JP2019132269A - ノック推定値による火花点火式内燃エンジンの燃焼の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
内燃エンジンのノックを推定するためのいくつかの方法が知られている。これらの方法は、従来は、シリンダ圧力センサまたは加速度計から発せられる信号の記録に基づいている。第1の方法は、ノックを推定するために、オフラインすなわち後続する処理でこれらの信号にフーリエ変換法を適用するものである。このような方法は、以下の文献に記載されている。
i)ノック閾値が前記所定の分位数の前記信頼区間の最小値よりも小さい場合には、点火進角を小さくし、
ii)前記ノック閾値が前記所定の分位数の前記信頼区間の最大値よりも大きい場合には、点火進角を大きくし、
iii)前記ノック閾値が前記信頼区間内に含まれている場合には、点火進角を変えない。
2)推定値の生成
3)閾値との比較
4)内燃エンジン内の点火の制御
図1は本発明の一実施形態に係る方法の各段階を図示している。ただし、図1に示された例に限定されるわけではない。この方法は、ノックセンサによってN回の測定(N MEAS)を実施する段階と、(任意に採用可能な)所定の分位数の期待値qおよび信頼区間INTを決定する推定値(EST)を生成する段階と、閾値θと比較(COMP)する段階と、リアルタイムで制御(CON)する段階と、を含む。この方法は、図1に示されているように所定の分位数に対する期待値qと閾値θとの差(DIF)を決定する段階も任意に含むことができ、制御段階(CON)ではこの差を考慮することができる。
この段階では、ノックセンサによってN回のノック測定が実施される。各測定は、1回の燃焼サイクル毎に実施される測定である。これらの測定値は内部メモリに記録することができる。したがって、各サイクルにおいて、現在のサイクルより前のN回のサイクルの測定値が分かる。
これは、先行する段階で得られたN個の測定値によって予め決定された分位数に対する期待値を囲む信頼区間INTを決定する推定値の生成である。信頼区間を推定することによって、確実な制御を行うことができる。さらに、推定値は、分位数に対する所定の期待値を決定することもできる。
この段階の間に、先行する段階で決定された期待値および信頼区間がノック閾値と比較される。言い換えると、ノック閾値が信頼区間内であるかどうかが検証される。
これは、本発明に係る方法の、任意に実施可能な段階である。
この段階の間に、3)の段階で実施された比較を考慮することにより、内燃エンジンのシリンダ内の点火進角がノックの関数(function of the knock)として制御される。本発明によれば、後続するサイクルの点火進角が制御される。言い換えると、サイクルnの前のN回のサイクル(すなわちサイクルn−N,n−N+1,…,n−2,n−1)の測定値を使用して、サイクルnの点火進角が制御される。
ノックセンサと、
ノックセンサからの信号を処理する手段と、
N個の測定値(先行するN回の燃焼サイクルのノック信号)を記録するためのメモリと、
ベイズ推定値を生成し、比較を実施する計算手段と、
点火進角を制御する手段と、
を備えていてよい。
本発明に係る方法の特徴および利点は、以下の比較例を読むことによってより明確に明らかになるであろう。
分位数の信頼区間のベイズ推定
簡潔にするために、この補遺は、正規分布のベイズ推定に関する。このベイズ推定は、正規分布、特に対数正規分布に関連付けることができる任意の分布に適合できる。
n個の測定値は、研究された物理現象として得ることができると仮定されており、その無作為性を無視することはできない。さらに、これらの測定値は独立しており、正規分布であることが認められる。X1,…,Xnで表されるN個の実現値が得られる。qはこの分布の正確に95%の分位数であるとする。ベイズの公式によれば、観察された測定値X1,…,Xnに関するq値の分布を表すことができる。当然ながら、n→∞である場合にはqを不確かさなく推定できる。しかし、n<∞(たとえばn=10)である場合には、qを確実に推定することはもはや不可能である。
最初に、分布の既知の分散(variance)σ2を仮定しつつ、分布の平均μ(その95%分位数qではない)を決定する方法が提示される。そのために、次のベイズの公式が取り入れられる。
実験データによれば、一方では仮説σ=定数であることは許されず、他方では仮説σがμの関数であることは許されない。したがってパラメータの対(μ;σ)の並列推定(parallel estimation)を実施する必要がある。その方法は、平均の単純な推定との3つの主要な相違点を含む。
Claims (13)
- 火花点火式内燃エンジンの制御方法であって、
前記内燃エンジンが、前記内燃エンジンに配置されたノックセンサを備え、
a)前記ノックセンサによってN回のノック測定(MEAS)を実施する段階と、
b)N個の測定値の分布の推定値(EST)を生成する段階であって、前記推定値が前記N個の測定値によって所定の分位数の信頼区間(qmin,qmax)を決定する段階と、
c)前記信頼区間(qmin,qmax)との比較の関数として前記内燃エンジン内の点火を制御する(CON)段階と
を含み、
i)ノック閾値θが前記所定の分位数の前記信頼区間の最小値qminよりも小さい場合には、点火進角を小さくし、
ii)前記ノック閾値θが前記所定の分位数の前記信頼区間の最大値qmaxよりも大きい場合には、前記点火進角を大きくし、
iii)前記ノック閾値θが前記信頼区間(qmin,qmax)内に含まれている場合には、前記点火進角を変えない
ことを特徴とする方法。 - 前記推定値(EST)がベイズ推定値である、請求項1に記載の制御方法。
- 前記分布が数学的方法によって正規分布に関連付けることができる分布であり、好ましくは前記分布が対数正規分布である、請求項1または2に記載の制御方法。
- 前記推定値が前記所定の分位数の期待値qも決定する、請求項1から3のいずれか1項に記載の制御方法。
- 前記点火進角が、前記所定の分位数に対する前記期待値と前記ノック閾値との差(DIF)に比例して小さくまたは大きくされる、請求項4に記載の制御方法。
- Nが5から20までの間、好ましくは7から15までの間である、請求項1から5のいずれか1項に記載の制御方法。
- 前記信頼区間は、実際の分位数の値を、正確に98%の事例の中に含む、請求項1から6のいずれか1項に記載の制御方法。
- 前記ノックセンサが、前記内燃エンジンのシリンダヘッドに配置された加速度計である、請求項1から7のいずれか1項に記載の制御方法。
- 前記ノック測定値が、加速度計のフィルタリングされた信号の最大振幅である、請求項5に記載の制御方法。
- 前記ノック閾値が、エンジンのキャリブレーションのフェーズの間の、エンジンのベンチテストによって求められる、請求項1から9のいずれか1項に記載の制御方法。
- 前記分布の前記所定の分位数が80%以上である、請求項1から10のいずれか1項に記載の制御方法。
- 請求項1から11のいずれか1項に記載の方法を実現する手段を備えている、火花点火式内燃エンジンのための制御システム。
- 通信ネットワークからダウンロードすることができ、および/または、コンピュータで読み出し可読な媒体に記録することができ、および/または、プロセッサによって実行することができるコンピュータプログラム製品であって、前記プログラムがコンピュータで実行された時に請求項1から11のいずれか1項に記載の方法を実現するためのプログラムコード命令を含む、コンピュータプログラム製品。
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