限界制御との間で明確な分離が実現される。このことにより、ノッキング制御の機能性は完全に保たれる。以下に説明する実施例の枠内で再度参照するいくつかの付加的なイネーブル条件ないしブロック条件を別にすれば、公知のノッキング制御の個々の機能は変化せず、そのまま引き継がれる。とりわけ機関動作点が高速に変化する場合に行われるようなノッキング制御の定常的適合はそのまま損なわれることなしに実施可能である。
【００１０】
基本的には本発明の方法を実現するためには、とりわけノッキング限界制御を実現するためには種々の手段がある。これらは例えばノッキング制御のようにシリンダ個別に行うことができる。しかし本発明の方法の有利な変形実施例では、ノッキング限界制御は内燃機関のすべてのシリンダに対して同時に同じように実行される。ここから生じる点火角の全体的調整により、点火角を、変化したノッキング限界にとりわけ高速かつ効率的に適合することができる。ここで点火角のシリンダ個別の制御は、ノッキング限界制御に対して並列的に実行されるノッキング制御によって行われる。これに関連して、ノッキング限界制御の枠内での点火角は進み方向にも遅れ方向にも変化することができ、一方、ノッキング制御は常に点火角の遅角調整に対してだけ作用できることを述べておく。
【００１１】
自動車の運転の際には、点火角がもっぱら機関のトルクストラクチャにより設定される状況が発生し得る。すなわち、発明により提案されるようにノッキング制御とノッキング限界制御からは独立している状況が発生し得る。例としてここではエアコンコンプレッサのスイッチオンを挙げておく。この場合は機関のギクシャクを回避するために、機関のトルクストラクチャがトルク蓄積を形成することができる。この場合、点火角は遅れ方向に調整される。トルク操作介入の間は、ノッキング制御の枠内で検出された第１の点火角調整が出力されることも、ノッキング限界制御の枠内で検出された第２の点火角調整が出力されることもない。従ってノッキング限界制御はトルク操作介入の間、中断しなければならない。トルク蓄積はこのようなトルク操作介入の後で再び解消される。これは点火角を例えばランプでノッキング限界に接近させることにより行われる。相応の点火角を検出するために、現在の機関回転数と負荷に基づいてまず基本点火角が検出され、この基本点火角にノッキング限界制御のための点火角調整が加算される。このとき点火角調整はトルク操作介入の前に、すなわちノッキング限界制御を中断する前に検出しておくことができる。しかしこのようにして検出された点火角は、トルク操作介入の間にノッキング限界に影響を与える調整量のいずれもが変化しない場合にだけ、ノッキング限界への良好な接近を示す。
【００１２】
本発明の方法の有利な変形実施例は、点火角調整がトルク操作介入後に行われ、ノッキング限界に影響を与える調整量の少なくとも１つがトルク操作介入の間に変化する場合に関するものである。本発明によれば、ノッキング限界制御のための点火角調整値を次のような特性マップから読み出すことが提案される。すなわちこの点火角調整値が機関回転数、負荷、および変化した調整量の関数としてファイルされている特性マップである。このようにしてトルク操作介入後の点火角調整の際に、ノッキング限界制御がトルク操作介入中に中断されても、トルク操作介入中に調整量が変化することが考慮される。
【００１３】
このような特性マップの値は有利にはノッキング限界制御の通常動作中に適合して検出することができる。このためには適合特性マップに対する初期値を一度だけ検出すればよい。そしてこの適合特性マップはすべての機関形式に対する出発特性マップとして使用することができる。
【００１４】
図面
既に述べたように本発明の技術思想を有利に構成および発展するには種々の手段が存在する。これについては請求項１の従属請求項と、図面に基づく本発明の実施例の説明を参照されたい。
図１は、通常の機関動作中に点火角調整を行う本発明の方法を説明するためにブロック回路図である。
図２は、一方ではノッキング限界制御に対する適合特性マップと、他方ではこの適合特性マップからの値の読み出しを説明するためのブロック回路図である。
【００１５】
実施例の説明
内燃機関に対する本発明の点火角決定方法に相応して、現在の機関回転数と負荷に基づき基本点火角１が検出される。基本点火角１の検出は例えば相応の特性マップを用いて行うことができる。この基本点火角１には第１の点火角調整２が加算される。この第１の点火角調整は、内燃機関のシリンダに対してノッキングが識別された場合にノッキング制御３の枠内でシリンダ個別に検出される。ノッキング制御３は基本点火角１の遅角調整にだけ作用することができる。本発明によればさらにノッキング限界制御４の枠内で、ノッキング限界に影響を与える調整量の少なくとも１つが変化する場合に第２の点火角調整５が検出される。
【００１６】
ノッキング限界制御４は、例えば排ガス還元率の変化、カムシャフトの調整、給気運動フラップの開放ないし閉鎖、バルブ駆動部の変化、または機関温度ないし冷却剤温度または冷却剤容積流の変化によってアクティベートすることができる。ノッキング限界制御４によって点火角を、変化したノッキング限界に非常に高速に適合することができる。本発明の方法の有利な変形実施例では、点火角がこのために全体的に、すなわちすべてのシリンダに対して同時に同じように調整される。ノッキング限界制御４の枠内でここでは点火角調整５に対する値だけが検出される。
【００１７】
図１に示された方法実施例では、ノッキング限界制御４がノッキング制御３と並列的に行われる。従ってノッキング制御３の機能性はノッキング限界制御４に依存しない。
【００１８】
ノッキング限界制御４の枠内で検出された点火角調整５が、基本点火角１を進み調整するのか、遅れ調整するのかはノッキング限界制御４をトリガした調整量と、この調整量の変化形態に依存する。
【００１９】
排ガス還元率が上昇する場合、または機関温度が低下する場合、ノッキング制御３がノッキングを識別した場合にはノッキング限界制御４により基本点火角１が全体的に進み調整される。この場合、ノッキング制御３はアクティブに作用したままであり、ノッキングするシリンダに対する点火角を遅れ方向に調整する。原因となる調整量がさらに変化すると、すなわち排ガス還元率が上昇するか、または冷却剤容積流の上昇または冷却剤温度の低下により機関温度がさらに低下すると、点火角は適用可能な時間に応じてノッキングが識別されるまで全体的に進み方向に調整される。
【００２０】
排ガス還元率が減少するか、または機関温度が上昇すると、ノッキング限界制御４は識別されたノッキングごとに基本点火角１の全体的遅角調整に作用する。この場合、シリンダ個別のノッキング制御３も点火角の定常的適合も阻止される。ノッキング識別限界を同時に低下させることにより、点火角の遅角調整が非常に小さなノッキングでもすでにトリガされる。
【００２１】
基本点火角１，点火角調整２およびさらなる点火角調整５の和は制限器６の最大値を形成する。一方、可能なもっとも遅い点火角７は制限器６の最小値として設定される。制限器６によって実際点火角８が検出される。これは目標点火角９の値領域を制限することにより行われる。
【００２２】
図２に示されたブロック回路図は、トルク操作介入による本発明の方法の点火角決定に関するものである。トルク操作介入の際に、点火角は機関のトルクストラクチャにより設定される。このときノッキング限界制御は中断される。図１に関連して説明したように、トルク操作介入の後にも基本点火角が現在の機関回転数と負荷に基づいて検出される。この基本点火角に、１つまたは複数の調整量の影響をノッキング限界計算にもたらすべき点火角調整が加算される。通常の機関動作の場合、この点火角調整はノッキング限界制御の枠内で検出される。このノッキング限界制御は１つまたは複数の調整量が変化する場合にだけアクティベートされる。トルク操作介入中に調整量が変化しない場合だけ、ノッキング限界に、ノッキング限界制御の中断前に検出された点火角調整に対する値によって良好に接近することができる。それ以外の場合、出力される点火角は進みすぎか、または遅れすぎであり、進みすぎの場合はノッキングを引き起こし、遅れすぎの場合は効率が低下する。
【００２３】
本発明の方法の有利な変形実施例では、ノッキング限界制御のための点火角調整に対する値は、トルク操作介入中にノッキング限界に影響を与える調整量の少なくとも１つが変化した場合に、特性マップから読み出される。この特性マップには点火角調整に対する値が機関回転数、負荷および変化した調整量の関数としてファイルされている。
【００２４】
図２に示したブロック回路図の右部分には、このような特性マップ１０から値を読み出すための条件が示されている。ブロック回路図の左部分はこの特性マップ１０のデータ形成に関するものであり、データ形成はここではノッキング限界制御の通常動作中に適合的に行われる。従って特性マップ１０は以下では適合特性マップと称する。
【００２５】
適合特性マップ１０の値のアドレシングは、書き込みの際も読み出しの際もここでは排ガス還元率１１である調整量と支持点１２を介し、機関回転数１３と負荷１４に依存して行われる。機関の通常動作中に、ノッキング限界制御の枠内で検出された点火角調整の各値は適合特性マップ１０の相応する値と比較される。これら２つの値の偏差が適合可能な閾値１５を上回ると、適合特性マップ１０の相応の値は、現在検出された点火角調整に対する値により上書きされる。
【００２６】
既に述べたように、値を適合特性マップ１０から読み出すための２つの条件が満たされなければならない。１つにはノッキング限界制御の中断を引き起こしたトルク操作介入が終了していなければならず、このことは１６で検査される。もう１つには、図示の実施例で排ガス還元率がトルク操作介入中に有意に変化しなければならない。このために、トルク操作介入前の排ガス還元率とトルク操作介入１７後の排ガス還元率との差が所定の閾値１８と比較される。２つの条件が満たされた場合だけ、適合的点火角調整１９が適合特性マップ１０から読み出される。その後、点火角調整を再び十分な精度を以てノッキング限界制御の枠内で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、通常の機関動作中に点火角調整を行う本発明の方法を説明するためにブロック回路図である。
【図２】図２は、一方ではノッキング限界制御に対する適合特性マップと、他方ではこの適合特性マップからの値の読み出しを説明するためのブロック回路図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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