JP6199427B2 - 内燃機関のための動作イベントの制御 - Google Patents

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Description

本発明は、多気筒内燃機関の各回転中、時間で変動する制御パラメータに応答して、多気筒内燃機関の各シリンダに関する各燃焼サイクルまたはいくつかの燃焼サイクル中の、能動部材の動作イベントの実行を制御するための方法および/またはシステムに関する。
多気筒内燃機関における各シリンダの各燃焼サイクル中の能動部材の動作イベントの実行の正確なタイミングおよび制御は、非常に重要であり、ピストン位置に直接結合されるクランク軸の瞬時角度位置の更新された正確な情報に依存する。各燃焼サイクル中に時間通りに制御されるべき動作イベントは、例えば、燃料噴射の瞬間、点火の瞬間、および入口弁および排気弁の作動の瞬間、ならびにシリンダへの潤滑剤および圧縮空気の供給を含む。
本発明が関連するこの種の制御方法およびシステムは、例えば、制御パラメータの値を捕捉し、捕捉された値を通信ネットワーク上で送信し、捕捉された値をネットワークにおける転送時間を決定することによって生成される補償係数で補償する制御システムを開示する、本出願人に属する日本国特許第5143939号(B2)から、当分野においてよく知られている。転送時間は、値の捕捉の時間と制御ユニットにおける受信の時間との差を見出すことにより決定される。
しかしながら、制御ユニットにおける受信の時間を決定することは複雑であり、それは付加的な専用のハードウェアを必要とする。
さらに、付加的な専用のハードウェアは、システムにおける機能不全のリスクを増大させる。
したがって、多気筒内燃機関の各シリンダにおける各燃焼サイクル中の動作イベントを制御するための、より単純でより頑強な方法および/またはシステムを提供することは、依然として課題である。
第1の態様によれば、本発明は、多気筒内燃機関の各回転中、時間で変動する制御パラメータに応答して、多気筒内燃機関の各シリンダに関する各燃焼サイクル中の、能動部材の動作イベントの実行を制御するための方法であって、
第1のセンサユニットによって各燃焼サイクル中に第1の離散的段階において制御パラメータの第1の瞬時値を捕捉するステップであって、前記第1のセンサユニットは内部クロックを有するステップと、
前記第1の離散的段階において前記制御パラメータの前記捕捉された第1の瞬時値および前記第1のセンサユニットの前記内部クロックの値を示すデータを備える第1のデータパッケージを生成して、時間/パラメータ空間における第1の点をもたらすステップと、 第1の制御ユニットに対して通信ネットワーク上で前記第1のデータパッケージを送信するステップであって、前記第1の制御ユニットは前記第1のセンサユニットの内部クロックと同期される内部クロックを有するステップと、
前記第1の制御ユニットにおいて前記制御パラメータの時間的な変化率の第1の推定値を取得するステップと、
を備え、
前記第1の制御ユニットにおいて、
第1の選択された離散的段階における前記制御パラメータの値であって、前記第1の選択された離散的段階は、前記第1の制御ユニットにおける前記第1のデータパッケージの受信の時間に直接依存することなく、処理時の第1の制御ユニットの内部クロックの値に依存して選択される、前記制御パラメータの値、または
前記制御パラメータの値が所定の目標値に到達したときの第1の制御ユニットの内部クロックの値、
のいずれかを推定するステップ、をさらに備え、
前記第1の選択された離散的段階における前記制御パラメータの値または第1の制御ユニットの内部クロックの値は、取得された前記制御パラメータの時間的な変化率の第1の推定値を用いて、時間/パラメータ空間における前記第1の点を直接外挿することによって推定され、動作イベントは、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値に到達したもしくはこれを超過した、または第1の制御ユニットの内部クロックが推定された値に到達したもしくはこれを超過したと推定されたときに開始される、方法に関する。
したがって、それによって内燃機関における動作イベントが、決定論的通信ネットワークまたは第1の制御ユニットにおける受信の時間を検出するための手段を必要とせずに、制御され得る方法が提供される。
処理ユニットにおける受信の時間と処理の時間との間の可変タイムラグは本方法の精度に影響を及ぼさないので、本方法は、さらに、制御ユニットとして非決定論的処理ユニットの使用を可能にする。
これによって、単一の処理ユニットを使用して複数のタスクを実施することが可能になり、例えば、第1の制御ユニットは、内燃機関における全てのシリンダの動作イベントを制御するように構成された単一の処理ユニットを備えていてもよい。
通信ネットワークは、非決定論的通信ネットワーク、すなわちイーサネット(登録商標)に基づくネットワークなど、ネットワークにおける転送時間が確率論的である通信ネットワークであってもよい。
非決定論的通信ネットワークの使用は、標準部品が使用されることを可能にし、さらに、ネットワークにおける全ての点の間の専用接続は必要でないので、すなわち、ネットワークスイッチが使用されてもよく、設置費を下げる。第1のセンサユニットのクロックおよび第1の制御ユニットのクロックは、日本国特許第5143939号(B2)における図2に関連して開示される方法、または他の方法、例えばIEEE1588を使用して同期させられてもよい。
線形または非線形モデルのような任意の種類の外挿法が使用されてもよい。
いくつかの実施形態において、第1のデータパッケージは、それによって受信の時間が決定されない方法で、第1の制御ユニットに受信される。
第1の制御ユニットは、非決定論的処理時間を有していてもよく、すなわち、第1のデータパッケージの受信の時間と第1のデータパッケージにおけるデータの処理の時間との間の処理ユニットのタイムラグは、非決定論的であってもよく、すなわち、第1の処理ユニットは、可変長さを備えるキューを備えていてもよい。
第1の制御ユニットは、単一の処理ユニットを備えていてもよい。代替的に、第1の制御ユニットは、複数の処理ユニットを備えていてもよく、例えば、分散中央処理ユニットは、中央処理ユニットに対して伝達的に結合されて各シリンダの近くに提供されていてもよく、分散中央処理ユニットの内部クロックは中央処理ユニットの内部クロックと同期される。
時間的な変化率の第1の推定値は、第1のセンサユニットによって取得され、第1のデータパッケージにおける第1の制御ユニットに送信されてもよい。代替的に/付加的に、時間的な変化率の第1の推定値は、第1の制御ユニットによって、例えば、時間/パラメータ空間における2点以上を処理することによって、取得されてもよい。
第1のデータパッケージは、第1のセンサユニットによって生成されてもよい。
好ましい実施形態において、制御パラメータの瞬時値は、前記シリンダのそれぞれのピストン部材と接続されたエンジンクランク軸の瞬時位置を備える。
したがって、動作イベントの実行は、燃焼サイクルにおける特定の有利な点で、大変正確に開始され得る。
所定の目標値は、エンジンクランク軸の所定の位置であってもよい。第1の制御ユニットが動作イベントを開始する段階と能動部材が動作イベントを実施する実際の段階との間の制御時間的ラグが典型的には存在する。したがって、所定の目標値は、この制御時間的ラグを考慮に入れるように選択されてもよい。典型的には、制御時間的ラグはエンジンの速度と少なくとも部分的に無相関であるので、所定の目標値はエンジン速度に依存して選択されてもよく、例えば、高いエンジン速度において、所定の目標値は、低いエンジン速度における所定の目標値と比べてわずかに小さくてもよい(制御時間的ラグは、低いエンジン速度と比べて高いエンジン速度において、クランク軸のさらなる回転をもたらす。)
いくつかの実施形態において、方法は、
前記第1のセンサユニットによって各燃焼サイクル中に第2の離散的段階において制御パラメータの第2の瞬時値を捕捉するステップであって、前記第2の離散的段階は前記第1の離散的段階の後である、捕捉するステップと、
前記第2の離散的段階における前記制御パラメータの前記捕捉された第2の瞬時値および前記第1のセンサユニットの前記内部クロックの値を示すデータを備える第2のデータパッケージを生成し、時間/パラメータ空間における第2の点をもたらすステップと、
前記第1の制御ユニットに対して通信ネットワーク上で前記第2のデータパッケージを送信するステップと、
をさらに備え、
第2のデータパッケージが、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値に到達したまたは前記第1の制御ユニットの内部クロックが前記推定された値に到達したと推定された後に、特定の燃焼サイクルに関して処理される場合、動作イベントは第2のデータパッケージ内のデータを使用せずに制御され、
第2のデータパッケージが、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値に到達したまたは前記第1の制御ユニットの内部クロックが前記推定された値に到達したと推定される前に前記特定の燃焼サイクルに関して処理される場合、動作イベントは、第2のデータパッケージ内のデータを使用して制御される。
したがって、たとえ前記第2のデータパッケージが失われまたは前記第1の制御ユニットに遅れて到達しても、前記動作イベントは制御され得る。
これによって、動作イベントは、高精度と高信頼性の両方を備えて制御されることができ、すなわち、第1のデータパッケージは高信頼性を提供し、第2のデータパッケージは高精度を提供する。
さらに、動作イベントは、たとえ第1のデータパッケージまたは第2のデータパッケージが損傷を受けても、制御され得る。
動作イベントは、第2のデータパッケージ内のデータを使用して、第1のデータパッケージにおけるデータが処理されるのに相当する方法で、すなわち時間/パラメータ空間における第2の点を外挿することによって、第2のデータパッケージ内のデータを処理することによって、制御されてもよい。時間/パラメータ空間における第2の点は、時間的な変化率の第1の推定値または時間的な変化率の第2の推定値を用いて外挿されてもよい。
時間的な変化率の第2の推定値は、以下の等式を使用して取得されてもよい。
pt2=Δp/Δt
pt2は、時間的な変化率の第2の推定値であり、Δpは、第1の離散的段階と第2の離散的段階における制御パラメータの値の差であり、Δtは、第1の離散的段階と第2の離散的段階との間の時間である。
いくつかの実施形態において、制御パラメータの前記第2の瞬時値は、動作イベントの実行が開始される前に、99.9%、99.5%、99%、または95%未満の時間、第1の処理ユニットが第2のデータパッケージを処理する時間がある方法で、捕捉される。
これは所定の目標値に非常に近い第2の瞬時値を捕捉することによってなされ得、すなわち、第2の瞬時値はあらかじめ定められていてもよく、第2の離散的段階は燃焼サイクル間で可変であってもよい。
いくつかの実施形態において、制御パラメータの前記第1の瞬時値は、制御パラメータが所定の目標値に到達する前に、少なくとも99.9%、99.5%、または99%の時間、第1の処理ユニットが第1のデータパッケージを処理する時間がある方法で、捕捉される。
これは、所定の目標値まで距離を大きく空けて第1の瞬時値を捕捉することによってなされてもよく、すなわち、第1の瞬時値はあらかじめ定められていてもよく、第1の離散的段階は燃焼サイクル間で可変であってもよい。
いくつかの実施形態において、本方法は、
前記燃焼サイクルにおいて前記動作のイベントが開始された後に、前記第1のセンサユニットによって、燃焼サイクル中に、特定の段階において、制御パラメータの検証値を捕捉するステップと、
前記特定の段階における前記検証値および前記第1のセンサユニットの前記内部クロックの値を備える第1の検証データパッケージを生成して、時間/パラメータ空間における検証点をもたらすステップと、
前記第1の制御ユニットに対して前記通信ネットワーク上で前記検証データパッケージを送信するステップと、
前記第1の制御ユニットにおいて、時間/パラメータ空間における前記第1の点および/または第2の点と検証点との間で内挿することによって前記制御パラメータの値が前記所定の目標値に到達した場合に、離散的段階の検証推定値を推定するステップと、
をさらに備え、
前記検証推定値と動作イベントを開始するために使用される推定値との差を決定するステップであって、決定された差は、後続の燃焼サイクルにおいて、前記動作のイベントの制御に使用されるための補正係数を生成するために使用される。
したがって、典型的にはエラーは再現性を有するので、方法の精度は経時で向上され得る。これによって、システムはさらに新たなエラー源に適応して、システムをより頑強にすることができる。これは、特に、方法が船の内燃機関において使用されるとき、エンジンは一度に連続的に何日間や何週間も動作する必要があり得るので、重要である。
いくつかの実施形態において、本方法は、
燃焼サイクル中に、前記能動部材に位置付けられた能動部材センサユニットによって前記能動部材が前記動作イベントを実施する離散的段階を測定するステップであって、前記能動部材センサユニットは、前記第1の制御ユニットの内部クロックと同期される内部クロックを有する、測定するステップと、
測定された離散的段階を備える第2の検証データパッケージを生成するステップと、
通信ネットワーク上で前記第1の制御ユニットに対して前記第2の検証データパッケージを送信するステップであって、前記第1の制御ユニットは、前記第2の検証データパッケージを処理することによって、後続の燃焼サイクルにおいて使用するための補正係数を生成する、送信するステップと、
をさらに備える。
したがって、本方法の精度はさらに向上され得る。これによって、本方法はさらに、少なくとも部分的に自己校正性であり得、それによって、設置費は低減されてもよい。
いくつかの実施形態において、前記第1の制御ユニットは、第1の制御ユニットによる動作イベントの開始から前記能動部材によって動作イベントが実際に実施されるまでの制御時間的ラグを推定することによって、前記補正係数を生成する。
補正係数は、後続の燃焼サイクルに関する制御パラメータの所定の目標値を修正するために使用されてもよく、例えば、もし制御時間的ラグが増大したなら所定の目標値は低減され、もし制御時間的ラグが減少したなら所定の目標値は増加される。
いくつかの実施形態において、所定の目標値は、エンジンの速度と制御時間的ラグの推定値の両方に依存して選択される。
いくつかの実施形態において、冗長の第2のセンサユニットは、前記制御パラメータの値を付加的に捕捉し、制御ユニットに前記値を送信する。
冗長の第2のセンサユニットは、通信ネットワークを介して冗長の第2の制御ユニットと交信でき、冗長の第2のセンサユニットおよび冗長の第2の制御ユニットは、第1のセンサユニットおよび第1の制御ユニットに相当する動作を実施し、これによって完全な冗長性が提供される。
したがって、たとえ制御ユニットおよび/またはセンサユニットのうちの1つが機能不全となっても動作イベントは制御され得るので、より頑強な方法が提供される。
いくつかの実施形態において、各燃焼サイクルに関して捕捉された制御パラメータの値の数は、燃焼サイクルの長さに依存して選択される。
各燃焼サイクルに関して捕捉された制御パラメータの値の数は、燃焼サイクルが短いときと比べて燃焼サイクルが長いときに多くなり得る。
したがって、動作イベントは、高いモータ速度でも、第1の制御ユニットの処理能力に過負荷を掛けることなく、制御され得る。
第2の態様によれば、本発明は、多気筒内燃機関の各回転中、時間で変動する制御パラメータに応答して、多気筒内燃機関の各シリンダに関する各燃焼サイクルまたはいくつかの燃焼サイクル中に、能動部材の動作イベントの実行を制御するためのシステムに関し、
前記システムは、
内部クロックを有する第1のセンサユニットであって、前記第1のセンサユニットは、各燃焼サイクル中に第1の離散的段階において制御パラメータの第1の瞬時値を捕捉し、前記第1の離散的段階において、前記制御パラメータの前記捕捉された第1の瞬時値および前記第1のセンサユニットの前記内部クロックの値を備える第1のデータパッケージを生成して、時間/パラメータ空間における第1の点をもたらすように構成されている、第1のセンサユニットと、
前記第1のセンサユニットの内部クロックと同期されるように構成された内部クロックを有する第1の制御ユニットであって、前記第1の制御ユニットは、通信ネットワークを介して前記第1のセンサユニットに接続され、前記離散パラメータの時間的な変化率の第1の推定値を取得するように構成されており、前記第1のセンサユニットは、前記第1の制御ユニットに対して前記通信ネットワークを介して前記第1のデータパッケージを送信するように構成されている、第1の制御ユニットと、
を備え、
前記第1の制御ユニットは、さらに、前記第1のデータパッケージを受信したことに応答して、
第1の選択された離散的段階における前記制御パラメータの値であって、前記第1の選択された離散的段階は、前記第1の制御ユニットにおける前記第1のデータパッケージの受信の時間に直接依存することなく、処理の時間における第1の制御ユニットの内部クロックの値に依存して選択される、前記制御パラメータの値、または、
前記制御パラメータの値が所定の目標値に到達したときの、第1の制御ユニットの内部クロックの値、
のいずれかを推定するように構成されており、
前記第1の選択された離散的段階における前記制御パラメータの値または第1の制御ユニットの内部クロックの値は、取得された前記制御パラメータの時間的な変化率の第1の推定値を用いて、時間/パラメータ空間における前記第1の点において直接外挿することによって推定され、第1の制御ユニットは、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値に到達したもしくはこれを超過したこと、または第1の制御ユニットの内部クロックが推定された値に到達したことまたはこれを超過したことを第1の制御ユニットが推定したときに、動作イベントを開始するように構成されている。
したがって、決定論的通信ネットワークまたは第1の制御ユニットにおける受信の時間を検出するための手段を必要とせずに、内燃機関における動作イベントを制御可能な簡単なシステムが提供される。
好ましい実施形態において、制御パラメータの瞬時値は、前記シリンダのそれぞれのピストン部材と接続されたエンジンクランク軸の瞬時位置を備える。
いくつかの実施形態において、第1のセンサユニットは、さらに、各燃焼サイクル中に、第2の離散的段階における制御パラメータの第2の瞬時値を捕捉し、前記第2の離散的段階は、前記第1の離散的段階の後であり、前記第2の離散的段階において、前記制御パラメータの前記捕捉された第2の瞬時値および前記第1のセンサユニットの前記内部クロックの値を備える第2のデータパッケージを生成して、時間/パラメータ空間における第2の点をもたらし、前記第1の制御ユニットに対して通信ネットワーク上で前記第2のデータパッケージを送信するように構成されており、
前記第1の制御ユニットは、
前記制御パラメータの値が前記所定の目標値に到達したまたは前記第1の制御ユニットの内部クロックが前記推定された値に到達したと推定された後に、特定の燃焼サイクルに関して第2のデータパッケージが処理される場合、第2のデータパッケージ内のデータを使用せずに動作イベントの実行を制御し、
前記制御パラメータの値が前記所定の目標値に到達したまたは前記第1の制御ユニットの内部クロックが前記推定された値に到達したと推定される前に、前記特定の燃焼サイクルに関して第2のデータパッケージが処理される場合、第2のデータパッケージ内のデータを使用して、動作イベントの実行を制御するように構成されている。
いくつかの実施形態において、前記第1のセンサユニットは、さらに、前記燃焼サイクルにおいて前記動作のイベントが開始された後に、燃焼サイクル中に、特定の段階において、制御パラメータの検証値を捕捉し、前記特定の段階における前記検証値および前記第1のセンサユニットの前記内部クロックの値を備える第1の検証データパッケージを生成して、時間/パラメータ空間における検証点をもたらし、前記第1の制御ユニットに対して前記通信ネットワーク上で前記第1の検証データパッケージを送信するように構成されており、
前記第1の制御ユニットは、時間/パラメータ空間における前記第1の点および/または第2の点と検証点との間で内挿することによって前記制御パラメータの値が前記所定の目標値に到達した場合に、離散的段階の検証推定値を推定し、前記検証推定値と動作イベントを開始するために使用される推定値との差をさらに決定するように構成されており、決定された差は、後続の燃焼サイクルにおける前記動作のイベントの制御に使用するための補正係数を生成するために使用される。
いくつかの実施形態において、前記システムは、前記第1の制御ユニットの内部クロックと同期されるように構成された内部クロックを有する能動部材センサをさらに備え、前記能動部材センサは、前記通信ネットワークを介して前記第1の制御ユニットに接続されており、
前記能動部材センサは、燃焼サイクル中に前記能動部材が前記動作イベントを実施する離散的段階を測定し、測定された離散的段階を備える第2の検証データパッケージを生成し、前記第1の制御ユニットに対して前記第2の検証データパッケージを送信するように構成されており、
前記第1の制御ユニットは、さらに、後続の燃焼サイクルにおいて前記動作のイベントの制御に使用するための前記第2の検証データパッケージを処理することによって補正係数を生成するように構成されている。
いくつかの実施形態において、前記第1の制御ユニットは、第1の制御ユニットによる動作イベントの開始から前記能動部材によって動作イベントが実際に実施されるまでのタイムラグを推定することによって前記補正係数を生成するように構成されている。
本発明のさまざまな態様は、上述および下述されるような、動作イベントを制御するための方法としておよび動作イベントを制御するためのシステムとして含むさまざまな方法で実現され得、それぞれが、上述の少なくとも1つの態様と関連して記載される1つまたは複数の利益および利点を生み出し、それぞれ上述のおよび/または従属項に記載された少なくとも1つの態様に関連して記載された好ましい実施形態に相当する1つまたは複数の好ましい実施形態を有する。さらに、本明細書中に記載される態様のうちの1つと関連して記載される実施形態は、他の態様に同様に適用し得ることは明らかであろう。
本発明の上記のおよび/または付加的な目的、特徴、および利点は、添付の図面を参照して、本発明の実施形態の以下の例示的および非限定的な詳細な説明によって、より明確にされるであろう。
本発明の実施形態による、方法の、および多気筒内燃機関の各シリンダに関する各燃焼サイクル中の能動部材の動作イベントの実行を制御するための、フローチャートを示す図。 本発明の実施形態による、制御ユニットが、制御パラメータの値が所定の目標値に到達したときに、第1の制御ユニットの内部クロックの値を推定するために、第1のデータパッケージからのデータをどのように使用し得るかを示す図。 本発明の実施形態による、制御ユニットが第1の選択された離散的段階において制御パラメータの値をどのように推定し得るかを示す図であり、第1の選択された離散的段階は、第1の制御ユニットにおける第1のデータパッケージの受信の時間に直接依存することなく、処理の時間における第1の制御ユニットの内部クロックの値に依存して選択される。 本発明の実施形態による2つのデータパッケージからのデータを制御ユニットがどのように利用し得るかを示す図。 本発明の実施形態による2つのデータパッケージからのデータを制御ユニットがどのように利用し得るかを示す図。 本発明の実施形態による能動部材の動作イベントの実行を制御するために、第1の制御ユニットが、複数のデータパッケージからのデータをどのように使用し得るかを示すフロー図。 本発明の実施形態による精度を向上させるために、検証データパッケージからのデータがどのように使用され得るかを示す図。 本発明の実施形態による制御システムを備える内燃機関の概略図。 本発明の実施形態による制御システムを備える内燃機関の概略図。 本発明の実施形態による制御システムを備える内燃機関の概略図。
以下の説明において、本発明がどのように実施され得るかを例示目的で示す添付の図面を参照する。
図1は、本発明の実施形態による、多気筒内燃機関の各シリンダに関する各燃焼サイクル中に能動部材の動作イベントの実行を制御するための方法のフローチャート100を示す。第1のステップ101において、第1の離散的段階における制御パラメータの第1の瞬時値は、第1のセンサユニットによって捕捉される。次に、ステップ102において、第1の離散的段階における制御パラメータの捕捉された第1の値および第1のセンサユニットの内部クロックの値を示すデータを備える第1のデータパッケージが生成されて、時間/パラメータ空間における第1の点がもたらされる。第1のデータパッケージは、次いで、ステップ103において、第1の制御ユニットに対して通信ネットワーク上で送信され、第1の制御ユニットは、第1のセンサユニットの内部クロックと同期される内部クロックを有する。第1の制御ユニットは、次いで、ステップ104において、制御パラメータの時間的な変化率の第1の推定値を取得する。
次に、ステップ105において、第1の制御ユニットは、第1の選択された離散的段階における制御パラメータの値であって、第1の選択された離散的段階は第1の制御ユニットにおける第1のデータパッケージの受信の時間に直接依存することなく処理の時間における第1の制御ユニットの内部クロックの値に依存して選択される、制御パラメータの値(図3に関連して説明される)、または、前記制御パラメータの値が所定の目標値に到達したときの第1の制御ユニットの内部クロックの値(図2に関連して説明される)のいずれかを推定する。
最後に、ステップ106において、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値に到達したまたは第1の制御ユニットの内部クロックが推定された値に到達したと推定されたときに、動作イベントが開始される。
前述のように、図2は、制御パラメータの値が所定の目標値204に到達したときに、第1の制御ユニットの内部クロックの値を推定するために、第1の制御ユニットが第1のデータパッケージからのデータをどのように使用し得るかを示す。時間を表す第1の軸201および制御パラメータの値を表す第2の軸202を備える時間/パラメータ空間200が示される。点p1は、時間/パラメータ空間における第1の点を表す。したがって、209は、第1の離散的段階における制御パラメータの捕捉された第1の瞬時値を表し、208は、第1の離散的段階における第1のセンサユニット(および第1の制御ユニット)の内部クロックの値を表す。制御パラメータの値が所定の目標値204に到達する第1の制御ユニットの内部クロックの値t1を推定するために、第1の制御ユニットは、第一に、制御パラメータの変化率の取得された第1の推定値を用いて点p1を外挿し、それによって線203を生成し、第二に、外挿された線203と所定の目標値を表す線204との交点を決定する。第1の制御ユニットの内部クロックは第1のセンサユニットの内部クロックと同期されるので、第1の制御ユニットは、その内部クロックがt1に到達するのを単に待機すればよく、次いで動作イベントを開始する。したがって、通信ネットワークにおける第1のデータパッケージの正確な転送時間は、本方法の精度に影響しない。唯一の条件は、第1のデータパッケージは、第1の制御ユニットの内部クロックがt1に到達する前に、第1の制御ユニットによって処理されなければならないことである。これによって、通信ネットワークにおける転送の時間を決定する必要なしに、非決定論的通信ネットワークを使用することができる。
前述のように、図3は、第1の選択された離散的段階における制御パラメータの値であって、第1の選択された離散的段階は第1の制御ユニットにおける第1のデータパッケージの受信の時間に直接依存することなく処理の時間における第1の制御ユニットの内部クロックの値に依存して選択される、制御パラメータの値を、第1の制御ユニットがどのように推定し得るかを示す。この取り組みにおいて、第1の制御ユニットは、現在の制御パラメータの値の推定値を常に保持し、データパッケージを受信したときに推定値をアップデートする。時間を表す第1の軸301および制御パラメータの値を表す第2の軸302を備える時間/パラメータ空間300が示される。点p1は、時間/パラメータ空間における第1の点を表す。したがって、309は、第1の離散的段階における制御パラメータの捕捉された第1の瞬時値を表し、308は、第1の離散的段階における第1のセンサユニット(および第1の制御ユニット)の内部クロックの値を表す。線部分306は、第1のデータパッケージが処理される前に、制御パラメータの値の第1の制御ユニットによって作られた推定値を示す。t_procにおいて、第1の制御ユニットは、制御パラメータの変化率の取得された第1の推定値を用いてp1を外挿することによって、第1のデータパッケージを処理し、現在の制御パラメータの値の推定値は、t_procにおいて外挿された線を評価することによって更新される。線部分307は、第1のデータパッケージが処理された後に、制御パラメータの値の第1の制御ユニットによって作られた推定値を示す。制御パラメータの値は所定の目標値304に到達したと第1の制御ユニットが推定したときに、動作イベントは開始される。第1の離散的段階308とt_procとの間の時間的な差330は、通信ネットワークにおける第1のデータパッケージの転送時間および第1の制御ユニットにおけるキューの組み合わせであり、その両方は確率論的であってもよい。
図4および図5は、本発明の実施形態による複数のデータパッケージからのデータを用いて動作イベントの実行がどのように制御され得るかを示す。
図4は、制御パラメータの値が所定の目標値404に到達したときに、第1の制御ユニットの内部クロックの値を推定するために、2つのデータパッケージからのデータがどのように使用され得るかを示す。時間を表す第1の軸401および制御パラメータの値を表す第2の軸402を備える時間/パラメータ空間400が示される。点p1は、第1のデータパッケージ内のデータ由来の時間/パラメータ空間における第1の点を表し、409は、第1の離散的段階における制御パラメータの捕捉された第1の瞬時値を表し、408は、第1の離散的段階における第1のセンサユニット(および第1の制御ユニット)の内部クロックの値を表す。制御パラメータの値が所定の目標値404に到達する第1の制御ユニットの内部クロックの値の第1の推定値t1を作るために、第1の制御ユニットは、第一に、制御パラメータの変化率の取得された第1の推定値を用いて点p1を外挿し、それによって線403を生成し、第二に、外挿された線403と所定の目標値を表す線404との交点を決定する。方法の精度を向上させるために、第2のデータパッケージからのデータが付加的に使用される。点p2は、第2のデータパッケージ中のデータ由来の時間/パラメータ空間における第2の点を表し、411は、第2の離散的段階における捕捉された制御パラメータの第2の瞬時値を表し、412は、第2の離散的段階における第1のセンサユニット(および第1の制御ユニット)の内部クロックの値を表す。外挿された線403が制御パラメータを正しく表す場合、点p2は403上に置かれるであろう。しかしながら、多様なエラー源のために、p2は、典型的にはわずかにオフセットしている。
制御パラメータの値が所定の目標値404に到達する第1の制御ユニットの内部クロックの値の第2の推定値t2を作るために、第1の制御ユニットは第一に、制御パラメータの変化率の取得された第2の推定値を用いて点p2を外挿し、それによって線405を生成し、第二に、外挿された線405と所定の目標値を表す線404との交点を決定する。
第1の制御ユニットの内部クロックは第1のセンサユニットの内部クロックと同期されるので、第1の制御ユニットは、内部クロックがt2に到達するまで単に待機すればよく、次いで動作イベントを開始する。
第2のデータパッケージは、所定の目標値404に近い制御パラメータに関連する情報を備え、t2はt1よりも正確な推定値である。
2つを超えるデータパッケージからの情報、例えば、少なくとも3つ、4つ、または5つのデータパッケージからの情報が使用されてもよいことに注目されたい。
図5は、第1の選択された離散的段階および第2の選択された離散的段階における制御パラメータの値を推定するために、2つのデータパッケージからのデータがどのように使用され得るかを示し、第1および第2の選択された離散的段階は、第1の制御ユニットにおける2つのデータパッケージの受信の時間に直接依存することなく、2つのデータパッケージを処理する時間における第1の制御ユニットの内部クロックの値に依存して選択される。この取り組みにおいて、第1の制御ユニットは、現在の制御パラメータの値の推定値を常に保持し、データパッケージが処理されるときに推定値をアップデートする。時間を表す第1の軸501および制御パラメータの値を表す第2の軸502を備える時間/パラメータ空間500が示される。点p1は、第1のデータパッケージに由来する時間/パラメータ空間における第1の点を表し、509は、第1の離散的段階における制御パラメータの捕捉された第1の瞬時値を表し、508は、第1の離散的段階における第1のセンサユニット(および第1の制御ユニット)の内部クロックの値を表す。線部分506は、第1のデータパッケージが処理される前に、制御パラメータの値の第1の制御ユニットによって作られた推定値を示す。t_procにおいて、第1の制御ユニットは、制御パラメータの変化率の取得された第1の推定値を用いてp1を外挿することによって第1のデータパッケージを処理し、現在の制御パラメータの値の推定値は、t_procにおいて外挿された線を評価することによって更新される。精度を向上させるために、第2のデータパッケージからのデータは第1の制御ユニットによってさらに処理される。点p2は、第2のデータパッケージに由来する時間/パラメータ空間における第2の点を表し、511は、第2の離散的段階における制御パラメータの捕捉された第2の瞬時値を表し、512は、第2の離散的段階における第1のセンサユニット(および第1の制御ユニット)の内部クロックの値を示す。t_proc2において、第1の制御ユニットは、制御パラメータの変化率の取得された第2の推定値を用いてp2を外挿することによって第2のデータパッケージを処理し、現在の制御パラメータの値の推定値は、t_proc2において外挿された線を評価することによって更新される。線部分507は、t_procとt_proc2との間の期間において、制御パラメータの値の第1の制御ユニットによって作られた推定値を示し、線部分505は、第2のデータパッケージが処理された後に、制御パラメータの値の第1の制御ユニットによって作られた推定値を示す。第1の制御ユニットが制御パラメータの値は所定の目標値504に到達したと推定したときに、動作イベントは開始される。
図6は、本発明の実施形態による、能動部材の動作イベントの実行を制御するために、第1の制御ユニットが複数のデータパッケージからのデータをどのように使用し得るかを例示するフローチャートを示す。第1のステップ601において、第1の制御ユニットは、その内部クロックtが、以前に決定された、第1の制御ユニットが制御パラメータは所定の目標値に到達したと推定する値Tに到達したまたはこれを超過したかどうかを決定する。内部クロックtが決定された値Tに到達していた場合、動作イベントはステップ602において開始される。代替的に、第1の制御ユニットは、ステップ603において、新しいデータパッケージが受信されたかどうかを決定する。
新しいデータパッケージが受信された場合、第1の制御ユニットは、ステップ604において、第1の制御パラメータの時間的な変化率の推定値を取得する。時間的な変化率の取得された推定値、およびデータパッケージ内のデータ(時間/パラメータ空間における点)を用いて、第1の制御ユニットは、ステップ605において、図2および/または図4に関連して説明したように、制御パラメータの値が所定の目標値に到達したときに、その内部クロックの値の新しい推定値を決定する。次に、第1の制御ユニットは、第1の制御方法の時間分解能を定義する時間的ラグΔprocの後、ステップ601に戻る。第1の制御ユニットがステップ603において新しいデータパッケージは受信されていないと決定した場合、第1の制御ユニットは(時間的ラグΔprocの後)ステップ601に直接戻る。したがって、第1および第2のデータパッケージが各燃焼サイクルに関して生成された場合、第1の制御ユニットは、第1の制御ユニットが前記制御パラメータの値は前記所定の目標値に達したと推定した(ステップ601)後に第2のデータパッケージが特定の燃焼サイクルに関して処理される場合、第2のデータパッケージ内のデータからの情報を使用することなく、第1の制御ユニットが前記制御パラメータの値は前記所定の目標値に到達したと推定する前に第2のデータパッケージが処理される場合、第2のデータパッケージ内のデータを使用して、動作イベントの実行を制御し得る。
したがって、第2のデータパッケージは、それが時間通りに第1の制御ユニットに到達することは条件ではないので、所定の目標値に非常に近い制御パラメータの情報をそれが備える方法で、記録され得る。したがって、第1のデータパッケージは、高信頼性を提供し、第2のデータパッケージは高精度を提供し得る。
ステップは、ソフトウエアにおいて、またはソフトウエアおよびハードウェアの組み合わせにおいて、完全に実行され得ることに注目されたく、例えば、イベントの開始に関連するステップ601、602は、ハードウェアにおいて実行されてもよく、一方、ステップ603、604および605は、ソフトウエアにおいて実行されてもよい。
図7は、本発明の実施形態による、精度を向上させるために検証データパッケージからのデータがどのように使用され得るかを示す。時間を表す第1の軸701および制御パラメータの値を表す第2の軸702を備える時間/パラメータ空間700が示される。点p1は、第1のデータパッケージ内のデータ由来の時間/パラメータ空間における第1の点を表し、709は、第1の離散的段階における制御パラメータの捕捉された第1の瞬時値を表し、708は、第1の離散的段階における第1のセンサユニット(および第1の制御ユニット)の内部クロックの値を表す。制御パラメータの値が所定の目標値704に到達する第1の制御ユニットの内部クロックの値の第1の推定値t1を作るために、第1の制御ユニットは、第一に、制御パラメータの変化率の取得された第1の推定値を用いて点p1を外挿し、それによって線703を生成し、第二に、外挿された線703と所定の目標値を表す線704との交点を決定する。したがって、第1の制御ユニットは、その内部クロックがt1に到達したときに、動作イベントを開始する。上述のように、後続の燃焼サイクルに関する精度を向上させるために、第1の検証データパッケージは、第1の制御ユニットにおいて受信される。第1の検証データパッケージは、燃焼サイクルにおいて前記動作のイベントが開始された後に特定の段階において捕捉された制御パラメータの検証値720および前記特定の段階における第1のセンサユニットの内部クロック721の値を備え、時間/パラメータ空間における検証点vpをもたらす。次に、第1の制御ユニットは、時間/パラメータ空間における前記第1の点p1と検証点vpとの間の内挿によって、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値に到達する、離散的段階の検証推定値veを推定する。この検証推定値veを用いて、前記検証推定値veと動作イベントを開始するために使用される推定値t1との差715は決定される。この差は、次いで、第1の制御ユニットによって使用されて、後続の燃焼サイクルにおける前記動作のイベントの制御に使用するための補正係数を生成する。
図8は、本発明の実施形態による、多気筒内燃機関の各シリンダに関する各燃焼サイクル中に能動部材の動作イベントの実行を制御するための制御システムを備える内燃機関の概略図を示す。内燃機関は、4つのシリンダ2を備え、各シリンダ2は、付随する能動部材8を有する。制御システムは、通信ネットワーク10、11を介して第1の制御ユニット4に対して伝達的に結合された第1のセンサユニット3を備える。通信ネットワークは、有線接続10およびスイッチ11を備える。この実施形態において、第1の制御ユニットは、単一の中央処理ユニット4を備える。
図9は、本発明の実施形態による、多気筒内燃機関の各シリンダに関する各燃焼サイクル中に能動部材の動作イベントの実行を制御するための制御システムを備える内燃機関の概略図を示す。内燃機関は、4つのシリンダ2を備え、各シリンダ2は、付随する能動部材8を有する。制御システムは、通信ネットワーク10、11を介して第1の制御ユニット4、5に対して伝達的に結合される第1のセンサユニット3を備える。通信ネットワークは、有線接続10およびスイッチ11を備える。この実施形態において、第1の制御ユニットは、単一の中央処理ユニット4、および各シリンダ2の能動部材8に位置する4つの分散中央処理ユニット5を備える。
図10は、本発明の実施形態による、多気筒内燃機関の各シリンダに関する各燃焼サイクル中に能動部材の動作イベントの実行を制御するための制御システムを備える内燃機関の概略図を示す。図10に示される制御システムは、図9に示される制御システムと同様であり、冗長の第2のセンサユニット3’および冗長の第2の制御ユニット4’が提供されていることが異なる。
いくつかの実施形態が詳細に記載されおよび示されてきたが、本発明は、それらに制限されるものではなく、また、添付の特許請求の範囲において規定される発明の対象の範囲内で他の方法で具現化されてもよい。特に、他の実施形態が利用されてもよく、本発明の範囲を逸脱することなく、構造上および機能上の修正がなされてもよいことを理解されたい。
いくつかの手段を列挙するシステムの請求項において、それらの手段のうちのいくつかは、1つでおよびハードウェアの同一アイテムで具現化され得る。ある手段が、相互に異なる従属項に挙げられまたは異なる実施形態において記載されたという事実だけでは、これらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないということを示すものではない。
用語「備える(comprises/comprising)」は、本明細書中で使用されるとき、表明された特徴、整数、ステップ、または構成要素の存在を特定すると解釈されるが、しかし、1つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、構成要素またはそれらの群の存在または負荷を除外するものではないことが強調されるべきである。
なお、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項をそのまま付記しておく。
[1]
多気筒内燃機関の各回転中、時間で変動する制御パラメータに応答して、前記多気筒内燃機関の各シリンダ(2)に関する各燃焼サイクルまたはいくつかの燃焼サイクル中の、能動部材の動作イベントの実行(8)を制御するための方法(100)であって、
第1のセンサユニット(3)によって各燃焼サイクル中に第1の離散的段階(208、308)において制御パラメータ(209、309)の第1の瞬時値を捕捉するステップ(101)であって、前記第1のセンサユニット(3)は内部クロックを有するステップ(101)と、
前記第1の離散的段階(208、308)において前記制御パラメータ(209、309)の前記捕捉された第1の瞬時値および前記第1のセンサユニット(3)の前記内部クロックの値を示すデータを備える第1のデータパッケージを生成して、時間/パラメータ空間における第1の点(p1)をもたらすステップ(102)と、
第1の制御ユニット(4、5)に対して通信ネットワーク(10、11)上で前記第1のデータパッケージを送信するステップであって、前記第1の制御ユニット(4、5)は、前記第1のセンサユニット(3)の内部クロックと同期される内部クロックを有するステップと、
前記第1の制御ユニット(4、5)において前記制御パラメータの時間的な変化率の第1の推定値を取得するステップと、
を備え、
前記第1の制御ユニット(4、5)において、
第1の選択された離散的段階(t_proc)における前記制御パラメータの値であって、前記第1の選択された離散的段階(t_proc)は、前記第1の制御ユニット(4、5)における前記第1のデータパッケージの受信の時間に直接依存することなく、処理の時間における前記第1の制御ユニット(4、5)の前記内部クロックの値に依存して選択される、前記制御パラメータの値、または、
前記制御パラメータの値が所定の目標値(204、304)に到達したときの、前記第1の制御ユニット(4、5)の前記内部クロックの値(t1)、
のいずれかを推定するステップ、
をさらに備え、
前記第1の選択された離散的段階(t_proc)における前記制御パラメータの値、または前記第1の制御ユニット(4、5)の前記内部クロックの値(t1)は、前記制御パラメータの時間的な変化率の取得された第1の推定値を用いて前記時間/パラメータ空間における前記第1の点(p1)を直接外挿することによって推定され、動作イベントは、前記制御パラメータの値は前記所定の目標値(204、304)に到達したもしくはこれを超過したと推定され、または前記第1の制御ユニットの内部クロックは前記推定された値(t1)に到達したもしくはこれを超過したと推定されたときに、開始される、
方法(100)。
[2]
前記制御パラメータの瞬時値は、前記シリンダ(2)のそれぞれのピストン部材と接続されたエンジンクランク軸の瞬時位置を備える、請求項1に記載の方法。
[3]
前記第1のセンサユニット(3)によって各燃焼サイクル中に第2の離散的段階(412、512)において前記制御パラメータの第2の瞬時値(411、511)を捕捉するステップであって、前記第2の離散的段階(412、512)は前記第1の離散的段階(208、308)の後である、捕捉するステップと、
前記第2の離散的段階(412、512)において前記制御パラメータ(411、511)の前記捕捉された第2の瞬時値および前記第1のセンサユニット(3)の前記内部クロックの値を示すデータを備える第2のデータパッケージを生成して、前記時間/パラメータ空間における第2の点(p2)をもたらすステップと、
前記第1の制御ユニット(4、5)に対して通信ネットワーク(10、11)上で前記第2のデータパッケージを送信するステップと、
をさらに備え、
前記第2のデータパッケージが、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値に到達したまたは前記第1の制御ユニットの内部クロックが前記推定された値(t1)に到達したと推定された後に、特定の燃焼サイクルに関して処理される場合、前記動作イベントは第2のデータパッケージ内のデータを使用せずに制御され、
前記第2のデータパッケージが、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値(404、504)に到達したまたは前記第1の制御ユニットの内部クロックが前記推定された値(t1)に到達したと推定される前に、前記特定の燃焼サイクルに関して処理される場合、前記動作イベントは第2のデータパッケージ内のデータを使用して制御される、請求項1または2に記載の方法。
[4]
前記燃焼サイクルにおいて前記動作のイベントが開始された後に、前記第1のセンサユニット(3)によって、燃焼サイクル中に、特定の段階(721)において、制御パラメータの検証値(720)を捕捉するステップと、
前記特定の段階(721)において、前記検証値(720)および前記第1のセンサユニットの前記内部クロックの値を備える第1の検証データパッケージを生成して、時間/パラメータ空間における検証点(vp)をもたらすステップと、
前記第1の制御ユニット(4、5)に対して前記通信ネットワーク(10、11)上で前記検証データパッケージを送信するステップと、
前記第1の制御ユニットにおいて、前記第1の点(p1)および/または第2の点(p2)と前記時間/パラメータ空間における前記検証点(vp)との間で内挿することによって、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値(704)に到達する前記離散的段階の検証推定値(ve)を推定するステップと、
前記検証推定値(ve)と前記動作イベントを開始するために使用される推定値との差(715)を決定するステップであって、前記決定された差は、後続の燃焼サイクルにおける前記動作のイベントの制御に使用するための補正係数を生成するために使用される、決定するステップと、
をさらに備える、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
[5]
燃焼サイクル中に、前記能動素子(8)に位置付けられた能動素子センサユニットによって前記能動素子(8)が前記動作イベントを実施する離散的段階を測定するステップであって、前記能動素子センサユニットは、前記第1の制御ユニット(4、5)の前記内部クロックと同期される内部クロックを有するステップと、
測定された離散的段階を備える第2の検証データパッケージを生成するステップと、
通信ネットワーク(10、11)上で前記第1の制御ユニット(4、5)に対して前記第2の検証データパッケージを送信するステップであって、前記第1の制御ユニット(4、5)は、前記第2の検証データパッケージを処理することによって、後続の燃焼サイクルにおいて使用するための補正係数を生成するステップと、
をさらに備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
[6]
各燃焼サイクルに関して捕捉された前記制御パラメータの値の数は、前記燃焼サイクルの長さに依存して選択される、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
[7]
冗長の第2のセンサユニット(3’)は、前記制御パラメータの値を付加的に捕捉し、制御ユニット(4’)に前記値を送信する、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
[8]
多気筒内燃機関の各回転中、時間で変動する制御パラメータに応答して、多気筒内燃機関の各シリンダ(2)に関する各燃焼サイクルまたはいくつかの燃焼サイクル中に、能動部材の動作イベントの実行を制御するためのシステムであって、
内部クロックを有する第1のセンサユニット(3)であって、各燃焼サイクル中に第1の離散的段階(208、308)で制御パラメータ(209、309)の第1の瞬時値を捕捉し、前記第1の離散的段階(208、308)における前記制御パラメータ(209、309)の前記捕捉された第1の瞬時値および前記第1のセンサユニットの前記内部クロックの値を備える第1のデータパッケージを生成して、時間/パラメータ空間における第1の点(p1)をもたらすように構成された、前記第1のセンサユニット(3)と、
前記第1のセンサユニット(3)の内部クロックと同期されるように構成された内部クロックを有する第1の制御ユニット(4、5)であって、前記第1の制御ユニット(4、5)は通信ネットワーク(10、11)を介して前記第1のセンサユニット(3)に接続され、前記離散パラメータの前記時間的な変化率の第1の推定値を取得するように構成されており、前記第1のセンサユニット(3)は前記第1の制御ユニット(4、5)に対して前記通信ネットワーク(10、11)を介して前記第1のデータパッケージを送信するように構成されている、第1の制御ユニット(4、5)と、
を備え、
前記第1の制御ユニット(4、5)は、さらに、前記第1のデータパッケージを受信したことに応答して、
第1の選択された離散的段階(t_proc)における前記制御パラメータの値であって、前記第1の選択された離散的段階は、前記第1の制御ユニット(4、5)における前記第1のデータパッケージの受信の時間に直接依存することなく、処理の時間における前記第1の制御ユニット(4、5)の前記内部クロックの値に依存して選択される、前記制御パラメータの値、または
前記制御パラメータの値が所定の目標値(204、304)に到達するときの前記第1の制御ユニット(4、5)の前記内部クロックの前記値(t1)、
のいずれかを推定するように構成されており、
前記第1の選択された離散的段階(t_proc)における前記制御パラメータの値または前記第1の制御ユニット(4、5)の前記内部クロックの値(t1)は、取得された前記制御パラメータの時間的な変化率の第1の推定値を用いて、前記時間/パラメータ空間における前記第1の点(p1)を直接外挿することによって推定され、前記第1の制御ユニット(4、5)は、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値に到達したもしくはこれを超過し、または前記第1の制御ユニット(4、5)の前記内部クロックが前記推定された値(t1)に到達したもしくはこれを超過したと前記第1の制御ユニット(4、5)が推定したときに、動作イベントを開始するように構成された、システム。
[9]
前記制御パラメータの瞬時値は、前記シリンダ(2)のそれぞれのピストン部材と接続されたエンジンクランク軸の瞬時位置を備える、請求項8に記載のシステム。
[10]
前記第1のセンサユニット(3)は、さらに、各燃焼サイクル中に第2の離散的段階(412、512)において前記制御パラメータの第2の瞬時値(411、511)を捕捉し、前記第2の離散的段階(412、512)は前記第1の離散的段階(411、511)の後であり、前記第2の離散的段階(412、512)おける前記制御パラメータ(411、511)の前記捕捉された第2の瞬時値および前記第1のセンサユニット(3)の前記内部クロックの値を備える第2のデータパッケージを生成して、前記時間/パラメータ空間における第2の点(p2)をもたらし、前記第1の制御ユニット(4、5)に対して通信ネットワーク(10、11)上で前記第2のデータパッケージを送信するように構成されており、
前記第1の制御ユニット(4、5)は、
前記第2のデータパッケージが、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値(404、504)に到達したまたは前記第1の制御ユニット(4、5)の内部クロックが前記推定された値(t1)に到達したと推定された後に、特定の燃焼サイクルに関して処理される場合、前記動作イベントの実行は第2のデータパッケージ内のデータを使用せずに制御され、
前記第2のデータパッケージが、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値(404、504)に到達したまたは前記第1の制御ユニット(4、5)の内部クロックが前記推定された値(t1)に到達したと推定される前に、前記特定の燃焼サイクルに関して処理される場合、前記動作イベントの実行は第2のデータパッケージ内のデータを使用して制御されるように構成されている、請求項8または9に記載のシステム。
[11]
前記第1のセンサユニット(3)は、さらに、前記燃焼サイクルにおいて前記動作のイベントが開始された後に、燃焼サイクル中に、特定の段階(721)において、制御パラメータの検証値(720)を捕捉し、前記特定の段階(721)における前記検証値(720)および前記第1のセンサユニット(3)の前記内部クロックの値を備える第1の検証データパッケージを生成して、時間/パラメータ空間における検証点(vp)をもたらし、前記第1の制御ユニット(4、5)に対して前記通信ネットワーク(10、11)上で前記第1の検証データパッケージを送信するように構成されており、
前記第1の制御ユニット(4、5)は、前記第1の点(p1)および/または第2の点(p2)と前記時間/パラメータ空間における前記検証点(vp)との間で内挿することによって、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値(704)に到達する前記離散的段階の検証推定値(ve)を推定し、さらに、前記検証推定値(ve)と前記動作イベントを開始するために使用される推定値との差(715)を決定するように構成されており、前記決定された差(715)は、後続の燃焼サイクルにおける前記動作のイベントの制御に使用するための補正係数を生成するために使用される、請求項8から10のいずれか一項に記載のシステム。
[12]
前記システムは、前記第1の制御ユニット(4、5)の内部クロックと同期されるように構成された内部クロックを有する能動素子センサであって、前記通信ネットワーク(10、11)を介して前記第1の制御ユニット(4、5)に接続される前記能動素子センサをさらに備え、
前記能動素子センサは、前記能動素子(8)が燃焼サイクル中に前記動作イベントを実施する前記離散的段階を測定し、前記測定された離散的段階を備える第2の検証データパッケージを生成し、前記第1の制御ユニット(4、5)に対して前記第2の検証データパッケージを送信するように構成されており、
前記第1の制御ユニット(4、5)は、さらに、後続の前記動作のイベントの制御に使用するための前記第2の検証データパッケージを処理することによって補正係数を生成するように構成されている、請求項8から11のいずれか一項に記載のシステム。
[符号の説明]
2…シリンダ
3…センサユニット
4…中央処理ユニット
5…分散中央処理ユニット
8…能動部材
10…有線接続
11…通信ネットワーク
20,300,400,500,700…時間/パラメータ空間
204,304,404,504,704…目標値
308…離散的段階
715…差
t1,t2…推定値

Claims (10)

  1. 多気筒内燃機関の各回転中、時間で変動する制御パラメータに応答して、前記多気筒内燃機関の各シリンダ(2)に関する各燃焼サイクルまたはいくつかの燃焼サイクル中の、能動部材(8)の動作イベントの実行を制御するための方法(100)であって、
    第1のセンサユニット(3)によって各燃焼サイクル中に第1の離散的段階(208、308)において制御パラメータの第1の瞬時値(209、309)を捕捉するステップ(101)であって、前記第1のセンサユニット(3)は内部クロックを有するステップ(101)と、
    前記第1の離散的段階(208、308)において前記制御パラメータの前記捕捉された第1の瞬時値(209、309)および前記第1のセンサユニット(3)の前記内部クロックの値を示すデータを備える第1のデータパッケージを生成して、時間/パラメータ空間における第1の点(p1)をもたらすステップ(102)と、
    前記第1のセンサユニット(3)を用いて、第1の制御ユニット(4、5)に対して通信ネットワーク(10、11)上で前記第1のデータパッケージを送信するステップ(103)であって、前記第1の制御ユニット(4、5)は、前記第1のセンサユニット(3)の内部クロックと同期される内部クロックを有するステップ(103)と、
    前記第1の制御ユニット(4、5)において前記制御パラメータの時間的な変化率の第1の推定値を取得するステップ(104)と、を備え、
    前記第1の制御ユニット(4、5)は、現在の制御パラメータの値の推定値を常に保持し、データパッケージを受信したときに第1の選択された離散的段階(t_proc)で前記制御パラメータの値を推定することにより該推定値をアップデートし、
    前記第1の選択された離散的段階(t_proc)は、前記第1の制御ユニット(4、5)における前記第1のデータパッケージの受信の時間に直接依存することなく、処理時間における前記第1の制御ユニット(4、5)の前記内部クロックの値に依存して選択され、
    前記第1の選択された離散的段階(t_proc)における前記制御パラメータの値は、前記制御パラメータの時間的な変化率についての取得された第1の推定値を用いて前記時間/パラメータ空間における前記第1の点(p1)を直接外挿することによって推定され、
    動作イベントは、前記制御パラメータの推定された現在の値が所定の目標値(204、304)に到達した又はこれを超過したと推定されたときに開始される、方法(100)。
  2. 前記制御パラメータの瞬時値は、前記各シリンダ(2)のそれぞれのピストン部材と接続されたエンジンクランク軸の瞬時位置である、請求項1に記載の方法。
  3. 前記第1のセンサユニット(3)によって各燃焼サイクル中に第2の離散的段階(412、512)において前記制御パラメータの第2の瞬時値(411、511)を捕捉するステップであって、前記第2の離散的段階(412、512)は前記第1の離散的段階(208、308)の後である、捕捉するステップと、
    前記第2の離散的段階(412、512)において前記制御パラメータの前記捕捉された第2の瞬時値(411、511)および前記第1のセンサユニット(3)の前記内部クロックの値を示すデータを備える第2のデータパッケージを生成して、前記時間/パラメータ空間における第2の点(p2)をもたらすステップと、
    前記第1のセンサユニット(3)を用いて、前記第1の制御ユニット(4、5)に対して通信ネットワーク(10、11)上で前記第2のデータパッケージを送信するステップと、をさらに備え、
    前記第2のデータパッケージが、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値に到達したと推定された後に、特定の燃焼サイクルに関して処理される場合、前記動作イベントは第2のデータパッケージ内のデータを使用せずに制御され、
    前記第2のデータパッケージが、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値(404、504)に到達したと推定される前に、前記特定の燃焼サイクルに関して処理される場合、前記動作イベントは第2のデータパッケージ内のデータを使用して制御される、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記燃焼サイクルにおいて前記動作イベントが開始された後に、前記第1のセンサユニット(3)によって、燃焼サイクル中に、特定の段階(721)において、制御パラメータの検証値(720)を捕捉するステップと、
    前記特定の段階(721)において、前記検証値(720)および前記第1のセンサユニットの前記内部クロックの値を備える第1の検証データパッケージを生成して、時間/パラメータ空間における検証点(vp)をもたらすステップと、
    前記第1の制御ユニット(4、5)に対して前記通信ネットワーク(10、11)上で前記第1の検証データパッケージを送信するステップと、
    前記第1の制御ユニットにおいて、前記第1の点(p1)と前記時間/パラメータ空間における前記検証点(vp)との間で内挿することによって、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値(704)に到達する離散的段階の検証推定値(ve)を推定するステップと、
    前記検証推定値(ve)と前記動作イベントを開始するために使用され、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値に到達した離散的段階の推定値との差(715)を決定するステップであって、前記決定された差は、後続の燃焼サイクルにおける前記動作イベントの制御に使用するための補正係数を生成するために使用される、決定するステップと、
    をさらに備える、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 各燃焼サイクルに関して捕捉された前記制御パラメータの値の数は、各1燃焼サイクルの長さに依存して選択される、請求項1からのいずれか一項に記載の方法。
  6. 冗長の第2のセンサユニット(3’)は、前記制御パラメータの値を付加的に捕捉し、第2の制御ユニット(4’)に前記値を送信する、請求項1からのいずれか一項に記載の方法。
  7. 多気筒内燃機関の各回転中、時間で変動する制御パラメータに応答して、多気筒内燃機関の各シリンダ(2)に関する各燃焼サイクルまたはいくつかの燃焼サイクル中に、能動部材の動作イベントの実行を制御するためのシステムであって、
    内部クロックを有する第1のセンサユニット(3)であって、各燃焼サイクル中に第1の離散的段階(208、308)で制御パラメータ(209、309)の第1の瞬時値を捕捉し、前記第1の離散的段階(208、308)における前記制御パラメータ(209、309)の前記捕捉された第1の瞬時値および前記第1のセンサユニットの前記内部クロックの値を備える第1のデータパッケージを生成して、時間/パラメータ空間における第1の点(p1)をもたらすように構成された、前記第1のセンサユニット(3)と、
    前記第1のセンサユニット(3)の内部クロックと同期されるように構成された内部クロックを有する第1の制御ユニット(4、5)であって、前記第1の制御ユニット(4、5)は通信ネットワーク(10、11)を介して前記第1のセンサユニット(3)に接続され、制御パラメータの時間的な変化率の第1の推定値を取得するように構成されており、前記第1のセンサユニット(3)は前記第1の制御ユニット(4、5)に対して前記通信ネットワーク(10、11)を介して前記第1のデータパッケージを送信するように構成されている、第1の制御ユニット(4、5)と、を備え、
    前記第1の制御ユニット(4、5)は、さらに、現在の制御パラメータの値の推定値を常に保持し、データパッケージを受信したときに第1の選択された離散的段階(t_proc)で前記制御パラメータの値を推定することにより該推定値をアップデートするよう構成され、
    前記第1の選択された離散的段階は、前記第1の制御ユニット(4、5)における前記第1のデータパッケージの受信の時間に直接依存することなく、処理の時間における前記第1の制御ユニット(4、5)の前記内部クロックの値に依存して選択され、
    前記第1の選択された離散的段階(t_proc)における前記制御パラメータの値は、前記制御パラメータの時間的な変化率についての取得された第1の推定値を用いて、前記時間/パラメータ空間における前記第1の点(p1)を直接外挿することによって推定され、前記第1の制御ユニット(4、5)は、前記制御パラメータの値が所定の目標値(204,304)に到達した又はこれを超過したと前記第1の制御ユニット(4、5)が推定したときに、動作イベントを開始するように構成された、システム。
  8. 前記制御パラメータの瞬時値は、前記各シリンダ(2)のそれぞれのピストン部材と接続されたエンジンクランク軸の瞬時位置である、請求項に記載のシステム。
  9. 前記第1のセンサユニット(3)は、さらに、各燃焼サイクル中に第2の離散的段階(412、512)において前記制御パラメータの第2の瞬時値(411、511)を捕捉し、前記第2の離散的段階(412、512)は前記第1の離散的段階(411、511)の後であり、前記第2の離散的段階(412、512)おける前記制御パラメータ(411、511)の前記捕捉された第2の瞬時値および前記第1のセンサユニット(3)の前記内部クロックの値を備える第2のデータパッケージを生成して、前記時間/パラメータ空間における第2の点(p2)をもたらし、前記第1の制御ユニット(4、5)に対して通信ネットワーク(10、11)上で前記第2のデータパッケージを送信するように構成されており、
    前記第1の制御ユニット(4、5)は、
    前記第2のデータパッケージが、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値(404、504)に到達したと推定された後に、特定の燃焼サイクルに関して処理される場合、
    前記動作イベントの実行は第2のデータパッケージ内のデータを使用せずに制御され、
    前記第2のデータパッケージが、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値(404、504)に到達したと推定される前に、前記特定の燃焼サイクルに関して処理される場合、前記動作イベントの実行は第2のデータパッケージ内のデータを使用して制御されるように構成されている、請求項又はに記載のシステム。
  10. 前記第1のセンサユニット(3)は、さらに、前記燃焼サイクルにおいて前記動作イベントが開始された後に、燃焼サイクル中に、特定の段階(721)において、制御パラメータの検証値(720)を捕捉し、前記特定の段階(721)における前記検証値(720)および前記第1のセンサユニット(3)の前記内部クロックの値を備える第1の検証データパッケージを生成して、時間/パラメータ空間における検証点(vp)をもたらし、前記第1の制御ユニット(4、5)に対して前記通信ネットワーク(10、11)上で前記第1の検証データパッケージを送信するように構成されており、
    前記第1の制御ユニット(4、5)は、前記第1の点(p1)と前記時間/パラメータ空間における前記検証点(vp)との間で内挿することによって、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値(704)に到達する離散的段階の検証推定値(ve)を推定し、さらに、前記検証推定値(ve)と前記動作イベントを開始するために使用され、前記制御パラメータの値が前記所定の目標値に到達した離散的段階の推定値との差(715)を決定するように構成されており、前記決定された差(715)は、後続の燃焼サイクルにおける前記動作イベントの制御に使用するための補正係数を生成するために使用される、
    請求項7又は8に記載のシステム。
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