(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のノッキング制御方法であって、
気筒でのノッキング発生時に、マイクロプロセッサにより当該気筒に対して適応特性マップに基づいて点火角が遅角調整され、同時に点火角遅角調整値が求められ、引き続き、ノッキングが発生しなければ点火角が進み方向に戻し調整され、
前記適応特性マップは、内燃機関の負荷と回転数に依存して分割された複数の動作領域を有している形式の方法において、
前記複数の動作領域のうちの１つの領域で動作中に求められた前記点火角遅角調整値が、当該領域を去るときに前記適応特性マップに記憶され、
前記内燃機関の動作中に前記１つの領域へ再度変化し、同時に負荷変化および/または回転数変化が存在する場合、前記記憶された点火角遅角調整値が出力される、ことを特徴とする、内燃機関のノッキング制御方法。
【請求項２】
領域変化する際に、負荷変化および/または回転数変化の大きさが所定値よりも小さい場合、ちょうど去ろうとする動作領域の点火角遅角調整値を維持する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ノッキング発生前の点火角を前記特性マップに書き込む、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
ノッキング発生直後の点火角を前記特性マップに書き込む、請求項１または２記載の方法。
【請求項５】
ノッキング発生前の点火角に点火角変化を加算し、当該値を前記特性マップに書き込む、請求項１または２記載の方法。
【請求項６】
記憶された特性マップ点火角と新たな点火角とが所定の差ＤＺＷだけ異なっている場合だけ、前記記憶された特性マップ点火角を前記新たな点火角で置換する、請求項３から５までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
従来の技術
本発明は、請求項１の上位概念による適応型ノッキング制御方法に関する。このようなノッキング制御はＤＥ−ＯＳ４００８１７０から公知である。ここでは点火角が、検出された動作パラメータにより特性マップに基づいて調整され、ノッキングが発生した際にはこのノッキングを回避するために遅角調整が行われる。引き続き、遅角調整された点火角は段階的に進み方向に戻され、再び特性マップ点火角に近づけられる。内燃機関の動作領域は、この公知のノッキング制御では種々異なる領域に分割される。１つの動作領域を内燃機関の動作中に去ると、瞬時の実際点火角が記憶され、内燃機関の新たな動作の際に、この領域では記憶された点火角が初期値として出力される。
発明の利点
請求項１の特徴部分の構成を有する本発明の方法は公知の方法に対して、点火角跳躍が回避されるという利点を有する。これによってトルク跳躍が機関に発生せず、走行快適性が向上する。
従属請求項に記載された手段によって、本発明の方法の有利な改善が可能である。先行する動作領域からの点火角（この点火角は当該動作領域をちょうど去ろうとしたときの実際の角度である）を新たな動作領域での動作に対して維持することは、負荷変化および/または回転数変化が、動作領域変化の際に所定の値を上回らない場合に有利である。この場合、所定の値は例えば適用される種々異なる動作条件に対して求められ、メモリに記憶される。さらに、内燃機関の動作の点火角に対する初期値として領域変化後に、内燃機関の先行する動作で当該領域に発生した点火角を表す値を計算することは有利である。最終的には、マイクロプロセッサの特性マップを点火角の出力のために動作パラメータに基づいて連続的に更新することができる。これによりノッキング限界はマイクロプロセッサにより常時学習される。このことは例えば、ノッキング発生前の最後の点火角を当該動作点に対する新たな点火角として特性マップに書き込むことにより行われる。別の手段では、第１の点火角をノッキングの発生後に特性マップに書き込む。ノッキング前の点火角を僅かに補正して、例えば所定の点火補正角ΔＺＷを加えて、この値を特性マップに書き込むことも考えられる。その他に特性マップ点火角の補正を、特性マップに記憶された点火角が、特性マップに書き込まれた新たな点火角から所定の差ＤＺＷだけ偏差する場合だけ行うようにすることもできる。このことには、内燃機関の動作がノッキング限界にできるだけ密に近付くことを保証する。
図面
本発明の実施例が図面に示されており、以下詳細に説明する。
図１は、適応型ノッキング制御の概略的回路図、
図２は、適応型特性マップの概略図、
図３は、本発明の方法による点火角変化を説明する線図、
図４は、個々の方法ステップのフローチャートである。
実施例の説明
図１は、適応型ノッキング制御方法を実施するためのブロック回路図を示す。図示しない内燃機関は制御装置１により駆動される。制御装置は、ノッキングセンサ評価回路２、マイクロプロセッサ３、アナログ/ディジタル変換器４および点火出力段５を有する。内燃機関の機関ブロックには１つまたは２つのノッキングセンサ６が設けられており、ノッキングセンサはノッキングセンサ評価回路２に接続されている。ノッキングセンサ評価回路２はアナログ/ディジタル変換器４を介してマイクロプロセッサ３と接続されている。マイクロプロセッサ３にはさらに内燃機関の検出されたパラメータが供給される。従って例えば、負荷Ｌ、回転数ｎおよび温度Ｔがマイクロプロセッサに供給される。負荷Ｌはスロットルバルブ角度位置および/または吸気管負圧から求められる。ノッキングセンサにより検出された信号ＫＳは機関ノイズを表す。この信号はノッキングセンサ評価回路２に供給される。この評価回路２では基準値との比較によって、ノッキングＫが発生しているか否かが求められる。ノッキングが発生している場合には、マイクロプロセッサにより特性マップに基づいて出力された点火角が遅角調整され、引き続いて点火角は進み方向に戻し調整される。このことは特性マップから出力された点火角に近付くことに相当する。このノッキング制御とそのために必要な点火角の遅角調整はマイクロプロセッサ３により行われる。このマイクロプロセッサ３は存在する動作パラメータからそれぞれ点火角遅角調整値を計算する。この点火角遅角調整値には、ノッキングの発生後に適応的な点火角調整量Δαが加算される。マイクロプロセッサ３には、図２に示すような適応特性マップが記憶されている。この適応特性マップはここでは負荷Ｌと回転数ｎに依存して個々の動作領域に分割されている。この適応特性マップの詳細な説明はＤＥ−ＯＳ４００８１７０に記載されている。
本発明のノッキング制御方法の経過を図３に基づいて説明する。図３は、任意の観察時間での内燃機関の動作を示す。時点ｔ０で内燃機関は動作領域Ｉで動作を開始する。制御装置により、瞬時に検出された動作パラメータと、回転数および負荷についての特性マップに基づいて、点火角αＫＦが検出される。内燃機関が動作領域Ｉで動作している間にノッキングＫが検知される。これにより点火角はΔαだけ遅角調整される。点火角の遅角調整の大きさはノッキング強度に依存する。引き続き、点火角は段階的に進み方向に戻し調整される。このことによって特性マップ点火角に近似することが達成される。この戻し調整は、新たなノッキングＫが発生するまで、または特性マップ点火角達するまで行われる。図３の実施例では、動作領域Ｉでの動作中に別のノッキングＫが発生する。これにより新たに点火角の遅角調整が行われる。時点ｔ１で内燃機関で領域変化が生じ、例えばエンジンブレーキ動作へ負荷が変化する。動作領域Ｉを去るときに、この動作領域Ｉに対する最後の点火角αＺＷＩがマイクロプロセッサ３のメモリにファイルされる。最後の点火角ではなく、この動作領域の点火角すべてから計算した点火角、例えば平均値をファイルすることもできる。
時点ｔ１で領域変化が生じる。すなわち、適応特性マップ中の１つの領域を去り、新たな領域をとる。図３の実施例では、領域変化は領域Ｉから領域ＩＩへと行われる。図３の観察時間における領域ＩＩのこの最初の発生はＩＩａにより示されている。これはこの領域ＩＩが図示の観察時間で最初に発生したことを明確にするためである。時点ｔ１での点火角出力は、従来技術では通常の点火角出力である。従ってここでは、内燃機関の先行する動作で、動作領域ＩＩにおいて検出され記憶された、この領域ＩＩを去るときの点火角値が領域ＩＩに対する初期値として出力される。引き続き動作領域ＩＩａでは、特性マップ点火角へ点火角が戻し調整される。その際、戻し調整のステップの高さと幅は比較的に小さく行われる。
時点ｔ２で再び内燃機関の動作領域変化が生じる。すなわち、内燃機関の動作は動作領域ＩＩａから動作領域Ｉｂへ変化する。ここでｂはこの領域の発生が図３ではすでに２回目であることを示す。次に時点ｔ２で本発明の方法では、領域変化の際に同時に負荷変化が存在するか否かが検査される。領域変化の際に負荷変化が発生すれば、ここに図示しない先行する内燃機関動作の際にこの動作領域に対して記憶された点火角が、この動作領域における動作に対する初期値として出力される。引き続きこの点火角は特性マップ点火角ないしノッキングの発生まで新たに戻し調整される。
時点ｔ３で領域変化が生じる。ここでは内燃機関の動作が動作領域Ｉｂから動作領域ＩＩｂへ移行する。時点ｔ３で再び、負荷変化ΔＬが発生するか否かが検査される。時点ｔ３では負荷変化が検出されない場合、瞬時の点火角が動作領域Ｉｂを去るときに動作領域ＩＩｂに対する初期値として維持される。これにより内燃機関の領域変化の際の点火角跳躍が回避される。
結局、それぞれの点火角はノッキングの発生前に種々異なる動作領域で検出され、瞬時の特性マップに点火角の検出のために書き込まれ、そこにあった先行する値は上書きされる。これによって点火角特性マップは常に更新され、点火角出力は内燃機関の動作に最適に適合される。従って自己学習形の点火角特性マップが得られ、この特性マップは常にノッキング限界に近付く。ここでは記憶された特性マップ点火角を置換する点火角を選択ないし設定するのに種々の手段がある。例えばノッキング発生前の最後の点火角またはノッキング発生後の最初の点火角を、この動作点に対する新たな点火角として、これまで記憶されていた特性マップ点火角に対して上書きすることができる。ノッキング発生前の点火角に小さな補正分、例えば設定可能な点火角ＺＷを加算し、この値を特性マップに書き込むことも考えられる。その他さらに特性マップ点火角のこの補正を、特性マップの記憶された点火角が、特性マップに書き込むべき新たな点火角から所定の差ＤＺＷだけ異なるときだけ行うようにすることもできる。
図４は、本発明の方法のフローを概略的に示す。まず負荷Ｌと回転数Ｎが動作ステップ９で検出される。これに基づいて、問い合わせ１０で領域変化が発生したか否かが検出される。領域変化が発生していれば引き続き問い合わせ１１で、同時に負荷変化および/または回転数変化が存在するか否かが検査される。この問い合わせ１１の回答に応じて、イエスの場合は動作ステップ１２で、この動作領域に対して適応特性マップに記憶された点火角が初期点火角として出力される。またノーの場合は動作ステップ１３で、ちょうど去った動作領域の点火角が維持される。問い合わせ１０で動作領域変化が存在するか否かの答えがノーであれば、ノッキング制御は公知のように経過する。すなわち、問い合わせ１４でノッキングＫが存在するか否かが検査される。存在していればステップ１５でノッキング制御が、所定の量ΔＺＷだけの点火角遅角調整により行われ、瞬時の遅角調整は適応特性マップにファイルされる。問い合わせ１４でノッキングが識別されなければ、問い合わせ１６で瞬時の点火角変化ΔＺＷと記憶された点火角とが初期の閾値ＤＺＷだけ異なっているか否かが検査される。異なっていれば、この問い合わせへのイエスにより動作ステップ１５へ進む。この動作ステップでは、瞬時の点火角変化が適応特性マップに記憶される。これに対して問い合わせ１６が否定されれば、瞬時の点火角変化がゼロにセットされ、内燃機関の動作制御に対して特性マップ点火角が出力される。
ノッキング限界を学習するために種々の手段がある。例えばノッキングＫの発生直前の点火角、ノッキングＫ発生直後の点火角を、遅れ方向への最初の補正後に特性マップに書き込みことができる。しかし例えば、ノッキング発生直前の点火角を点火角変化の所定値だけずらし、この値を特性マップにノッキング限界の学習のために記憶することも考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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