JP2023080441A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
Control device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023080441A JP2023080441A JP2021193776A JP2021193776A JP2023080441A JP 2023080441 A JP2023080441 A JP 2023080441A JP 2021193776 A JP2021193776 A JP 2021193776A JP 2021193776 A JP2021193776 A JP 2021193776A JP 2023080441 A JP2023080441 A JP 2023080441A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- internal combustion
- combustion engine
- control device
- current information
- torque
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 588
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 43
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 40
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 31
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 31
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 29
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 25
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 11
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 claims description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 5
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 claims description 4
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 3
- 239000010794 food waste Substances 0.000 claims description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 31
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 3
- 238000012850 discrimination method Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 238000003066 decision tree Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
- F02D29/06—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving electric generators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
- F02D41/34—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D43/00—Conjoint electrical control of two or more functions, e.g. ignition, fuel-air mixture, recirculation, supercharging or exhaust-gas treatment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
内燃機関を制御する内燃機関の制御装置は、例えば自動車用内燃機関では、内燃機関の燃焼状態を適切に保つため、各部に取り付けたセンサ情報を基に燃焼状態を推定する。そして、内燃機関の制御装置は、エンジンコントロールユニットを用いて操作者のアクセル開度指令に対して、アクチュエータの制御パラメータを決定する。 2. Description of the Related Art A control device for an internal combustion engine, such as an internal combustion engine for automobiles, estimates the combustion state based on sensor information attached to each part in order to maintain the combustion state of the internal combustion engine appropriately. Then, the control device for the internal combustion engine uses the engine control unit to determine control parameters for the actuator in response to the operator's accelerator opening command.
また、発電用の定置型内燃機関では、内燃機関と発電用モータとが繋がっており、内燃機関によって発生させた回転トルクを発電用モータによって電力に変換して、電源系統へ供給する。 In a stationary internal combustion engine for power generation, the internal combustion engine and a power generation motor are connected, and the rotational torque generated by the internal combustion engine is converted into electric power by the power generation motor and supplied to the power supply system.
どちらの内燃機関においても、内燃機関の燃焼状態を適切に保つことにより、内燃機関の破損及び異常振動を回避できる。その他にも、特に直接電源系統が連係している定置型内燃機関では、燃焼状態を詳細にモニタリングし、電源系統への電力の供給のバラツキを最小限に抑える制御が実施される。 In either internal combustion engine, by properly maintaining the combustion state of the internal combustion engine, damage and abnormal vibration of the internal combustion engine can be avoided. In addition, particularly in a stationary internal combustion engine that is directly linked to a power supply system, the combustion state is monitored in detail, and control is performed to minimize variations in power supply to the power supply system.
燃焼状態のモニタリング手法としては、一般的に失火が発生した場合の検知手段として失火センサ、異常燃焼が発生した場合の検知手段としてノッキングセンサ、及び、内燃機関の各気筒の筒内圧力を計測する筒内圧センサを用いたモニタリング手法が提案されている。 As a method of monitoring the combustion state, a misfire sensor is generally used as a means of detecting misfire, a knocking sensor is used as a means of detecting abnormal combustion, and the cylinder pressure of each cylinder of the internal combustion engine is measured. A monitoring method using an in-cylinder pressure sensor has been proposed.
特に筒内圧センサを用いたモニタリング手法では、内燃機関の各気筒の筒内圧力を測定できるため、異常燃焼を検知できる。その他にも、内燃機関の機械的な計算式を用いれば、筒内圧力から内燃機関のトルクを算出することが可能である。このため、特に直接電源系統が連係している定置型内燃機関では、電源系統への電力の供給のバラツキを最小限に抑える制御として、筒内圧センサの搭載が必須であった。 In particular, a monitoring method using an in-cylinder pressure sensor can detect abnormal combustion because the in-cylinder pressure of each cylinder of the internal combustion engine can be measured. In addition, it is possible to calculate the torque of the internal combustion engine from the in-cylinder pressure by using a mechanical calculation formula for the internal combustion engine. For this reason, especially in a stationary internal combustion engine that is directly linked to a power supply system, it has been essential to mount an in-cylinder pressure sensor in order to minimize variations in power supply to the power supply system.
例えば、特許文献1には、水素を燃料とする内燃機関におけるバックファイアの発生を良好に抑止することを目的とした技術が開示されている。特許文献1に記載の技術によれば、各筒内圧センサとクランクアングルセンサとを用いることにより、各気筒の異常燃焼検知が可能であり、異常燃焼検知情報に基づいて、内燃機関における異常燃焼発生を良好に抑止する内燃機関の制御装置が提供できる。
For example,
しかしながら、特許文献1に記載の筒内圧センサは、非常に高価である。このため、各気筒に筒内圧センサを取り付けると、相応の高価なシステムとなる。
However, the in-cylinder pressure sensor described in
また、筒内圧センサを既存のシステムに搭載しようとすると、内燃機関を一度解体した後、エンジンヘッド部分に穴をあけて、筒内圧センサを挿入する必要がある。このため、実質的に、筒内圧センサが搭載されていない内燃機関に、筒内圧センサを搭載するのは困難である。 Moreover, if an attempt is made to mount an in-cylinder pressure sensor on an existing system, it is necessary to dismantle the internal combustion engine once and then drill a hole in the engine head portion to insert the in-cylinder pressure sensor. Therefore, it is practically difficult to install an in-cylinder pressure sensor in an internal combustion engine that is not equipped with an in-cylinder pressure sensor.
本発明は、筒内圧センサの検出結果を用いなくても、内燃機関の燃焼状態を推定可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an internal combustion engine control apparatus capable of estimating the combustion state of an internal combustion engine without using the detection result of an in-cylinder pressure sensor.
本発明の一態様による内燃機関の制御装置は、内燃機関からの駆動力を受ける電動機の電流情報を取得する電流情報取得部と、前記電流情報取得部から取得した前記電流情報を基に、前記内燃機関の燃焼状態を推定する燃焼状態推定部と、を備える。 A control device for an internal combustion engine according to one aspect of the present invention includes a current information acquisition unit that acquires current information of an electric motor that receives a driving force from the internal combustion engine, and based on the current information acquired from the current information acquisition unit, the and a combustion state estimator that estimates the combustion state of the internal combustion engine.
本発明の内燃機関の制御装置によれば、筒内圧センサの検出結果を用いなくても、内燃機関の燃焼状態を推定可能な内燃機関の制御装置を提供することができる。 According to the control device for an internal combustion engine of the present invention, it is possible to provide a control device for an internal combustion engine that can estimate the combustion state of the internal combustion engine without using the detection result of the in-cylinder pressure sensor.
実施形態は、内燃機関を定置型の4気筒エンジンとし、電動機の対象を同期モータとし、説明されている。しかし、本発明の内燃機関の制御装置は、実施形態に限定されるものではない。本発明は、例えば、内燃機関であれば、気筒数や直列V型等の気筒配置等によることなく、適用できる。また、本発明は、電動機であれば、誘導モータ、永久磁石モータ等のモータ種類によることなく、適用できる。 The embodiments are described with the internal combustion engine being a stationary four-cylinder engine and the electric motor being a synchronous motor. However, the control device for an internal combustion engine of the present invention is not limited to the embodiment. The present invention can be applied, for example, to an internal combustion engine regardless of the number of cylinders or the arrangement of cylinders such as in-line V type. Moreover, the present invention can be applied to any type of motor, such as an induction motor and a permanent magnet motor, as long as it is an electric motor.
また、以下の説明において使用する各図面において、共通する各装置、各機器には同一の符号が付されており、既に説明した各装置、機器及び動作の説明が省略される場合がある。 In addition, in each drawing used in the following description, the same reference numerals are assigned to common devices and devices, and descriptions of devices, devices, and operations that have already been described may be omitted.
<第1実施形態>
[エンジンシステム100]
図1は、第1実施形態に係る内燃機関2の制御装置1と内燃機関2の制御装置1の制御対象である内燃機関2と電動機3とを含むエンジンシステムの構成図である。
<First embodiment>
[Engine system 100]
FIG. 1 is a configuration diagram of an engine system including a
エンジンシステム100は、内燃機関2の制御装置1と、内燃機関2の制御装置1の制御対象である内燃機関2と、電動機3と、を備える。エンジンシステム100は、エンジンコントロールユニット5と、電流センサ6と、カムセンサ7と、を有する。
The
ここに例示する内燃機関2は、4つの気筒を有する4気筒エンジンである。内燃機関2は、エンジンコントロールユニット5の制御指令に対してアクチュエータを動作させて、所望の燃焼トルクを発生させる。内燃機関2は、第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせるカムトリガ信号T1と各気筒燃焼区間を知らせるカムトリガ信号T2とを発するカムセンサ7を有する。
The internal combustion engine 2 illustrated here is a four-cylinder engine having four cylinders. The internal combustion engine 2 operates actuators in response to control commands from the
内燃機関2を燃焼させる燃料は、レギュラーガソリン又はハイオクタンガソリン、軽油、食廃油、水素又はバイオマス燃料である。 The fuel that burns the internal combustion engine 2 is regular gasoline or high-octane gasoline, light oil, food waste oil, hydrogen, or biomass fuel.
電動機3は、三相交流同期モータである。電動機3は、内燃機関2の回転速度と同じ速度で回転して、電磁誘導により回生電力を生成する。つまり、電動機3は、内燃機関2と同じ速度で回転して電磁誘導によって回生電力を生成する3相を有する交流モータである。 The electric motor 3 is a three-phase AC synchronous motor. The electric motor 3 rotates at the same rotational speed as the internal combustion engine 2 and generates regenerative electric power by electromagnetic induction. That is, the electric motor 3 is a three-phase AC motor that rotates at the same speed as the internal combustion engine 2 and generates regenerative electric power by electromagnetic induction.
電源4は、電力会社が供給する電源系統を示し、電動機3で生成した電力を電源系統に供給する。ここで、電源4は、電力会社の電源系統としているが、構成として、蓄電池としてもよいし、コンデンサとしてもよい。
A
エンジンコントロールユニット5は、内燃機関2の運転制御を電気的な補助装置を用いて行う際に、それらを総合的に制御するマイクロコントローラである。
The
[内燃機関2の制御装置1]
図2は、第1実施形態に係る内燃機関2の制御装置1を示す機能ブロック図である。ここに示すように、内燃機関の制御装置1は、電流情報取得部11と、トルク成分演算部12と、燃焼状態学習部13と、メモリ14と、燃焼状態推定部15と、表示部16と、報知部17と、を備えている。
[
FIG. 2 is a functional block diagram showing the
なお、内燃機関の制御装置1は、具体的には、CPU等の演算装置、半導体メモリ等の主記憶装置、ハードディスク等の補助記憶装置、及び、通信装置等のハードウェアを備えたコンピュータである。そして、内燃機関2の制御装置1は、補助記憶装置に記録されたデータを参照しながら、主記憶装置にロードされたプログラムを演算装置が実行することで、上記の各機能を実現する。以下では、このような周知技術を適宜省略しながら、各部の詳細を説明する。
The
[電流情報取得部11]
電流情報取得部11は、電動機3の電流情報Iを取得する。つまり、電流情報取得部11は、内燃機関2からの駆動力を受ける電動機3の電流情報Iを取得する。
[Current information acquisition unit 11]
The current
電流情報取得部11は、電動機3と電動機3からの回生電力を供給する電源4との間を2相以上の数で電流を伝達する2以上の電線8a、8b、8cそれぞれから電流情報Iを検出する電流センサ6を有する。電流情報取得部11が電流情報Iを取得する方法には、クランプ型の電流センサを用いる方法やロゴスキー型の電流センサを用いる方法等の種々の方法がある。
A current
電流情報取得部11は、電動機3から取得する電流情報Iとして、最低でも3相電流のうち2相電流を取得する必要がある。2相電流を取得した場合には、3相目の電流情報Iは、1相目及び2相目の電流情報Iを足し合わせた際にゼロとなる交流電流の特徴を活用して求める。
As the current information I to be acquired from the electric motor 3, the current
電流情報取得部11は、電流センサ6から電流情報Iを取得する。ここで取得される電流情報Iは、少なくとも3相(U相、V相、W相)交流モータである電動機3のうち少なくとも2相分の電流情報Iを取得できることが望ましい。例えば、U相、V相の2相分の電流情報Iを取得した場合には、W相の電流情報Iは(式1)で求める。
The current
(式1)のIu、Iv、Iwは、それぞれU相、V相、W相の電線から取得した電流情報Iを示す。 Iu, Iv, and Iw in (Equation 1) indicate the current information I acquired from the U-phase, V-phase, and W-phase wires, respectively.
[トルク成分演算部12]
トルク成分演算部12は、電流情報取得部11から取得した電流情報Iから内燃機関2のトルク成分を演算する。
[Torque component calculator 12]
The torque
[気筒判別方法]
図3を用いてトルク成分演算部12での電流情報Iを用いた気筒判別方法を例示する。図3は、第1実施形態に係る電流情報Iを用いた気筒判別方法を示す説明図である。図3の上段図は、電流情報取得部11で取得した電流値の1相分を抜き出したデータを示す。図3の下段図は、内燃機関2のカムシャフト部分に取り付けられているカムセンサ7の電圧の履歴を示している。
[Cylinder discrimination method]
A cylinder discrimination method using the current information I in the torque
電流情報Iは例示として電動機3が4極モータの電流情報Iを示しており、電気角2周期で機械角180度となるため、カムセンサ7の電圧の立ち上がりが電気角2周期と同期する。
As an example, the current information I indicates that the electric motor 3 is a 4-pole motor. Since the mechanical angle is 180 degrees in two cycles of the electrical angle, the rise of the voltage of the
カムセンサ7は、機械角180度に1回電圧トリガを発生させるセンサである。カムセンサ7は、気筒判別のために第一気筒の判別として、カムトリガ信号T1、T2を2本発する。つまり、カムセンサ7は、内燃機関2の第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせるカムトリガ信号T1と各気筒区間を知らせるカムトリガ信号T2とを発する。
The
通常、電動機3に用いる同期モータは、内燃機関2の回転速度と電動機3の回転速度が同期する。このため、電動機3では、誘導モータのようにすべりが発生することがない。つまり、内燃機関2の制御において、カムセンサ7は、気筒判別のための手段として用いられる。
Normally, a synchronous motor used for the electric motor 3 synchronizes the rotation speed of the internal combustion engine 2 and the rotation speed of the electric motor 3 . Therefore, the electric motor 3 does not slip unlike an induction motor. In other words, in controlling the internal combustion engine 2, the
一方、トルク成分演算部12は、電動機3に用いる同期モータの電流情報Iの特性を生かし、カムトリガ信号を使わず、電動機3の極数から求めた電気角から気筒判別することも可能である。電動機3の1回転である360°を電動機3の極数で割ると、電流情報Iの1周期の電気角が分かる。つまり、トルク成分演算部12は、電流情報Iに基づいて、内燃機関2と回転速度が同期する電動機3の極数から電気角を求める。
On the other hand, the torque
そして、トルク成分演算部12は、試運転時に所定のトルクで内燃機関2を運転し、そのとき取得する電流情報Iとして交流電流の少なくとも1相の波長の第一気筒のピーク特性を予め記憶しておく。そして、トルク成分演算部12は、発電状態にて所定のトルクで内燃機関2を運転し、予め記憶した第一気筒のピーク特性と一致したピーク特性を検出したときに第一気筒と判別する。これにより、第一気筒のタイミングと電気角とが同期できる。これにより、トルク成分演算部12は、内燃機関2の各気筒の上死点を0度とした電気角を求められる。
Then, the torque
さらに、トルク成分演算部12は、気筒判別時の電流情報Iのデータ数をカウントして、(式2)を用いて各気筒の上死点を0度とした機械角を求めることができる。つまり、トルク成分演算部12は、カムセンサ7の第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせる時及び各気筒燃焼区間を知らせる時に発するカムトリガ信号T1、T2と、電流情報Iから得られる交流電流値の振幅データ数をカウントして内燃機関2の各気筒の上死点を0度とした機械角を求める。
Furthermore, the torque
ここで、L1は、あるカムトリガ信号T2から次のカムトリガ信号T2までの振幅データ数である。Lt1は、求めたい機械角θ1までのカムトリガ信号T2からの電流情報Iの振幅データ数を表している。L2は、あるトリガ信号T2から次々気筒のカムトリガ信号T2までの振幅データ数である。Lt2は、求めたい機械角θ2までのカムトリガ信号T2からの振幅データ数を表している。 Here, L1 is the number of amplitude data from one cam trigger signal T2 to the next cam trigger signal T2. Lt1 represents the number of amplitude data of the current information I from the cam trigger signal T2 up to the desired mechanical angle θ1. L2 is the number of amplitude data from a trigger signal T2 to the cam trigger signal T2 of the next cylinder. Lt2 represents the number of amplitude data from the cam trigger signal T2 up to the desired mechanical angle θ2.
[トルク成分演算]
トルク成分演算部12は、3相分の電流情報Iを用いて電動機3にかかるトルク成分を演算する。トルク成分は、(式3)のIqで求める。
[Torque component calculation]
The torque
これにより、トルク成分演算部12は、電流情報Iを内燃機関2の気筒別の角度同期電流情報I’へ変換し、電流情報Iで得られたピーク特性を、角度同期電流情報I’を用いて角度同期することによって、内燃機関2のトルク成分を演算する。
As a result, the torque
図4は、第1実施形態に係るトルク成分演算部12を示す説明図である。図4には、トルク検出成分演算部12によって演算したトルク成分の波形を例示している。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the
トルク検出成分演算部12によって演算したトルク成分は、例えば図4のような波形になる。ここでは、解釈を容易にするため、(式3)で得られた値に対して、-1をかけて正負を反転している。これは、(式3)で得られたトルク成分は、電動機3側で検出されたトルク成分である。このため、内燃機関2のトルク成分としては、正負が反転する事実に則っている。
The torque component calculated by the torque
図4に示すデータでは、各気筒の燃焼前にピストンを上死点に押し上げる必要があるため、トルクが負の値を示す。気筒燃焼後にトルクが正の値として、電動機3へ仕事を行う。 In the data shown in FIG. 4, the torque shows a negative value because the piston must be pushed to the top dead center before combustion in each cylinder. After the combustion of the cylinder, the torque is assumed to be a positive value, and the electric motor 3 performs work.
ここで、第一気筒の燃焼後のトルクピークは、例えば図4に示すP点が選択される。内燃機関2で燃焼トルクが発生後、フライホイールの慣性の影響を受けて、電動機3へ動力が伝えられるため、燃焼トルクの影響を確認するには、なるべく燃焼後半((式2)θ2>180)、かつ、次気筒の燃焼前((式2)θ2<270)であることが望ましい。また、P点のトルクピークが検出されたクランク角度をθPとする。 Here, point P shown in FIG. 4, for example, is selected as the torque peak after combustion in the first cylinder. After the combustion torque is generated in the internal combustion engine 2, power is transmitted to the electric motor 3 under the influence of the inertia of the flywheel. ) and before combustion of the next cylinder ((formula 2) θ2<270). Let θP be the crank angle at which the torque peak at point P is detected.
[燃焼状態学習部13]
図5を用いて燃焼状態学習部13を説明する。図5は、第1実施形態に係るある気筒でのトルクピークPの時間履歴を示す説明図である。燃焼状態学習部13は、内燃機関2の運転状態を取得する電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12で計算した内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピークP及びトルクピークP時の電気角又は機械角である角度θPを求める。
[Combustion state learning unit 13]
The combustion
内燃機関2は、定速定トルクで運転されており、トルクピークPも一定のバラツキをもちながら一定値を示すことが、発明者の鋭意研究から分かっている。また、トルクピークPの一定値は、内燃機関2のトルクピークと相関関係にある。 The inventor's diligent research has revealed that the internal combustion engine 2 is operated at a constant speed and constant torque, and that the torque peak P exhibits a constant value with a constant variation. Also, the constant value of the torque peak P is correlated with the torque peak of the internal combustion engine 2 .
例えば、内燃機関2の運転トルク条件の指令値を変更すると、それに伴いトルクピークPが相関関係もって値が変動する。つまり、運転トルク条件に紐づけたトルクピークPの値を学習することによって、内燃機関2のトルク状態を推定し、ひいては内燃機関2の燃焼状態を推定する。 For example, when the command value of the operating torque condition of the internal combustion engine 2 is changed, the value of the torque peak P fluctuates in accordance with the change. That is, by learning the value of the torque peak P linked to the operating torque condition, the torque state of the internal combustion engine 2 is estimated, and thus the combustion state of the internal combustion engine 2 is estimated.
ここでのトルクピークPの学習とは、燃焼状態学習部13が運転トルク条件の指令値に紐づけたトルクピークPの平均値を燃焼状態推定モデルMBとして学習することをいう。また、燃焼状態学習部13は、例えば異常燃焼を判定する場合のトルクピークPの上限閾値Tmaxを、トルクピークPの+3σ、下限閾値TminをトルクピークPの-3σと規定する。
The learning of the torque peak P here means that the combustion
ここで、燃焼状態学習部13は、メモリ14にトルクピークPと、トルクピークP時の角度θPと、そして燃焼状態推定モデルMBと、を保存する。
Here, the combustion
なお、トルクピークP時の角度θPの値の学習については、第2実施形態にて説明する。 Note that learning of the value of the angle θP at the torque peak P will be described in a second embodiment.
[メモリ14]
メモリ14は、トルクピークPとトルクピークP時の角度θPとを学習して記憶する。また、メモリ14は、要求トルクに紐づいた燃焼状態推定モデルMBのモデルを学習して記憶する。燃焼状態推定モデルMBは、運転トルク条件の指令値に紐づけたトルクピークPの平均値である。
[Memory 14]
The
[燃焼状態推定部15]
図6を用いて燃焼状態推定部15を説明する。図6は、第1実施形態に係る燃焼状態推定部15を示す説明図である。図6には、逐次データとして取得されるトルクピークPが時系列ごとにプロットされている。
[Combustion state estimation unit 15]
The
燃焼状態推定部15は、内燃機関2における各気筒燃焼区間を取得する電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12で計算した内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の燃焼状態を推定する。つまり、燃焼状態推定部15は、電流情報取得部11から取得した電流情報Iを基に、内燃機関2の燃焼状態を推定する。
The combustion
燃焼状態推定部15は、運転トルク条件の指令値を読み込んで、燃焼状態学習部13によって燃焼状態推定モデルMBから運転トルク条件でのトルクピークPの学習値P’と、学習値P’ の上限閾値Tmaxと、学習値P’の下限閾値Tminと、を出力する。
The
ここで、燃焼状態推定部15は、トルクピークPが上限閾値Tmaxを上回っている場合や、トルクピークPが下限閾値Tminより下回っている場合には、表示部16を用いて異常燃焼である状態説明と異常燃焼の推定理由を表示し、報知部17によって文字又は音声、光等で操作者に異常燃焼であることの報知を実施する。
Here, when the torque peak P exceeds the upper threshold value Tmax or when the torque peak P is lower than the lower threshold value Tmin, the combustion
なお、燃焼状態推定部15は、内燃機関2の各気筒燃焼区間でのトルクピークPから算出される燃焼異常度合が閾値を超えた場合に、内燃機関2の燃焼状態を異常と判定してもよい。
Note that the combustion
[表示部16]
表示部16では、燃焼状態推定部15で検出した燃焼状態のリアルタイムな時系列データを表示して、燃焼状態の監視を操作者が確認できるようにする。表示部16は、内燃機関2の制御装置1と物理的に接続してあっても良いし、Bluetooth(登録商標)やWi-Fiのように無線で接続してあっても良い。
[Display unit 16]
The
[報知部17]
報知部17は、燃焼状態推定部15によって燃焼状態が異常と判定された場合に、操作者や監視者に燃焼状態の異常状態を報知する。ブザーで報知する音響装置や視覚で報知する点滅装置が考えられる。
[Notification unit 17]
When the
[学習処理]
ここで、図7のフローチャートを用いて、内燃機関2の制御装置1での学習処理の詳細を説明する。図7は、第1実施形態に係る学習処理を示すフローチャートである。なお、この学習処理は、一定時間経過毎に実施してもよいし、操作者からの指令に応じて実施してもよい。
[Learning processing]
Details of the learning process in the
まず、ステップS1では、電流情報取得部11によって電流情報Iを取得してステップS2に進む。
First, in step S1, the current
ステップS2では、取得した電流情報Iからトルク成分演算部12によってトルク成分を計算して、ステップS3に進む。
In step S2, the torque component is calculated by the
ステップS3では、エンジンコントロールユニット5から要求トルクを取得してステップS4に進む。
In step S3, the required torque is acquired from the
ステップS4では、ステップS3で取得した要求トルクからメモリ14に保存された燃焼状態推定モデルMBが学習済みかどうか判定する。学習済みの場合には、ステップS5に進み、未学習の場合はステップS9に進む。
In step S4, it is determined whether or not the combustion state estimation model MB stored in the
ステップS5では、メモリ14内から要求トルクに紐づいた燃焼状態推定モデルMBの学習済みモデルを読み込み、ステップS6に進む。ステップS6では、読み込んだ学習済みモデルから燃焼異常を検出して、ステップS7へ進む。
In step S5, the learned model of the combustion state estimation model MB linked to the required torque is read from the
ステップS7では、燃焼異常が検出された場合には、ステップS8に進み、燃焼異常が検出されなかった場合には、フローを終了する。 In step S7, when combustion abnormality is detected, the process proceeds to step S8, and when combustion abnormality is not detected, the flow ends.
ステップS8では、燃焼異常が発生している旨を操作者に伝えるため、燃焼異常を表示及び報知してフローを終了する。 In step S8, in order to inform the operator that a combustion abnormality has occurred, the combustion abnormality is displayed and notified, and the flow is terminated.
ステップS9では、要求トルクに紐づいた燃焼状態推定モデルMBの学習済みモデルがなかった場合に、燃焼状態学習部13によって学習モデルMBを作成して、学習フローを終了する。
In step S9, if there is no learned model of the combustion state estimation model MB linked to the required torque, the combustion
[実作業中の挙動]
燃焼状態推定部15は、燃焼状態学習部13がメモリ14に保存した燃焼状態推定モデルMBを利用して、電流情報取得部11が取得した電流情報Iから燃焼状態を推定する。
[Behavior during actual work]
The combustion
以上詳細に説明したように、電流情報Iから燃焼状態を推定する燃焼状態推定モデルMBにより、例えば内燃機関2の制御装置1内にノックセンサや筒内圧センサがない又は故障した場合でも、効果的に操作者に対して燃焼異常状態を伝えることが可能となる。
As described in detail above, the combustion state estimation model MB for estimating the combustion state from the current information I can be used effectively even if there is no knock sensor or in-cylinder pressure sensor in the
<第2実施形態>
次に、第2実施形態の内燃機関の制御装置1について、図1-図4、図7-図9を用いて説明する。なお、上記実施形態との共通点は重複説明を省略する。
<Second embodiment>
Next, a
[燃焼状態学習部13]
図8を用いて燃焼状態学習部13を説明する。図8は、第2実施形態に係るある気筒でのトルクピークP時の角度θPの時間履歴を示す説明図である。
[Combustion state learning unit 13]
The combustion
内燃機関2は、定速定トルクで運転されており、トルクピークP時の角度θPも一定のバラツキをもちながら一定値を示すことが、発明者の鋭意研究から分かっている。 The inventor's diligent research has shown that the internal combustion engine 2 is operated at a constant speed and constant torque, and that the angle θP at the torque peak P exhibits a constant value with a constant variation.
また、トルクピークP時の角度θPの一定値は、内燃機関2のトルクピークP時の角度と相関関係にある。例えば内燃機関2の運転トルク条件の指令値を変更すると、それに伴いトルクピークP時の角度θPが相関関係もって値が変動する。具体的には、各気筒の燃焼位相に関係性があり、燃焼が急峻になると燃焼位相が進角する結果、トルクピークPが増大する関係にある。 Further, the constant value of the angle θP at the torque peak P has a correlation with the angle at the torque peak P of the internal combustion engine 2 . For example, when the command value of the operating torque condition of the internal combustion engine 2 is changed, the angle θP at the torque peak P changes with the change in the value with a correlation. Specifically, there is a relationship between the combustion phases of the cylinders, and when the combustion becomes steep, the combustion phase advances, and as a result, the torque peak P increases.
つまり、運転トルク条件に紐づけたトルクピークP時の角度θPの値を学習することによって、内燃機関2の燃焼状態を推定することが可能となる。 That is, the combustion state of the internal combustion engine 2 can be estimated by learning the value of the angle θP at the torque peak P associated with the operating torque condition.
ここでのトルクピークP時の角度θPの値の学習とは、燃焼状態学習部13が運転トルク条件の指令値に紐づけたトルクピークP時の角度θPの値の平均値を燃焼状態推定モデルMBとして学習することをいう。
The learning of the value of the angle θP at the torque peak P here means that the average value of the angle θP at the torque peak P linked to the command value of the operating torque condition by the combustion
また、燃焼状態学習部13は、例えば異常燃焼を判定する場合のトルクピークPの上限閾値Tmaxを、角度θPの+3σ、下限閾値Tminを角度θPの-3σと規定する。
Further, the combustion
ここで、燃焼状態学習部13は、メモリ14にトルクピークPと、トルクピークP時の角度θPと、そして燃焼状態推定モデルMBと、を保存する。
Here, the combustion
[燃焼状態推定部15]
図9を用いて燃焼状態推定部15を説明する。図9は、第2実施形態に係る燃焼状態推定部15を示す説明図である。図9には、逐次データとして取得するトルクピークP時の角度θPを時系列ごとにプロットしている。
[Combustion state estimation unit 15]
The
燃焼状態推定部15は、運転トルク条件の指令値を読み込んで、燃焼状態学習部13によって燃焼状態推定モデルMBから運転トルク条件での角度θPの学習値P’と、学習値P’の上限閾値Tmaxと、学習値P’の下限閾値Tminと、を出力する。
The
ここで、燃焼状態推定部15は、角度θPが上限閾値Tmaxを上回っている場合や、角度θPが下限閾値Tminより下回っている場合には、表示部16にて異常燃焼である状態説明と異常燃焼の推定理由を表示し、報知部17にて文字又は音声、光等で操作者に異常燃焼であることの報知を実施する。
Here, when the angle θP exceeds the upper limit threshold value Tmax or when the angle θP is lower than the lower limit threshold value Tmin, the combustion
なお、燃焼状態推定部15は、内燃機関2の各気筒燃焼区間でのトルクピークP時の電気角又は機械角から算出される燃焼異常度合が閾値を超えた場合に、内燃機関2の燃焼状態を異常と判定してもよい。
The
[実作業中の挙動]
燃焼状態推定部15は、燃焼状態学習部13がメモリ14に保存した燃焼状態推定モデルMBを利用して、電流情報取得部11が取得した電流情報Iから燃焼状態を推定する。
[Behavior during actual work]
The combustion
以上詳細に説明したように、電流情報Iから燃焼状態を推定する燃焼状態推定モデルMBにより、例えば内燃機関2の制御装置1内にノックセンサや筒内圧センサがない又は故障した場合でも、効果的に操作者に対して燃焼異常状態を伝えることが可能となる。
As described in detail above, the combustion state estimation model MB for estimating the combustion state from the current information I can be used effectively even if there is no knock sensor or in-cylinder pressure sensor in the
<第3実施形態>
次に、第3実施形態の内燃機関2の制御装置1について、図2-図4、図10-図13を用いて説明する。なお、上記実施形態との共通点は重複説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, the
上記実施形態に係る内燃機関の制御装置1は、エンジンコントロールユニット5から要求トルク指令値を取得していた。しかし、第3実施形態では、エンジンコントロールユニット5から要求トルク指令値を取得しない場合の制御方法について説明する。これにより、エンジンコントロールユニット5から制御指令値を取得できない仕様の場合に効果がある。
The
[エンジンシステム100]
図10を用いて、第3実施形態に係るエンジンシステム100を説明する。図10は、第3実施形態に係るエンジンシステム100を示す構成図である。内燃機関2の制御装置1は、エンジンコントロールユニット5から要求トルク指令値を取得しない。上記実施形態との違いは、内燃機関2に搭載されたカムセンサ7から機械角を取得するのではなく、電流情報取得部11が取得した電流情報Iを用いて内燃機関2の各気筒の上死点を0度とした電気角を求めている。
[Engine system 100]
An
[学習処理]
図11のフローチャートを用いて、内燃機関2の制御装置1での学習処理の詳細を説明する。図11は、第3実施形態に係る学習処理を示すフローチャートである。なお、この学習処理は、一定時間経過毎に実施してもよいし、操作者からの指令に応じて実施してもよい。
[Learning processing]
Details of the learning process in the
第1実施形態と異なる点を説明する。ステップS2では、取得した電流情報Iからトルク成分演算部12によってトルク成分を計算して、ステップS31に進む。
Differences from the first embodiment will be described. In step S2, the torque component is calculated by the
ステップS31では、トルクピークPとトルクピークP時の角度θPを計算し、ステップS4に進む。 In step S31, the torque peak P and the angle θP at the torque peak P are calculated, and the process proceeds to step S4.
ステップS4では、メモリ14を参照して、トルクピークPとトルクピークP時の角度θPが保存されているか確認する。保存されている場合には、学習済みと判定してステップS5に進み、保存されていない場合には、未学習として、ステップS9に進む。
In step S4, the
[燃焼状態学習部13]
図12を用いて燃焼状態学習部13を説明する。図12は、第3実施形態に係るある気筒でのトルクピークPとトルクピークP時の角度θPとの相関関係を示している。
[Combustion state learning unit 13]
The combustion
内燃機関2が例えばトルクが一定ではない条件で運転されている場合には、トルクピークP及びトルクピークP時の角度θPが図13に示すような負の相関関係を示すことが、発明者の鋭意研究から分かっている。これは、トルクピークPとトルクピークP時の角度θPとは、内燃機関2のトルクピーク及び角度と相関関係にある。例えば内燃機関2の運転トルク条件の指令値を変更すると、それに伴いトルクピークPが増大して、角度θPが進角化する。 When the internal combustion engine 2 is operated under conditions where the torque is not constant, for example, the torque peak P and the angle θP at the torque peak P show a negative correlation as shown in FIG. We know from intensive research. This is because the torque peak P and the angle θP at the torque peak P are correlated with the torque peak and angle of the internal combustion engine 2 . For example, when the command value of the operating torque condition of the internal combustion engine 2 is changed, the torque peak P increases accordingly and the angle θP advances.
つまり、運転トルク条件に紐づけたトルクピークPとトルクピークP時の角度θPとの相関関係を学習することによって、内燃機関2の燃焼状態及び要求トルク値をエンジンコントロールユニット5から取得することなく推定することが可能となる。つまり、燃焼状態学習部13は、算出したトルクピークPとトルクトルクピークP時の電気角又は機械角である角度θPとの関係から、内燃機関2のトルクを算出する。
That is, by learning the correlation between the torque peak P linked to the operating torque condition and the angle θP at the torque peak P, the combustion state of the internal combustion engine 2 and the required torque value can be obtained without acquiring from the
ここでのトルクピークPとトルクピークP時の角度θPとの値の学習は、トルクピークP時の角度θPの値の相関関係式を燃焼状態推定モデルMBとして学習する。ここでの相関関係式は、線形近似式や単回帰分析、決定木分析が挙げられる。 Here, the values of the torque peak P and the angle θP at the torque peak P are learned by learning the correlation equation of the angle θP at the torque peak P as the combustion state estimation model MB. The correlation formula here includes a linear approximation formula, simple regression analysis, and decision tree analysis.
また、例えば異常燃焼を判定する場合の上限閾値Tmaxを相関関係式からの+3σとし、下限閾値Tminを相関関係式の-3σとする。 For example, the upper limit threshold Tmax for determining abnormal combustion is set to +3σ from the correlation formula, and the lower limit threshold Tmin is set to -3σ from the correlation formula.
ここで、燃焼状態学習部13は、メモリ14にトルクピークPと、トルクピークP時の角度θPと、そして燃焼状態推定モデルMBと、を保存する。
Here, the combustion
[燃焼状態推定部15]
図13を用いて燃焼状態推定部15を説明する。図13は、第3実施形態に係る燃焼状態推定部15を示す説明図である。図13は、逐次データとして取得するある気筒でのトルクピークPとトルクピークP時の角度θPとをプロットしている。
[Combustion state estimation unit 15]
The
燃焼状態学習部13により、燃焼状態推定モデルMBからトルクピークP時の角度θPの値の相関関係式と、トルクピークP時の角度θPの値の上限閾値Tmaxと、トルクピークP時の角度θPの値の下限閾値Tminと、を出力する。
The combustion
ここで、燃焼状態推定部15は、トルクピークP時の角度θPの値が上限閾値Tmaxを上回っている場合や、トルクピークP時の角度θPの値が下限閾値Tminより下回っている場合には、表示部16にて異常燃焼である状態説明と異常燃焼の推定理由を表示し、報知部17にて文字又は音声、光等で操作者に異常燃焼であることの報知を実施する。
Here, when the value of the angle θP at the torque peak P exceeds the upper threshold value Tmax, or when the value of the angle θP at the torque peak P is lower than the lower threshold value Tmin, the
ここで、上限閾値Tmaxを上回っている場合には、燃焼が急峻であることによる、ノッキング、プレイグ、早期着火の可能性がある。下限閾値Tminを下回る場合には、失火の可能性がある。これらの情報は、操作者に報告される。 Here, when it exceeds the upper limit threshold value Tmax, there is a possibility of knocking, pre-ignition, and early ignition due to steep combustion. If it falls below the lower threshold Tmin, there is a possibility of misfiring. These information are reported to the operator.
[実作業中の挙動]
燃焼状態推定部15は、燃焼状態学習部13がメモリ14に保存した燃焼状態推定モデルMBを利用して、電流情報取得部11が得た電流情報Iから燃焼状態を推定する。
[Behavior during actual work]
The combustion
以上詳細に説明したように、電流情報Iから燃焼状態を推定する燃焼状態推定モデルMBにより、例えば内燃機関2の制御装置1内にノックセンサや筒内圧センサがない又は故障した場合でも、効果的に操作者に対して燃焼異常状態を伝えることが可能となる。さらに、エンジンコントロールユニット5から、要求トルク指令値を取得することができない場合でも、電流情報取得部11から得られる電流情報Iのみで、内燃機関2の燃焼状態を推定することができる。このことから、既存のエンジンシステム100にAdd-On装置として、内部干渉することなく燃焼異常検知が可能となる。
As described in detail above, the combustion state estimation model MB for estimating the combustion state from the current information I can be used effectively even if there is no knock sensor or in-cylinder pressure sensor in the
<第4実施形態>
次に、第4実施形態の内燃機関2の制御装置1について、図3-図4、図12-図16を用いて説明する。なお、上記実施形態との共通点は重複説明を省略する。
<Fourth Embodiment>
Next, the
上記実施形態では、表示部16及び報知部17によって操作者に燃焼異常状態を伝える仕様としていた。しかし、第4実施形態では、エンジンコントロールユニット5へ制御指令値をフィードバックすることで、リアルタイムの燃焼制御を実現する。
In the above embodiment, the
[エンジンシステム100]
図14を用いて、第4実施形態に係るエンジンシステム100を説明する。図14は、第4実施形態に係るエンジンシステム100を示す構成図である。上記実施形態との違いは、内燃機関2の制御装置1からエンジンコントロールユニット5へ制御指令値をフィードバックする点にある。
[Engine system 100]
An
[内燃機関2の制御装置1]
図15は、第4実施形態に係る内燃機関2の制御装置1を示す機能ブロック図である。ここに示すように、内燃機関2の制御装置1は、電流情報取得部11と、トルク成分演算部12と、燃焼状態学習部13と、メモリ14と、燃焼状態推定部15と、表示部16と、報知部17と、を備えている。なお、第4実施形態では、エンジンコントロールユニット5へ制御指令値Qをフィードバックする制御指令部18を備えている。
[
FIG. 15 is a functional block diagram showing the
[燃焼状態学習部13]
燃焼状態学習部13は、図12に示される第3実施形態と同様である。
[Combustion state learning unit 13]
The combustion
[燃焼状態推定部15]
燃焼状態推定部15は、図13に示される第3実施形態と同様である。
[Combustion state estimation unit 15]
The
燃焼状態推定部15は、トルクピークP時の角度θPの値が上限閾値Tmaxを上回っている場合には、燃焼が急峻であることによる、ノッキング、プレイグ、早期着火の可能性がある。下限閾値Tminを下回る場合には、失火の可能性がある。
When the value of the angle θP at the torque peak P exceeds the upper limit threshold value Tmax, the
このため、燃焼状態推定部15は、トルクピークP時の角度θPの値が上限閾値Tmaxを上回っている場合には、燃焼を緩慢にする制御として燃焼異常回避制御指令1をエンジンコントロールユニット5に送信する。また、燃焼状態推定部15は、トルクピークP時の角度θPの値が下限閾値Tminを下回っている場合には、燃焼異常回避制御指令2をエンジンコントロールユニット5に送信する。
Therefore, when the value of the angle θP at the torque peak P exceeds the upper limit threshold value Tmax, the combustion
[学習処理]
ここで、図16のフローチャートを用いて、内燃機関2の制御装置1での学習処理の詳細を説明する。図16は、第4実施形態に係る学習処理を示すフローチャートである。なお、この学習処理は、一定時間経過毎に実施してもよいし、操作者からの指令に応じて実施してもよい。
[Learning processing]
Details of the learning process in the
第1実施形態及び第3実施形態と異なる点を説明する。ステップS8では、燃焼異常が発生している旨を操作者に伝えるため、燃焼異常を表示及び報知してステップS10に進む。 Differences from the first embodiment and the third embodiment will be described. In step S8, in order to inform the operator that a combustion abnormality has occurred, the combustion abnormality is displayed and notified, and the process proceeds to step S10.
ステップS10では、トルクピークPとトルクピークP時の角度θPとが上限閾値であるTmaxを上回っているかを判定する。 In step S10, it is determined whether or not the torque peak P and the angle θP at the torque peak P exceed the upper limit threshold value Tmax.
トルクピークPとトルクピークP時の角度θPとが上限閾値であるTmaxを上回っている場合には、燃焼が急峻で異常が発生しているとして、燃焼を緩慢にする制御として燃焼異常回避制御指令1を実施するステップS11に進む。 When the torque peak P and the angle θP at the torque peak P are higher than the upper limit threshold Tmax, it is assumed that the combustion is steep and an abnormality has occurred, and a combustion abnormality avoidance control command is issued as control to slow down the combustion. 1, the process proceeds to step S11.
なお、内燃機関2の各気筒燃焼区間でのトルクピークP時の電気角又は機械角が予め設定した閾値より進角した場合には、燃焼が急峻で異常が発生していると判定してもよい。 Note that when the electrical angle or mechanical angle at the torque peak P in the combustion section of each cylinder of the internal combustion engine 2 advances from a preset threshold value, even if it is determined that the combustion is steep and an abnormality has occurred. good.
トルクピークPとトルクピークP時の角度θPとが上限閾値であるTmaxを上回っていない場合には、下限閾値であるTminを下回っていると判定して、燃焼を急峻にする燃焼異常回避制御指令2を実施するステップS12に進む。 When the torque peak P and the angle θP at the torque peak P do not exceed the upper limit threshold Tmax, it is determined that they are lower than the lower limit threshold Tmin, and a combustion abnormality avoidance control command is issued to make combustion steep. 2, the process proceeds to step S12.
なお、内燃機関2の各気筒燃焼区間でのトルクピークP時の電気角又は機械角が予め設定した閾値より遅角した場合には、燃焼が急峻で異常が発生していると判定してもよい。 If the electrical angle or mechanical angle at the torque peak P in the combustion section of each cylinder of the internal combustion engine 2 lags behind a preset threshold value, even if it is determined that the combustion is steep and an abnormality has occurred. good.
ステップS11では、燃焼を緩慢にする制御として燃焼異常回避制御指令1を実施する。燃焼異常回避制御指令1とは、具体的に点火時期を遅くする制御、燃料噴射量を低減する制御、燃料噴射時期を遅くする制御、吸気圧力を低減する制御、吸気温度を低減する制御及び内燃機関2の壁面温度を低減する制御の内少なくとも1つの制御指令をエンジンコントロールユニット5に送信する。
In step S11, a combustion abnormality
点火時期を遅くする制御とは、内燃機関2に取り付けられた点火装置に対して、エンジンコントロールユニット5が送る点火パルス信号を遅角する制御である。
The control for retarding the ignition timing is control for retarding the ignition pulse signal sent from the
燃料噴射量を低減する制御とは、内燃機関2に取り付けられた噴射装置に対して、エンジンコントロールユニット5が送る信号として、通電時間及び電流値を低減する制御、噴射圧力を低減する制御及び燃料バルブの開度を低減する信号制御のことである。
The control for reducing the fuel injection amount includes, as a signal sent by the
燃料噴射時期を遅くする制御とは、内燃機関2に取り付けられた燃料噴射装置に対して、エンジンコントロールユニット5が送る信号として、燃料噴射指令パルス信号を遅角させる信号制御を指す。
Control for retarding the fuel injection timing refers to signal control for retarding the fuel injection command pulse signal as a signal sent by the
また、吸気圧力を低減する制御とは、内燃機関2に取り付けられたスロットルバルブの開度を低減する信号制御、内燃機関の排気側に設けられたウェイストゲートバルブの開度を増大する信号制御及び内燃機関と連通した過給機の回転速度を低減する信号制御を指す。 The control for reducing the intake pressure includes signal control for reducing the opening of a throttle valve attached to the internal combustion engine 2, signal control for increasing the opening of a wastegate valve provided on the exhaust side of the internal combustion engine, and Refers to signal control that reduces the rotation speed of a turbocharger that communicates with an internal combustion engine.
吸気温度を低減する制御とは、内燃機関2の吸気側に設けられた、空冷又は水冷の吸気温度低減装置の設定温度を低減する制御を指す。 Control for reducing the intake air temperature refers to control for reducing the set temperature of an air-cooled or water-cooled intake air temperature reduction device provided on the intake side of the internal combustion engine 2 .
内燃機関2の壁面温度を低減する制御は、内燃機関2周囲を巡る冷却水の温度を低減する制御又は冷却水の循環圧力を増大する制御を指す。 The control to reduce the wall surface temperature of the internal combustion engine 2 refers to control to reduce the temperature of cooling water circulating around the internal combustion engine 2 or control to increase the circulation pressure of the cooling water.
エンジンコントロールユニット5に制御指令を送信したら、フローを終了する。
After transmitting the control command to the
ステップS12では、燃焼を急峻にする制御として燃焼異常回避制御指令2を実施する。燃焼異常回避制御指令2とは、具体的に点火時期を早くする制御、燃料噴射量を増大する制御、燃料噴射時期を早くする制御、吸気圧力を増大する制御、吸気温度を増大する制御及び内燃機関の壁面温度を増大する制御の内少なくとも1つの制御指令をエンジンコントロールユニット5に送信する。
In step S12, a combustion abnormality avoidance control command 2 is executed as control for making combustion steep. The combustion abnormality avoidance control command 2 specifically includes control to advance the ignition timing, control to increase the fuel injection amount, control to advance the fuel injection timing, control to increase the intake pressure, control to increase the intake temperature, and internal combustion At least one control command for increasing the wall surface temperature of the engine is sent to the
点火時期を早くする制御とは、内燃機関2に取り付けられた点火装置に対して、エンジンコントロールユニット5が送る点火パルス信号を進角する制御である。
Control for advancing the ignition timing is control for advancing the ignition pulse signal sent from the
燃料噴射量を増大する制御とは、内燃機関2に取り付けられた噴射装置に対して、エンジンコントロールユニット5が送る信号として、通電時間及び電流値を増大する制御、噴射圧力を増大する制御及び燃料バルブの開度を増大する信号制御のことである。
The control to increase the fuel injection amount includes, as a signal sent by the
燃料噴射時期を早くする制御とは、内燃機関2に取り付けられた燃料噴射装置に対して、エンジンコントロールユニット5が送る信号として、燃料噴射指令パルス信号を進角させる信号制御を指す。
Control for advancing the fuel injection timing refers to signal control for advancing a fuel injection command pulse signal as a signal sent by the
また、吸気圧力を増大する制御とは内燃機関2に取り付けられたスロットルバルブの開度を増大する信号制御、内燃機関2の排気側に設けられたウェイストゲートバルブの開度を低減する信号制御及び内燃機関2と連通した過給機の回転速度を増大する信号制御を指す。 Further, the control for increasing the intake pressure includes signal control for increasing the opening of the throttle valve attached to the internal combustion engine 2, signal control for reducing the opening of the wastegate valve provided on the exhaust side of the internal combustion engine 2, and It refers to signal control for increasing the rotation speed of a turbocharger that communicates with the internal combustion engine 2 .
吸気温度を増大する制御とは、内燃機関2の吸気側に設けられた、空冷又は水冷の吸気温度低減装置の設定温度を増大する制御を指す。 Control for increasing the intake air temperature refers to control for increasing the set temperature of an air-cooled or water-cooled intake air temperature reduction device provided on the intake side of the internal combustion engine 2 .
内燃機関2の壁面温度を増大する制御とは、内燃機関2周囲を巡る冷却水の温度を増大する制御又は冷却水の循環圧力を低減する制御を指す。 The control to increase the wall surface temperature of the internal combustion engine 2 refers to control to increase the temperature of cooling water circulating around the internal combustion engine 2 or control to reduce the circulation pressure of the cooling water.
エンジンコントロールユニット5に制御指令を送信したら、フローを終了する。
After transmitting the control command to the
なお、燃焼状態推定部15は、算出したトルクピークPとトルクトルクピークPの電気角及び機械角である角度θPとの関係から、内燃機関2の各気筒燃焼時の燃料噴射量と燃料中の水素含有量及び燃料に対する水素含有量の割合との内、少なくともどちらか1つを推定してもよい。
The
以上詳細に説明したように、電流情報Iから燃焼状態を推定する燃焼状態推定モデルMBにより、例えば内燃機関2の制御装置1内にノックセンサや筒内圧センサがない又は故障した場合でも、効果的に燃焼異常状態を燃焼適正状態に制御することが可能となる。
As described in detail above, the combustion state estimation model MB for estimating the combustion state from the current information I can be used effectively even if there is no knock sensor or in-cylinder pressure sensor in the
<効果>
(A)内燃機関2の制御装置1は、内燃機関2からの駆動力を受ける電動機3の電流情報Iを取得する電流情報取得部11を備える。内燃機関2の制御装置1は、電流情報取得部11から取得した電流情報Iを基に、内燃機関2の燃焼状態を推定する燃焼状態推定部15を備える。
<effect>
(A) The
この構成では、内燃機関2から駆動を受ける電動機3から取得した電流情報Iを用いて、内燃機関2の燃焼状態を推定できる。これにより、高価な筒内圧センサの情報を用いることなく、内燃機関2の燃焼状態を推定し、内燃機関2を適切に制御することができる。したがって、燃焼変動を抑制しつつ、電源系統への安定的な電力供給が可能なシステムを安価に提供できる。 In this configuration, the combustion state of the internal combustion engine 2 can be estimated using the current information I acquired from the electric motor 3 driven by the internal combustion engine 2 . As a result, the combustion state of the internal combustion engine 2 can be estimated and the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled without using information from an expensive in-cylinder pressure sensor. Therefore, it is possible to inexpensively provide a system capable of stably supplying power to the power supply system while suppressing combustion fluctuations.
(B)内燃機関2の制御装置1は、内燃機関2からの駆動力を受ける電動機3の電流情報Iを取得する電流情報取得部を備える。内燃機関2の制御装置1は、電流情報取得部11が取得した電流情報Iから内燃機関2のトルク成分を演算するトルク成分演算部12を備える。
(B) The
この構成では、内燃機関2から駆動を受ける電動機3から取得した電流情報Iを用いて演算された内燃機関2のトルク成分を基に、内燃機関2の燃焼状態を推定できる。これにより、高価な筒内圧センサの情報を用いることなく、内燃機関2の燃焼状態を推定し、内燃機関2を適切に制御することができる。したがって、燃焼変動を抑制しつつ、電源系統への安定的な電力供給が可能なシステムを安価に提供できる。 In this configuration, the combustion state of the internal combustion engine 2 can be estimated based on the torque component of the internal combustion engine 2 calculated using the current information I acquired from the electric motor 3 driven by the internal combustion engine 2 . As a result, the combustion state of the internal combustion engine 2 can be estimated and the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled without using information from an expensive in-cylinder pressure sensor. Therefore, it is possible to inexpensively provide a system capable of stably supplying power to the power supply system while suppressing combustion fluctuations.
(C)内燃機関2の制御装置1は、電流情報取得部11により取得された内燃機関2における各気筒燃焼区間での電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12で計算した内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒の燃焼状態を推定する燃焼状態推定部15を備える。
(C) The
この構成では、内燃機関2における各気筒燃焼区間での電動機3の電流情報Iを用いて計算された内燃機関2のトルク成分を基に、内燃機関2の各気筒の燃焼状態を推定できる。これにより、高価な筒内圧センサの情報を用いることなく、内燃機関2の燃焼状態を推定し、内燃機関2を適切に制御することができる。したがって、燃焼変動を抑制しつつ、電源系統への安定的な電力供給が可能なシステムを安価に提供できる。 In this configuration, the combustion state of each cylinder of the internal combustion engine 2 can be estimated based on the torque component of the internal combustion engine 2 calculated using the current information I of the electric motor 3 in each cylinder combustion section of the internal combustion engine 2 . As a result, the combustion state of the internal combustion engine 2 can be estimated and the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled without using information from an expensive in-cylinder pressure sensor. Therefore, it is possible to inexpensively provide a system capable of stably supplying power to the power supply system while suppressing combustion fluctuations.
(D)内燃機関2の制御装置1は、内燃機関2の運転状態に対応するトルク成分演算部12で計算した内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク時の電気角又は機械角を求める燃焼状態学習部13を備える。
(D) The
この構成では、電動機3の電流情報Iを用いて計算される内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピークP及びトルクピークP時の電気角又は機械角である角度θPを基に、内燃機関2の各気筒の燃焼状態を推定できる。これにより、高価な筒内圧センサの情報を用いることなく、内燃機関2の燃焼状態を推定し、内燃機関2を適切に制御することができる。したがって、燃焼変動を抑制しつつ、電源系統への安定的な電力供給が可能なシステムを安価に提供できる。 In this configuration, based on the torque peak P after each cylinder combustion of the internal combustion engine 2 calculated using the current information I of the electric motor 3 and the angle θP which is the electrical angle or mechanical angle at the torque peak P, the internal combustion engine 2 can estimate the combustion state of each cylinder. As a result, the combustion state of the internal combustion engine 2 can be estimated and the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled without using information from an expensive in-cylinder pressure sensor. Therefore, it is possible to inexpensively provide a system capable of stably supplying power to the power supply system while suppressing combustion fluctuations.
(E)燃焼状態推定部15は、内燃機関2の各気筒燃焼区間でのトルクピークPが予め設定した閾値を超えた場合、又は内燃機関2の各気筒燃焼区間でのトルクピークPから算出される燃焼異常度合が閾値を超えた場合に、内燃機関2の燃焼状態を異常と判定する。
(E) The combustion
この構成では、電動機3の電流情報Iを用いて計算されたトルク成分のトルクピークPを基に、内燃機関2の燃焼状態が異常であるかどうかを判定できる。これにより、高価な筒内圧センサの情報を用いることなく、内燃機関2を適切に制御できる。したがって、燃焼変動を抑制しつつ、電源系統への安定的な電力供給が可能なシステムを安価に提供できる。 With this configuration, it is possible to determine whether the combustion state of the internal combustion engine 2 is abnormal based on the torque peak P of the torque component calculated using the current information I of the electric motor 3 . As a result, the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled without using information from an expensive in-cylinder pressure sensor. Therefore, it is possible to inexpensively provide a system capable of stably supplying power to the power supply system while suppressing combustion fluctuations.
(F)燃焼状態推定部15は、内燃機関2の各気筒燃焼区間でのトルクピークP時の電気角又は機械角である角度θPが予め設定した閾値を超えた場合、又は内燃機関2の各気筒燃焼区間でのトルクピークP時の電気角若しくは機械角である角度θPから算出される燃焼異常度合が閾値を超えた場合に、内燃機関2の燃焼状態を異常と判定する。
(F) The combustion
この構成では、電動機3の電流情報Iを用いて計算されたトルク成分のトルクピークP時の角度θPを基に、内燃機関2の燃焼状態が異常であるかどうかを判定できる。これにより、高価な筒内圧センサの情報を用いることなく、内燃機関2を適切に制御できる。したがって、燃焼変動を抑制しつつ、電源系統への安定的な電力供給が可能なシステムを安価に提供できる。 In this configuration, it is possible to determine whether the combustion state of the internal combustion engine 2 is abnormal based on the angle θP of the torque component at the torque peak P calculated using the current information I of the electric motor 3 . As a result, the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled without using information from an expensive in-cylinder pressure sensor. Therefore, it is possible to inexpensively provide a system capable of stably supplying power to the power supply system while suppressing combustion fluctuations.
(G)燃焼状態推定部15は、内燃機関2の各気筒燃焼区間でのトルクピークPが予め設定した上限閾値を超えた場合、又は内燃機関2の各気筒燃焼区間でのトルクピークP時の電気角若しくは機械角である角度θPが予め設定した閾値より進角した場合に、内燃機関2の燃焼状態を異常と判定する。燃焼状態推定部15によって内燃機関2の燃焼状態が異常と判定された場合に、点火時期を遅くする制御、燃料噴射量を低減する制御、燃料噴射時期を遅くする制御、吸気圧力を低減する制御、吸気温度を低減する制御及び内燃機関2の壁面温度を低減する制御の内少なくとも1つの制御を実施する。
(G) The
この構成では、内燃機関2の燃焼状態が異常と判定されると、点火時期を遅くする制御、燃料噴射量を低減する制御、燃料噴射時期を遅くする制御、吸気圧力を低減する制御、吸気温度を低減する制御及び内燃機関2の壁面温度を低減する制御の内少なくとも1つの制御が実施される。これにより、内燃機関の燃焼状態が異常と判定された場合に、内燃機関の燃焼状態を正常に戻すことができる。 In this configuration, when it is determined that the combustion state of the internal combustion engine 2 is abnormal, the ignition timing is retarded, the fuel injection amount is decreased, the fuel injection timing is retarded, the intake pressure is decreased, and the intake air temperature is controlled. At least one of the control to reduce the wall surface temperature of the internal combustion engine 2 and the control to reduce the wall surface temperature of the internal combustion engine 2 is performed. As a result, when the combustion state of the internal combustion engine is determined to be abnormal, the combustion state of the internal combustion engine can be returned to normal.
(H)燃焼状態推定部15は、内燃機関2の各気筒燃焼区間でのトルクピークPが予め設定した下限閾値を超えた場合、又は内燃機関2の各気筒燃焼区間でのトルクピークP時の電気角若しくは機械角である角度θPが予め設定した閾値より遅角した場合に、内燃機関2の燃焼状態を異常と判定する。燃焼状態推定部15によって内燃機関2の燃焼状態が異常と判定された場合に、点火時期を早める制御、燃料噴射量を増大する制御、燃料噴射時期を早める制御、吸気圧力を増大する制御、吸気温度を増加する制御及び内燃機関2の壁面温度を増大する制御の少なくとも1つの制御を実施する。
(H) The combustion
この構成では、内燃機関2の燃焼状態が異常と判定されると、点火時期を早める制御、燃料噴射量を増大する制御、燃料噴射時期を早める制御、吸気圧力を増大する制御、吸気温度を増大する制御及び内燃機関2の壁面温度を増大する制御の少なくとも1つの制御が実施される。これにより、内燃機関2の燃焼状態が異常と判定された場合に、内燃機関2の燃焼状態を正常に戻すことができる。 In this configuration, when it is determined that the combustion state of the internal combustion engine 2 is abnormal, the ignition timing is advanced, the fuel injection amount is increased, the fuel injection timing is advanced, the intake pressure is increased, and the intake temperature is increased. At least one of the control to increase the wall surface temperature of the internal combustion engine 2 and the control to increase the wall surface temperature of the internal combustion engine 2 is performed. As a result, when the combustion state of the internal combustion engine 2 is determined to be abnormal, the combustion state of the internal combustion engine 2 can be returned to normal.
(I)燃焼状態学習部13は、算出したトルクピークPとトルクピークP時の電気角又は機械角である角度θPとの関係から、内燃機関2のトルクを算出する。
(I) The combustion
この構成では、電動機3の電流情報Iを用いて計算される内燃機関2のトルクを基に、内燃機関2の各気筒の燃焼状態を推定できる。これにより、高価な筒内圧センサの情報を用いることなく、内燃機関2を適切に制御できる。したがって、燃焼変動を抑制しつつ、電源系統への安定的な電力供給が可能なシステムを安価に提供できる。 In this configuration, the combustion state of each cylinder of the internal combustion engine 2 can be estimated based on the torque of the internal combustion engine 2 calculated using the electric current information I of the electric motor 3 . As a result, the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled without using information from an expensive in-cylinder pressure sensor. Therefore, it is possible to inexpensively provide a system capable of stably supplying power to the power supply system while suppressing combustion fluctuations.
(J)燃焼状態推定部15は、算出したトルクピークPとトルクピークP時の電気角又は機械角である角度θPとの関係から、内燃機関2の各気筒燃焼時の燃料噴射量と燃料中の水素含有量及び燃料に対する水素含有量の割合との内、少なくともどちらか1つを推定する。
(J) The
この構成では、電動機3の電流情報Iを用いて推定される内燃機関2の各気筒燃焼時の燃料噴射量と燃料中の水素含有量及び燃料に対する水素含有量の割合との内、少なくともどちらか1つを基に、内燃機関2の各気筒の燃焼状態を推定できる。これにより、高価な筒内圧センサの情報を用いることなく、内燃機関2を適切に制御できる。したがって、燃焼変動を抑制しつつ、電源系統への安定的な電力供給が可能なシステムを安価に提供できる。 In this configuration, at least one of the fuel injection amount during combustion of each cylinder of the internal combustion engine 2 estimated using the electric current information I of the electric motor 3, the hydrogen content in the fuel, and the ratio of the hydrogen content to the fuel Based on one, the combustion state of each cylinder of the internal combustion engine 2 can be estimated. As a result, the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled without using information from an expensive in-cylinder pressure sensor. Therefore, it is possible to inexpensively provide a system capable of stably supplying power to the power supply system while suppressing combustion fluctuations.
(K)内燃機関2を燃焼させる燃料は、レギュラーガソリン又はハイオクタンガソリン、軽油、食廃油、水素又はバイオマス燃料である。 (K) The fuel for burning the internal combustion engine 2 is regular gasoline or high-octane gasoline, light oil, waste food oil, hydrogen or biomass fuel.
この構成では、高価な筒内圧センサの情報を用いることなく、種々の燃料を用いる内燃機関2を適切に制御できる。 With this configuration, the internal combustion engine 2 that uses various fuels can be appropriately controlled without using information from an expensive in-cylinder pressure sensor.
(L)電動機3は、内燃機関2と同じ速度で回転して電磁誘導によって回生電力を生成する3相を有する交流モータである。電流情報取得部11は、電動機3と電動機3からの回生電力を供給する電源4との間を2相以上の数で電流を伝達する2以上の電線8a、8b、8cそれぞれから電流情報Iを検出する電流センサ6を有する。
(L) The electric motor 3 is a three-phase AC motor that rotates at the same speed as the internal combustion engine 2 and generates regenerative electric power by electromagnetic induction. A current
この構成では、内燃機関2から駆動を受ける電動機3から取得した電流情報Iを用いて、内燃機関2の燃焼状態を推定できる。これにより、高価な筒内圧センサの情報を用いることなく、内燃機関2の燃焼状態を推定し、内燃機関2を適切に制御することができる。したがって、燃焼変動を抑制しつつ、電源系統への安定的な電力供給が可能なシステムを安価に提供できる。 In this configuration, the combustion state of the internal combustion engine 2 can be estimated using the current information I acquired from the electric motor 3 driven by the internal combustion engine 2 . As a result, the combustion state of the internal combustion engine 2 can be estimated and the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled without using information from an expensive in-cylinder pressure sensor. Therefore, it is possible to inexpensively provide a system capable of stably supplying power to the power supply system while suppressing combustion fluctuations.
(M)内燃機関2の制御装置1は、電流情報取得部11から取得した電流情報Iから内燃機関2のトルク成分を演算するトルク成分演算部12を備える。トルク成分演算部12は、電流情報Iを内燃機関2の気筒別の角度同期電流情報に変換し、電流情報Iで得られたピーク特性を角度同期することによって、内燃機関2のトルク成分を演算する。
(M) The
この構成では、内燃機関2から駆動力を受ける電動機3から取得した電流情報Iを用いて演算された内燃機関2のトルク成分を基に、内燃機関2の燃焼状態を推定できる。 In this configuration, the combustion state of the internal combustion engine 2 can be estimated based on the torque component of the internal combustion engine 2 calculated using the current information I acquired from the electric motor 3 that receives the driving force from the internal combustion engine 2 .
(N)内燃機関2は、第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせるカムトリガ信号T1と各気筒燃焼区間を知らせるカムトリガ信号T2とを発するカムセンサ7を有する。トルク成分演算部12は、カムセンサ7の第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせる時及び各気筒燃焼区間を知らせるカムトリガ信号時に発するカムトリガ信号T1、T2と、電流情報Iから得られる交流電流値の振幅データ数をカウントして内燃機関2の各気筒の上死点を0度とした機械角を求める。
(N) The internal combustion engine 2 has a
この構成では、電動機3の電流情報Iを用いて計算される内燃機関2の機械角を基に、内燃機関2の各気筒の燃焼状態を推定できる。これにより、高価な筒内圧センサの情報を用いることなく、内燃機関2を適切に制御できる。したがって、燃焼変動を抑制しつつ、電源系統への安定的な電力供給が可能なシステムを安価に提供できる。 In this configuration, the combustion state of each cylinder of the internal combustion engine 2 can be estimated based on the mechanical angle of the internal combustion engine 2 calculated using the electric current information I of the electric motor 3 . As a result, the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled without using information from an expensive in-cylinder pressure sensor. Therefore, it is possible to inexpensively provide a system capable of stably supplying power to the power supply system while suppressing combustion fluctuations.
(O)トルク成分演算部12は、電流情報Iに基づいて、内燃機関2と回転速度が同期する電動機3の極数から電気角を求める。
(O) Based on the current information I, the
この構成では、電動機3の電流情報Iを用いて計算される内燃機関2の電気角を基に、内燃機関2の各気筒の燃焼状態を推定できる。これにより、高価な筒内圧センサの情報を用いることなく、内燃機関2を適切に制御できる。したがって、燃焼変動を抑制しつつ、電源系統への安定的な電力供給が可能なシステムを安価に提供できる。 In this configuration, the combustion state of each cylinder of the internal combustion engine 2 can be estimated based on the electrical angle of the internal combustion engine 2 calculated using the electric current information I of the electric motor 3 . As a result, the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled without using information from an expensive in-cylinder pressure sensor. Therefore, it is possible to inexpensively provide a system capable of stably supplying power to the power supply system while suppressing combustion fluctuations.
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments merely show a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the specific configurations of the above embodiments. do not have.
1…内燃機関の制御装置、2…内燃機関、3…電動機、4…電源、5…エンジンコントロールユニット、6…電流センサ、7…カムセンサ、8a、8b、8c…電線、11…電流情報取得部、12…トルク成分演算部、13…燃焼状態学習部、14…メモリ、15…燃焼状態推定部、16…表示部、17…報知部、18…制御指令部、100…エンジンシステム。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記電流情報取得部から取得した前記電流情報を基に、前記内燃機関の燃焼状態を推定する燃焼状態推定部と、
を備える
内燃機関の制御装置。 a current information acquisition unit that acquires current information of the electric motor that receives the driving force from the internal combustion engine;
a combustion state estimation unit that estimates a combustion state of the internal combustion engine based on the current information acquired from the current information acquisition unit;
A control device for an internal combustion engine.
前記電流情報取得部から取得した前記電流情報から前記内燃機関のトルク成分を演算するトルク成分演算部と、
を備える
内燃機関の制御装置。 a current information acquisition unit that acquires current information of the electric motor that receives the driving force from the internal combustion engine;
a torque component calculation unit that calculates a torque component of the internal combustion engine from the current information acquired from the current information acquisition unit;
A control device for an internal combustion engine.
前記電流情報取得部により取得された前記内燃機関における各気筒燃焼区間での前記電流情報を用いて、前記トルク成分演算部で計算した前記内燃機関のトルク成分から前記内燃機関の各気筒の燃焼状態を推定する燃焼状態推定部を備える
内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to claim 2,
The combustion state of each cylinder of the internal combustion engine from the torque component of the internal combustion engine calculated by the torque component calculation unit using the current information in each cylinder combustion section in the internal combustion engine acquired by the current information acquisition unit. A control device for an internal combustion engine, comprising a combustion state estimator that estimates the
前記内燃機関の運転状態に対応する前記電流情報を用いて、前記トルク成分演算部で計算した前記内燃機関のトルク成分から前記内燃機関の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク時の電気角又は機械角を求める燃焼状態学習部を備える
内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to claim 3,
Using the current information corresponding to the operating state of the internal combustion engine, the torque peak after combustion of each cylinder of the internal combustion engine and the electrical angle at the torque peak from the torque component of the internal combustion engine calculated by the torque component calculation unit Or an internal combustion engine control device comprising a combustion state learning section for obtaining a mechanical angle.
前記燃焼状態推定部は、前記内燃機関の各気筒燃焼区間での前記トルクピークが予め設定した閾値を超えた場合、又は前記内燃機関の各気筒燃焼区間での前記トルクピークから算出される燃焼異常度合が閾値を超えた場合に、前記内燃機関の燃焼状態を異常と判定する
内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to claim 4,
When the torque peak in each cylinder combustion section of the internal combustion engine exceeds a preset threshold value, or when the torque peak in each cylinder combustion section of the internal combustion engine exceeds a combustion abnormality calculated from the torque peak A control device for an internal combustion engine that determines that the combustion state of the internal combustion engine is abnormal when the degree exceeds a threshold.
前記燃焼状態推定部は、前記内燃機関の各気筒燃焼区間での前記トルクピーク時の電気角又は機械角が予め設定した閾値を超えた場合、又は前記内燃機関の各気筒燃焼区間での前記トルクピーク時の電気角若しくは機械角から算出される燃焼異常度合が閾値を超えた場合に、前記内燃機関の燃焼状態を異常と判定する
内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to claim 4,
The combustion state estimating unit detects when the electrical angle or mechanical angle at the torque peak in each cylinder combustion section of the internal combustion engine exceeds a preset threshold value, or when the torque in each cylinder combustion section of the internal combustion engine A control device for an internal combustion engine that determines that a combustion state of the internal combustion engine is abnormal when a degree of combustion abnormality calculated from an electrical angle or a mechanical angle at a peak exceeds a threshold.
前記燃焼状態推定部は、前記内燃機関の各気筒燃焼区間での前記トルクピークが予め設定した上限閾値を超えた場合、又は前記内燃機関の各気筒燃焼区間での前記トルクピーク時の電気角若しくは機械角が予め設定した閾値より進角した場合に、前記内燃機関の燃焼状態を異常と判定し、
前記燃焼状態推定部によって前記内燃機関の燃焼状態が異常と判定された場合に、点火時期を遅くする制御、燃料噴射量を低減する制御、燃料噴射時期を遅くする制御、吸気圧力を低減する制御、吸気温度を低減する制御及び前記内燃機関の壁面温度を低減する制御の内少なくとも1つの制御を実施する
内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to claim 4,
When the torque peak in each cylinder combustion section of the internal combustion engine exceeds a preset upper limit threshold, or when the torque peak in each cylinder combustion section of the internal combustion engine occurs, the combustion state estimator detects an electrical angle or determining that the combustion state of the internal combustion engine is abnormal when the mechanical angle advances from a preset threshold;
Control for retarding ignition timing, control for reducing fuel injection amount, control for retarding fuel injection timing, and control for reducing intake pressure when the combustion state estimator determines that the combustion state of the internal combustion engine is abnormal , a control device for an internal combustion engine that performs at least one of control for reducing an intake air temperature and control for reducing a wall surface temperature of the internal combustion engine.
前記燃焼状態推定部は、前記内燃機関の各気筒燃焼区間での前記トルクピークが予め設定した下限閾値を超えた場合、又は前記内燃機関の各気筒燃焼区間での前記トルクピーク時の電気角若しくは機械角が予め設定した閾値より遅角した場合に、前記内燃機関の燃焼状態を異常と判定し、
前記燃焼状態推定部によって前記内燃機関の燃焼状態が異常と判定された場合に、点火時期を早める制御、燃料噴射量を増大する制御、燃料噴射時期を早める制御、吸気圧力を増大する制御、吸気温度を増大する制御及び前記内燃機関の壁面温度を増大する制御の少なくとも1つの制御を実施する
内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to claim 4,
When the torque peak in each cylinder combustion section of the internal combustion engine exceeds a preset lower limit threshold, or when the torque peak in each cylinder combustion section of the internal combustion engine occurs, the combustion state estimating unit calculates an electrical angle or determining that the combustion state of the internal combustion engine is abnormal when the mechanical angle is retarded from a preset threshold;
When the combustion state estimator determines that the combustion state of the internal combustion engine is abnormal, control to advance ignition timing, control to increase fuel injection amount, control to advance fuel injection timing, control to increase intake pressure, intake air A control device for an internal combustion engine that performs at least one control of temperature increasing control and wall surface temperature increasing control of the internal combustion engine.
前記燃焼状態学習部は、算出した前記トルクピークと前記トルクピーク時の電気角又は機械角との関係から、前記内燃機関のトルクを算出する
内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to claim 4,
The combustion state learning unit calculates the torque of the internal combustion engine from a relationship between the calculated torque peak and an electrical angle or mechanical angle at the time of the torque peak. Control device for an internal combustion engine.
前記燃焼状態推定部は、算出した前記トルクピークと前記トルクピーク時の電気角又は機械角との関係から、前記内燃機関の各気筒燃焼時の燃料噴射量と燃料中の水素含有量及び燃料に対する水素含有量の割合との内、少なくともどちらか1つを推定する
内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to claim 4,
The combustion state estimator calculates the calculated torque peak and the electrical angle or mechanical angle at the time of the torque peak. A control device for an internal combustion engine for estimating at least one of hydrogen content ratio and
前記内燃機関を燃焼させる燃料は、レギュラーガソリン又はハイオクタンガソリン、軽油、食廃油、水素又はバイオマス燃料である
内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1,
A control device for an internal combustion engine, wherein the fuel for burning the internal combustion engine is regular gasoline or high-octane gasoline, light oil, food waste oil, hydrogen, or biomass fuel.
前記電動機は、前記内燃機関と同じ速度で回転して電磁誘導によって回生電力を生成する3相を有する交流モータであり、
前記電流情報取得部は、前記電動機と前記電動機により生成された回生電力が供給される電力系統との間を2相以上の数で電流を伝達する2以上の電線それぞれから前記電流情報を検出する電流センサを有する
内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1,
The electric motor is an AC motor having three phases that rotates at the same speed as the internal combustion engine and generates regenerative power by electromagnetic induction,
The current information acquisition unit detects the current information from each of two or more electric wires that transmit current in two or more phases between the electric motor and a power system supplied with the regenerated electric power generated by the electric motor. A control device for an internal combustion engine having a current sensor.
前記電流情報取得部から取得した前記電流情報から前記内燃機関のトルク成分を演算するトルク成分演算部を備え、
前記トルク成分演算部は、前記電流情報を前記内燃機関の気筒別の角度同期電流情報に変換し、前記電流情報で得られたピーク特性を角度同期することによって、前記内燃機関のトルク成分を演算する
内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to claim 12,
a torque component calculation unit that calculates a torque component of the internal combustion engine from the current information acquired from the current information acquisition unit;
The torque component calculation unit converts the current information into angle-synchronized current information for each cylinder of the internal combustion engine, and angle-synchronizes the peak characteristics obtained from the current information to calculate the torque component of the internal combustion engine. A control device for an internal combustion engine.
前記内燃機関は、第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせるカムトリガ信号と各気筒燃焼区間を知らせるカムトリガ信号とを発するカムセンサを有し、
前記トルク成分演算部は、前記カムセンサの第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせる時及び各気筒燃焼区間を知らせるカムトリガ信号時に発するカムトリガ信号と、前記電流情報から得られる交流電流値の振幅データ数をカウントして前記内燃機関の各気筒の上死点を0度とした機械角を求める
内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to claim 13,
The internal combustion engine has a cam sensor for generating a cam trigger signal indicating the beginning of a cylinder combustion interval of the first cylinder and a cam trigger signal indicating each cylinder combustion interval,
The torque component calculation unit generates a cam trigger signal for notifying the beginning of a cylinder combustion interval of the first cylinder of the cam sensor and a cam trigger signal for notifying each cylinder combustion interval, and amplitude data of an alternating current value obtained from the current information. is counted to obtain a mechanical angle with the top dead center of each cylinder of the internal combustion engine being 0 degrees.
前記トルク成分演算部は、前記電流情報に基づいて、前記内燃機関と回転速度が同期する前記電動機の極数から電気角を求める
内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to claim 13,
The torque component calculation unit obtains an electrical angle from the number of poles of the electric motor whose rotational speed is synchronized with that of the internal combustion engine, based on the current information. Control device for an internal combustion engine.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021193776A JP2023080441A (en) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | Control device for internal combustion engine |
PCT/JP2022/038344 WO2023100497A1 (en) | 2021-11-30 | 2022-10-14 | Internal combustion engine control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021193776A JP2023080441A (en) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | Control device for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023080441A true JP2023080441A (en) | 2023-06-09 |
Family
ID=86611981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021193776A Pending JP2023080441A (en) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | Control device for internal combustion engine |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023080441A (en) |
WO (1) | WO2023100497A1 (en) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH102249A (en) * | 1996-06-18 | 1998-01-06 | Tokyo Gas Co Ltd | Method and device for avoiding knocking |
JP3191705B2 (en) * | 1996-11-15 | 2001-07-23 | トヨタ自動車株式会社 | Drive unit and power output unit |
JP2001041097A (en) * | 1999-08-02 | 2001-02-13 | Mazda Motor Corp | Trouble shooting device for hybrid vehicle and control device thereof |
JP2009214704A (en) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Nissan Motor Co Ltd | Start control device for engine |
US8626371B2 (en) * | 2011-09-15 | 2014-01-07 | General Electric Company | Systems and methods for diagnosing auxiliary equipment associated with an engine |
JP2015075075A (en) * | 2013-10-11 | 2015-04-20 | 株式会社神戸製鋼所 | Power generating device |
JP2015093536A (en) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | スズキ株式会社 | Drive control device |
JP2019002307A (en) * | 2017-06-14 | 2019-01-10 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Vehicle control device |
-
2021
- 2021-11-30 JP JP2021193776A patent/JP2023080441A/en active Pending
-
2022
- 2022-10-14 WO PCT/JP2022/038344 patent/WO2023100497A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023100497A1 (en) | 2023-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101886580B (en) | Method and system for generating a diagnostic signal of an engine component using an in-cylinder pressure sensor | |
KR102038897B1 (en) | Method for detecting a stable combustion | |
CN103827468A (en) | Systems and methods for diagnosing an engine | |
CN110546057A (en) | Method for protecting a dual mass flywheel by detecting the dual mass flywheel entering resonance while the engine is running | |
US10619585B2 (en) | Method for controlling starting of vehicle upon failure of camshaft position sensor | |
US9212602B2 (en) | Electric motor control apparatus and electric supercharging apparatus using electric motor control apparatus | |
KR101063225B1 (en) | Torque monitoring method of hybrid vehicle | |
US10273929B2 (en) | Ignition timing control apparatus for internal combustion engine | |
JP4031428B2 (en) | Ignition control device for internal combustion engine | |
JPH09506954A (en) | Function monitoring method for misfire identification in internal combustion engines | |
WO2023100497A1 (en) | Internal combustion engine control device | |
JP5314464B2 (en) | Engine misfire determination system and method | |
KR101047636B1 (en) | System and method for reducing engine start time | |
WO2023228679A1 (en) | Control device for internal combustion engine | |
US11674492B2 (en) | Control of engine-integrated electric machine | |
JP5550770B1 (en) | Vehicle electronic control device and vehicle electronic control method | |
WO2024034223A1 (en) | Diagnosis device and diagnosis method for internal combustion engine | |
JP4736983B2 (en) | Supercharger protection device | |
JP2014231758A (en) | Combustion state diagnostic device | |
JP5986063B2 (en) | General-purpose engine ignition control device | |
WO2022153598A1 (en) | Crank angle sensor control device and internal combustion engine control device | |
KR100405721B1 (en) | Misfire detection controlling method of hybrid electronic vehicle | |
JP2010209703A (en) | Torque estimation device of internal combustion engine | |
JP6234737B2 (en) | Vehicle control device | |
JP2023157535A (en) | Vehicle control device |