DE102016215999B4

DE102016215999B4 - Schätzvorrichtung, Schätzverfahren, Schätzprogramm, Motor und Bewegungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016215999B4
Application number: DE102016215999.2A
Authority: DE
Inventors: Masatoshi Ogawa; Noriyasu Aso; Hiromitsu Soneda; Takeo Kasajima; Masao Kondo
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2022-03-10
Anticipated expiration: 2036-08-26
Also published as: US20170089283A1; US10316778B2; DE102016215999A1; JP6540424B2; JP2017061884A

Abstract

Schätzvorrichtung (13) mit:einem Bestimmer (17), der ausgestaltet ist eine Wärmefreisetzungsraten-Wellenform zu erhalten, die eine Vielzahl von Spitzen enthält, wobei die Wärmefreisetzungsraten-Wellenform eine Wärmefreisetzungsrate eines Verbrennungsmotors angibt, der eine mehrstufige Kraftstoffeinspritzung durchführt, und zum Bestimmen eines Punkts einer Verbrennung mit einer ersten Spitze in einem vorbestimmen Bereich der Wärmefreisetzungsrate basierend auf einem Punkt einer Verbrennung mit einer zweiten Spitze, wobei die erste Spitze größer als die zweite Spitze ist;einem Tangentiallinienrechner (18), der ausgestaltet ist zum Berechnen einer Tangentiallinie der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform bei dem durch den Bestimmer bestimmten Punkt der ersten Spitze, wobei die Tangentiallinie durch den Punkt der Verbrennung mit der ersten Spitze verläuft;einem Identifizierer (19,23), der ausgestaltet ist zum Festlegen eines vorbestimmten Punktes auf der Tangentiallinie als einen Anfangswert zum Identifizieren eines Modellparameters eines Wärmefreisetzungsratenmodells und zum Identifizieren des Modellparameters so, dass eine Differenz zwischen einem Berechnungswert des Wärmefreisetzungsratenmodells und der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform reduziert wird mit Verwendung des Anfangswertes; undeinem Schätzer (25), der ausgestaltet ist zum Schätzen einer Wärmefreisetzungsrate entsprechend einer vorbestimmten Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors mit dem durch den Identifizierer identifizierten Modellparameter.

Description

GEBIET
Ein gewisser Aspekt hierin beschriebener Ausführungsformen betrifft eine Schätzvorrichtung, ein Schätzverfahren, ein Schätzprogramm, einen Motor und eine Bewegungsvorrichtung.
HINTERGRUND
Es gibt ein Verfahren, das eine Wiebe-Funktion verwendet, als ein Verfahren zum Ausdrücken einer Wärmefreisetzungsrate eines Motors (Verbrennungsmotor) mit einer mathematischen Formel (siehe beispielsweise Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldungen JP 2011 - 106 334 A , JP 2007 - 248 119 A , JP 2007 - 239 524 A .
DE 698 09 345 T2 beschreibt die Erfassung eines verbrannten Massenbruchteils und die Schätzung eines Druckes durch den Ionenstrom einer Zündkerze.
US 2005 / 0 273 244 A1 beschreibt ein Berechnungsverfahren eines Wärmedissipationsgesetzes in einem Dieselzugmotor.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung ist angesichts dieser Umstände gemacht worden, und es ist eine Aufgabe davon, eine Schätzvorrichtung, ein Schätzverfahren, ein Schätzprogramm, einen Motor und eine Bewegungsvorrichtung bereitzustellen, die zum Schätzen einer Wärmefreisetzungsrate eines Verbrennungsmotors mit hoher Genauigkeit fähig sind.
Die genannten Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen werden durch die abhängigen Ansprüche definiert. Im Folgenden beschriebene Gegenstände, welche nicht in den Schutzbereich der Ansprüche fallen, sind nicht als Teil der Erfindung anzusehen.
Gemäß einem Aspekt wird eine Schätzvorrichtung bereitgestellt mit: einem Bestimmer, der ausgestaltet ist zum Bestimmen eines Punktes einer Verbrennung mit einer höheren Spitze (Engl.: peak) in einem vorbestimmen Bereich einer Wärmefreisetzungsrate (Engl.: heat release rate) basierend auf einer Spitze einer Verbrennung mit einer kleineren Spitze, in einer Wärmefreisetzungsrate-Wellenform in einem Verbrennungsmotor, der eine mehrstufige Kraftstoffeinspritzung durchführt; einem Tangentiallinienrechner, der ausgestaltet ist zum Berechnen einer Tangentiallinie der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform bei dem durch den Bestimmer bestimmten Punkt; einem Identifizierer, der ausgestaltet ist zum Festlegen eines vorbestimmten Punktes auf der Tangentiallinie als einen Anfangswert zum Identifizieren eines Modellparameters eines Wärmefreisetzungsratenmodells und zum Identifizieren des Modellparameters so, dass eine Differenz zwischen einem Berechnungswert des Wärmefreisetzungsratenmodells und der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform reduziert wird mit Verwendung des Anfangswertes; und einem Schätzer, der ausgestaltet ist zum Schätzen einer Wärmefreisetzungsrate entsprechend einer vorbestimmten Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors mit einem Ergebnis einer Identifizierung des Identifizierers.
Die Aufgabe und Vorteile der Erfindung werden mittels der Elemente und Kombinationen, die in den Ansprüchen besonders aufgezeigt sind, realisiert und erhalten werden. Es sollte verstanden werden, dass die vorhergehende allgemeine Beschreibung und die folgende detaillierte Beschreibung beide beispielhaft und erläuternd sind und die wie beanspruchte Erfindung nicht beschränken.
Figurenliste

1 veranschaulicht eine Wärmefreisetzungsrate-Wellenform.
2 veranschaulicht ein Identifizierungsergebnis eines Modellparameters mit Verwendung eines optimalen Lösers.
3 veranschaulicht ein Identifizierungsergebnis eines Modellparameters mit Verwendung eines optimalen Lösers.
4 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Motors, auf den eine Schätzvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform angewendet wird.
5 veranschaulicht ein Blockdiagramm einer Schätzvorrichtung.
6 veranschaulicht ein durch eine Schätzvorrichtung ausgeführtes Flussdiagramm.
7 veranschaulicht ein durch eine Schätzvorrichtung ausgeführtes Flussdiagramm.
8 veranschaulicht ein durch eine Schätzvorrichtung ausgeführtes Flussdiagramm.
9 veranschaulicht ein Beispiel einer geglätteten Wärmefreisetzungsrate-Wellenform.
10 veranschaulicht einen Schnittpunkt zwischen einer Wärmefreisetzungsrate-Wellenform und einer Geraden.
11 veranschaulicht durch einen Tangentiallinienrechner berechnete Tangentiallinien.
12 veranschaulicht ein Ergebnis einer Berechnung eines Startzeitpunktes einer Nach-Verbrennung.
13 veranschaulicht ein Berechnungsergebnis eines Startzeitpunktes einer Vor-Verbrennung.
14A veranschaulicht ein Schätzergebnis eines Vergleichsbeispiels.
14B veranschaulicht ein Schätzergebnis einer Ausführungsform.
15 veranschaulicht ein Berechnungsergebnis eines Startzeitpunktes einer Haupt-Verbrennung und eines Startzeitpunktes einer Nach-Verbrennung eines Vergleichsbeispiels und einer Ausführungsform.
16 veranschaulicht ein Blockdiagramm einer Hardwarestruktur einer Schätzvorrichtung.
17 veranschaulicht ein Beispiel eines Blockdiagramms eines Fahrzeugs mit einem Motor, auf den eine Schätzvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform angewendet wird.
18 veranschaulicht ein Beispiel eines Blockdiagramms eines Fahrzeugs, welches einen Motor hat, auf den eine Schätzvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform angewendet wird, kinetische Energie des Motors in elektrische Leistung durch einen elektrischen Generator umwandelt, einen Motor durch die elektrische Leistung antreibt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein für einen Motor angefordertes Drehmoment wird durch eine Akzeleratorbedienung eines Fahrers usw. bestimmt. Eine drehmomentbasierte Steuerung wird durchgeführt mittels Schätzen eines angegebenen Drehmoments, das ein angefordertes Drehmoment erfüllt. Beispielsweise gibt es ein Verfahren zum Ausdrücken des angegebenen Drehmoments mit einem mathematischen Modell als ein Verfahren zum Erreichen einer weiteren Verbesserung einer Motorleistungsfähigkeit und einer Reduzierung von Entwicklungsprozessen eines Steuerungssystems im Vergleich zu einem konventionellen Verfahren auf Grundlage einer Kennfeldfunktion. Es ist möglich, das angegebene Drehmoment aus einem Zylinderdruck für bzw. pro einen Kurbelwinkel zu berechnen. Es ist möglich, den Zylinderdruck aus einer Wärmefreisetzungsrate zu berechnen, die eine Änderungsrate einer Wärmefreisetzungsmenge pro Kurbelwinkel ist. Es ist deshalb möglich, das Modell für eine hohe Leistungsfähigkeit eines Motorsteuersystems und eine Wirksamkeit der Entwicklung bei der drehmomentbasierten Steuerung effektiv zu verwenden, falls ein Modell, das die Wärmefreisetzungsrate mit hoher Genauigkeit schätzt, erreicht werden kann.
Es gibt ein Verfahren, das eine Wiebe-Funktion verwendet, als ein Verfahren zum Ausdrücken der Wärmefreisetzungsrate eines Motors mit einem mathematischen Modell. In einem Motor wird eine mehrstufige Kraftstoffeinspritzung für den Zweck einer hohen Leistungsfähigkeit durchgeführt. Die mehrstufige Kraftstoffeinspritzung ist eine Kraftstoffeinspritzung, in der Kraftstoff bei unterschiedlichen Kurbelwinkeln eingespritzt wird. Eine Wellenform der Wärmefreisetzungsrate ist eine komplizierte Wellenform, wie in 1 veranschaulicht. In 1 ist eine Wärmefreisetzungsrate-Wellenform ein Fall einer dreistufigen Kraftstoffeinspritzung. In einem Beispiel von 1 ist ein Berg, der einer ersten Kraftstoffeinspritzung entspricht, eine Vor-Verbrennung. Ein Berg, der einer zweiten Kraftstoffeinspritzung entspricht, ist eine Haupt-Verbrennung. Ein Berg, der einer dritten Kraftstoffeinspritzung entspricht, ist eine Kombination einer Nach-Verbrennung und einer Diffusionsverbrennung, die zusammen mit der Nach-Verbrennung auftritt.
Wenn jede Verbrennung durch eine individuelle Wiebe-Funktion ausgedrückt wird, und ein Berechnungsergebnis jeder Wiebe-Funktion überlappt wird, ist es möglich, eine ursprüngliche Wärmefreisetzungsrate-Wellenform auszudrücken. Falls verallgemeinert, wird eine i-te Verbrennung der Wärmefreisetzungsrate ausgedrückt als die folgende Formel (1) mit einer Verwendung einer Kraftstoffeinspritzungsmenge m_inj, einer Verbrennungsrate x_fi, einer niedrigeren Wärmemenge LHV, eines Formkoeffizienten m, einer Verbrennungsperiode Δθ_i, eines Formkoeffizienten a_i, eines Startzeitpunktes einer Kraftstoffeinspritzung θ_SOCi und der Einspritzungsanzahl N. $R o H R_{i} = m_{i n j} \cdot x_{f i} \cdot L H V \cdot \frac{m_{i} + 1}{Δ θ_{i}} \cdot α_{i} \cdot {(\frac{θ - θ_{S O C_{i}}}{Δ θ_{i}})}^{m} e x p {- α_{i} \cdot {(\frac{θ - θ_{S O C_{i}}}{Δ θ_{i}})}^{m + 1}}$
Eine mittels Überlappen der Berechnungsergebnisse berechnete Gesamt-Wärmefreisetzungsrate wird als die folgende Formel (2) ausgedrückt. $R o H R_{t o t a l} = \sum_{i = 1}^{N + 1} R o H R_{i}$
Unbekannte Parameter, die eine Parameteridentifizierung erfordern, sind eine Kraftstoffrate x_f, ein Formkoeffizient m, eine Verbrennungsperiode Δθ, ein Formkoeffizient a und ein Startzeitpunkt einer Kraftstoffeinspritzung θ_SOC. Deshalb wird ein Problem gelöst, welches 5X(N+1) Parameter mit Verwendung der fünf Parameter bezüglich N+1 identifiziert, in welchem die Diffusionsverbrennung zu der Einspritzungsanzahl N hinzugefügt wird.
2 und 3 veranschaulichen ein Identifizierungsergebnis des Modellparameters mit Verwendung eines optimalen Lösers, so dass ein Fehler zwischen dem experimentellen Wert und dem Berechnungswert des Modells ein Minimumwert in einer Modellparameteridentifizierung der Wärmefreisetzungsrate einer dreistufigen Einspritzung ist. In 2 und 3 wird es verstanden, dass der Startzeitpunkt der Nach-Verbrennung nicht präzise ist. Dies ist so, weil die Anzahl der Modellparameter groß ist, der Freiheitsgrad hoch ist, und die Wärmefreisetzungswellenform eine Schwingungskomponente enthält. Es gibt ein Problem, dass ein Wärmefreisetzungsratenmodell längs eines physikalischen Phänomens in manchen Betriebsbedingungen nicht strukturiert werden kann.
Es wird eine Beschreibung einer Schätzvorrichtung, eines Schätzverfahrens und eines Schätzprogramms gegeben werden, die zum Schätzen einer Wärmefreisetzungsrate eines Verbrennungsmotors mit hoher Genauigkeit fähig sind.
[Ausführungsform] 4 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Motors, auf den eine Schätzvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform angewendet wird. Als ein Beispiel ist die Ausführungsform ein Dieselmotor einer dreistufigen Einspritzung. Und zwar enthält eine Wärmefreisetzungsrate-Wellenform eine Vor-Verbrennung, eine Haupt-Verbrennung und eine Nach-Verbrennung. Ein Motor 100 hat ein Motorsystem 11, einen Zylinderdruckwellenform-Detektor 12, eine Schätzvorrichtung 13 und eine Motorsteuereinheit 14.
Das Motorsystem 11 ist ein Motor mit einem oder mehr Zylindern. Die Motorsteuereinheit 14 steuert das Motorsystem 11. Der Zylinderdruckwellenform-Detektor 12 erfasst eine Zylinderdruckwellenform jedes Zylinders von dem Motorsystem 11. Die Schätzvorrichtung 13 erhält eine Zylinderdruckwellenform von dem Zylinderdruckwellenform-Detektor 12, erhält eine Betriebsbedingung von der Motorsteuereinheit 14, schätzt eine aktuelle Wärmefreisetzungsrate und gibt ein Schätzergebnis der Wärmefreisetzungsrate an die Motorsteuereinheit 14. Die Motorsteuereinheit 14 steuert das Motorsystem 11 basierend auf dem Schätzergebnis der Wärmefreisetzungsrate und der Betriebsbedingung.
5 veranschaulicht ein Blockdiagramm der Schätzvorrichtung 13. Die Schätzvorrichtung 13 hat einen Rechner 15 zum Berechnen einer Wärmefreisetzungsrate-Wellenform, einen Glättungsprozessor 16, einen Schnittpunktanalysierer 17, einen Tangentiallinienrechner 18, einen Rechner 19 zum Berechnen eines Haupt-Verbrennung-Zeitpunktes, einen Rechner 20 zum Berechnen eines Nach-Verbrennung-Zeitpunktes, einen Rechner 21 zum Berechnen eines Vor-Verbrennung-Zeitpunktes, einen Bedingungsfestleger 22, einen Modellparameteridentifizierer 23, einen Modellparameterspeicher 24 und einen Wärmefreisetzungsrate-Schätzer 25. Eine Beschreibung von Details jeder Operation wird gegeben werden.
6 bis 8 veranschaulichen ein durch die Schätzvorrichtung 13 ausgeführtes Flussdiagramm. Die Schätzvorrichtung 13 führt eine Sequenz von in 6 und 7 veranschaulichten Prozessen bei einem Zeitintervall aus, welches ein Datenabtasten ermöglicht (beispielsweise jede 30 Sekunden). Wie in 6 veranschaulicht, berechnet der Rechner 15 zum Berechnen einer Wärmefreisetzungsrate-Wellenform einen Durchschnitt-Zylinderdruck aus einem Zylinderdruck bei jedem Kurbelwinkel von jedem Zylinder, der durch den Zylinderdruckwellenform-Detektor 12 erfasst worden ist, und berechnet eine Wärmefreisetzungsrate-Wellenform für einen Kurbelwinkel bzw. pro Kurbelwinkel aus dem Berechnungsergebnis. Anstelle des Kurbelwinkels kann die Zeit verwendet werden. Der Glättungsprozessor 16 glättet die Wärmefreisetzungsrate-Wellenform bei jedem Kurbelwinkel, berechnet durch den Rechner 15 zum Berechnen der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform, und löscht Schwingungskomponenten, so wie Störsignale der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform (Schritt S11).
Als ein Beispiel des Glättungsprozesses verwendet die Ausführungsform einen Prozess einer gleitenden Mittelung, in welchem ein Wärmefreisetzungsratenwert von jedem Punkt durch einen Durchschnitt von Wärmefreisetzungsratenwerten eines vorbestimmten Bereichs vor und nach dem Punkt ersetzt wird. 9 veranschaulicht ein Beispiel einer geglätteten Wärmefreisetzungsrate-Wellenform. Wie in 9 veranschaulicht, werden die Wärmefreisetzungsratenwerte durch den Glättungsprozess geglättet. Mit dem Glättungsprozess wird der Einfluss von Störsignalen unterdrückt. Deshalb wird eine Genauigkeit der Schnittpunktanalyse verbessert. Ein anderer Glättungsprozess, so wie eine arithmetische Mittelung, kann verwendet werden.
Als Nächstes berechnet der Schnittpunktanalysierer 17 einen Maximalwert der geglätteten Wärmefreisetzungsrate-Wellenform und legt den Maximalwert als einen ober(st)en Punkt der Haupt-Verbrennung fest (Schritt S12). Als Nächstes bereitet der Schnittpunktanalysierer 17 eine vorbestimmte Gerade vor, die durch die folgende Formel (3) ausgedrückt ist. Es ist vorzuziehen, dass die Gerade nicht eine Steigung hat. Die Gerade kann eine vorbestimmte Steigung haben, die durch die folgende Formel (4) ausgedrückt ist. „y_rhr“ ist ein Wärmefreisetzungsratenwert. „x_crank“ ist ein Kurbelwinkelwert. „β₀“ ist ein Achsenabschnitt. $y_{rhr} = β_{0}$
$y_{rhr} = β_{1} {X x}_{crank}$
Als Nächstes berechnet der Schnittpunktanalysierer 17 einen Schnittpunkt zwischen der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform und der oben erwähnten Geraden innerhalb eines Bereichs von einem Schließzeitpunkt eines Einlassventils bis zu einem Öffnungszeitpunkt eines Auslassventils. Der Schnittpunktanalysierer 17 reduziert schrittweise einen Achsenabschnitt β₀ der Geraden entsprechend einer Position der Wärmefreisetzungsrate-Richtung von einem Schnittpunkt bzw. einer Kreuzung zwischen dem ober(st)en der Haupt-Verbrennung und der Geraden mit einer vorbestimmten Schrittgröße. In diesem Fall berechnet der Schnittpunktanalysierer 17 eine Anzahl der Schnittpunkte zwischen der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform und der Geraden bei jeder Position des Achsenabschnitts β₀. Wenn eine Bestimmung, dass die Anzahl der Schnittpunkte gleich oder mehr als eine erste Schwelle ist, aufeinanderfolgend mit einer Häufigkeit einer zweiten Schwelle fortdauert, legt der Schnittpunktanalysierer 17 einen Punkt gerade vor einem Punkt, bei dem die Anzahl der Schnittpunkte die erste Schwelle überschreitet, zu einem Bauchteil der Haupt-Verbrennung fest.
Durch Festlegen der ersten Schwelle ist es möglich, eine Verbrennung (Haupt-Verbrennung), deren Wärmefreisetzungsrate die größte ist, und eine Verbrennung (Nach-Verbrennung) zu erfassen, deren Wärmefreisetzungsrate die zweitgrößte ist. Durch Festlegen der zweiten Schwelle ist es möglich, einen Punkt in der Hauptverbrennung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der Wärmefreisetzungsrate zu bestimmen, deren Referenz eine Spitze der Nach-Verbrennung ist. Und es ist möglich, den Einfluss von Störsignalen bei der Verbrennung (Haupt-Verbrennung), deren Wärmefreisetzungsrate die größte ist, zu unterdrücken. Beispielsweise kann die erste Schwelle 4 sein, und die zweite Schwelle kann 6 sein. Aus dem Beispiel der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform des linken Teils von 10 wird ein Ergebnis der Schnittpunktanalyse der rechten Figur erhalten. In dem Beispiel wird 40 J/Grad der Wärmefreisetzungsrate oder um diese herum bei dem Bauchteil der Haupt-Verbrennung bestimmt. Der Bauchteil der Haupt-Verbrennung entspricht einem vorbestimmten Punkt der Haupt-Verbrennung in einem vorbestimmten Bereich der Wärmefreisetzungsrate, deren Referenz die Spitze der Nach-Verbrennung ist.
Als Nächstes berechnet der Tangentiallinienrechner 18 eine Tangentialgleichung (die folgende Formel (5)) bei oder um einen der Bauchteile der Haupt-Verbrennung herum auf der Seite, in der die Wärmefreisetzungsrate ansteigt bezüglich einer Zunahme des Kurbelwinkels, und eine Tangentialgleichung (die folgende Formel (6)) bei den oder um die anderen der Bauchteile der Haupt-Verbrennung auf der Seite, in der die Wärmefreisetzungsrate abnimmt bezüglich einer Reduktion des Kurbelwinkels. $y_{rhr} = α_{11} {X x}_{crank} + α_{10}$
$y_{rhr} = α_{21} {X x}_{crank} + α_{20}$
„α₁₁“ gibt eine Steigung auf der ansteigenden Seite der Tangentialgleichung an. „α₁₀“ gibt einen Achsenabschnitt auf der ansteigenden Seite der Tangentialgleichung an. „α₂₁“ gibt eine Steigung auf der abnehmenden Seite der Tangentialgleichung an. „α₂₀“ gibt einen Achsenabschnitt auf der abnehmenden Seite der Tangentialgleichung an. 11 veranschaulicht durch den Tangentiallinienrechner 18 berechnete Tangentiallinien.
Der Rechner 19 zum Berechnen eines Haupt-Verbrennung-Zeitpunktes berechnet eine Kurbelwinkelposition bei einem ersten vorbestimmten Wert der Wärmefreisetzungsrate als einen Startpunkt der Haupt-Verbrennung aus bzw. von der Tangentialgleichung (5). Der Rechner 19 zum Berechnen des Haupt-Verbrennung-Zeitpunktes berechnet eine Kurbelwinkelposition bei dem ersten vorbestimmten Wert der Wärmefreisetzungsrate als einen Endzeitpunkt der Haupt-Verbrennung aus bzw. von der Tangentialgleichung (6) (Schritt S14). In dem Beispiel von 11 wird der erste vorbestimmte Wert auf null gesetzt. Der erste vorbestimmte Wert zum Berechnen des Startzeitpunktes der Verbrennung kann von dem ersten vorbestimmten Wert zum Berechnen des Endzeitpunktes der Verbrennung unterschiedlich sein. Der Rechner 19 zum Berechnen des Haupt-Verbrennung-Zeitpunktes berechnet eine Differenz zwischen dem Endzeitpunkt der Haupt-Verbrennung und dem Startzeitpunkt der Haupt-Verbrennung als eine Haupt-Verbrennung-Periode.
Als Nächstes erhält der Rechner 20 zum Berechnen eines Zeitpunktes der Nach-Verbrennung einen ober(st)en Punkt der Nach-Verbrennung mittels Suchen nach der höchsten Wärmefreisetzungsrate von der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform von dem Endzeitpunkt der Haupt-Verbrennung bis zu dem Öffnungszeitpunkt des Auslassventils (Schritt S15). Der Rechner 20 zum Berechnen des Zeitpunktes der Nach-Verbrennung bestimmt eine Position, wo die Wärmefreisetzungsrate reduziert wird um ein vorbestimmtes Verhältnis von dem erhaltenen ober(st)en Punkt, als den Bauchteil der Nach-Verbrennung (Schritt S16). Der Rechner 20 zum Berechnen des Zeitpunktes der Nach-Verbrennung kann eine Position, wo die Wärmefreisetzungsrate des erhaltenen ober(st)en Punktes um einen vorbestimmten Wert reduziert wird, als den Bauchteil der Nach-Verbrennung bestimmen.
Wie in 12 veranschaulicht, erstellt der Tangentiallinienrechner 18 als Nächstes eine Tangentiallinie auf der ansteigenden Seite der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform bei dem Bauchteil der Nach-Verbrennung in Übereinstimmung mit der folgenden Formel (7) (Schritt S17). Danach berechnet der Rechner 20 zum Berechnen des Nach-Verbrennung-Zeitpunktes einen Schnittpunkt zwischen einer Tangentiallinie auf der abnehmenden Seite der Haupt-Verbrennung (die oben erwähnte Formel (6)) und der Tangentiallinie auf der ansteigenden Seite der Nach-Verbrennung als den Startzeitpunkt der Verbrennung der Nach-Verbrennung (Schritt S18). $y_{rhr} = α_{31} {X x}_{crank} + α_{30}$
Hier gibt „α₃₁“ eine Steigung auf der ansteigenden Seite der Tangentialliniengleichung an. „α₃₀“ gibt einen Achsenabschnitt auf der ansteigenden Seite der Tangentialliniengleichung an. 12 veranschaulicht ein Ergebnis einer Berechnung des Startzeitpunktes der Nach-Verbrennung.
Als Nächstes erhält der Rechner 21 zum Berechnen des Zeitpunktes der Vor-Verbrennung einen ober(st)en Punkt der Vor-Verbrennung mittels Suchen nach einem Punkt, wo die Wärmefreisetzungsrate die höchste ist von der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform innerhalb eines Bereichs von dem Öffnungszeitpunkt des Einlassventils bis zu dem Startzeitpunkt der Haupt-Verbrennung (Schritt S19). Der Rechner 21 zum Berechnen des Vor-Verbrennung-Zeitpunktes bestimmt einen Punkt, wo eine vorbestimmte Rate der Wärmefreisetzungsrate reduziert wird von der Wärmefreisetzungsrate des erhaltenen ober(st)en Punktes, als den Bauchteil der Vor-Verbrennung (Schritt S20). Der Rechner 21 zum Berechnen des Vor-Verbrennung-Zeitpunktes kann einen Punkt, wo ein vorbestimmter Wert reduziert wird von der Wärmefreisetzungsrate des erhaltenen ober(st)en Punktes, als den Bauchteil der Vor-Verbrennung bestimmen.
Wie in 13 veranschaulicht, erstellt als Nächstes der Tangentiallinienrechner 18 eine Tangentiallinie auf der ansteigenden Seite der Wärmefreisetzungswellenform bei einem der Bauchteile der Vor-Verbrennung (die folgende Formel (8)) und eine Tangentiallinie der abnehmenden Seite (die folgende Formel (9)) bei dem anderen der Bauchteile. $y_{rhr} = α_{41} {X x}_{crank} + α_{40}$
$y_{rhr} = α_{51} {X x}_{crank} + α_{50}$
„α₄₁“ gibt eine Steigung der Tangentialliniengleichung an. „α₄₀“ gibt einen Achsenabschnitt der Tangentialliniengleichung an. „α₅₁“ gibt eine Steigung der Tangentialliniengleichung an. „α₅₀“ gibt einen Achsenabschnitt der Tangentialliniengleichung an.
Der Rechner 21 zum Berechnen des Vor-Verbrennung-Zeitpunktes berechnet eine Kurbelwinkelposition bei einem zweiten vorbestimmten Wert der Wärmefreisetzungsrate als den Startpunkt der Vor-Verbrennung in der Tangentialliniengleichung (die oben erwähnte Gleichung (8)). Der Rechner 21 zum Berechnen des Vor-Verbrennung-Zeitpunktes berechnet eine Kurbelwinkelposition bei dem zweiten vorbestimmten Wert der Wärmefreisetzungsrate als den Endzeitpunkt der Vor-Verbrennung in der Tangentialliniengleichung (die oben erwähnte Gleichung (9)). Beispielsweise wird der zweite vorbestimmte Wert auf null oder dergleichen gesetzt. 13 veranschaulicht ein Berechnungsergebnis des Startzeitpunktes der Vor-Verbrennung. Der Rechner 21 zum Berechnen des Vor-Verbrennung-Zeitpunktes berechnet eine Differenz zwischen dem Startzeitpunkt der Vor-Verbrennung und dem Endzeitpunkt der Vor-Verbrennung als die Vor-Verbrennung-Periode (Schritt S21). Der zweite vorbestimmte Wert zum Berechnen des Startzeitpunktes der Verbrennung kann unterschiedlich sein von dem zweiten vorbestimmten Wert zum Berechnen des Endzeitpunktes der Verbrennung.
Wie in 7 veranschaulicht, setzt als Nächstes der Bedingungsfestleger 22 eine im Voraus berechnete Vorinformation als einen Anfangswert eines Modellparameters bei der Identifizierung während der Modellparameteridentifizierung eines Wärmefreisetzungsratenmodells mit einer Vielzahl von Wiebe-Funktionen. Und der Bedingungsfestleger 22 setzt eine Beschränkungsbedingung zum Suchen eines vorbestimmten Bereichs vor und nach dem Wert der Vorinformation (Schritt S22). Die Anzahl der Vorinformationen kann eins oder mehr sein. Der Startzeitpunkt, der Endzeitpunkt und die Verbrennung-Periode der Vor-Verbrennung und der Haupt-Verbrennung, und der Startzeitpunkt der Nach-Verbrennung werden als die Vorinformation verwendet. Wenigstens einer von dem Startzeitpunkt und dem Endzeitpunkt der Hauptverbrennung werden als die Vorinformation verwendet.
Als Nächstes identifiziert der Modellparameteridentifizierer 23 den Modellparameter des Wärmefreisetzungsratenmodells mit der Vielzahl von Wiebe-Funktionen, so dass ein Fehler des Berechnungswertes des Wärmefreisetzungsratenmodells mit einem gemessenen Wert der Wärmefreisetzungsrate, der oben erwähnten Formel (1) und der oben erwähnten Formel (2) unter der Setzbedingung und der Beschränkungsbedingung reduziert wird (Schritt S23). Es ist auch möglich, eine meta-heuristische nummerische Lösung zum Suchen nach einer näherungsweisen Lösung, so wie ein GA (genetischer Algorithmus) oder eine PSO (Partical Swarm Optimization bzw. Teilchenschwarmoptimierung), als den optimalen Löser zu verwenden, der den oben erwähnten Fehler am kleinsten macht. In der Ausführungsform wird ein Innerer-Punkt-Verfahren verwendet.
Als Nächstes bringt der Modellparameterspeicher 24 die von der Motorsteuereinheit 14 erhaltene Betriebsbedingung in Beziehung mit dem durch den Modellparameteridentifizierer 23 berechneten Modellparameter und speichert die Betriebsbedingung und den Modellparameter (Schritt S24).
Die Schätzvorrichtung 13 führt eine Sequenz von in 8 veranschaulichten Prozessen jedes Mal aus (beispielsweise jede 1 Sekunde), wenn die Schätzung der Wärmefreisetzungsrate angefordert wird. Der Wärmefreisetzungsrate-Schätzer 25 erhält einen Modellparameter, der einer vorbestimmten Betriebsbedingung (beispielsweise einer Betriebsbedingung eines aktuellen Zwecks) entspricht, von dem Modellparameterspeicher 24 (Schritt S31). Als Nächstes schätzt der Wärmefreisetzungsrate-Schätzer 25 die Wärmefreisetzungsrate mittels einer Berechnung basierend auf dem Wärmefreisetzungsratenmodell mit der oben erwähnten Formel (1) und der oben erwähnten Formel (2) (Schritt S32).
14B veranschaulicht das Schätzungsergebnis der Ausführungsform. 14A veranschaulicht das Ergebnis einer Identifizierung der Wärmefreisetzungsrate ohne Erlangen der oben erwähnten Vorinformation als ein Vergleichsbeispiel. In irgendeiner von 14A und 14B wird die Wärmefreisetzungsrate-Wellenform bei der dreistufigen Einspritzung identifiziert. In dem Vergleichsbeispiel ist ein mittlerer quadratischer Fehler (RMSE, Root Mean Square Error) des Schätzergebnisses 3,723. Der RMSE des Schätzergebnisses des Verfahrens der Ausführungsform ist 3,222. Deshalb wird der RMSE um ungefähr 13% reduziert. 15 veranschaulicht ein Berechnungsergebnis des Startzeitpunktes der Haupt-Verbrennung und des Startzeitpunktes der Nach-Verbrennung des Vergleichsbeispiels und der Ausführungsform. In dem Vergleichsbeispiel werden der Startzeitpunkt der Vor-Verbrennung und der Startzeitpunkt der Nach-Verbrennung nicht präzise geschätzt. In der Ausführungsform wird es jedoch verstanden, dass ein Wert nah dem wahren Wert geschätzt werden kann. In der Ausführungsform wird 94,7% des Fehlers bezüglich des Startzeitpunktes der Haupt-Verbrennung reduziert, und 98,3% des Fehlers wird bezüglich des Startzeitpunktes der Nach-Verbrennung reduziert, im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel. Auf diese Weise ist es in der Ausführungsform möglich, jeden Verbrennungsteil entlang des physikalischen Phänomens zu modellieren. Und es ist möglich, den RMSE um ungefähr 13% zu reduzieren. Deshalb ist es möglich, ein Schätzergebnis der Wärmefreisetzungsrate mit hoher Genauigkeit zu erreichen.
In einer Wärmefreisetzungsrate-Wellenform eines Verbrennungsmotors, in dem eine Vielzahl von Stufen von Kraftstoffeinspritzungen durchgeführt wird, wird in der wie oben erwähnten Ausführungsform in einem vorbestimmten Bereich einer Wärmefreisetzungsrate mit einer Referenz einer Spitze einer Verbrennung mit einer niedrigeren Spitze ein Punkt in einer Verbrennung mit einer höheren Spitze bestimmt. Eine Tangentiallinie der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform bei dem bestimmten Punkt wird berechnet. Und ein vorbestimmter Punkt der Tangentiallinie wird als ein Anfangswert zum Identifizieren eines Modellparameters eines Wärmefreisetzungsratenmodells festgelegt. Wenn der Punkt (ein tatsächlicher Wert oder ein Punkt nah zu dem tatsächlichen Wert des Startzeitpunktes einer Verbrennung oder dem Endzeitpunkt einer Verbrennung) der Tangentiallinie als der Anfangswert zum Identifizieren des Modellparameters verwendet wird, wird die Genauigkeit der Identifizierung verbessert. Es ist möglich, die Wärmefreisetzungsrate mit hoher Genauigkeit zu schätzen, wenn der Modellparameter mit Verwendung des Anfangswertes identifiziert wird, so dass eine Differenz zwischen einem berechneten Wert des Wärmefreisetzungsratenmodells und der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform reduziert wird, und die Wärmefreisetzungsrate entsprechend der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors mit Verwendung eines Ergebnisses der Bestimmung geschätzt wird. Wenn die Genauigkeit des Modells verbessert wird, wird eine Steuerungsleistungsfähigkeit der modellbasierten Steuerung verbessert, und Kraftstoffkosten können reduziert werden.
In der Ausführungsform wird die Haupt-Verbrennung als eine Verbrennung mit einer höheren Spitze verwendet, und die Nach-Verbrennung wird als eine Verbrennung mit einer niedrigeren Spitze verwendet. Jedoch ist die Struktur nicht beschränkt. Beispielsweise kann die Haupt-Verbrennung als die Verbrennung mit einer höheren Spitze verwendet werden, und die Vor-Verbrennung kann als die Verbrennung mit einer niedrigeren Spitze verwendet werden. Wenn die Nach-Verbrennung mit einer relativ höheren Spitze als die Verbrennung mit einer niedrigeren Spitze verwendet wird, wird jedoch die Erfassungsgenauigkeit des Bauchteils der Haupt-Verbrennung höher.
Wenn zwei Punkte auf der Seite, in der die Wärmefreisetzungsrate ansteigt, und auf der Seite, in der die Wärmefreisetzungsrate abnimmt, bezüglich der Zunahme des Kurbelwinkels des Verbrennungsmotors, bestimmt werden, und eine Tangentiallinie auf wenigstens einem der zwei Punkte berechnet wird, wird ein Freiheitsgrad einer Information, die als der Anfangswert verwendet werden kann, vergrößert. Und zwei Punkte, bei denen die Anzahl von Schnittpunkten zwischen der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform und der Geraden gleich oder mehr als die zweite Schwelle für mehr als die erste Schwellenperiode ist, können als die oben erwähnten zwei Punkte identifiziert werden, wenn die vorbestimmte Gerade zu einem niedrigeren Wert von einem höheren Wert mit einer vorbestimmten Schrittgröße von einem Wert höher als die höhere Spitze der Wärmefreisetzungsrate parallel-versetzt wird. In diesem Fall ist es möglich, die oben erwähnten zwei Punkte einfach zu identifizieren. Wenn der Glättungsprozess bezüglich der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform durchgeführt wird, und die Anzahl von Schnittpunkten zwischen der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform und der oben erwähnten Geraden erhalten wird, kann der Einfluss der Störsignale unterdrückt werden.
Wenn zwei Tangentiallinien bei den oben erwähnten zwei Punkten berechnet werden, und die Winkeldifferenz (Verbrennung-Periode) des Kurbelwinkels zwischen vorbestimmten Punkten bei den Tangentiallinien in dem oben erwähnten Anfangswert inkludiert ist, wird die Genauigkeit der Identifizierung verbessert. Es ist möglich, den Startzeitpunkt oder den Endzeitpunkt der Verbrennung mit einer niedrigeren Spitze zu verwenden, wenn irgendein Punkt auf der Verbrennung mit einer höheren Spitze bestimmt wird in der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform der Verbrennung mit einer niedrigeren Spitze, eine Tangentiallinie bei dem bestimmten Punkt berechnet wird, und der Anfangswert den Schnittpunkt zwischen der Tangentiallinie und einer Tangentiallinie auf der Verbrennungsseite mit einer niedrigeren Spitze in der Wärmefreisetzungswellenform in der Verbrennung mit der höheren Spitze enthält. Somit wird die Genauigkeit der Identifizierung verbessert.
In der oben erwähnten Ausführungsform agiert der Schnittpunktanalysierer 17 als ein Bestimmer, der ausgestaltet ist zum Bestimmen eines Punktes einer Verbrennung mit einer höheren Spitze in einem vorbestimmten Bereich einer Wärmefreisetzungsrate basierend auf einer Spitze einer Verbrennung mit einer kleineren Spitze, in einer Wärmefreisetzungsrate-Wellenform in einem Verbrennungsmotor, der eine mehrstufige Kraftstoffeinspritzung durchführt. Der Tangentiallinienrechner 18 agiert als ein Tangentiallinienrechner, der ausgestaltet ist zum Berechnen einer Tangentiallinie der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform bei dem durch den Bestimmer bestimmten Punkt. Der Rechner 19 zum Berechnen eines Zeitpunktes einer Haupt-Verbrennung und der Modellparameteridentifizierer 23 agieren als ein Identifizierer, der ausgestaltet ist zum Festlegen bzw. Setzen eines vorbestimmten Punktes auf der Tangentiallinie als einen Anfangswert zum Identifizieren eines Modellparameters eines Wärmefreisetzungsratenmodells und zum Identifizieren des Modellparameters so, dass eine Differenz zwischen einem Berechnungswert des Wärmefreisetzungsratenmodells und der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform reduziert wird mit Verwendung des Anfangswertes. Der Wärmefreisetzungsrate-Schätzer 25 agiert als ein Schätzer, der ausgestaltet ist zum Schätzen einer Wärmefreisetzungsrate entsprechend einer vorbestimmten Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors mit einem Ergebnis einer Identifizierung des Identifizierers.
[Anderes Beispiel] 16 veranschaulicht ein Blockdiagramm einer Hardwarestruktur der Schätzvorrichtung 13. Wie in 16 veranschaulicht, hat die Schätzvorrichtung 13 eine CPU 101, einen RAM 102, eine Speichervorrichtung 103, eine Schnittstelle 104 usw.. Die Komponenten sind durch einen Bus oder die Leitung verbunden. Die CPU 101 ist eine Zentralverarbeitungseinheit. Die CPU 101 hat einen oder mehr Kerne. Der RAM (Random Access Memory) 102 ist ein flüchtiger Speicher, der temporär ein durch die CPU 101 ausgeführtes Programm, durch die CPU 101 verarbeitete Daten usw. speichert. Die Speichervorrichtung 103 ist eine nicht-flüchtige Speichervorrichtung. Die Speichervorrichtung 103 kann einen ROM (Read Only Memory), einen Halbleiterspeicher (SSD), so wie einen Flash-Speicher, oder eine durch ein Festplattenlaufwerk angetriebene Festplatte sein. Die Speichervorrichtung 103 speichert ein Schätzprogramm usw.. Wenn die CPU 101 das Schätzprogramm ausführt, werden die Komponenten der Schätzvorrichtung 13 errichtet. Die Schätzvorrichtung 13 kann eine Hardware sein, so wie ein Mikrocomputer, ein FPGA, ein PLC (Programmable Logic Controller). Die Komponenten der Schätzvorrichtung 13 können dedizierte Schaltkreise oder dergleichen sein.
Die Nach-Verbrennung ist ein Beispiel einer Verbrennung nach der Haupt-Verbrennung. Deshalb kann die Nach-Verbrennung eine Post-Verbrennung sein. Die Vor-Verbrennung ist ein Beispiel einer Verbrennung vor der Haupt-Verbrennung. Deshalb kann die Vor-Verbrennung eine Pilot-Verbrennung vor der Vor-Verbrennung sein.
In der oben erwähnten Ausführungsform wird die Wärmefreisetzungsrate der dreistufigen Kraftstoffeinspritzung als ein Beispiel verwendet. Eine Wärmefreisetzungsrate einer zweistufigen Kraftstoffeinspritzung oder einer vierstufigen Kraftstoffeinspritzung kann verwendet werden. In irgendeiner mehrstufigen Kraftstoffeinspritzung wird ein Punkt einer Verbrennung mit einer relativ höheren Spitze in einem vorbestimmten Bereich einer Wärmefreisetzungsrate mit einer Referenz einer Spitze einer Verbrennung mit einer relativ niedrigeren Spitze bestimmt, und eine Tangentiallinie wird bei dem bestimmten Punkt berechnet. Und der Punkt auf der Tangentiallinie wird als ein Anfangswert zum Identifizieren eines Modellparameters eines Wärmefreisetzungsratenmodells verwendet.
Die oben erwähnte Ausführungsform wird auf einen Dieselmotor als ein Beispiel angewendet. Jedoch kann ein anderer Verbrennungsmotor, so wie ein Benzinmotor, verwendet werden. Beispielsweise kann ein Fahrzeug 31, so wie ein Passagierauto, ein LKW, ein Schiff, ein Zugfahrzeug, ein Motorrad, ein Flugzeug oder ein Helikopter, das Motorsystem 11, den Zylinderdruckwellenform-Detektor 12, die Schätzvorrichtung 13 und die Motorsteuereinheit 14 haben. 17 veranschaulicht ein Beispiel eines Blockdiagramms eines Fahrzeugs mit einem Motor, auf den die Schätzvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform angewendet wird.
18 veranschaulicht ein Beispiel eines Blockdiagramms eines Fahrzeugs, das einen Motor hat, auf den die Schätzvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform angewendet wird, kinetische Energie des Motors in elektrische Leistung durch einen Elektrogenerator umwandelt, einen Motor durch die elektrische Leistung antreibt. Die durch das Motorsystem 11 erzeugte kinetische Energie kann das Fahrzeug antreiben. Ein Elektrogenerator 33 kann die durch das Motorsystem 11 erzeugte kinetische Energie in elektrische Leistung umwandeln, und ein Motor 32 kann das Fahrzeug 31 antreiben. Die durch den Elektrogenerator 33 umgewandelte elektrische Leistung kann in einem Batterieladegerät 34 akkumuliert werden, und die akkumulierte elektrische Leistung kann den Motor 32 antreiben und kann das Fahrzeug 31 antreiben.
Alle Beispiele und die hier angeführte bedingte Sprache sind für pädagogische Zwecke beabsichtigt, um dem Leser beim Verstehen der Erfindung und der durch den Erfinder zum Verbessern der Technik beigetragenen Konzepte zu helfen, und sollten hinsichtlich solcher spezifisch hier angeführter Beispiele und Bedingungen nicht als beschränkend aufgefasst werden. Die Organisation derartiger Beispiele in der Beschreibung hat auch keinen Bezug zum Aufzeigen der Überlegenheit und Unterlegenheit der Erfindung. Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben worden sind, sollte es verstanden werden, dass vielfältige Änderungen, Substitutionen und Abänderungen hierauf gemacht werden können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

Schätzvorrichtung (13) mit: einem Bestimmer (17), der ausgestaltet ist eine Wärmefreisetzungsraten-Wellenform zu erhalten, die eine Vielzahl von Spitzen enthält, wobei die Wärmefreisetzungsraten-Wellenform eine Wärmefreisetzungsrate eines Verbrennungsmotors angibt, der eine mehrstufige Kraftstoffeinspritzung durchführt, und zum Bestimmen eines Punkts einer Verbrennung mit einer ersten Spitze in einem vorbestimmen Bereich der Wärmefreisetzungsrate basierend auf einem Punkt einer Verbrennung mit einer zweiten Spitze, wobei die erste Spitze größer als die zweite Spitze ist; einem Tangentiallinienrechner (18), der ausgestaltet ist zum Berechnen einer Tangentiallinie der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform bei dem durch den Bestimmer bestimmten Punkt der ersten Spitze, wobei die Tangentiallinie durch den Punkt der Verbrennung mit der ersten Spitze verläuft; einem Identifizierer (19,23), der ausgestaltet ist zum Festlegen eines vorbestimmten Punktes auf der Tangentiallinie als einen Anfangswert zum Identifizieren eines Modellparameters eines Wärmefreisetzungsratenmodells und zum Identifizieren des Modellparameters so, dass eine Differenz zwischen einem Berechnungswert des Wärmefreisetzungsratenmodells und der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform reduziert wird mit Verwendung des Anfangswertes; und einem Schätzer (25), der ausgestaltet ist zum Schätzen einer Wärmefreisetzungsrate entsprechend einer vorbestimmten Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors mit dem durch den Identifizierer identifizierten Modellparameter.
Schätzvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: der Bestimmer zwei Punkte bestimmt, wobei einer der zwei Punkte ein Punkt auf einer ansteigenden Seite der Wärmefreisetzungsrate bezüglich einer Zunahme des Kurbelwinkels des Verbrennungsmotors ist, der andere der zwei Punkte ein Punkt auf einer abnehmenden Seite der Wärmefreisetzungsrate bezüglich der Zunahme des Kurbelwinkels ist; und der Tangentiallinienrechner eine Tangentiallinie von wenigstens einem der zwei Punkte berechnet.
Schätzvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Bestimmer eine vorbestimmte Gerade zu einem niedrigeren Wert von einem höheren Wert mit einer vorbestimmten Schrittgröße von einem Wert höher als die erste Spitze der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform parallel-versetzt und zwei Punkte, bei denen die Anzahl von Schnittpunkten zwischen der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform und der Geraden gleich oder mehr als eine zweite Schwelle für mehr als eine erste Schwellenperiode ist, als die zwei Punkte bestimmt.
Schätzvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Bestimmer die Anzahl von Schnittpunkten zwischen der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform und der Geraden nach einem Glätten der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform erhält.
Schätzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei: der Tangentiallinienrechner Tangentiallinien der zwei Punkte berechnet; und der Identifizierer eine Kurbelwinkeldifferenz zwischen vorbestimmten Punkten der Tangentiallinien in dem Anfangswert inkludiert.
Schätzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei: der Bestimmer einen Punkt auf einer Seite der Verbrennung mit der ersten Spitze bestimmt, in der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform der Verbrennung mit der zweiten Spitze; der Tangentiallinienrechner eine Tangentiallinie bei dem Punkt berechnet; und der Identifizierer einen Schnittpunkt zwischen der Tangentiallinie und einer Tangentiallinie auf einer Seite der Verbrennung mit der zweiten Spitze in der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform in der Verbrennung mit der ersten Spitze in dem Anfangswert inkludiert.
Schätzverfahren, umfassend: Erhalten einer Wärmefreisetzungsraten-Wellenform, die eine Vielzahl von Spitzen enthält, wobei die Wärmefreisetzungsraten-Wellenform eine Wärmefreisetzungsrate eines Verbrennungsmotors angibt, der eine mehrstufige Kraftstoffeinspritzung durchführt; Bestimmen eines Punkts einer Verbrennung mit einer ersten Spitze in einem vorbestimmen Bereich der Wärmefreisetzungsrate basierend auf einem Punkt einer Verbrennung mit einer zweiten Spitze, wobei die erste Spitze größer als die zweite Spitze ist; Berechnen einer Tangentiallinie der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform bei dem Punkt der ersten Spitze, der bei dem Bestimmen bestimmt worden ist, wobei die Tangentiallinie durch den Punkt der Verbrennung mit der ersten Spitze verläuft; Festlegen eines vorbestimmten Punktes auf der Tangentiallinie als einen Anfangswert zum Identifizieren eines Modellparameters eines Wärmefreisetzungsratenmodells; Identifizieren des Modellparameters so, dass eine Differenz zwischen einem Berechnungswert des Wärmefreisetzungsratenmodells und der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform reduziert wird mit Verwendung des Anfangswertes; und Schätzen einer Wärmefreisetzungsrate entsprechend einer vorbestimmten Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors mit dem durch das Identifizieren identifizierten Modellparameter.
Schätzverfahren gemäß Anspruch 7, wobei: bei dem Bestimmen zwei Punkte bestimmt werden, wobei einer der zwei Punkte ein Punkt auf einer ansteigenden Seite der Wärmefreisetzungsrate bezüglich einer Zunahme des Kurbelwinkels des Verbrennungsmotors ist, der andere der zwei Punkte ein Punkt auf einer abnehmenden Seite der Wärmefreisetzungsrate bezüglich der Zunahme des Kurbelwinkels ist; und bei dem Berechnen eine Tangentiallinie von wenigstens einem der zwei Punkte berechnet wird.
Schätzverfahren gemäß Anspruch 8, wobei bei dem Bestimmen eine vorbestimmte Gerade zu einem niedrigeren Wert von einem höheren Wert mit einer vorbestimmten Schrittgröße von einem Wert höher als die erste Spitze der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform parallel-versetzt wird, und zwei Punkte, bei denen die Anzahl von Schnittpunkten zwischen der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform und der Geraden gleich oder mehr als eine zweite Schwelle für mehr als eine erste Schwellenperiode ist, als die zwei Punkte bestimmt werden.
Schätzverfahren gemäß Anspruch 9, wobei bei dem Bestimmen die Anzahl von Schnittpunkten zwischen der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform und der Geraden erhalten wird nach einem Glätten der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform.
Schätzverfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei: bei dem Berechnen Tangentiallinien der zwei Punkte berechnet werden; und bei dem Identifizieren eine Kurbelwinkeldifferenz zwischen vorbestimmten Punkten der Tangentiallinien in dem Anfangswert inkludiert wird.
Schätzverfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei: bei dem Bestimmen ein Punkt auf einer Seite der Verbrennung mit der ersten Spitze bestimmt wird, in der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform der Verbrennung mit der zweiten Spitze; bei dem Berechnen eine Tangentiallinie bei dem Punkt berechnet wird; und ein Schnittpunkt zwischen der Tangentiallinie und einer Tangentiallinie auf einer Seite der Verbrennung mit der zweiten Spitze in der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform in der Verbrennung mit der ersten Spitze in dem Anfangswert inkludiert wird.
Schätzprogramm zum Veranlassen eines Computers, einen Prozess auszuführen, wobei der Prozess umfasst: Erhalten einer Wärmefreisetzungsraten-Wellenform, die eine Vielzahl von Spitzen enthält, wobei die Wärmefreisetzungsraten-Wellenform eine Wärmefreisetzungsrate eines Verbrennungsmotors angibt, der eine mehrstufige Kraftstoffeinspritzung durchführt; Bestimmen eines Punkts einer Verbrennung mit einer ersten Spitze in einem vorbestimmen Bereich der Wärmefreisetzungsrate basierend auf einem Punkt einer Verbrennung mit einer zweiten Spitze, wobei die erste Spitze größer als die zweite Spitze ist; Berechnen einer Tangentiallinie der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform bei dem Punkt der ersten Spitze, der bei dem Bestimmen bestimmt worden ist, wobei die Tangentiallinie durch den Punkt der Verbrennung mit der ersten Spitze verläuft; Festlegen eines vorbestimmten Punktes auf der Tangentiallinie als einen Anfangswert zum Identifizieren eines Modellparameters eines Wärmefreisetzungsratenmodells; Identifizieren des Modellparameters so, dass eine Differenz zwischen einem Berechnungswert des Wärmefreisetzungsratenmodells und der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform reduziert wird mit Verwendung des Anfangswertes; und Schätzen einer Wärmefreisetzungsrate entsprechend einer vorbestimmten Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors mit dem durch das Identifizieren identifizierten Modellparameter.
Motor mit: einem Bestimmer (17), der ausgestaltet ist eine Wärmefreisetzungsraten-Wellenform zu erhalten, die eine Vielzahl von Spitzen enthält, wobei die Wärmefreisetzungsraten-Wellenform eine Wärmefreisetzungsrate eines Verbrennungsmotors angibt, der eine mehrstufige Kraftstoffeinspritzung durchführt, und um zum Bestimmen eines Punkts einer Verbrennung mit einer ersten Spitze in einem vorbestimmten Bereich der Wärmefreisetzungsrate basierend auf einem Punkt einer Verbrennung mit einer zweiten Spitze, wobei die erste Spitze größer als die zweite Spitze ist; einem Tangentiallinienrechner (18), der ausgestaltet ist zum Berechnen einer Tangentiallinie der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform bei dem durch den Bestimmer bestimmten Punkt der ersten Spitze, wobei die Tangentiallinie durch den Punkt der Verbrennung mit der ersten Spitze verläuft; einem Identifizierer (19,23), der ausgestaltet ist zum Festlegen eines vorbestimmten Punktes auf der Tangentiallinie als einen Anfangswert zum Identifizieren eines Modellparameters eines Wärmefreisetzungsratenmodells und zum Identifizieren des Modellparameters so, dass eine Differenz zwischen einem Berechnungswert des Wärmefreisetzungsratenmodells und der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform reduziert wird mit Verwendung des Anfangswertes; und einem Schätzer (25), der ausgestaltet ist zum Schätzen einer Wärmefreisetzungsrate entsprechend einer vorbestimmten Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors mit dem durch den Identifizierer identifizierten Modellparameter.
Bewegungsvorrichtung mit: einem Bestimmer (17), der ausgestaltet ist eine Wärmefreisetzungsraten-Wellenform zu erhalten, die eine Vielzahl von Spitzen enthält, wobei die Wärmefreisetzungsraten-Wellenform eine Wärmefreisetzungsrate eines Verbrennungsmotors angibt, der eine mehrstufige Kraftstoffeinspritzung durchführt, und zum Bestimmen eines Punkts einer Verbrennung mit einer ersten Spitze in einem vorbestimmen Bereich der Wärmefreisetzungsrate basierend auf einem Punkt einer Verbrennung mit einer zweiten Spitze, wobei die erste Spitze größer als die zweite Spitze ist; einem Tangentiallinienrechner (18), der ausgestaltet ist zum Berechnen einer Tangentiallinie der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform bei dem durch den Bestimmer bestimmten Punkt der ersten Spitze, wobei die Tangentiallinie durch den Punkt der Verbrennung mit der ersten Spitze verläuft; einem Identifizierer (19,23), der ausgestaltet ist zum Festlegen eines vorbestimmten Punktes auf der Tangentiallinie als einen Anfangswert zum Identifizieren eines Modellparameters eines Wärmefreisetzungsratenmodells und zum Identifizieren des Modellparameters so, dass eine Differenz zwischen einem Berechnungswert des Wärmefreisetzungsratenmodells und der Wärmefreisetzungsrate-Wellenform reduziert wird mit Verwendung des Anfangswertes; und einem Schätzer (25), der ausgestaltet ist zum Schätzen einer Wärmefreisetzungsrate entsprechend einer vorbestimmten Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors mit dem durch den Identifizierer identifizierten Modellparameter.