JP2000248991A - 内燃機関の特性量を求めるための方法および装置 - Google Patents
内燃機関の特性量を求めるための方法および装置Info
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- G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric
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- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
- F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
- F02D41/3029—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode further comprising a homogeneous charge spark-ignited mode
Abstract
(57)【要約】
【課題】 可及的に僅かな測定コストでもって内燃機関
のモデルが可及的に正確にデータ化でき、内燃機関の制
御に対して最適な特性量が得られるように改善を行うこ
と。 【解決手段】 内燃機関の所定の動作点毎に例えば比較
的低いオーダーの少なくとも１つの局所的モデルをデー
タ化する。
のモデルが可及的に正確にデータ化でき、内燃機関の制
御に対して最適な特性量が得られるように改善を行うこ
と。 【解決手段】 内燃機関の所定の動作点毎に例えば比較
的低いオーダーの少なくとも１つの局所的モデルをデー
タ化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関、例えば
直接噴射か又は吸気管内への噴射を伴う内燃機関の制御
のための特性量を求める、モデルのデータ化（重要な変
量ないしモデルパラメータの決定）のための方法及び装
置に関する。
直接噴射か又は吸気管内への噴射を伴う内燃機関の制御
のための特性量を求める、モデルのデータ化（重要な変
量ないしモデルパラメータの決定）のための方法及び装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】まだ未公開のドイツ連邦共和国特許出願
DE 197 45 682 明細書からは、駆動ユニットの制御の
ためのモデルの一部であり、駆動ユニットのタイプに応
じて種々異なる特性量を求めるための方法及び装置が公
知である。そこではまず所定の測定プログラムの自動実
行によって、駆動ユニットの少なくとも１つの作動パラ
メータに対する測定データが、駆動ユニットの異なる動
作点毎に検出されている。その後で第２のステップにお
いて特性量が、測定値と、特性量のベースに基づいて算
出された作動パラメータの値との間の偏差の最適化によ
って求められる。
DE 197 45 682 明細書からは、駆動ユニットの制御の
ためのモデルの一部であり、駆動ユニットのタイプに応
じて種々異なる特性量を求めるための方法及び装置が公
知である。そこではまず所定の測定プログラムの自動実
行によって、駆動ユニットの少なくとも１つの作動パラ
メータに対する測定データが、駆動ユニットの異なる動
作点毎に検出されている。その後で第２のステップにお
いて特性量が、測定値と、特性量のベースに基づいて算
出された作動パラメータの値との間の偏差の最適化によ
って求められる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べたような形式の方法において、可及的に僅かな測
定コストでもって内燃機関のモデルが可及的に正確にデ
ータ化でき、内燃機関の制御に対して最適な特性量が得
られるように改善を行うことである。
に述べたような形式の方法において、可及的に僅かな測
定コストでもって内燃機関のモデルが可及的に正確にデ
ータ化でき、内燃機関の制御に対して最適な特性量が得
られるように改善を行うことである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によ
り、内燃機関の所定の動作点毎に例えば比較的低いオー
ダーの少なくとも１つの局所的モデルをデータ化するよ
うにして解決される。
り、内燃機関の所定の動作点毎に例えば比較的低いオー
ダーの少なくとも１つの局所的モデルをデータ化するよ
うにして解決される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明によって得られる特に大き
な利点は、内燃機関の局所的モデルのデータ化が、最小
の測定コストで可能となることである。これは複雑なパ
ターン測定に対抗し得るものである。
な利点は、内燃機関の局所的モデルのデータ化が、最小
の測定コストで可能となることである。これは複雑なパ
ターン測定に対抗し得るものである。
【０００６】モデルのデータ化は次のような関係を意味
する。すなわちモデル係数ないしモデルパラメータは、
実際の内燃機関とモデル内燃機関の間の偏差が最小化さ
れるように決定される。
する。すなわちモデル係数ないしモデルパラメータは、
実際の内燃機関とモデル内燃機関の間の偏差が最小化さ
れるように決定される。
【０００７】また局所的モデルとは、このモデルが内燃
機関の所定の動作点でのみデータ化され、さらにこの内
燃機関の所定の動作点に対してのみ有効であることを意
味する。
機関の所定の動作点でのみデータ化され、さらにこの内
燃機関の所定の動作点に対してのみ有効であることを意
味する。
【０００８】例えば内燃機関の１つのモデルのデータ化
に対しては、パターン手法が用いられる。この場合は、
内燃機関の１つの作動パラメータと３つの影響量のみが
観察され、前記影響量は３つのステップでのみ変更され
る。すなわち３3＝２７の測定が求められる。それに対
して二次の局所的モデルを用いるならば、モデルの完全
な決定ないしデータ化に対して１０の測定が必要とされ
る。
に対しては、パターン手法が用いられる。この場合は、
内燃機関の１つの作動パラメータと３つの影響量のみが
観察され、前記影響量は３つのステップでのみ変更され
る。すなわち３3＝２７の測定が求められる。それに対
して二次の局所的モデルを用いるならば、モデルの完全
な決定ないしデータ化に対して１０の測定が必要とされ
る。
【０００９】影響量と作動パラメータの数の増加に伴っ
て、局所的なモデル化の利点はさらに顕著となる。例え
ば５つの影響量と１つの作動パラメータをモデル化にお
いて考慮するならば、この５つの影響量はモデルのデー
タ化に際して５つのステップで変更され、これは５5＝
３１２５の測定の実施を必要とする。それに対して例え
ば一次の交互作用を伴う二次の局所的モデルを用いれ
ば、モデルの決定ないしデータ化に対して２６の測定の
みで十分である。しかしながら実際には、良好なモデル
エラーの評価と測定エラーの補償のためには、２６以上
の測定の実施が望ましい。
て、局所的なモデル化の利点はさらに顕著となる。例え
ば５つの影響量と１つの作動パラメータをモデル化にお
いて考慮するならば、この５つの影響量はモデルのデー
タ化に際して５つのステップで変更され、これは５5＝
３１２５の測定の実施を必要とする。それに対して例え
ば一次の交互作用を伴う二次の局所的モデルを用いれ
ば、モデルの決定ないしデータ化に対して２６の測定の
みで十分である。しかしながら実際には、良好なモデル
エラーの評価と測定エラーの補償のためには、２６以上
の測定の実施が望ましい。
【００１０】本発明のさらなる利点は、低次の局所的モ
デルの使用によって内燃機関の簡単でかつわかりやすい
算術的モデルが得られる。
デルの使用によって内燃機関の簡単でかつわかりやすい
算術的モデルが得られる。
【００１１】本発明の別の有利な実施例は従属請求項に
記載されている。
記載されている。
【００１２】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づき以下の明
細書で詳細に説明する。
細書で詳細に説明する。
【００１３】本発明の説明に当たって以下では直接噴射
を伴う内燃機関の例で説明を続けるが、本発明は、その
他の任意の電気機械式システム、特に制御装置を具備し
た自動車の制御にも適用可能である。
を伴う内燃機関の例で説明を続けるが、本発明は、その
他の任意の電気機械式システム、特に制御装置を具備し
た自動車の制御にも適用可能である。
【００１４】図１に示されているように、直接噴射を伴
った内燃機関１０では、新しい空気が吸気管１９を用い
て吸気バルブ２０を介して燃焼室２１へ供給される。こ
の燃焼室２１内に供給される新鮮な空気の量は、スロッ
トルバルブ２２を介して制御される。空気流量計２３
は、内燃機関内に流入する新鮮な空気を検出する。
った内燃機関１０では、新しい空気が吸気管１９を用い
て吸気バルブ２０を介して燃焼室２１へ供給される。こ
の燃焼室２１内に供給される新鮮な空気の量は、スロッ
トルバルブ２２を介して制御される。空気流量計２３
は、内燃機関内に流入する新鮮な空気を検出する。
【００１５】燃料噴射弁２４と点火プラグ４５は、シリ
ンダヘッド２５に配設される。高圧ポンプ２６を用いて
燃料は作動圧力にもたらされ、燃料管路２７と噴射弁２
４を介して燃焼室２１内へ噴射される。
ンダヘッド２５に配設される。高圧ポンプ２６を用いて
燃料は作動圧力にもたらされ、燃料管路２７と噴射弁２
４を介して燃焼室２１内へ噴射される。
【００１６】噴射された燃料は点火プラグを用いて点火
される。点火された燃料の膨張によってピストン４４は
駆動される。さらに燃焼室２１は、燃焼の際に生じた排
気ガスの排気のための排気バルブ２８を有している。
される。点火された燃料の膨張によってピストン４４は
駆動される。さらに燃焼室２１は、燃焼の際に生じた排
気ガスの排気のための排気バルブ２８を有している。
【００１７】ラムダゾンデ２９は排気管３０内に配設さ
れている。この排気管３０内のラムダゾンデ２９を用い
て排気ガス中の酸素成分が測定され得る。それにより混
合気中の空気/燃料比が求められる。排気管３０内には
さらに触媒４６が設けられており、この触媒４６は有害
な排ガス成分、例えばＣＯ2内のＣＯ，ＨＣ，ＮＯをＨ2
ＯとＮ2に変換する。
れている。この排気管３０内のラムダゾンデ２９を用い
て排気ガス中の酸素成分が測定され得る。それにより混
合気中の空気/燃料比が求められる。排気管３０内には
さらに触媒４６が設けられており、この触媒４６は有害
な排ガス成分、例えばＣＯ2内のＣＯ，ＨＣ，ＮＯをＨ2
ＯとＮ2に変換する。
【００１８】ＥＧＲ管路３１は排気管３０と吸気管１９
を結び付けており、それによって排気管３０からの排ガ
スを吸気管１９内へ導く。ＥＧＲバルブ３２を用いて、
ＥＧＲ管路３１内の排ガス流を制御できる。
を結び付けており、それによって排気管３０からの排ガ
スを吸気管１９内へ導く。ＥＧＲバルブ３２を用いて、
ＥＧＲ管路３１内の排ガス流を制御できる。
【００１９】燃料タンクないしチャコール容器３３から
はタンクパージ管路３４が吸気管１９に通じている。こ
れにより、付加的に燃料が吸気管１９管内と燃焼室２１
内に達し得る。タンクパージバルブ３５を介してタンク
パージ管路３４内の燃料流が制御できる。
はタンクパージ管路３４が吸気管１９に通じている。こ
れにより、付加的に燃料が吸気管１９管内と燃焼室２１
内に達し得る。タンクパージバルブ３５を介してタンク
パージ管路３４内の燃料流が制御できる。
【００２０】内燃機関１０全体の制御は、制御機器１１
を用いて行われる。さらにこの制御機器１１は、変速機
１６，ブレーキシステム１７および任意のさらなる電気
機械式システム１８を制御する。信号および制御線路３
６を介して種々異なるセンサとアクチュエータがこの制
御機器１１と接続されている。
を用いて行われる。さらにこの制御機器１１は、変速機
１６，ブレーキシステム１７および任意のさらなる電気
機械式システム１８を制御する。信号および制御線路３
６を介して種々異なるセンサとアクチュエータがこの制
御機器１１と接続されている。
【００２１】内燃機関１０は、種々異なる作動モードで
作動される。これは実質的に燃料噴射時点、点火時点、
およびシリンダ充填度に区別される。内燃機関１０の作
動モードの間では制御機器１１を用いて切換えが行われ
得る。内燃機関の主要な作動モードは、均質給気モード
“ｈｏｍ”と層状給気モード“ｓｃｈ”である。
作動される。これは実質的に燃料噴射時点、点火時点、
およびシリンダ充填度に区別される。内燃機関１０の作
動モードの間では制御機器１１を用いて切換えが行われ
得る。内燃機関の主要な作動モードは、均質給気モード
“ｈｏｍ”と層状給気モード“ｓｃｈ”である。
【００２２】均質給気モード“ｈｏｍ”では、燃料噴射
弁２４から燃料がピストン移動によって引き起こされる
吸気フェーズ期間中に燃焼室２１内に噴射される。それ
と同時に空気もスロットルバルブ２２を介して吸入され
る。この吸入空気は燃料をスクロールし、それによって
燃料は燃焼室内でほぼ均等ないし均質に分散される。空
気/燃料混合気は、引続き圧縮され、その後で点火プラ
グ４５によって点火される。この点火された空気/燃料
混合気は膨張し、さらにピストン４４を駆動する。発生
トルクはこの均質給気モードでは、実質的にスロットル
バルブ２２の位置に依存しており、そのため実質的には
シリンダ内へ吸入された混合気（フレッシュガス）の充
填度ｒｌに比例している。燃焼の際に高いトルクを得て
有害物質発生を僅かに抑えるためには、空気/燃料混合
気をできるだけλ（空気過剰率）＝１かまたはλ＜１に
設定しなければならない。この均質給気モードは、内燃
機関の全負荷領域で設定される。
弁２４から燃料がピストン移動によって引き起こされる
吸気フェーズ期間中に燃焼室２１内に噴射される。それ
と同時に空気もスロットルバルブ２２を介して吸入され
る。この吸入空気は燃料をスクロールし、それによって
燃料は燃焼室内でほぼ均等ないし均質に分散される。空
気/燃料混合気は、引続き圧縮され、その後で点火プラ
グ４５によって点火される。この点火された空気/燃料
混合気は膨張し、さらにピストン４４を駆動する。発生
トルクはこの均質給気モードでは、実質的にスロットル
バルブ２２の位置に依存しており、そのため実質的には
シリンダ内へ吸入された混合気（フレッシュガス）の充
填度ｒｌに比例している。燃焼の際に高いトルクを得て
有害物質発生を僅かに抑えるためには、空気/燃料混合
気をできるだけλ（空気過剰率）＝１かまたはλ＜１に
設定しなければならない。この均質給気モードは、内燃
機関の全負荷領域で設定される。
【００２３】層状給気モードでは、スロットルバルブ２
２は、広く開かれ、それによって内燃機関はほとんど絞
られていない状態で作動される。燃料は圧縮フェーズ期
間中に、次のように噴射される。すなわち点火時点で、
点火可能な空気/燃料噴霧流が点火プラグの直ぐ周辺に
存在するように噴射される。その後でこの空気/燃料噴
霧流は点火プラグ４５によって点火され、後続する点火
した空気/燃料噴霧流の膨張によってピストン４４が駆
動される。発生トルクは、この層状給気モードでは実質
的に噴射された燃料質量ｒｋに依存する。この層状給気
モードは内燃機関の部分負荷領域で設定される。
２は、広く開かれ、それによって内燃機関はほとんど絞
られていない状態で作動される。燃料は圧縮フェーズ期
間中に、次のように噴射される。すなわち点火時点で、
点火可能な空気/燃料噴霧流が点火プラグの直ぐ周辺に
存在するように噴射される。その後でこの空気/燃料噴
霧流は点火プラグ４５によって点火され、後続する点火
した空気/燃料噴霧流の膨張によってピストン４４が駆
動される。発生トルクは、この層状給気モードでは実質
的に噴射された燃料質量ｒｋに依存する。この層状給気
モードは内燃機関の部分負荷領域で設定される。
【００２４】燃焼の際に最適なトルクと、僅かな有害物
質発生を達成するためには、層状給気モードにおいては
均質給気モードにおいてよりも多くの影響量が考慮され
なければならない。均質給気モードでは、通常は点火角
度ｚｗと基準空燃比ｌａｍｄａのみが決定的な影響量と
して考慮される。それに対して層状給気モードでは、通
常は点火角度ｚｗと、基準空燃比ｌａｍｄａと、噴射開
始時の角度ｗｅｓｂと、周辺圧力に対する吸気管圧力の
比ｐｓ／ｐｕと、排ガス再循環レートａｇｒと、燃料圧
ｐｒａｉｌと、充填度変更バルブの位置ｌｂと、バルブ
重畳度ｖｖｓが決定的な影響量として考慮されなければ
ならない。
質発生を達成するためには、層状給気モードにおいては
均質給気モードにおいてよりも多くの影響量が考慮され
なければならない。均質給気モードでは、通常は点火角
度ｚｗと基準空燃比ｌａｍｄａのみが決定的な影響量と
して考慮される。それに対して層状給気モードでは、通
常は点火角度ｚｗと、基準空燃比ｌａｍｄａと、噴射開
始時の角度ｗｅｓｂと、周辺圧力に対する吸気管圧力の
比ｐｓ／ｐｕと、排ガス再循環レートａｇｒと、燃料圧
ｐｒａｉｌと、充填度変更バルブの位置ｌｂと、バルブ
重畳度ｖｖｓが決定的な影響量として考慮されなければ
ならない。
【００２５】直接噴射を伴う内燃機関の重要な作動パラ
メータの選択の際にも状況は類似する。均質給気モード
では通常は、特有の燃費ｂｅと、ノッキングＫｌと、排
ガス温度ｔａｂのみが作動パラメータとして考慮され
る。層状給気モードでは通常は、７つまでの作動パラメ
ータが考慮されなければならない。これらは、特有の燃
費ｂｅと、ノッキングＫｌと、排ガス温度ｔａｂと、機
関不安定動作状態値ＬＵと、炭化水素排出量ＥＨＣと、
窒素酸化物排出量ＥＮＯxと、排ガス中のすす成分ＳＺ
Ｂと、平均燃焼圧力ｐｍｉである。
メータの選択の際にも状況は類似する。均質給気モード
では通常は、特有の燃費ｂｅと、ノッキングＫｌと、排
ガス温度ｔａｂのみが作動パラメータとして考慮され
る。層状給気モードでは通常は、７つまでの作動パラメ
ータが考慮されなければならない。これらは、特有の燃
費ｂｅと、ノッキングＫｌと、排ガス温度ｔａｂと、機
関不安定動作状態値ＬＵと、炭化水素排出量ＥＨＣと、
窒素酸化物排出量ＥＮＯxと、排ガス中のすす成分ＳＺ
Ｂと、平均燃焼圧力ｐｍｉである。
【００２６】多数の重要な影響量及び作動パラメータの
ために、層状給気モードにおいては、層状給気モードの
モデルをパターン方式を用いてデータ化するためには、
均質給気モードよりも約１０3の係数分だけ多くの測定
が必要とされる。
ために、層状給気モードにおいては、層状給気モードの
モデルをパターン方式を用いてデータ化するためには、
均質給気モードよりも約１０3の係数分だけ多くの測定
が必要とされる。
【００２７】図２のａには、直接噴射を伴う内燃機関が
概略的に示されている。この場合は特に層状給気モード
にとって重要な変量が示されている。ブロック２０１に
は、層状給気モードの内燃機関１０の動作点を特徴付け
る変量が示されている。
概略的に示されている。この場合は特に層状給気モード
にとって重要な変量が示されている。ブロック２０１に
は、層状給気モードの内燃機関１０の動作点を特徴付け
る変量が示されている。
【００２８】動作点変量： ｎｍｏｔ 回転数 ｒｋ 関連する燃料質量 ブロック２０２には層状給気モードにおける内燃機関の
影響量が示されている。
影響量が示されている。
【００２９】影響量： ｚｗ： 点火角度 ｗｅｓｂ： 燃料噴射開始時の角度 ｐｗ／ｐｕ： 周辺圧力に対する吸気管圧の比 ａｇｒ： 排ガス再循環レート Ｐｒａｉｌ： 燃料圧 ｌｂ： 充填度変更バルブの位置 ｖｖｓ： バルブ重畳度 ｌａｍｂｄａ： 基準空燃比 ブロック２０３には内燃機関が概略的に示されている。
ブロック２０４には、層状給気モードでの内燃機関の作
動パラメータが示されている。
ブロック２０４には、層状給気モードでの内燃機関の作
動パラメータが示されている。
【００３０】作動パラメータ： ｂｅ： 送出されるトルクＭｄに比例する層状給気モードの燃費 ＥＨＣ： 炭化水素排出量 ＥＮＯx： 窒素酸化物排出量 ＳＺＢ： 排ガス中のすす成分（すす係数） ｐｍｉ： 平均燃焼圧力 ＬＵ： 機関不安定動作状態値 Ｔａｂ： 排ガス温度 ブロック２０５にはモデルのデータ化に必要とされる周
辺条件が示されている。例えばこれは内燃機関の定常的
作動モード、設定作動モードとしての層状給気モード、
未燃焼排ガス排出の評価などである。
辺条件が示されている。例えばこれは内燃機関の定常的
作動モード、設定作動モードとしての層状給気モード、
未燃焼排ガス排出の評価などである。
【００３１】図２のｂにはモデル式の例が示されてい
る。これによって層状モードにおける内燃機関の作動パ
ラメータと影響量との間の関係が求められる。このモデ
ルは、内燃機関の動作点毎に層状給気モードに対して作
成される。層状給気モードでの動作点は、回転数ｎｍｏ
ｔと、関連する燃料質量ｒｋから形成される。この場合
燃料質量は送出されるトルクに比例している。
る。これによって層状モードにおける内燃機関の作動パ
ラメータと影響量との間の関係が求められる。このモデ
ルは、内燃機関の動作点毎に層状給気モードに対して作
成される。層状給気モードでの動作点は、回転数ｎｍｏ
ｔと、関連する燃料質量ｒｋから形成される。この場合
燃料質量は送出されるトルクに比例している。
【００３２】内燃機関の動作点を表す変量は、実質的に
設定された作動モードにも依存している。例えば均質給
気モードは、動作点が回転数ｎｍｏｔとシリンダ充填度
ｒｌから形成される。この場合ここではシリンダ充填度
は実質的に、送出されるトルクに比例している。
設定された作動モードにも依存している。例えば均質給
気モードは、動作点が回転数ｎｍｏｔとシリンダ充填度
ｒｌから形成される。この場合ここではシリンダ充填度
は実質的に、送出されるトルクに比例している。
【００３３】このモデルのデータ化、すなわち影響量と
作動パラメータの間の関係の算出に対しては、それぞれ
の項の係数ａxx，ｂxx，ｃxxが求められなければならな
い。
作動パラメータの間の関係の算出に対しては、それぞれ
の項の係数ａxx，ｂxx，ｃxxが求められなければならな
い。
【００３４】第１の方程式は、燃費ｂｅと内燃機関の影
響量との間の関係が表されている。この場合スペース的
な理由から全ての項は表されていない。第２の式は、炭
化水素放出量ＥＨＣと内燃機関の影響量の間の関係を表
している。第３の式は、窒素酸化物ＥＮＯxと内燃機関
の影響量との間の関係を表している。
響量との間の関係が表されている。この場合スペース的
な理由から全ての項は表されていない。第２の式は、炭
化水素放出量ＥＨＣと内燃機関の影響量の間の関係を表
している。第３の式は、窒素酸化物ＥＮＯxと内燃機関
の影響量との間の関係を表している。
【００３５】選択されたモデル式は、ここでは例示的に
のみ示されたものであって、任意の多くの作動パラメー
タや影響量に拡張することも可能である。
のみ示されたものであって、任意の多くの作動パラメー
タや影響量に拡張することも可能である。
【００３６】図３には、本発明による方法の個々のステ
ップが示されている。この方法のスタートの後では、ま
ずステップ３１０において内燃機関の動作点が求められ
る。この動作点に対してそれぞれ個別の局所的モデルが
データ化される。層状給気モードでは、これらの動作点
が回転数ｎｍｏｔと、噴射された燃料質量ｒｋから形成
される。つまり内燃機関の層状給気モードに対する最大
許容回転数内で最大許容噴射燃料質量内の動作点が求め
られる。
ップが示されている。この方法のスタートの後では、ま
ずステップ３１０において内燃機関の動作点が求められ
る。この動作点に対してそれぞれ個別の局所的モデルが
データ化される。層状給気モードでは、これらの動作点
が回転数ｎｍｏｔと、噴射された燃料質量ｒｋから形成
される。つまり内燃機関の層状給気モードに対する最大
許容回転数内で最大許容噴射燃料質量内の動作点が求め
られる。
【００３７】ステップ３２０では、層状給気モードにお
ける内燃機関の確かな作動が保証される影響量の変更の
範囲が求められる。これに対しては例えば内燃機関の２
つの影響量が変わる。それに対して他の影響量は一定に
維持される。同時に機関不安定動作状態ＬＵおよび/ま
たは平均燃焼圧力ｐｍｉが測定される。これらの測定変
量の評価、例えば閾値との比較によって、影響量の確か
な変更範囲が求められ得る。
ける内燃機関の確かな作動が保証される影響量の変更の
範囲が求められる。これに対しては例えば内燃機関の２
つの影響量が変わる。それに対して他の影響量は一定に
維持される。同時に機関不安定動作状態ＬＵおよび/ま
たは平均燃焼圧力ｐｍｉが測定される。これらの測定変
量の評価、例えば閾値との比較によって、影響量の確か
な変更範囲が求められ得る。
【００３８】ステップ３３０では、内燃機関の層状給気
モードを記述するための局所的モデルのオーダーが選択
される。モデルのオーダーは、予め定められるかまたは
任意に選択可能であってもよい。測定では次のことが示
された。すなわち、一次の交互作用を伴う二次のモデル
が直接噴射を伴う内燃機関の層状給気モードを十分正確
に記述することと、是認できる境界内でのモデルのデー
タ化のための測定コストを抑えることが示された。
モードを記述するための局所的モデルのオーダーが選択
される。モデルのオーダーは、予め定められるかまたは
任意に選択可能であってもよい。測定では次のことが示
された。すなわち、一次の交互作用を伴う二次のモデル
が直接噴射を伴う内燃機関の層状給気モードを十分正確
に記述することと、是認できる境界内でのモデルのデー
タ化のための測定コストを抑えることが示された。
【００３９】ステップ３４０では、モデルのデータ化に
必要でかつモデルを完全に決定するのに最適な測定点が
求められる。これらの測定の数は、モデルオーダーに依
存し、内燃機関の影響量の許容変更範囲に依存し、所望
のモデル精度に依存して決定される。例えばここでは試
行プランに対する手法として、例えば“実験デザイン”
（ＤＯＥ）が適用可能である。
必要でかつモデルを完全に決定するのに最適な測定点が
求められる。これらの測定の数は、モデルオーダーに依
存し、内燃機関の影響量の許容変更範囲に依存し、所望
のモデル精度に依存して決定される。例えばここでは試
行プランに対する手法として、例えば“実験デザイン”
（ＤＯＥ）が適用可能である。
【００４０】ステップ３５０では、内燃機関の所定の各
動作点が自動的に設定され、局所的モデルのデータ化に
必要な測定が実施される。
動作点が自動的に設定され、局所的モデルのデータ化に
必要な測定が実施される。
【００４１】ステップ３６０では、内燃機関の層状給気
モードのモデルが各動作点毎に最適化される。これにつ
いては、作成される局所的モデルの係数が各動作点毎に
次のように変更される。すなわちモデルによって算出さ
れた作動パラメータと、測定によって検出された作動パ
ラメータの間の間隔が最小となるように変更される。例
えばこの間隔に対する尺度として、平均二乗間隔または
平均間隔の絶対値などが選択されてもよい。
モードのモデルが各動作点毎に最適化される。これにつ
いては、作成される局所的モデルの係数が各動作点毎に
次のように変更される。すなわちモデルによって算出さ
れた作動パラメータと、測定によって検出された作動パ
ラメータの間の間隔が最小となるように変更される。例
えばこの間隔に対する尺度として、平均二乗間隔または
平均間隔の絶対値などが選択されてもよい。
【００４２】ステップ３７０では、データ化されたモデ
ルから、内燃機関のモード毎に最適化される特性量が求
められる。ステップ３８０では求められた最適化された
特性量が制御機器に記憶される。
ルから、内燃機関のモード毎に最適化される特性量が求
められる。ステップ３８０では求められた最適化された
特性量が制御機器に記憶される。
【００４３】完全性を帰するために、前述した影響量の
もとでも、モデルやエンジン、車両等に応じた作動パラ
メータのもとでも、必ずしも全てが適用されなければな
らないものではないことを最後に述べておく。
もとでも、モデルやエンジン、車両等に応じた作動パラ
メータのもとでも、必ずしも全てが適用されなければな
らないものではないことを最後に述べておく。
【図１】制御機器を備えた内燃機関を概略的に示した図
である。
である。
【図２】ａは層状吸気モードに対する影響量と作動パラ
メータを内燃機関と共に概略的に示した図であり、ｂは
一次の交互作用を伴った二次多項式の選択されたモデル
式を示した図である。
メータを内燃機関と共に概略的に示した図であり、ｂは
一次の交互作用を伴った二次多項式の選択されたモデル
式を示した図である。
【図３】本発明による方法のフローチャートを示した図
である。
である。
１０ 内燃機関 １１ 制御機器 １６ 変速機 １７ ブレーキシステム １９ 吸気管 ２０ 吸気バルブ ２１ 燃焼室 ２２ スロットルバルブ ２４ 噴射弁 ２５ シリンダヘッド ２６ 高圧ポンプ ３０ 排気管 ３２ ＥＧＲバルブ ３５ パージバルブ ４５ 点火プラグ ４６ 触媒
フロントページの続き (72)発明者 クリスティアン ゾボットカ ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト シ ュティッツェンブルクシュトラーセ ５ベ ー (72)発明者 アンリ ユン フランス国 パリ リュ ド ジェルゴヴ ィ 57
Claims (9)
- 【請求項１】 内燃機関、例えば直接噴射か又は吸気管
内への噴射を伴う内燃機関の制御のための特性量を求め
る、モデルのデータ化（重要な変量ないしモデルパラメ
ータの決定）のための方法において、 内燃機関の所定の動作点毎に例えば比較的低いオーダー
の少なくとも１つの局所的モデルをデータ化することを
特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記局所的モデルは、例えば一次の相互
作用を伴った二次の多項式から形成される、請求項１記
載の方法。 - 【請求項３】 前記モデルは、内燃機関の選択される作
動パラメータに対するモデルであり、該モデルと共に、
動作点を表す変量と内燃機関の影響量に基づいて、当該
内燃機関の作動パラメータを決定する、請求項１又は２
記載の方法。 - 【請求項４】 直接噴射を伴う内燃機関において、 動作点を表す変量が回転数（ｎｍｏｔ）と燃料質量信号
（ｒｋ）か又は回転数（ｎｍｏｔ）と新しい混合気（フ
レッシュガス）のシリンダ充填率（ｒｌ）であり、 前記影響量は以下の変量、ラムダ値（ｌａｍ）、点火角
度（ｚｗ）、噴射開始角度（ｗｅｓｂ）、吸気管圧（ｐ
ｓ）、吸気管圧と大気圧との比（ｐｓ／ｐｕ）、排ガス
再循環装置のレート（ＡＧＲ）、燃料圧（ｐｒａｉ
ｌ）、バルブ交差値（ｖｖｓ）、充填度変更バルブ（ｌ
ｂ）、のうちの少なくとも２つであり、 前記作動パラメータとして以下の変量、燃費（ｂｅ）、
トルク（Ｍ）、平均燃焼圧（ｐｍｉ）、炭化水素排出量
（ＥＨＣ）、窒素酸化物排出量（ＥＮｏx）、ノッキン
グ信号（Ｋｌ）、機関不安定動作値（ＬＵ）、排ガス温
度（ｔａｂ）、排ガス中のすす成分（ＳＺＢ）のうちの
少なくとも１つが求められる、請求項１〜４いずれか１
項記載の方法。 - 【請求項５】 前記影響量として以下の変量、ラムダ値
（ｌａｍ）、点火角度（ｚｗ）、噴射開始時角度（ｗｅ
ｓｂ）、吸気管圧（ｐｓ）、吸気管圧と周辺圧力との比
（ｐｓ／ｐｕ）、排ガス再循環装置のレート（ＡＧ
Ｒ）、燃料圧（ｐｒａｉｌ）、バルブ交差値（ｖｖ
ｓ）、充填度変更バルブ（ｌｂ）を用いる、請求項４記
載の方法。 - 【請求項６】 モデルを求め、モデルエラー（Ｅ）を最
小化させる目的で、複数の測定値に関する統計的な情報
を用いて局所的モデルのデータ化のための測定時点の最
適な数を求める、請求項１〜５いずれか１項記載の方
法。 - 【請求項７】 モデルの係数を、乗算的逆行を用いてモ
デルエラー（Ｅ）の最小化によって求める、請求項１〜
６いずれか１項記載の方法。 - 【請求項８】 前記モデルを、変速機および/または制
動装置および/または任意のさらなる電気機械式システ
ムの制御のための補足的に用いる、請求項１〜７いずれ
か１項記載の方法。 - 【請求項９】 メモリ、例えばＲＯＭと、計算機器、例
えばマイクロプロセッサとを備えた内燃機関の作動のた
めの制御装置において、 前記メモリに、計算機器上で実行可能でありかつ前記請
求項１〜８いずれか１項記載の方法を実施するのに適し
ているプログラムが、記憶されていることを特徴とする
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19908077A DE19908077A1 (de) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln von Kenngrößen einer Brennkraftmaschine |
| DE19908077.1 | 1999-02-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000248991A true JP2000248991A (ja) | 2000-09-12 |
Family
ID=7898777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000049561A Pending JP2000248991A (ja) | 1999-02-25 | 2000-02-25 | 内燃機関の特性量を求めるための方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6327531B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000248991A (ja) |
| DE (1) | DE19908077A1 (ja) |
| FR (1) | FR2790314B1 (ja) |
| IT (1) | IT1316636B1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002322938A (ja) * | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Mitsubishi Motors Corp | 実験計画法に基づくデータ解析方法および装置並びに実験計画法に基づくデータ解析プログラムおよび同プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| JP2005090353A (ja) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Hino Motors Ltd | 過渡エンジン性能適合化方法およびシステム |
| JP2005291081A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Yamatake Corp | 燃料消費量またはｃｏ２排出量の予測モデル作成方法、装置、およびプログラム |
| JP2006162320A (ja) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Hino Motors Ltd | 過渡エンジン性能適合化方法およびシステム |
| JP2009258068A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-11-05 | Honda Motor Co Ltd | 制御対象を計測する計測点を最適化するための装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4748461B2 (ja) * | 2007-05-11 | 2011-08-17 | 株式会社デンソー | 筒内噴射エンジンの噴射時期適合方法及び噴射時期適合装置 |
| DE102007023849A1 (de) * | 2007-05-23 | 2008-11-27 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine |
| JP4561889B2 (ja) * | 2008-07-01 | 2010-10-13 | トヨタ自動車株式会社 | 出力トルクの算出装置 |
| DE102009059931A1 (de) * | 2009-12-22 | 2011-06-30 | Volkswagen AG, 38440 | Ermitteln und Parametrieren von Polynom-Modellen für Verbrennungsmotoren |
| DE102012014469A1 (de) * | 2012-07-23 | 2014-05-15 | Fev Gmbh | Verbesserte Versuchsdurchführung |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0633395B1 (en) * | 1991-06-10 | 1998-08-19 | Denso Corporation | Apparatus for controlling speed of internal combustion engine |
| US5651341A (en) * | 1995-02-08 | 1997-07-29 | Mazda Motor Corporation | Control system for dynamically operative apparatuses |
| US5938716A (en) * | 1997-09-08 | 1999-08-17 | Cummins Engine Company, Inc. | System for customizing vehicle engine control computer operation |
| DE19745682B4 (de) | 1997-10-16 | 2010-03-18 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Kenngrößen |
| JPH11132096A (ja) * | 1997-10-27 | 1999-05-18 | Keihin Corp | エンジン制御装置 |
| US6076030A (en) * | 1998-10-14 | 2000-06-13 | Carnegie Mellon University | Learning system and method for optimizing control of autonomous earthmoving machinery |
-
1999
- 1999-02-25 DE DE19908077A patent/DE19908077A1/de not_active Ceased
-
2000
- 2000-02-15 IT IT2000MI000255A patent/IT1316636B1/it active
- 2000-02-22 US US09/510,451 patent/US6327531B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-02-25 JP JP2000049561A patent/JP2000248991A/ja active Pending
- 2000-02-25 FR FR0002379A patent/FR2790314B1/fr not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002322938A (ja) * | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Mitsubishi Motors Corp | 実験計画法に基づくデータ解析方法および装置並びに実験計画法に基づくデータ解析プログラムおよび同プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
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| JP2009258068A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-11-05 | Honda Motor Co Ltd | 制御対象を計測する計測点を最適化するための装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2790314B1 (fr) | 2007-04-20 |
| US6327531B1 (en) | 2001-12-04 |
| ITMI20000255A1 (it) | 2001-08-15 |
| ITMI20000255A0 (it) | 2000-02-15 |
| IT1316636B1 (it) | 2003-04-24 |
| FR2790314A1 (fr) | 2000-09-01 |
| DE19908077A1 (de) | 2000-08-31 |
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