JP6834422B2 - Internal combustion engine parameter identification device and internal combustion engine parameter identification method - Google Patents

Internal combustion engine parameter identification device and internal combustion engine parameter identification method Download PDF

Info

Publication number
JP6834422B2
JP6834422B2 JP2016233418A JP2016233418A JP6834422B2 JP 6834422 B2 JP6834422 B2 JP 6834422B2 JP 2016233418 A JP2016233418 A JP 2016233418A JP 2016233418 A JP2016233418 A JP 2016233418A JP 6834422 B2 JP6834422 B2 JP 6834422B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
cylinder pressure
heat generation
generation rate
parameter
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.)
Active
Application number
JP2016233418A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018091186A (en
Inventor
徳康 安曽
徳康 安曽
雅俊 小川
雅俊 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2016233418A priority Critical patent/JP6834422B2/en
Publication of JP2018091186A publication Critical patent/JP2018091186A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6834422B2 publication Critical patent/JP6834422B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本開示は、内燃機関パラメータ同定装置び内燃機関パラメータ同定方法に関する。 The present disclosure relates to an internal combustion engine parameter identification devicebeauty engine parameter identification method.

内燃機関の気筒内の燃焼による熱発生率をモデル化するWiebe関数を用いて、筒内圧の算出値を導出する方法が知られている。 A method of deriving the calculated value of the in-cylinder pressure by using the Wiebe function that models the heat generation rate due to combustion in the cylinder of an internal combustion engine is known.

特開2007-239524号公報JP-A-2007-239524 特開2008-255932号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-255932

しかしながら、従来技術では、Wiebe関数を用いて導出できる筒内圧の算出値の精度を高めることが難しい。Wiebe関数は、燃焼開始時期より前の期間(即ち、吸気弁閉時期以後であって燃焼開始時期よりも前の期間)では、熱発生率を再現できないためである。 However, in the prior art, it is difficult to improve the accuracy of the calculated value of the in-cylinder pressure that can be derived by using the Wiebe function. This is because the Wiebe function cannot reproduce the heat generation rate in the period before the combustion start time (that is, the period after the intake valve closing time and before the combustion start time).

そこで、1つの側面では、本発明は、Wiebe関数を用いて導出される筒内圧の算出値の精度を高めることを目的とする。 Therefore, in one aspect, it is an object of the present invention to improve the accuracy of the calculated value of the in-cylinder pressure derived by using the Wiebe function.

1つの側面では、内燃機関の気筒内の燃焼による熱発生率と内燃機関の筒内圧との第1関係式を格納する関係式記憶部と、
前記筒内圧の実測値を取得する取得部と、
前記筒内圧の実測値に基づいて、前記熱発生率の実測値を算出する熱発生率実測値算出部と、
前記熱発生率の実測値と、Wiebe関数から得られる熱発生率との関係に基づいて、燃焼開始時期又は燃料噴射時期から排気弁開時期までの第1同定対象期間、前記Wiebe関数のパラメータを同定するWiebe関数パラメータ同定部と、
前記Wiebe関数パラメータ同定部が同定した前記Wiebe関数のパラメータに基づいて、前記熱発生率の算出値を導出する熱発生率導出部と、
吸気弁閉時期以後であって前記燃焼開始時期以前の開始時期での前記筒内圧の実測値と、前記筒内圧の初期値補正パラメータの値に基づいて、前記開始時期での前記筒内圧の初期値を設定する初期値設定部と、
前記第1関係式と、前記熱発生率の算出値と、前記初期値とに基づいて、前記筒内圧の算出値を導出する筒内圧導出部と、
前記筒内圧の実測値と前記筒内圧の算出値との関係に基づいて、前記開始時期から前記排気弁開時期までの第2同定対象期間、前記初期値補正パラメータの値を同定するパラメータ同定部とを含む、内燃機関パラメータ同定装置が提供される。
On one side, a relational expression storage unit that stores the first relational expression between the heat generation rate due to combustion in the cylinder of the internal combustion engine and the cylinder pressure of the internal combustion engine, and
An acquisition unit that acquires the measured value of the in-cylinder pressure, and
A heat generation rate actual measurement value calculation unit that calculates the actual measurement value of the heat generation rate based on the actual measurement value of the in-cylinder pressure,
Based on the relationship between the measured value of the heat generation rate and the heat generation rate obtained from the Wiebe function, the parameters of the Wiebe function are set for the first identification target period from the combustion start time or fuel injection time to the exhaust valve opening time. Wiebe function parameter identification part to identify,
A heat generation rate deriving unit that derives a calculated value of the heat generation rate based on the parameters of the Wiebe function identified by the Wiebe function parameter identification unit.
The measured values of the cylinder pressure in the earlier start timing the combustion start timing a intake valve closing timing after, based on the value of the initial value correction parameter of the cylinder pressure, the cylinder pressure at the start timing The initial value setting section that sets the initial value and
An in-cylinder pressure deriving unit that derives the calculated value of the in-cylinder pressure based on the first relational expression, the calculated value of the heat generation rate, and the initial value.
A parameter identification unit that identifies the value of the initial value correction parameter during the second identification target period from the start time to the exhaust valve opening time based on the relationship between the measured value of the in-cylinder pressure and the calculated value of the in-cylinder pressure. An internal combustion engine parameter identification device including and is provided.

1つの側面では、本発明によれば、Wiebe関数を用いて導出される筒内圧の算出値の精度を高めることが可能となる。 On one aspect, according to the present invention, it is possible to improve the accuracy of the calculated value of the in-cylinder pressure derived by using the Wiebe function.

Wiebe関数と燃焼率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a Wiebe function and a combustion rate. Wiebe関数と熱発生率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a Wiebe function and a heat generation rate. 3段噴射の場合のWiebe関数と熱発生率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the Wiebe function and the heat generation rate in the case of three-stage injection. Wiebe関数パラメータの同定対象期間の説明図である。It is explanatory drawing of the identification target period of a Wiebe function parameter. 初期値補正パラメータの同定対象期間の説明図である。It is explanatory drawing of the identification target period of the initial value correction parameter. 比較例における課題の説明図である。It is explanatory drawing of the problem in the comparative example. Wiebe関数による熱発生率の再現特性の説明図である。It is explanatory drawing of the reproduction characteristic of the heat generation rate by a Wiebe function. 試験条件1による検証結果の説明図である。It is explanatory drawing of the verification result under test condition 1. 試験条件1による検証結果の説明図である。It is explanatory drawing of the verification result by test condition 1. 試験条件1による検証結果の説明図である。It is explanatory drawing of the verification result by test condition 1. 試験条件2による検証結果の説明図である。It is explanatory drawing of the verification result by test condition 2. 試験条件2による検証結果の説明図である。It is explanatory drawing of the verification result by test condition 2. 試験条件2による検証結果の説明図である。It is explanatory drawing of the verification result by test condition 2. 試験条件3による検証結果の説明図である。It is explanatory drawing of the verification result under test condition 3. 試験条件3による検証結果の説明図である。It is explanatory drawing of the verification result under test condition 3. 試験条件3による検証結果の説明図である。It is explanatory drawing of the verification result under test condition 3. パラメータ同定装置を含む車載制御システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an in-vehicle control system including a parameter identification device. 運転データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation data. パラメータ同定装置のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware configuration of a parameter identification apparatus. モデルパラメータ記憶部内のデータの一例を概念的に示す図である。It is a figure which conceptually shows an example of the data in a model parameter storage part. パラメータ同定装置により実行される処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process executed by a parameter identification apparatus. エンジン制御装置により実行される処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process executed by an engine control device. パラメータ同定装置を含む車載制御システムの他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of an in-vehicle control system including a parameter identification apparatus.

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, each embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

ここでは、まず、図1A及び図1Bを参照して、Wiebe関数の基本事項について説明する。 Here, first, the basic matters of the Wiebe function will be described with reference to FIGS. 1A and 1B.

図1Aは、Wiebe関数と燃焼率の関係を示す図である。図1Bは、Wiebe関数と熱発生率の関係を示す図である。 FIG. 1A is a diagram showing the relationship between the Wiebe function and the combustion rate. FIG. 1B is a diagram showing the relationship between the Wiebe function and the heat generation rate.

Wiebe関数は、熱発生パターン(燃焼波形)の近似関数として知られる。具体的には、Wiebe関数とは、燃焼圧力から計算された燃焼率xのプロフィールを近似する関数であり、クランク角度θに対して次式で与えられる。 The Wiebe function is known as an approximate function of the heat generation pattern (combustion waveform). Specifically, the Wiebe function is a function that approximates the profile of the combustion rate x b calculated from the combustion pressure, and is given by the following equation with respect to the crank angle θ.

Figure 0006834422
ここで、a、mは、それぞれ形状指数、θsocは、燃焼開始時期(Start of Combustion)、Δθは燃焼期間をそれぞれ表す。このa、m、θsoc、及びΔθの4つのパラメータは、Wiebe関数パラメータと呼ばれる。図1Aには、Wiebe関数と燃焼率xの関係が示され、横軸がクランク角度θであり、縦軸が燃焼率xである。これら4つのWiebe関数パラメータを用いて筒内の熱発生率(Rate of Heat Release)の算出値ROHRcalc(以下、単に「熱発生率ROHRcalc」とも表記する)は、次式のように表現される。
Figure 0006834422
Here, a and m represent the shape index, θ soc represents the combustion start time (Start of Combustion), and Δθ represents the combustion period, respectively. These four parameters, a, m, θ soc , and Δθ, are called Wiebe function parameters. FIG. 1A shows the relationship between the Wiebe function and the combustion rate x b . The horizontal axis is the crank angle θ, and the vertical axis is the combustion rate x b . Using these four Wiebe function parameters, the calculated value ROHR calc of the heat generation rate (Rate of Heat Release) in the cylinder (hereinafter, also simply referred to as "heat generation rate ROHR calc ") is expressed as the following equation. To.

Figure 0006834422
ここで、Qbは、筒内の総熱発生量である。総熱発生量Qの値は、燃料噴射量等に基づいて算出される値が用いられてよい。
併せて、燃焼開始時期θsocからある時期Θまでの発生した総熱発生量は下式で表される。
Figure 0006834422
Here, Q b is the total amount of heat generated in the cylinder. As the value of the total heat generation amount Q b, a value calculated based on the fuel injection amount or the like may be used.
At the same time, the total amount of heat generated from the combustion start time θ soc to a certain time Θ is expressed by the following equation.

Figure 0006834422
図1Bには、Wiebe関数と熱発生率dQb/dθの関係が示され、横軸がクランク角度θであり、縦軸が熱発生率dQb/dθである。図1Bには、クランク角度θ=Θであるときの総発生熱量HR(Θ)がハッチング範囲で示されている。
Figure 0006834422
FIG. 1B shows the relationship between the Wiebe function and the heat generation rate dQ b / dθ, where the horizontal axis is the crank angle θ and the vertical axis is the heat generation rate dQ b / dθ. In FIG. 1B, the total amount of heat generated HR (Θ) when the crank angle θ = Θ is shown in the hatched range.

ここで、数2の式において、同定すべきWiebe関数パラメータの値がa、m、θsoc、及びΔθの4つのWiebe関数パラメータの値であるとすると、同定すべきWiebe関数パラメータの値は4個である。尚、燃焼割合xfの値についても、同定すべきWiebe関数パラメータの値に含まれてもよい。また、例えばWiebe関数パラメータaは、例えば6.9といった固定値とされてもよい。以下では、これらのWiebe関数パラメータa、m、θsoc、及びΔθの各値を、それぞれ、a値、m値、θsoc値、及びΔθ値と称する。 Here, in the equation of Equation 2, assuming that the values of the Wiebe function parameters to be identified are the values of the four Wiebe function parameters of a, m, θ soc , and Δθ, the values of the Wiebe function parameters to be identified are 4. It is an individual. The value of the combustion ratio xf may also be included in the value of the Wiebe function parameter to be identified. Further, for example, the Wiebe function parameter a may be a fixed value such as 6.9. Hereinafter, each value of these Wiebe function parameters a, m, θsoc, and Δθ will be referred to as an a value, m value, θ soc value, and Δθ value, respectively.

a値、m値、θsoc値、及びΔθ値のような各Wiebe関数パラメータの値は、例えば、熱発生率ROHRsensorに対する熱発生率ROHRcalcの誤差が最小になるように同定される。具体的には、Wiebe関数パラメータの値を同定するための評価式(評価関数)は、以下のとおりである。この場合、熱発生率ROHRsensorに対する熱発生率ROHRcalcの誤差二乗和が最小となるように各Wiebe関数パラメータの値が同定される。この際、内点法や逐次計画法等を用いた最適化計算により評価関数Fを最小にするWiebe関数パラメータの各値が導出されてよい。 The values of each Wiebe function parameter, such as the a, m, θ soc , and Δθ values, are identified so that, for example, the error in the heat generation rate ROHR calc with respect to the heat generation rate ROHR sensor is minimized. Specifically, the evaluation formula (evaluation function) for identifying the value of the Wiebe function parameter is as follows. In this case, the value of each Wiebe function parameter is identified so that the sum of the error squares of the heat generation rate ROHR calc with respect to the heat generation rate ROHR sensor is minimized. At this time, each value of the Wiebe function parameter that minimizes the evaluation function F may be derived by optimization calculation using the interior point method, the sequential quadrangle method, or the like.

Figure 0006834422
ここで、熱発生率ROHRsensorは、運転データ(実測筒内圧)に基づく熱発生率である。熱発生率ROHRcalcは、Wiebe関数から得られる熱発生率である。Σは、積算を表す。なお、θEVOは、排気弁開時期(Exhaust valve opening)を表す。Wiebe関数パラメータの同定対象期間の開始時期は、燃焼開始時期θsocであるが、同定に用いる実測筒内圧データは、燃焼開始時期θsocよりも前の時期からのデータ(例えば燃料噴射時期θSOIからのデータ)であってもよい。図3Aは、Wiebe関数パラメータの同定対象期間の説明図である。図3Aには、Wiebe関数パラメータの同定対象期間は、期間R1で示される。図3Aには、図2と同様、縦軸を熱発生率、横軸をクランク角度として、熱発生率ROHRcalcの波形(履歴)が示される。この場合、Wiebe関数パラメータの同定対象期間は、期間R2で示され、燃焼開始時期θsocから排気弁開時期θEVOまでである。
Figure 0006834422
Here, the heat generation rate ROHR sensor is a heat generation rate based on operation data (measured in-cylinder pressure). The heat generation rate ROHR calc is the heat generation rate obtained from the Wiebe function. Σ represents the integration. In addition, θ EVO represents the exhaust valve opening time (Exhaust valve opening). The start time of the identification target period of the Wiebe function parameter is the combustion start time θ soc , but the measured in-cylinder pressure data used for identification is the data from the time before the combustion start time θ soc (for example, fuel injection time θ SOI). Data from). FIG. 3A is an explanatory diagram of the identification target period of the Wiebe function parameter. In FIG. 3A, the identification target period of the Wiebe function parameter is indicated by the period R1. Similar to FIG. 2, FIG. 3A shows a waveform (history) of the heat generation rate ROHR calc , with the vertical axis representing the heat generation rate and the horizontal axis representing the crank angle. In this case, the identification target period of the Wiebe function parameter is indicated by the period R2, and is from the combustion start time θ soc to the exhaust valve opening time θ EVO .

熱発生率ROHRsensorは、試験で得られる実測筒内圧データに基づいて、以下の関係を用いて導出できる。熱発生率ROHRsensorは、見掛けの熱発生率を表す。 The heat generation rate ROHR sensor can be derived using the following relationship based on the measured in-cylinder pressure data obtained in the test. Heat generation rate The ROHR sensor represents the apparent heat generation rate.

Figure 0006834422
ここで、γは比熱比、Pは筒内圧、Vは筒内体積である。例えば、γの値は、燃焼ガスの組成などに基づいて定まる既知の値が用いられてよい。熱発生率ROHRsensorの算出には、筒内圧Pは、実測筒内圧データに基づく値が用いられる。筒内体積V、及びその変化率dV/dθの各値は、クランク角度θに応じて幾何的に定まる値が用いられてよい。
Figure 0006834422
Here, γ is the specific heat ratio, P is the in-cylinder pressure, and V is the in-cylinder volume. For example, as the value of γ, a known value determined based on the composition of the combustion gas or the like may be used. For the calculation of the heat generation rate ROHR sensor, the value of the in-cylinder pressure P based on the actually measured in-cylinder pressure data is used. As each value of the in-cylinder volume V and its rate of change dV / dθ, a value geometrically determined according to the crank angle θ may be used.

但し、Wiebe関数パラメータの同定には、見掛けの熱発生率ROHRsensorに代えて、熱損失を考慮して補正された真の熱発生率ROHRが用いられてもよい。この場合、熱発生率ROHRは、数5の式で得られる熱発生率ROHRsensorに熱損失HLを加算することで導出されてもよい。即ち、以下のとおりである。
ROHR=ROHRsensor+HL
熱損失HLは、運転データ(実測筒内圧データ)に基づき導出できる。例えば、クランク角度に応じた熱損失HL(θ)は、実測筒内圧データを用いて、シリンダ壁面における平均的な熱伝達率を予測する実験式により導出できる。例えば、熱損失HLは、以下の式で表すことができる。
However, instead of the apparent heat generation rate ROHR sensor , the true heat generation rate ROHR true corrected in consideration of heat loss may be used for the identification of the Wiebe function parameter. In this case, the heat generation rate ROHR true may be derived by adding the heat loss HL actual to the heat generation rate ROHR sensor obtained by the equation of Equation 5. That is, it is as follows.
ROHR true = ROHR sensor + HL real
Heat loss HL actual can be derived on the basis of the operating data (actually measured cylinder pressure data). For example, the actual heat loss HL (θ) according to the crank angle can be derived by an empirical formula for predicting the average heat transfer coefficient on the cylinder wall surface using the actually measured cylinder pressure data. For example, heat loss HL actual can be expressed by the following equation.

Figure 0006834422
数6の1番目の式は、シリンダ壁面への熱伝達率を表し、Cは実験定数、Wは燃焼室内ガス流動の効果、dはボア径である。mには0.8が用いられた経験式として、数6の2番目の式が知られている。数6の3番目の式において、Tはシリンダ内ガス温度、Twはシリンダ壁面温度、Nは機関回転数、Awはシリンダ壁面積、Pは筒内圧である。尚、tは時間であり、クランク角度θと実質的に等価である。Pの値は、実測筒内圧データに基づく値(クランク角度θに応じた値)が用いられる。
Figure 0006834422
The first equation of Equation 6 represents the heat transfer coefficient to the cylinder wall surface, where C is the experimental constant, W is the effect of gas flow in the combustion chamber, and d is the bore diameter. As an empirical formula in which 0.8 is used for m, the second formula of Equation 6 is known. In the third equation of Equation 6, T is the cylinder gas temperature, T w is the cylinder wall temperature, N is the engine speed, A w is the cylinder wall area, and P is the cylinder pressure. Note that t is time, which is substantially equivalent to the crank angle θ. As the value of P, a value based on the measured in-cylinder pressure data (value corresponding to the crank angle θ) is used.

以下では、Wiebe関数パラメータの同定の際に、熱発生率ROHRsensorに代えて、熱損失を考慮して補正された熱発生率ROHRを用いる方法を、特に表すときは、「熱損失を加味した同定方法」と称する。他方、Wiebe関数パラメータの同定の際に、熱発生率ROHRsensorを用いる方法を、特に表すときは、「熱損失を加味しない同定方法」と称する。尚、熱損失を加味した同定方法によれば、Wiebe関数に基づいて、見掛けの熱発生率を表す熱発生率ROHRsensorを精度良く再現することが可能となる。これは、Wiebe関数は、図1Bや数2等に示すように、負の値を取り得ず、見掛けの熱発生率が負となる領域(即ち熱発生率よりも大きい熱損失が生じる領域)を表現できないためである。 In the following, when identifying the Wiebe function parameter, the method of using the heat generation rate ROHR true corrected in consideration of heat loss instead of the heat generation rate ROHR sensor is particularly expressed as "adding heat loss. Identification method ". On the other hand, a method using a heat generation rate ROHR sensor when identifying Wiebe function parameters is referred to as an "identification method that does not take heat loss into consideration". According to the identification method that takes heat loss into consideration, it is possible to accurately reproduce the heat generation rate ROHR sensor that represents the apparent heat generation rate based on the Wiebe function. This is because, as shown in FIG. 1B, Equation 2, etc., the Wiebe function cannot take a negative value, and the region where the apparent heat generation rate is negative (that is, the region where heat loss larger than the heat generation rate occurs) This is because it cannot be expressed.

Wiebe関数を用いるモデル化方法には、複数のWiebe関数の組み合わせを用いるモデル化方法もある。例えば、ディーゼル機関のような多段噴射の場合の熱発生率は、各段の熱発生率を重ね合わせたものとなるため、複数のWiebe関数を用いることで精度良く表現できる。図2は、3段噴射を行うディーゼルエンジンにおける場合のクランク角度θと熱発生率の関係を示す波形(以下、「燃焼波形」とも称する)が示される。図2には、1段目の噴射によるプレ噴射による燃焼に係る燃焼波形と、2段目のメイン噴射による燃焼に係る燃焼波形と、3段目のアフター噴射による燃焼の第1燃焼と第2燃焼(拡散燃焼)に係る各燃焼波形と、これらの合成波形とが示されている。尚、図2において、θSOC1は、1段目のプレ噴射による燃焼に係る燃焼開始時期を表す。 As a modeling method using the Wiebe function, there is also a modeling method using a combination of a plurality of Wiebe functions. For example, the heat generation rate in the case of multi-stage injection such as a diesel engine is a superposition of the heat generation rates of each stage, and can be accurately expressed by using a plurality of Wiebe functions. FIG. 2 shows a waveform (hereinafter, also referred to as “combustion waveform”) showing the relationship between the crank angle θ and the heat generation rate in the case of a diesel engine that performs three-stage injection. FIG. 2 shows a combustion waveform related to combustion by pre-injection by the first stage injection, a combustion waveform related to combustion by the second stage main injection, and first combustion and second combustion of combustion by the third stage after injection. Each combustion waveform related to combustion (diffusion combustion) and a composite waveform of these are shown. In FIG. 2, θ SOC1 represents the combustion start time related to the combustion by the first-stage pre-injection.

例えば、図2のような3段噴射の場合、例えば、以下のように、N+1個のWiebe関数の組み合わせを用いるモデル化方法が用いられてよい。この場合、N=3とし、4つのWiebe関数の組み合わせを用いられてよい。即ち、Nは噴射回数に対応する。 For example, in the case of three-stage injection as shown in FIG. 2, for example, a modeling method using a combination of N + 1 Wiebe functions may be used as shown below. In this case, N = 3 and a combination of four Wiebe functions may be used. That is, N corresponds to the number of injections.

Figure 0006834422
ここで、xfは、燃焼割合である。数7の式は、数2の式を、燃焼割合xfを乗じた形でN+1個組み合わせた式に対応する。即ち、数7の式は、i=kに係るWiebe関数(但し、kは、1〜N+1の任意の数)を、燃焼割合xfを乗じた形でN+1個組み合わせた式に対応する。以下、複数のWiebe関数を組み合わせた関数を特に言及するときは、「組み合わせWiebe関数」と称する。
Figure 0006834422
Here, xf is the combustion ratio. The equation of equation 7 corresponds to the equation of the equation of equation 2 combined with N + 1 in the form of multiplying the combustion ratio xf. That is, the equation of equation 7 corresponds to an equation in which N + 1 combinations of the Wiebe functions related to i = k (where k is an arbitrary number of 1 to N + 1) are multiplied by the combustion ratio xf. Hereinafter, when a function that combines a plurality of Wiebe functions is particularly referred to, it is referred to as a "combination Wiebe function".

このような、組み合わせWiebe関数を用いるモデル化方法によれば、燃焼種別の異なる複数の燃焼形態が1サイクル中に存在する場合であっても、精度の高いモデル化が可能である。例えば数7のモデル化方法は、燃焼種別の異なる燃焼形態が1サイクル中にN+1個存在する場合に好適である。燃焼種別の異なる燃焼形態とは、例えば、図1Bに示すようなクランク角度θと熱発生率との関係が有意に異なる燃焼形態である。尚、最新のディーゼル機関のような多段噴射の場合の熱発生率は、各段の熱発生率を重ね合わせたものとなるため、組み合わせWiebe関数を用いるモデル化方法が有用である。但し、ディーゼルエンジンのみならず、ガソリンエンジン等においても、燃焼種別の異なる複数の燃焼形態が1サイクル中に存在する場合がありうる。従って、組み合わせWiebe関数を用いるモデル化方法は、ガソリンエンジン等のような他のエンジンにも適用可能である。 According to such a modeling method using the combination Wiebe function, highly accurate modeling is possible even when a plurality of combustion modes having different combustion types exist in one cycle. For example, the modeling method of Equation 7 is suitable when there are N + 1 combustion modes having different combustion types in one cycle. The combustion modes having different combustion types are, for example, combustion modes in which the relationship between the crank angle θ and the heat generation rate is significantly different as shown in FIG. 1B. Since the heat generation rate in the case of multi-stage injection such as the latest diesel engine is a superposition of the heat generation rates of each stage, a modeling method using the combined Wiebe function is useful. However, not only in diesel engines but also in gasoline engines and the like, there may be a plurality of combustion modes having different combustion types in one cycle. Therefore, the modeling method using the combinatorial Wiebe function is also applicable to other engines such as gasoline engines.

ここで、数7の式において、同定すべきWiebe関数パラメータの値がa、m、θsoc、及びΔθの4つのWiebe関数パラメータの値であるとすると、Wiebe関数がN+1個あるため、同定すべきWiebe関数パラメータの値は4×(N+1)個である。尚、燃焼割合xfの値についても、同定すべきWiebe関数パラメータの値に含まれてもよい。また、例えばWiebe関数パラメータaは、例えば6.9といった固定値とされてもよい。 Here, assuming that the values of the Wiebe function parameters to be identified are the values of the four Wiebe function parameters a, m, θ soc , and Δθ in the equation of Equation 7, since there are N + 1 Wiebe functions, The value of the Wiebe function parameter to be identified is 4 × (N + 1). The value of the combustion ratio xf may also be included in the value of the Wiebe function parameter to be identified. Further, for example, the Wiebe function parameter a may be a fixed value such as 6.9.

組み合わせWiebe関数の場合も、同様に、Wiebe関数パラメータの値を同定するための評価式(評価関数)には、数4に示した評価関数Fが用いられてもよい。尚、この場合、熱発生率ROHRcalcは、数7の式に基づいて算出される。或いは、パラメータ同定の精度を上げるため、熱発生量HRの誤差二乗和や、燃焼種別の異なる2つの燃焼形態のそれぞれに係るWiebe関数間のm値の差分と、同Wiebe関数間のΔθ値の差分などを含んでもよい。例えば、この場合、評価関数Fは、例えば以下のとおりであってもよい。 Similarly, in the case of the combined Wiebe function, the evaluation function F shown in Equation 4 may be used in the evaluation formula (evaluation function) for identifying the value of the Wiebe function parameter. In this case, the heat generation rate ROHR calc is calculated based on the equation of Equation 7. Alternatively, in order to improve the accuracy of parameter identification, the sum of the error squares of the heat generation amount HR, the difference in the m value between the Wiebe functions related to each of the two combustion modes with different combustion types, and the Δθ value between the Wiebe functions Differences and the like may be included. For example, in this case, the evaluation function F may be, for example, as follows.

Figure 0006834422
数8の式において、Σは、積算を表す。ここで、中括弧内の第1項は、熱発生率(ROHR)に関する評価値であり、上記の数4に示した評価関数Fと同じである。但し、この場合、熱発生率ROHRcalcは、数7の式に基づいて算出される。中括弧内の第2項は、熱発生量HRの誤差二乗和である。尚、HRcalcは、数3の式から得られる。但し、この場合、数3の式のROHRcalcは、数7の式に基づく。HRsensorは、以下のとおりである。中括弧内の第3項は、i番目の燃焼形態に係るWiebe関数のm値とk番目の燃焼形態に係るWiebe関数のm値との差分に関する評価値である。w及びwは、重みである。
Figure 0006834422
In the equation of Equation 8, Σ represents the integration. Here, the first term in the curly braces is an evaluation value regarding the heat generation rate (ROHR), which is the same as the evaluation function F shown in Equation 4 above. However, in this case, the heat generation rate ROHR calc is calculated based on the formula of Equation 7. The second term in curly braces is the sum of squared errors of the amount of heat generated HR. The HR calc is obtained from the equation of Equation 3. However, in this case, the ROHR calc of the equation of Equation 3 is based on the equation of Equation 7. The HR sensor is as follows. The third term in the curly braces is an evaluation value relating to the difference between the m value of the Wiebe function related to the i-th combustion form and the m value of the Wiebe function related to the k-th combustion form. w 1 and w 2 are weights.

Figure 0006834422
Figure 0006834422

他の実施例では、評価関数Fは、例えば、以下の通りであってもよい。 In another embodiment, the evaluation function F may be, for example, as follows.

Figure 0006834422
数10の評価関数Fの場合、中括弧内の第2項は、i番目の燃焼形態に係るWiebe関数のΔθ値とk番目の燃焼形態に係るWiebe関数のΔθ値との差分に関する評価値である。
Figure 0006834422
In the case of the evaluation function F of several tens, the second term in the curly braces is the evaluation value related to the difference between the Δθ value of the Wiebe function related to the i-th combustion mode and the Δθ value of the Wiebe function related to the k-th combustion mode. is there.

数7に含まれる各Wiebe関数パラメータは、評価関数Fを最小にする値に同定される。この際、内点法や逐次計画法等を用いた最適化計算により評価関数Fを最小にする各Wiebe関数パラメータの値が導出されてよい。また、最適化計算の際には、他の拘束条件が追加されてもよい。他の拘束条件は、例えば、燃焼割合xfiの総和が約1となることや、メイン燃焼に係るWiebe関数の燃焼割合xfが他の燃焼に係るWiebe関数の燃焼割合xfよりも大きいこと等を含んでよい。 Each Wiebe function parameter included in Equation 7 is identified with a value that minimizes the evaluation function F. At this time, the values of the Wiebe function parameters that minimize the evaluation function F may be derived by optimization calculation using the interior point method, the sequential quadrangle method, or the like. In addition, other constraints may be added during the optimization calculation. Other constraint conditions are, for example, that the sum of the combustion ratios xf i is about 1, and that the combustion ratio xf of the Wiebe function related to the main combustion is larger than the combustion ratio xf of the Wiebe function related to other combustion. May include.

次に、上述のようにしてWiebe関数パラメータの値が同定されたWiebe関数に基づく筒内圧の算出値の導出方法について説明する。尚、上述では、組み合わせWiebe関数が説明されているが、以下で説明する筒内圧の算出値の導出方法は、単一のWiebe関数を用いる場合にも適用できる。 Next, a method for deriving the calculated value of the in-cylinder pressure based on the Wiebe function in which the value of the Wiebe function parameter is identified as described above will be described. Although the combination Wiebe function has been described above, the method for deriving the calculated value of the in-cylinder pressure described below can also be applied when a single Wiebe function is used.

筒内圧の算出値Pcalcは、以下の式(第1関係式の一例)から導出できる。尚、数11の式の形は、数5の式を筒内圧に関する微分方程式に変換して得られる。 The calculated value P calc of the in-cylinder pressure can be derived from the following equation (an example of the first relational expression). The form of the equation of Equation 11 is obtained by converting the equation of Equation 5 into a differential equation relating to the in-cylinder pressure.

Figure 0006834422
Figure 0006834422

数11で用いる熱発生率ROHRは、熱発生率ROHR見掛けであり、次のようにして導出・決定される。燃焼開始時期θSOC以後の熱発生率ROHR見掛けは、Wiebe関数に基づいて算出される。このとき、Wiebe関数パラメータが、熱損失を加味した同定方法で同定されているとき、熱発生率ROHR見掛けは、ROHR見掛け=ROHRcalc−HLとして、算出されてもよい。また、Wiebe関数パラメータが、熱損失を加味しない同定方法で同定されているとき、熱発生率ROHR見掛けは、ROHR見掛け=ROHRcalcであってよい。 The heat generation rate ROHR used in Equation 11 is an apparent heat generation rate ROHR, and is derived and determined as follows. Combustion start time θ The apparent heat generation rate after SOC is calculated based on the Wiebe function. At this time, when the Wiebe function parameter is identified by the identification method in consideration of heat loss, the heat generation rate ROHR appearance may be calculated as ROHR appearance = ROHR calc −HL actual. Further, when the Wiebe function parameter is identified by an identification method that does not take heat loss into consideration, the heat generation rate ROHR appearance may be ROHR appearance = ROHR calc.

他方、燃焼開始時期θSOCよりも前の期間の熱発生率ROHR見掛けは、所定値が使用される。所定値は、燃焼開始時期θSOCよりも前の期間にわたり可変される値であってもよいし、同期間にわたり一定の一定値であってもよい。一定値である場合、所定値は、0又は0に近い値が望ましい。燃焼開始時期θsocよりも前の熱発生率は、略0であるためである(図5のX部参照)。或いは、Wiebe関数パラメータが、熱損失を加味した同定方法で同定されている場合、所定値としては、−HLが用いられてもよい(即ち、ROHR見掛け=ROHRcalc−HL=0−HL=−HL)。以下では、一例として、特に言及しない限り、Wiebe関数パラメータが、熱損失を加味しない同定方法で同定されており、所定値は、燃焼開始時期θSOCよりも前の期間にわたり一定の値であり、0であるとする。 On the other hand, a predetermined value is used for the apparent heat generation rate ROHR in the period before the combustion start time θ SOC. The predetermined value may be a value that is variable over a period prior to the combustion start time θ SOC , or may be a constant constant value over the same period. When it is a constant value, the predetermined value is preferably 0 or a value close to 0. This is because the heat generation rate before the combustion start time θ soc is substantially 0 (see part X in FIG. 5). Alternatively, when the Wiebe function parameter is identified by an identification method that takes heat loss into account, -HL fruit may be used as the predetermined value (that is, ROHR apparent = ROHR calc −HL real = 0-HL). Real = -HL real ). In the following, as an example, unless otherwise specified, the Wiebe function parameter is identified by an identification method that does not take heat loss into account, and the predetermined value is a constant value over a period prior to the combustion start time θ SOC. It is assumed to be 0.

ここで、数11の式から筒内圧の算出値Pcalcを導出するには、数値積分が用いられる。例えば、数11の式からの筒内圧の算出値Pcalcの導出は、熱発生率ROHR見掛けの数値積分を伴う。数11の式に係る数値積分を行うためには、筒内圧の初期値P(積分区間の始まりでの値)を設定する必要がある。筒内圧の初期値Pは、吸気弁閉時期θIVC以後であって燃焼開始時期θSOC以前の任意の開始時期θs(以下、単に「開始時期θ」と称する)での、筒内圧の値を表す。開始時期θは、吸気弁閉時期θIVC以後であって燃焼開始時期θSOC以前であれば任意であるが、好ましくは、特定が容易な吸気弁閉時期θIVCである。以下では、一例として、開始時期θ=吸気弁閉時期θIVCであるとする。 Here, numerical integration is used to derive the calculated value P calc of the in-cylinder pressure from the equation of Equation 11. For example, the derivation of the calculated value P calc of the in-cylinder pressure from the equation of Equation 11 involves the apparent numerical integration of the heat generation rate ROHR. In order to perform the numerical integration according to the equation of Equation 11, it is necessary to set the initial value P 0 (value at the beginning of the integration interval) of the in-cylinder pressure. The initial value P 0 of the in-cylinder pressure is the in-cylinder pressure at an arbitrary start time θ s (hereinafter, simply referred to as “start time θ S ”) after the intake valve closing time θ IVC and before the combustion start time θ SOC. Represents a value. The start time θ S is arbitrary as long as it is after the intake valve closing time θ IVC and before the combustion start time θ SOC , but it is preferably the intake valve closing time θ IVC that can be easily specified. In the following, as an example, it is assumed that the start time θ S = the intake valve closing time θ IV C.

本実施例では、初期値P0は、以下の式(以下、「補正式」とも称する)で算出される。 In this embodiment, the initial value P 0 is calculated by the following formula (hereinafter, also referred to as “correction formula”).

Figure 0006834422
ここで、Pは、開始時期θでの筒内圧の実測値である。ΔPは、筒内圧の初期値補正パラメータ(初期値パラメータの一例)であり、正又は負の値である。このように、初期値Pは、開始時期θでの筒内圧の実測値Pに、初期値補正パラメータΔPを加算することで得られる値である。即ち、本実施例では、初期値Pとして、開始時期θでの筒内圧の実測値Pをそのまま用いるのではなく、初期値補正パラメータΔPが加算(初期値補正パラメータΔPで補正)された値が用いられる。
Figure 0006834422
Here, P S is an actually measured value of the in-cylinder pressure at the start time θ S. ΔP is an initial value correction parameter (an example of the initial value parameter) of the in-cylinder pressure, and is a positive or negative value. As described above, the initial value P 0 is a value obtained by adding the initial value correction parameter ΔP to the actually measured value P S of the in-cylinder pressure at the start time θ S. That is, in this embodiment, the measured value P S of the in-cylinder pressure at the start time θ S is not used as it is as the initial value P 0 , but the initial value correction parameter ΔP is added (corrected by the initial value correction parameter ΔP). Value is used.

初期値補正パラメータΔPの値としては、所定の同定対象期間(以下、「初期値補正パラメータの同定対象期間」と称する)にわたる筒内圧の実測値Psensorに対する算出値Pcalcの誤差評価値が最小になるように同定された値が用いられる。初期値補正パラメータΔPの値を同定するための評価式(評価関数)は、例えば、以下のとおりである。この場合、初期値補正パラメータの同定対象期間は、吸気弁閉時期θIVCから排気弁開時期θEVOまでである。従って、吸気弁閉時期θIVCから排気弁開時期θEVOまでの期間にわたり実測値Psensorに対する算出値Pcalcの誤差二乗和が最小となるように初期値補正パラメータΔPの値が同定される。この際、内点法や逐次計画法等を用いた最適化計算により評価関数F1を最小にする初期値補正パラメータΔPの値が導出されてよい。 As the value of the initial value correction parameter ΔP, the error evaluation value of the calculated value P calc with respect to the measured value P sensor of the in-cylinder pressure over a predetermined identification target period (hereinafter referred to as “the identification target period of the initial value correction parameter”) is the minimum. The value identified to be is used. The evaluation formula (evaluation function) for identifying the value of the initial value correction parameter ΔP is, for example, as follows. In this case, the identification target period of the initial value correction parameter is from the intake valve closing time θ IVC to the exhaust valve opening time θ EVO . Therefore, the value of the initial value correction parameter ΔP is identified so that the sum of squared errors of the calculated value P calc with respect to the measured value P sensor is minimized over the period from the intake valve closing time θ IVC to the exhaust valve opening time θ EVO. At this time, the value of the initial value correction parameter ΔP that minimizes the evaluation function F1 may be derived by the optimization calculation using the interior point method, the sequential planning method, or the like.

Figure 0006834422
ここで、数13において同定するパラメータは初期値補正パラメータΔPのみであるため、数11を含む最適化計算の負荷は少なくて済む。尚、実測値Psensorは、実測筒内圧データに基づく値が用いられる。
Figure 0006834422
Here, since the parameter to be identified in Equation 13 is only the initial value correction parameter ΔP, the load of the optimization calculation including Equation 11 can be reduced. As the measured value P sensor , a value based on the measured in-cylinder pressure data is used.

図3Bは、初期値補正パラメータの同定対象期間の説明図である。図3Bには、縦軸を筒内圧、横軸をクランク角度として、筒内圧の算出値Pcalcの波形(履歴)が実線で、筒内圧の実測値Psensorの波形(履歴)が実線で、それぞれ示される。この場合、初期値補正パラメータΔPの同定対象期間は、期間R3で示され、開始時期θ(=吸気弁閉時期θIVC)から排気弁開時期θEVOまでである。 FIG. 3B is an explanatory diagram of the identification target period of the initial value correction parameter. In FIG. 3B, the vertical axis is the in-cylinder pressure and the horizontal axis is the crank angle, and the waveform (history) of the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is the solid line, and the waveform (history) of the measured value P sensor of the in-cylinder pressure is the solid line. Each is shown. In this case, the identification target period of the initial value correction parameter ΔP is indicated by the period R3, and is from the start time θ S (= intake valve closing time θ IVC ) to the exhaust valve opening time θ EVO .

次に、図4乃至図14を参照して、上述した本実施例による効果について、比較例と対比して説明する。 Next, with reference to FIGS. 4 to 14, the effects of the above-mentioned Examples will be described in comparison with Comparative Examples.

比較例では、本実施例と同じ熱発生率ROHRcalcの時系列(履歴)を用いて数11の式から筒内圧の算出値Pcalcが導出され、この際、比較例では、初期値P0は、P0=Pとされる。即ち、本実施例では、上述のように同定された初期値補正パラメータΔPに基づき、開始時期θの実測値Pに対して補正された初期値P0(=P+ΔP)が用いられるのに対して、比較例では、開始時期θの実測値Pが初期値P0として用いられる。 In the comparative example, the calculated value P calc of the in- cylinder pressure is derived from the equation of Equation 11 using the same time series (history) of the heat generation rate ROHR calc as in this example. At this time, in the comparative example, the initial value P 0 Is set to P 0 = P S. That is, in this embodiment, based on the initial value correction parameter ΔP identified as described above, the initial value P 0 (= P S + ΔP) corrected with respect to the measured value P S of the start time θ S is used. On the other hand, in the comparative example, the measured value P S of the start time θ S is used as the initial value P 0.

図4は、比較例の場合における筒内圧の算出値Pcalc(θ)の波形(実線)を、筒内圧の実測値Psensor(θ)の波形(破線)と共に示す図である。図4では、吸気弁閉時期θIVCから排気弁開時期θEVOまでの同波形が示される。図4から分かるように、比較例では、算出値Pcalc(θ)が筒内圧の実測値Psensor(θ)より有意に低くなるという課題がある。 FIG. 4 is a diagram showing a waveform (solid line) of the calculated value P calc (θ) of the in-cylinder pressure in the case of the comparative example together with a waveform (broken line) of the measured value P sensor (θ) of the in-cylinder pressure. FIG. 4 shows the same waveform from the intake valve closing time θ IVC to the exhaust valve opening time θ EVO. As can be seen from FIG. 4, in the comparative example, there is a problem that the calculated value P calc (θ) is significantly lower than the measured value P sensor (θ) of the in-cylinder pressure.

本願発明者は、このような課題が生じる原因を検討した結果、Wiebe関数では、燃焼開始時期θSOCより前の期間における熱発生率を再現できないことが原因であると考えた。図5を参照してより具体的に説明する。図5には、Wiebe関数から算出した熱発生率ROHRcalcの波形が実線で示されると共に、実測筒内圧に基づく熱発生率ROHRsensorの波形が破線で示される。Wiebe関数は、その特性上、燃焼開始時期θSOCから排気弁開時期θEVOまでの期間R1について精度良く再現できる一方、吸気弁閉時期θIVCから燃焼開始時期θSOCまでの期間R2について再現できない(X部参照)。 As a result of investigating the cause of such a problem, the inventor of the present application considered that the cause is that the Wiebe function cannot reproduce the heat generation rate in the period before the combustion start time θ SOC. A more specific description will be given with reference to FIG. In FIG. 5, the waveform of the heat generation rate ROHR calc calculated from the Wiebe function is shown by a solid line, and the waveform of the heat generation rate ROHR sensor based on the actually measured in-cylinder pressure is shown by a broken line. Due to its characteristics, the Wiebe function can accurately reproduce the period R1 from the combustion start time θ SOC to the exhaust valve opening time θ EVO, but cannot reproduce the period R2 from the intake valve closing time θ IVC to the combustion start time θ SOC. (See part X).

このため、燃焼開始時期θSOCから排気弁開時期θEVOまでの期間R1内では、筒内圧の算出値PcalcはWiebe関数に基づいて導出できるが、期間R2内では、筒内圧の算出値PcalcはWiebe関数に基づいて導出できない。燃焼開始時期θSOCから排気弁開時期θEVOまでの期間R1内で、筒内圧の算出値PcalcをWiebe関数に基づいて導出する場合、上述したように、数11の式に係る数値積分を行う関係上、筒内圧の初期値Pを設定する必要がある。この場合、筒内圧の初期値Pは、燃焼開始時期θSOC以前の時期の筒内圧の値である。 Therefore, within the period R1 from the combustion start time θ SOC to the exhaust valve opening time θ EVO , the calculated value P calc of the in-cylinder pressure can be derived based on the Wiebe function, but within the period R2, the calculated value P of the in-cylinder pressure calc cannot be derived based on the Wiebe function. When deriving the calculated value P calc of the in-cylinder pressure based on the Wiebe function within the period R1 from the combustion start time θ SOC to the exhaust valve opening time θ EVO , as described above, the numerical integration related to the equation of Equation 11 is performed. It is necessary to set the initial value P 0 of the in-cylinder pressure for this purpose. In this case, the initial value P 0 of the in-cylinder pressure is the value of the in-cylinder pressure before the combustion start time θ SOC.

しかしながら、燃焼開始時期θSOC以前の時期の筒内圧の実測値は、Wiebe関数のパラメータ同定に実質的に寄与しておらず、従って、実測値をそのまま筒内圧の初期値Pとして用いると、上述の比較例における課題が生じることになる。 However, the measured value of the in-cylinder pressure before the combustion start time θ SOC does not substantially contribute to the parameter identification of the Wiebe function. Therefore, if the measured value is used as it is as the initial value P 0 of the in-cylinder pressure, The problem in the above-mentioned comparative example will arise.

また、数11の微分方程式の形から分かるように、初期値P0の微小な変化は、筒内体積Vが小さくなるときの筒内圧の算出値Pcalc(θ)に比較的大きく影響する。これは、安易に、初期値P0として筒内圧の実測値Pを用いる方法(比較例)では、Wiebe関数を用いて導出される筒内圧の算出値の精度を高めることができないことを意味する。 Further, as can be seen from the form of the differential equation of Equation 11, a small change in the initial value P 0 has a relatively large effect on the calculated value P calc (θ) of the in-cylinder pressure when the in-cylinder volume V becomes small. This means that the accuracy of the calculated value of the in-cylinder pressure derived by using the Wiebe function cannot be easily improved by the method (comparative example) in which the actually measured value P S of the in-cylinder pressure is easily used as the initial value P 0. To do.

この点、本実施例によれば、上述のように、数11の式に係る積分演算の初期値P0としては、開始時期θの実測値Pに対して初期値補正パラメータΔPで補正された初期値P0(=P+ΔP)が用いられる。そして、初期値補正パラメータΔPは、評価関数F1を最小にするように同定されている。従って、本実施例によれば、評価関数F1(数13)を最小化する初期値P0を用いることができる。これは、燃焼期間における実測値Psensorに対する算出値Pcalcの誤差が低減され、燃焼期間においても、Wiebe関数を用いて導出される筒内圧の算出値の精度を高めることができることを意味する。 In this regard, according to the present embodiment, as described above, the initial value P 0 of the integration operation according to the equation of Equation 11 is corrected by the initial value correction parameter ΔP with respect to the actually measured value P S of the start time θ S. The initial value P 0 (= P S + ΔP) is used. The initial value correction parameter ΔP has been identified so as to minimize the evaluation function F1. Therefore, according to this embodiment, the initial value P 0 that minimizes the evaluation function F1 (Equation 13) can be used. This means that the error of the calculated value P calc with respect to the measured value P sensor in the combustion period is reduced, and the accuracy of the calculated value of the in-cylinder pressure derived by using the Wiebe function can be improved even in the combustion period.

ところで、数11の式にWiebe関数を組み入れ、筒内圧の実測値Psensorに対して誤差評価値を最小化するWiebe関数パラメータの値を同定する方法(以下、「同定方法1」と称する)では、計算負荷が有意に大きくなる。これは、数11の筒内圧に関する微分方程式を含む最適化計算を、同定するWiebe関数パラメータの数(例えば、a、m、θsoc、及びΔθの4つのパラメータ)を多くして行う必要であるためである。組み合わせWiebe関数を用いる場合は、Wiebe関数パラメータの数が更に増加し、計算負荷が膨大となり得る。 By the way, in the method of incorporating the Wiebe function into the equation of Equation 11 and identifying the value of the Wiebe function parameter that minimizes the error evaluation value with respect to the measured value P sensor of the in-cylinder pressure (hereinafter referred to as "identification method 1"). , The calculation load becomes significantly large. This requires an optimization calculation that includes a differential equation for the in-cylinder pressure of equation 11 with a large number of Wiebe function parameters to identify (eg, four parameters a, m, θ soc , and Δθ). Because. When the combination Wiebe function is used, the number of Wiebe function parameters is further increased, and the calculation load can be enormous.

この点、本実施例によれば、熱発生率ROHRsensorに対して誤差評価値が最小となるようなWiebe関数パラメータの値の同定と、筒内圧の実測値Psensorに対して誤差評価値が最小となるような初期値補正パラメータの同定とが、別々に行われる。Wiebe関数パラメータの値の同定のための計算負荷は、通常通りである。また、初期値補正パラメータの同定のための計算負荷は、上述のように、同定するパラメータが初期値補正パラメータΔPのみであるため、数11を含む最適化計算の計算負荷は少なくて済む。結果として、本実施例によれば、上記の同定方法1に比べて、計算負荷を有意に低減できる。 In this regard, according to this embodiment, the value of the Wiebe function parameter that minimizes the error evaluation value with respect to the heat generation rate ROHR sensor is identified, and the error evaluation value is obtained with respect to the measured value P sensor of the in-cylinder pressure. The identification of the initial value correction parameter that is the minimum is performed separately. The computational load for identifying the values of the Wiebe function parameters is as usual. Further, as for the calculation load for identifying the initial value correction parameter, as described above, since the parameter to be identified is only the initial value correction parameter ΔP, the calculation load for the optimization calculation including the equation 11 can be small. As a result, according to this embodiment, the calculation load can be significantly reduced as compared with the above-mentioned identification method 1.

このようにして、本実施例によれば、Wiebe関数パラメータの同定のための計算負荷を有意に増加させることなく、Wiebe関数を用いて導出される筒内圧の算出値の精度を高めることができる。 In this way, according to this embodiment, it is possible to improve the accuracy of the calculated value of the in-cylinder pressure derived by using the Wiebe function without significantly increasing the calculation load for identifying the Wiebe function parameter. ..

本願発明者は、実際の筒内圧データを用いて、本実施例と比較例との有意差(即ち本実施例の効果)を検証した。 The inventor of the present application verified a significant difference between this example and a comparative example (that is, the effect of this example) using actual in-cylinder pressure data.

具体的には、第1の検証として、エンジンベンチにおいて直列4気筒の3000ccの直噴ディーゼルエンジンから回転数1600rpmのときの3段燃焼となる運転データ(試験条件1)を取得した。そして、筒内圧センサにより取得した筒内圧の実測値Psensorから数5及び数6の式にて計算した熱発生率ROHRに対して数4の式にてWiebe関数パラメータの値を同定し、数7の式とWiebe関数パラメータの値とを用いて熱発生率ROHR見掛けを計算した。Wiebe関数パラメータは、熱損失を加味した同定方法で同定された。同定したWiebe関数パラメータの値から計算した熱発生率ROHR見掛けが図6に示される。図6には、熱発生率ROHR見掛けが実線で、熱発生率ROHRsensorが破線でそれぞれ示される。図6から、3段燃焼である複雑な形状の熱発生率履歴であっても、高い精度で同定できていることが分かる。 Specifically, as the first verification, operation data (test condition 1) was obtained from a 3000cc direct-injection diesel engine with in-line 4-cylinder engine on the engine bench, which resulted in 3-stage combustion at a rotation speed of 1600 rpm. Then, the value of the Wiebe function parameter was identified by the formula of formula 4 for the heat generation rate ROHR true calculated by the formulas of equations 5 and 6 from the measured value P sensor of the in-cylinder pressure acquired by the in-cylinder pressure sensor. The apparent heat generation rate ROHR was calculated using the equation of Equation 7 and the value of the Wiebe function parameter. The Wiebe function parameters were identified by an identification method that took heat loss into account. The apparent heat generation rate ROHR calculated from the values of the identified Wiebe function parameters is shown in FIG. 6, the heat generation rate ROHR apparent by the solid lines, the heat generation rate ROHR: sensor are respectively shown by broken lines. From FIG. 6, it can be seen that even the heat generation rate history of a complicated shape, which is three-stage combustion, can be identified with high accuracy.

そこで、同定したWiebe関数パラメータの値を持つWiebe関数から得られる熱発生率ROHR見掛けと、数11の筒内圧に関する微分方程式とに基づいて、数値積分によって、吸気弁閉時期θIVCから排気弁開時期θEVOまでの筒内圧の算出値Pcalcを導出した。 Therefore, based on the apparent heat generation rate ROHR obtained from the Wiebe function with the identified Wiebe function parameter value and the differential equation related to the in-cylinder pressure of Equation 11, the exhaust valve opens from the intake valve closing time θ IVC by numerical integration. The calculated value P calc of the in-cylinder pressure up to the time θ EVO was derived.

このとき、比較例では、P0=PIVC=150[kPa]とした。比較例により筒内圧の算出値Pcalcを導出した結果が図7に示される。図7には、筒内圧の算出値Pcalcが実線で、筒内圧の実測値Psensorが破線でそれぞれ示される。比較例では、筒内圧センサによる筒内圧の実測値Psensorに対して、筒内圧の算出値Pcalcは、上死点付近で最大約1 [MPa]程度低い結果となった。 At this time, in the comparative example, P 0 = P IVC = 150 [kPa]. The result of deriving the calculated value P calc of the in-cylinder pressure by the comparative example is shown in FIG. In FIG. 7, the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is shown by a solid line, and the measured value P sensor of the in-cylinder pressure is shown by a broken line. In the comparative example, the calculated value P calc of the in-cylinder pressure was about 1 [MPa] lower than the measured value P sensor of the in-cylinder pressure by the in-cylinder pressure sensor at the maximum near the top dead center.

本実施例では、数13の式から最適化計算により初期値補正パラメータΔPの値を同定した。このときの初期値補正パラメータΔPの値は、27[kPa]であった。この初期値補正パラメータΔPの値を用いて、上記の補正式から筒内圧の初期値P0(=P+ΔP)を算出し、筒内圧の算出値Pcalcを導出した結果が図8に示される。図8には、筒内圧の算出値Pcalcが実線で、筒内圧の実測値Psensorが破線でそれぞれ示される。図8に示すように、本実施例によれば、筒内圧の算出値Pcalcが筒内圧の実測値Psensorとほぼ一致していることが分かる。 In this example, the value of the initial value correction parameter ΔP was identified by the optimization calculation from the equation of Equation 13. The value of the initial value correction parameter ΔP at this time was 27 [kPa]. Using the value of this initial value correction parameter ΔP, the initial value P 0 (= P S + ΔP) of the in-cylinder pressure was calculated from the above correction formula, and the result of deriving the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is shown in FIG. Shown. In FIG. 8, the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is shown by a solid line, and the measured value P sensor of the in-cylinder pressure is shown by a broken line. As shown in FIG. 8, according to this embodiment, it can be seen that the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is almost the same as the measured value P sensor of the in-cylinder pressure.

また、第2の検証として、直列4気筒の3000ccの直噴ディーゼルエンジンにおいて回転数1200rpmの単段燃焼(試験条件2)で検証を行った結果が、図9乃至図11に示される。図9には、同定したWiebe関数パラメータの値から計算した熱発生率ROHR見掛けが示される。図9には、熱発生率ROHR見掛けが実線で、熱発生率ROHRsensorが破線でそれぞれ示される。図9から、単段燃焼の熱発生率履歴であっても、高い精度で同定できていることが分かる。図10には、比較例により筒内圧の算出値Pcalcを導出した結果が示される。図10には、筒内圧の算出値Pcalcが実線で、筒内圧の実測値Psensorが破線でそれぞれ示される。比較例では、第1の検証と同様、筒内圧センサによる筒内圧の実測値Psensorに対して、筒内圧の算出値Pcalcは、上死点付近で最大約1 [MPa]程度低い結果となった。 As a second verification, the results of verification in a single-stage combustion (test condition 2) at a rotation speed of 1200 rpm in an in-line 4-cylinder 3000 cc direct injection diesel engine are shown in FIGS. 9 to 11. FIG. 9 shows the apparent heat generation rate ROHR calculated from the values of the identified Wiebe function parameters. 9 shows, the heat generation rate ROHR apparent by the solid lines, the heat generation rate ROHR: sensor are respectively shown by broken lines. From FIG. 9, it can be seen that even the heat generation rate history of single-stage combustion can be identified with high accuracy. FIG. 10 shows the result of deriving the calculated value P calc of the in-cylinder pressure by a comparative example. In FIG. 10, the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is shown by a solid line, and the measured value P sensor of the in-cylinder pressure is shown by a broken line. In the comparative example, as in the first verification, the calculated value P calc of the cylinder pressure is about 1 [MPa] lower than the measured value P sensor of the cylinder pressure by the cylinder pressure sensor at the maximum near the top dead center. became.

本実施例では、数13の式から最適化計算により初期値補正パラメータΔPの値を同定し、初期値補正パラメータΔPの値として29[kPa]を得た。この初期値補正パラメータΔPの値を用いて、上記の補正式から筒内圧の初期値P0(=P+ΔP)を算出し、筒内圧の算出値Pcalcを導出した結果が図11に示される。図11には、筒内圧の算出値Pcalcが実線で、筒内圧の実測値Psensorが破線でそれぞれ示される。図11に示すように、本実施例によれば、筒内圧の算出値Pcalcが筒内圧の実測値Psensorとほぼ一致していることが分かる。 In this example, the value of the initial value correction parameter ΔP was identified by the optimization calculation from the equation of Equation 13, and 29 [kPa] was obtained as the value of the initial value correction parameter ΔP. Using the value of this initial value correction parameter ΔP, the initial value P 0 (= P S + ΔP) of the in-cylinder pressure was calculated from the above correction formula, and the result of deriving the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is shown in FIG. Shown. In FIG. 11, the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is shown by a solid line, and the measured value P sensor of the in-cylinder pressure is shown by a broken line. As shown in FIG. 11, according to this embodiment, it can be seen that the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is substantially the same as the measured value P sensor of the in-cylinder pressure.

また、第3の検証として、直列4気筒の3000ccの直噴ディーゼルエンジンにおいて回転数1200rpmの2段燃焼(試験条件3)で検証を行った結果が、図12乃至図14に示される。図12には、同定したWiebe関数パラメータの値から計算した熱発生率ROHR見掛けが示される。図12には、熱発生率ROHR見掛けが実線で、熱発生率ROHRsensorが破線でそれぞれ示される。図12から、2段燃焼の熱発生率履歴であっても、高い精度で同定できていることが分かる。図13には、比較例により筒内圧の算出値Pcalcを導出した結果が示される。図13には、筒内圧の算出値Pcalcが実線で、筒内圧の実測値Psensorが破線でそれぞれ示される。比較例では、第1の検証と同様、筒内圧センサによる筒内圧の実測値Psensorに対して、筒内圧の算出値Pcalcは、上死点付近で最大約1 [MPa]程度低い結果となった。 Further, as a third verification, the results of verification in a two-stage combustion (test condition 3) at a rotation speed of 1200 rpm in an in-line 4-cylinder 3000 cc direct injection diesel engine are shown in FIGS. 12 to 14. FIG. 12 shows the apparent heat generation rate ROHR calculated from the values of the identified Wiebe function parameters. FIG 12, the heat generation rate ROHR apparent by the solid lines, the heat generation rate ROHR: sensor are respectively shown by broken lines. From FIG. 12, it can be seen that even the heat generation rate history of staged combustion can be identified with high accuracy. FIG. 13 shows the result of deriving the calculated value P calc of the in-cylinder pressure by a comparative example. In FIG. 13, the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is shown by a solid line, and the measured value P sensor of the in-cylinder pressure is shown by a broken line. In the comparative example, as in the first verification, the calculated value P calc of the cylinder pressure is about 1 [MPa] lower than the measured value P sensor of the cylinder pressure by the cylinder pressure sensor at the maximum near the top dead center. became.

本実施例では、数13の式から最適化計算により初期値補正パラメータΔPの値を同定し、初期値補正パラメータΔPの値として33 [kPa]を得た。この初期値補正パラメータΔPの値を用いて、上記の補正式から筒内圧の初期値P0(=P+ΔP)を算出し、筒内圧の算出値Pcalcを導出した結果が図14に示される。図14には、筒内圧の算出値Pcalcが実線で、筒内圧の実測値Psensorが破線でそれぞれ示される。図14に示すように、本実施例によれば、筒内圧の算出値Pcalcが筒内圧の実測値Psensorとほぼ一致していることが分かる。 In this example, the value of the initial value correction parameter ΔP was identified by the optimization calculation from the equation of Equation 13, and 33 [kPa] was obtained as the value of the initial value correction parameter ΔP. Using the value of this initial value correction parameter ΔP, the initial value P 0 (= P S + ΔP) of the in-cylinder pressure was calculated from the above correction formula, and the result of deriving the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is shown in FIG. Shown. In FIG. 14, the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is shown by a solid line, and the measured value P sensor of the in-cylinder pressure is shown by a broken line. As shown in FIG. 14, according to this embodiment, it can be seen that the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is almost the same as the measured value P sensor of the in-cylinder pressure.

以上から、本実施例では、複雑な形状の熱発生率と筒内圧の両者を高精度に再現できていることを確認できた。また、熱発生率ROHRsensorに対してWiebe関数パラメータの値を同定し、筒内圧の実測値Psensorに対して初期値補正パラメータΔPを同定する本手法の有効性について確認できた。 From the above, it was confirmed that in this embodiment, both the heat generation rate and the in-cylinder pressure of a complicated shape can be reproduced with high accuracy. In addition, the effectiveness of this method of identifying the value of the Wiebe function parameter for the heat generation rate ROHR sensor and the initial value correction parameter ΔP for the measured value P sensor of the in-cylinder pressure was confirmed.

次に、図15乃至図18を参照して、本実施例による同定方法を用いるパラメータ同定装置を含む車載制御システムについて説明する。以下では、Wiebe関数パラメータ及び初期値補正パラメータを区別しないときは、「モデルパラメータ」と総称する。以下では、一例として、Wiebe関数パラメータが、熱損失を加味しない同定方法で同定されているものとする。但し、Wiebe関数パラメータが、熱損失を加味する同定方法で同定される場合でも適用可能である。この場合、運転条件に応じた熱損失を導出するための熱損失モデルが用いられ、熱損失モデルのパラメータ(モデルパラメータ)が同定されてもよい。 Next, an in-vehicle control system including a parameter identification device using the identification method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 15 to 18. In the following, when the Wiebe function parameter and the initial value correction parameter are not distinguished, they are collectively referred to as "model parameter". In the following, as an example, it is assumed that the Wiebe function parameter is identified by an identification method that does not take heat loss into consideration. However, it is applicable even when the Wiebe function parameter is identified by an identification method that takes heat loss into consideration. In this case, a heat loss model for deriving the heat loss according to the operating conditions is used, and the parameters (model parameters) of the heat loss model may be identified.

図15は、パラメータ同定装置10を含む車載制御システム1の一例を示す図である。図15には、車載制御システム1以外に、運転データ記憶部2が併せて示されている。 FIG. 15 is a diagram showing an example of an in-vehicle control system 1 including a parameter identification device 10. In FIG. 15, in addition to the vehicle-mounted control system 1, the driving data storage unit 2 is also shown.

運転データ記憶部2には、エンジンシステム4の実働時に得られる運転データが記憶されている。尚、運転データは、必ずしもエンジンシステム4と同一個体に係るデータである必要はなく、同一型式の内燃機関を含む同一のエンジンシステムに係るデータであればよい。運転データは、エンジンシステム4の実働時に得られる各値であって、内燃機関の運転条件を表す所定の各パラメータ(以下、「運転条件パラメータ」という)の各値と、実測筒内圧データとを含んでよい。運転データは、例えばエンジンダイナモメータ設備による台上試験で取得できる。運転条件パラメータは、モデルパラメータの最適値に影響するパラメータである。即ち、モデルパラメータの最適値は、運転条件パラメータの各値が変化すると変化する。実測筒内圧データは、例えばクランク角度毎の筒内圧の値の集合であり、運転条件毎に収集される。例えば、図16には、運転データの一例が示される。図16に示す例では、運転条件パラメータは、機関回転数、燃料噴射量、燃料噴射圧、酸素濃度、吸気圧、EGR(Exhaust Gas Recirculation)弁開度等を含み、燃料噴射量は、噴射毎(図16に示す例では、パイロット噴射、プレ噴射等)の値である。図16に示す例では、各運転条件パラメータの各値、及び実測筒内圧データは、運転条件ID(Identification)毎に、運転条件IDに紐付けられる形態で記憶される。 The operation data storage unit 2 stores operation data obtained during actual operation of the engine system 4. The operation data does not necessarily have to be the data related to the same individual as the engine system 4, but may be the data related to the same engine system including the internal combustion engine of the same type. The operation data is each value obtained during the actual operation of the engine system 4, and is a combination of each value of each predetermined parameter (hereinafter referred to as "operation condition parameter") representing the operation condition of the internal combustion engine and the measured in-cylinder pressure data. May include. The operation data can be obtained, for example, by a bench test using an engine dynamometer facility. The operating condition parameter is a parameter that affects the optimum value of the model parameter. That is, the optimum value of the model parameter changes as each value of the operating condition parameter changes. The measured in-cylinder pressure data is, for example, a set of in-cylinder pressure values for each crank angle, and is collected for each operating condition. For example, FIG. 16 shows an example of operation data. In the example shown in FIG. 16, the operating condition parameters include the engine speed, fuel injection amount, fuel injection pressure, oxygen concentration, intake pressure, EGR (Exhaust Gas Recirculation) valve opening, etc., and the fuel injection amount is for each injection. (In the example shown in FIG. 16, pilot injection, pre-injection, etc.). In the example shown in FIG. 16, each value of each operating condition parameter and the measured in-cylinder pressure data are stored in a form associated with the operating condition ID for each operating condition ID (Identification).

図15に示す車載制御システム1は、車両に搭載される。車両は、内燃機関を動力源とする車両であり、内燃機関と電気モータとを動力源とするハイブリット車を含む。内燃機関の種類は、任意であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等でありうる。また、ガソリンエンジンの燃料の噴射方式は任意であり、ポート噴射式や筒内噴射式、またはこれらの組み合わせであってもよい。 The in-vehicle control system 1 shown in FIG. 15 is mounted on a vehicle. The vehicle is a vehicle powered by an internal combustion engine, and includes a hybrid vehicle powered by an internal combustion engine and an electric motor. The type of internal combustion engine is arbitrary and may be a diesel engine, a gasoline engine, or the like. Further, the fuel injection method of the gasoline engine is arbitrary, and may be a port injection type, an in-cylinder injection type, or a combination thereof.

車載制御システム1は、エンジンシステム4(車両駆動装置の一例)と、センサ群6と、パラメータ同定装置10(内燃機関パラメータ同定装置の一例)と、エンジン制御装置30とを含む。 The in-vehicle control system 1 includes an engine system 4 (an example of a vehicle drive device), a sensor group 6, a parameter identification device 10 (an example of an internal combustion engine parameter identification device), and an engine control device 30.

エンジンシステム4は、内燃機関に設けられる各種アクチュエータ(インジェクタ、電子スロットル、スタータ等)や各種部材(吸気通路、触媒等)を含んでよい。 The engine system 4 may include various actuators (injectors, electronic throttles, starters, etc.) and various members (intake passages, catalysts, etc.) provided in the internal combustion engine.

センサ群6は、内燃機関に設けられる各種センサ(クランク角センサ、エアフローメータ、吸気圧センサ、空燃比センサ、温度センサ等)を含んでよい。尚、センサ群6は、筒内圧センサを含む必要はない。筒内圧センサの設置は、コスト、耐久性、及び保守性の観点から不利である。 The sensor group 6 may include various sensors (crank angle sensor, air flow meter, intake pressure sensor, air-fuel ratio sensor, temperature sensor, etc.) provided in the internal combustion engine. The sensor group 6 does not need to include the in-cylinder pressure sensor. Installation of the in-cylinder pressure sensor is disadvantageous in terms of cost, durability, and maintainability.

パラメータ同定装置10は、運転データ記憶部2内の運転データに基づいて、上述した本実施例による同定方法によりモデルパラメータを同定する。 The parameter identification device 10 identifies the model parameters by the identification method according to the present embodiment described above based on the operation data in the operation data storage unit 2.

図17は、パラメータ同定装置10のハードウェア構成の一例を示す図である。 FIG. 17 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the parameter identification device 10.

図17に示す例では、パラメータ同定装置10は、制御部101、主記憶部102、補助記憶部103、ドライブ装置104、ネットワークI/F部106、入力部107を含む。 In the example shown in FIG. 17, the parameter identification device 10 includes a control unit 101, a main storage unit 102, an auxiliary storage unit 103, a drive device 104, a network I / F unit 106, and an input unit 107.

制御部101は、主記憶部102や補助記憶部103に記憶されたプログラムを実行する演算装置であり、入力部107や記憶装置からデータを受け取り、演算、加工した上で、記憶装置などに出力する。 The control unit 101 is an arithmetic unit that executes a program stored in the main storage unit 102 or the auxiliary storage unit 103, receives data from the input unit 107 or the storage device, calculates and processes the data, and then outputs the data to the storage device or the like. To do.

主記憶部102は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)などである。主記憶部102は、制御部101が実行する基本ソフトウェアであるOS(Operating System)やアプリケーションソフトウェアなどのプログラムやデータを記憶又は一時保存する記憶装置である。 The main storage unit 102 is a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), or the like. The main storage unit 102 is a storage device that stores or temporarily stores programs and data such as an OS (Operating System) and application software that are basic software executed by the control unit 101.

補助記憶部103は、HDD(Hard Disk Drive)などであり、アプリケーションソフトウェアなどに関連するデータを記憶する記憶装置である。 The auxiliary storage unit 103 is an HDD (Hard Disk Drive) or the like, and is a storage device for storing data related to application software or the like.

ドライブ装置104は、記録媒体105、例えばフレキシブルディスクからプログラムを読み出し、記憶装置にインストールする。 The drive device 104 reads a program from a recording medium 105, for example, a flexible disk, and installs the program in the storage device.

記録媒体105は、所定のプログラムを格納する。この記録媒体105に格納されたプログラムは、ドライブ装置104を介してパラメータ同定装置10にインストールされる。インストールされた所定のプログラムは、パラメータ同定装置10により実行可能となる。 The recording medium 105 stores a predetermined program. The program stored in the recording medium 105 is installed in the parameter identification device 10 via the drive device 104. The installed predetermined program can be executed by the parameter identification device 10.

ネットワークI/F部106は、有線及び/又は無線回線などのデータ伝送路により構築されたネットワークを介して接続された通信機能を有する周辺機器とパラメータ同定装置10とのインターフェースである。 The network I / F unit 106 is an interface between a peripheral device having a communication function and a parameter identification device 10 connected via a network constructed by a data transmission line such as a wired and / or wireless line.

入力部107は、例えばコンソールボックスやインストルメントパネルに設けられるユーザインターフェースであってよい。 The input unit 107 may be, for example, a user interface provided in a console box or an instrument panel.

尚、図17に示す例において、以下で説明する各種処理等は、プログラムをパラメータ同定装置10に実行させることで実現することができる。また、プログラムを記録媒体105に記録し、このプログラムが記録された記録媒体105をパラメータ同定装置10に読み取らせて、以下で説明する各種処理等を実現させることも可能である。なお、記録媒体105は、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。例えば、記録媒体105は、CD(Compact Disc)−ROM、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の様に情報を光学的、電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ROM、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等であってよい。なお、記録媒体105には、搬送波は含まれない。 In the example shown in FIG. 17, various processes and the like described below can be realized by causing the parameter identification device 10 to execute the program. It is also possible to record the program on the recording medium 105 and have the parameter identification device 10 read the recording medium 105 on which the program is recorded to realize various processes described below. As the recording medium 105, various types of recording media can be used. For example, the recording medium 105 is a recording medium such as a CD (Compact Disc) -ROM, a flexible disc, a magneto-optical disc, or the like that optically, electrically, or magnetically records information, a ROM, a flash memory, or the like. It may be a semiconductor memory or the like that electrically records. The recording medium 105 does not include a carrier wave.

図15を再度参照する。パラメータ同定装置10は、運転データ取得部11と、筒内圧データ取得部12(取得部の一例)と、熱発生率実測値算出部13と、最適化演算部14とを含む。また、パラメータ同定装置10は、モデルパラメータ格納部15(関係式導出部の一例)と、モデルパラメータ記憶部16(第2記憶部の一例)と、関係式記憶部17とを含む。 See FIG. 15 again. The parameter identification device 10 includes an operation data acquisition unit 11, an in-cylinder pressure data acquisition unit 12 (an example of an acquisition unit), a heat generation rate actual measurement value calculation unit 13, and an optimization calculation unit 14. Further, the parameter identification device 10 includes a model parameter storage unit 15 (an example of a relational expression derivation unit), a model parameter storage unit 16 (an example of a second storage unit), and a relational expression storage unit 17.

尚、運転データ取得部11、筒内圧データ取得部12、熱発生率実測値算出部13、最適化演算部14、及びモデルパラメータ格納部15は、例えば、図17に示した制御部101が主記憶部102等内の1つ以上のプログラムを実行することで実現できる。また、モデルパラメータ記憶部16及び関係式記憶部17は、例えば図17に示した補助記憶部103により実現できる。 The operation data acquisition unit 11, the in-cylinder pressure data acquisition unit 12, the heat generation rate actual measurement value calculation unit 13, the optimization calculation unit 14, and the model parameter storage unit 15 are mainly the control unit 101 shown in FIG. 17, for example. This can be achieved by executing one or more programs in the storage unit 102 or the like. Further, the model parameter storage unit 16 and the relational expression storage unit 17 can be realized by, for example, the auxiliary storage unit 103 shown in FIG.

運転データ取得部11は、運転データ記憶部2から運転条件毎の運転データ(図16参照)を取得する。 The operation data acquisition unit 11 acquires operation data (see FIG. 16) for each operation condition from the operation data storage unit 2.

筒内圧データ取得部12は、運転データ取得部11が取得した運転データのうちの筒内圧データを取得する。 The in-cylinder pressure data acquisition unit 12 acquires in-cylinder pressure data among the operation data acquired by the operation data acquisition unit 11.

熱発生率実測値算出部13は、運転条件毎に、筒内圧データ取得部12が取得した筒内圧データに基づいて、熱発生率ROHRsensorを算出する。具体的には、熱発生率実測値算出部13は、運転条件毎に、筒内圧データ取得部12が取得した筒内圧データに基づいて、熱発生率ROHRsensorを算出する。熱発生率ROHRsensorの算出方法は上述した通りである。 The heat generation rate actual measurement value calculation unit 13 calculates the heat generation rate ROHR sensor based on the cylinder pressure data acquired by the cylinder pressure data acquisition unit 12 for each operating condition. Specifically, the heat generation rate actual measurement value calculation unit 13 calculates the heat generation rate ROHR sensor based on the cylinder pressure data acquired by the cylinder pressure data acquisition unit 12 for each operating condition. The calculation method of the heat generation rate ROHR sensor is as described above.

最適化演算部14は、運転条件毎に、モデルパラメータを同定する。最適化演算部14は、Wiebe関数パラメータ同定部141と、初期値補正パラメータ同定部142とを含む。 The optimization calculation unit 14 identifies model parameters for each operating condition. The optimization calculation unit 14 includes a Wiebe function parameter identification unit 141 and an initial value correction parameter identification unit 142.

Wiebe関数パラメータ同定部141は、運転条件毎に、熱発生率実測値算出部13が算出した熱発生率ROHRsensorに基づいて、評価関数F(例えば数4参照)を用いた最適化計算を実行する。Wiebe関数パラメータ同定部141は、Wiebe関数パラメータの各値を変化させながら、評価関数Fを最小化するWiebe関数パラメータの各値(最適値)を同定する。 The Wiebe function parameter identification unit 141 executes an optimization calculation using the evaluation function F (see, for example, Equation 4) based on the heat generation rate ROHR sensor calculated by the heat generation rate measurement value calculation unit 13 for each operating condition. To do. The Wiebe function parameter identification unit 141 identifies each value (optimal value) of the Wiebe function parameter that minimizes the evaluation function F while changing each value of the Wiebe function parameter.

初期値補正パラメータ同定部142は、運転条件毎に、Wiebe関数パラメータ同定部141が同定したWiebe関数パラメータの各値と、筒内圧データ取得部12が取得した筒内圧データとに基づいて、評価関数F1(数13参照)を用いた最適化計算を実行する。このとき、Wiebe関数パラメータ同定部141が同定したWiebe関数パラメータの各値は、Wiebe関数による熱発生率ROHRcalcの導出に用いられる。導出された熱発生率ROHRcalcは、数11の式に基づく筒内圧の算出値Pcalcの導出のための数値積分に用いられる。初期値補正パラメータ同定部142は、初期値補正パラメータΔPの値を変化させながら、数11の式に基づく筒内圧の算出値Pcalcの導出し、評価関数F1を最小化する初期値補正パラメータΔPの値(最適値)を同定する。 The initial value correction parameter identification unit 142 evaluates each operating condition based on each value of the Wiebe function parameter identified by the Wiebe function parameter identification unit 141 and the in-cylinder pressure data acquired by the in-cylinder pressure data acquisition unit 12. The optimization calculation using F1 (see Equation 13) is executed. At this time, each value of the Wiebe function parameter identified by the Wiebe function parameter identification unit 141 is used for deriving the heat generation rate ROHR calc by the Wiebe function. The derived heat generation rate ROHR calc is used for numerical integration for deriving the calculated value P calc of the in-cylinder pressure based on the equation of Equation 11. The initial value correction parameter identification unit 142 derives the calculated value P calc of the in-cylinder pressure based on the equation of Equation 11 while changing the value of the initial value correction parameter ΔP, and minimizes the evaluation function F1. (Optimal value) is identified.

より具体的には、初期値補正パラメータ同定部142は、初期値設定部1420と、熱発生率導出部1421と、筒内圧導出部1422と、パラメータ同定部1423とを含む。 More specifically, the initial value correction parameter identification unit 142 includes an initial value setting unit 1420, a heat generation rate derivation unit 1421, an in-cylinder pressure derivation unit 1422, and a parameter identification unit 1423.

初期値設定部1420は、最適化計算に用いる筒内圧の初期値Pを設定する。最適化計算に用いる筒内圧の初期値Pは、初期値補正パラメータΔPの暫定値に基づいて、P0=P+ΔPとして設定される。 The initial value setting unit 1420 sets the initial value P 0 of the in-cylinder pressure used for the optimization calculation. The initial value P 0 of the in-cylinder pressure used in the optimization calculation is set as P 0 = P S + ΔP based on the provisional value of the initial value correction parameter ΔP.

熱発生率導出部1421は、Wiebe関数パラメータ同定部141が同定したWiebe関数パラメータの各値に基づいて、熱発生率ROHRcalcを算出する。上述のように、熱発生率導出部1421は、初期値補正パラメータΔPの同定対象期間(開始時期θs〜排気弁開時期θEVO)における燃焼開始時期θsocから排気弁開時期θEVOまでの期間についてのみ、熱発生率ROHRcalcを算出する。この際、熱発生率導出部1421は、Wiebe関数パラメータ同定部141が同定したWiebe関数パラメータの各値に基づいて、熱発生率ROHRcalcを算出する。 The heat generation rate derivation unit 1421 calculates the heat generation rate ROHR calc based on each value of the Wiebe function parameters identified by the Wiebe function parameter identification unit 141. As described above, the heat generation rate derivation unit 1421 is from the combustion start time θ soc to the exhaust valve opening time θ EVO in the identification target period (start time θ s to exhaust valve opening time θ EVO ) of the initial value correction parameter ΔP. Calculate the heat generation rate ROHR calc only for the period. At this time, the heat generation rate derivation unit 1421 calculates the heat generation rate ROHR calc based on each value of the Wiebe function parameter identified by the Wiebe function parameter identification unit 141.

筒内圧導出部1422は、熱発生率導出部1421により算出された熱発生率ROHRcalcと、初期値設定部1420により設定された筒内圧の初期値Pと、関係式記憶部17内の数11の式とに基づいて、筒内圧の算出値Pcalcを導出する。筒内圧の算出値Pcalcの導出方法は、上述のとおりである。具体的には、筒内圧導出部1422は、燃焼開始時期θsocから排気弁開時期θEVOまでの期間に対しては、熱発生率ROHRcalcを熱発生率ROHR見掛けとして、筒内圧の算出値Pcalcを導出する。他方、筒内圧導出部1422は、残りの期間(開始時期θs〜燃焼開始時期θsoc)に対しては、所定値(ここでは、0)を熱発生率ROHR見掛けとして、筒内圧の算出値Pcalcを導出する。 The in-cylinder pressure derivation unit 1422 includes the heat generation rate ROHR calc calculated by the heat generation rate derivation unit 1421, the initial value P 0 of the in-cylinder pressure set by the initial value setting unit 1420, and the number in the relational expression storage unit 17. Based on the formula of 11, the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is derived. The method for deriving the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is as described above. Specifically, the in-cylinder pressure derivation unit 1422 uses the heat generation rate ROHR calc as the apparent heat generation rate ROHR for the period from the combustion start time θ soc to the exhaust valve opening time θ EVO , and calculates the in-cylinder pressure. Derivation of P calc. On the other hand, the in-cylinder pressure derivation unit 1422 calculates the in-cylinder pressure for the remaining period (start time θ s to combustion start time θ soc ) with a predetermined value (here, 0) as the apparent heat generation rate ROHR. Derivation of P calc.

パラメータ同定部1423は、初期値補正パラメータΔPの暫定値を変化させながら、暫定値毎に筒内圧導出部1422により導出される筒内圧の算出値Pcalcに基づいて、評価関数F1を評価する。そして、パラメータ同定部1423は、評価関数F1を最小化する初期値補正パラメータΔPの暫定値を最適値(同定値)とする。 The parameter identification unit 1423 evaluates the evaluation function F1 based on the calculated value P calc of the in-cylinder pressure derived by the in-cylinder pressure derivation unit 1422 for each provisional value while changing the provisional value of the initial value correction parameter ΔP. Then, the parameter identification unit 1423 sets the provisional value of the initial value correction parameter ΔP that minimizes the evaluation function F1 as the optimum value (identification value).

モデルパラメータ格納部15は、最適化演算部14が運転条件毎に得たモデルパラメータの各最適値(同定値情報の一例)を、運転条件IDに紐付けてモデルパラメータ記憶部16に格納する。このようにして、運転条件毎(運転条件ID毎)に、モデルパラメータの各最適値が算出され、モデルパラメータ記憶部16に格納される。図18は、モデルパラメータ記憶部16内のデータの一例を概念的に示す図である。図18に示す例では、図16に示したデータ(運転条件パラメータ)に対して、モデルパラメータの各最適値が紐付けられている。即ち、図18に示したデータは、各運転条件(運転条件パラメータの各組み合わせ)に対して、モデルパラメータの各最適値が紐付けられている。尚、図18に示す例では、Wiebe関数パラメータの各最適値は、Wiebe関数毎(即ち、プレ噴射による燃焼、メイン噴射による燃焼といった燃焼形態毎)に求められている。 The model parameter storage unit 15 stores each optimum value (an example of identification value information) of the model parameter obtained by the optimization calculation unit 14 for each operation condition in the model parameter storage unit 16 in association with the operation condition ID. In this way, each optimum value of the model parameter is calculated for each operating condition (for each operating condition ID) and stored in the model parameter storage unit 16. FIG. 18 is a diagram conceptually showing an example of data in the model parameter storage unit 16. In the example shown in FIG. 18, each optimum value of the model parameter is associated with the data (operating condition parameter) shown in FIG. That is, in the data shown in FIG. 18, each optimum value of the model parameter is associated with each operation condition (each combination of the operation condition parameters). In the example shown in FIG. 18, each optimum value of the Wiebe function parameter is obtained for each Wiebe function (that is, for each combustion mode such as combustion by pre-injection and combustion by main injection).

モデルパラメータ格納部15は、好ましくは、モデルパラメータ記憶部16内のデータ(図18参照)に基づいて、モデルパラメータの各最適値と、各運転条件との関係を表す関係式(例えば1次の多項式)(第2関係式の一例)を算出する。具体的には、モデルパラメータ格納部15は、図18に示したデータに基づいて、多項式モデル化情報(例えば、以下で説明する各係数β〜β、β1〜β1等の値)(同定値情報の一例)を算出する。この場合、モデルパラメータ格納部15は、図18に示したデータに代えて、多項式モデル化情報をモデルパラメータ記憶部16に格納することとしてよい。この場合、図18に示したデータ(マップデータ)を保持する場合に比べて、モデルパラメータ記憶部16において必要とされる記憶容量を大幅に低減できる。 The model parameter storage unit 15 preferably has a relational expression (for example, first-order) representing the relationship between each optimum value of the model parameter and each operating condition based on the data (see FIG. 18) in the model parameter storage unit 16. (Polynomial) (an example of the second relational expression) is calculated. Specifically, the model parameter storage unit 15, based on the data shown in FIG. 18, a polynomial modeling information (e.g., the coefficient β 1n described below, β1 1 ~β1 value of n, etc.) (Example of identification value information) is calculated. In this case, the model parameter storage unit 15 may store the polynomial modeling information in the model parameter storage unit 16 instead of the data shown in FIG. In this case, the storage capacity required in the model parameter storage unit 16 can be significantly reduced as compared with the case of holding the data (map data) shown in FIG.

多項式モデル化情報は、例えば以下のように生成されてもよい。モデルパラメータ格納部15は、モデルパラメータ記憶部16内のデータ(図18参照)に基づいて、以下の1次の多項式を用いて、Wiebe関数パラメータの各最適値と、各運転条件との関係を近似してもよい。 The polynomial modeling information may be generated, for example, as follows. Based on the data in the model parameter storage unit 16 (see FIG. 18), the model parameter storage unit 15 uses the following first-order polynomials to determine the relationship between each optimum value of the Wiebe function parameter and each operating condition. It may be approximated.

Figure 0006834422
Figure 0006834422

βは、切片であり、β〜βは、係数であり、E〜Eは、運転条件パラメータ(説明変数)である。nは、説明変数の数に対応する。yは、Wiebe関数パラメータの値であり、Wiebe関数パラメータ毎に、数14の多項式が用いられる。本実施例によれば、多様な運転条件にわたって、運転条件とWiebe関数パラメータの関係性が保たれるので、同関係性を多項式等のような関数で表すことができる。これにより、任意の運転条件に対応する各Wiebe関数パラメータの値を高精度に推定することが可能となる。 beta 0 is the intercept, β 1n is a coefficient, E 1 to E n is the operating condition parameters (explanatory variables). n corresponds to the number of explanatory variables. y j is the value of the Wiebe function parameter, and a polynomial of the equation 14 is used for each Wiebe function parameter. According to this embodiment, since the relationship between the operating condition and the Wiebe function parameter is maintained over various operating conditions, the relationship can be expressed by a function such as a polynomial. This makes it possible to estimate the value of each Wiebe function parameter corresponding to an arbitrary operating condition with high accuracy.

同様に、モデルパラメータ格納部15は、好ましくは、モデルパラメータ記憶部16内のデータに基づいて、以下の1次の多項式を用いて、初期値補正パラメータΔPの最適値と、各運転条件との関係を近似してもよい。 Similarly, the model parameter storage unit 15 preferably uses the following first-order polynomials based on the data in the model parameter storage unit 16 to set the optimum value of the initial value correction parameter ΔP and each operating condition. The relationship may be approximated.

Figure 0006834422
Figure 0006834422

β1は、切片であり、β1〜β1は、係数であり、E〜Eは、運転条件パラメータ(説明変数)である。nは、説明変数の数に対応する。本実施例によれば、多様な運転条件にわたって、運転条件と初期値補正パラメータの関係性が保たれるので、同関係性を多項式等のような関数で表すことができる。これにより、任意の運転条件に対応する初期値補正パラメータの値を高精度に推定することが可能となる。 .beta.1 0 is the intercept, β1 1 ~β1 n is a coefficient, E 1 to E n is the operating condition parameters (explanatory variables). n corresponds to the number of explanatory variables. According to this embodiment, since the relationship between the operating condition and the initial value correction parameter is maintained over various operating conditions, the relationship can be expressed by a function such as a polynomial. This makes it possible to estimate the value of the initial value correction parameter corresponding to an arbitrary operating condition with high accuracy.

尚、数14及び数15の式は、1次の多項式であるが、2次の多項式等の他の多項式が用いられてもよい。 The equations 14 and 15 are first-order polynomials, but other polynomials such as second-order polynomials may be used.

ところで、図18に示したデータは、上述のように、各運転条件(運転条件パラメータの各組み合わせ)に対して、モデルパラメータの各最適値が紐付けられている。従って、多数の運転条件に関するデータが得られると、ある任意の運転条件に適合するモデルパラメータの値を抽出できる可能性が高くなる。しかしながら、内燃機関の運転条件は、機関回転数、空気量、燃料噴射圧などの組み合わせにより、極めて多様である。そのような多様な運転条件にわたって、モデルパラメータの各最適値を導出することは現実的でない。 By the way, in the data shown in FIG. 18, as described above, each optimum value of the model parameter is associated with each operation condition (each combination of the operation condition parameters). Therefore, if data on a large number of operating conditions are obtained, it is highly possible that the values of model parameters that match a certain arbitrary operating conditions can be extracted. However, the operating conditions of the internal combustion engine are extremely diverse depending on the combination of the engine speed, the amount of air, the fuel injection pressure, and the like. It is not realistic to derive each optimum value of the model parameter over such various operating conditions.

これに対して、図18に示したデータに基づいて、上述の数14及び数15の式のような多項式を用いて多項式モデル化情報を得る場合は、小さいデータ量で、多様な運転条件にわたって、モデルパラメータの各最適値を導出することが可能となる。即ち、多項式モデル化情報は、Wiebe関数パラメータ毎に係数β〜βの各値を、初期値補正パラメータ用の係数β1〜β1の各値をそれぞれ含めばよく、各運転条件(運転条件パラメータの各組み合わせ)との紐付けは不要である。従って、多項式モデル化情報は、図18に示したデータよりも圧倒的にデータ量が小さい。他方、多項式モデル化情報は、データ量が小さいにも拘らず、多様な運転条件にわたって、モデルパラメータの各最適値を精度良く導出できる。 On the other hand, when polynomial modeling information is obtained using polynomials such as the above equations 14 and 15 based on the data shown in FIG. 18, a small amount of data is used over various operating conditions. , It is possible to derive each optimum value of the model parameter. That is, the polynomial modeling information, the values of the coefficients β 0n for each Wiebe function the parameters, may be included each value of the initial value coefficient β1 0 ~β1 n of correction parameters respectively, each operating condition (operating It is not necessary to link with each combination of condition parameters). Therefore, the polynomial modeling information has an overwhelmingly smaller amount of data than the data shown in FIG. On the other hand, the polynomial modeling information can accurately derive each optimum value of the model parameter over various operating conditions even though the amount of data is small.

モデルパラメータ記憶部16は、上述のように、運転条件毎にモデルパラメータの各最適値を取得又は導出できる態様で、モデルパラメータの各最適値を記憶する。 As described above, the model parameter storage unit 16 stores each optimum value of the model parameter in a manner in which each optimum value of the model parameter can be acquired or derived for each operating condition.

関係式記憶部17は、上述のように最適化演算部14での最適化演算に用いる関係式(第1関係式の一例)である上記の数11の式を記憶する。 As described above, the relational expression storage unit 17 stores the above-mentioned equation 11 which is a relational expression (an example of the first relational expression) used for the optimization operation in the optimization calculation unit 14.

図19は、パラメータ同定装置10により実行される処理の一例を示すフローチャートである。図19に示す処理は、例えば、オフラインで実行される。また、図19に示す処理は、例えば、運転データ記憶部2内の複数の運転条件に関する運転データに対して、運転条件毎に実行される。尚、運転条件は、上述した運転条件パラメータの各値の組み合わせで規定される。 FIG. 19 is a flowchart showing an example of the process executed by the parameter identification device 10. The process shown in FIG. 19 is executed offline, for example. Further, the process shown in FIG. 19 is executed for each operation condition with respect to the operation data related to a plurality of operation conditions in the operation data storage unit 2, for example. The operating conditions are defined by the combination of the values of the operating condition parameters described above.

ステップS1600では、運転データ取得部11は、運転データ記憶部2から、今回の算出対象の1つ以上の運転条件(運転条件ID)に係る運転データを取得する。尚、運転データは、上述のように、運転条件ID毎に、運転条件パラメータの各値と、筒内圧データとを含む(図12参照)。 In step S1600, the operation data acquisition unit 11 acquires operation data related to one or more operation conditions (operation condition IDs) to be calculated this time from the operation data storage unit 2. As described above, the operation data includes each value of the operation condition parameter and the in-cylinder pressure data for each operation condition ID (see FIG. 12).

ステップS1601では、運転データ取得部11は、ステップS1600で取得した1つ以上の運転条件IDに係る運転データのうちから、所定の順(例えば運転条件IDの昇順)に、特定の1つの運転条件IDに係る運転データを選択する。 In step S1601, the operation data acquisition unit 11 determines one specific operation condition in a predetermined order (for example, ascending order of the operation condition ID) from the operation data related to one or more operation condition IDs acquired in step S1600. Select the operation data related to the ID.

ステップS1602では、筒内圧データ取得部12は、ステップS1601で選択された運転データのうちの筒内圧データを取得する。 In step S1602, the in-cylinder pressure data acquisition unit 12 acquires the in-cylinder pressure data among the operation data selected in step S1601.

ステップS1603では、熱発生率実測値算出部13は、ステップS1602で取得した筒内圧データに基づいて、クランク角度毎の熱発生率ROHRsensorを算出する。 In step S1603, the heat generation rate actual measurement value calculation unit 13 calculates the heat generation rate ROHR sensor for each crank angle based on the in-cylinder pressure data acquired in step S1602.

ステップS1604では、最適化演算部14のWiebe関数パラメータ同定部141は、ステップS1603で得た熱発生率ROHRsensorに基づいて、評価関数F(例えば数4参照)を最小化するWiebe関数パラメータの各値(最適値)を導出する。 In step S1604, the Wiebe function parameter identification unit 141 of the optimization calculation unit 14 minimizes the evaluation function F (see, for example, equation 4) based on the heat generation rate ROHR sensor obtained in step S1603. Derivation of the value (optimum value).

ステップS1606では、最適化演算部14の初期値補正パラメータ同定部142は、ステップS1604で得たWiebe関数パラメータの各値(最適値)と、ステップS1602で取得した筒内圧データとに基づいて、初期値補正パラメータΔPの最適値を導出する。即ち、初期値補正パラメータ同定部142は、評価関数F1(数13参照)を最小化する初期値補正パラメータの値(最適値)を導出する。 In step S1606, the initial value correction parameter identification unit 142 of the optimization calculation unit 14 initially obtains each value (optimal value) of the Wiebe function parameter obtained in step S1604 and the in-cylinder pressure data acquired in step S1602. The optimum value of the value correction parameter ΔP is derived. That is, the initial value correction parameter identification unit 142 derives the value (optimal value) of the initial value correction parameter that minimizes the evaluation function F1 (see Equation 13).

ステップS1608では、モデルパラメータ格納部15は、ステップS1604及びステップS1606で得られたモデルパラメータの各値を、今回の運転条件IDに紐付けてモデルパラメータ記憶部16に格納する。 In step S1608, the model parameter storage unit 15 stores each value of the model parameter obtained in step S1604 and step S1606 in the model parameter storage unit 16 in association with the current operation condition ID.

ステップS1610では、モデルパラメータ格納部15は、ステップS1600で取得した1つ以上の運転条件IDの全てに対して最適化演算処理が終了したか否かを判定する。判定結果が“YES”の場合は、ステップS1612に進む。他方、判定結果が“NO”の場合は、図19に示す処理は、ステップS1601に戻り、新たな1つの運転条件IDに係る運転データが選択され、ステップS1604乃至ステップS1608の処理が実行される。 In step S1610, the model parameter storage unit 15 determines whether or not the optimization calculation process has been completed for all of the one or more operating condition IDs acquired in step S1600. If the determination result is "YES", the process proceeds to step S1612. On the other hand, when the determination result is "NO", the process shown in FIG. 19 returns to step S1601, operation data related to one new operation condition ID is selected, and the processes of steps S1604 to S1608 are executed. ..

ステップS1612では、モデルパラメータ格納部15は、ステップS1608で格納されたモデルパラメータ記憶部16内の各値(運転条件ID毎の各値)に基づいて、多項式モデル化情報を生成する。多項式モデル化情報の生成方法は、上述のとおりである。 In step S1612, the model parameter storage unit 15 generates polynomial modeling information based on each value (each value for each operation condition ID) in the model parameter storage unit 16 stored in step S1608. The method of generating the polynomial modeling information is as described above.

ステップS1614では、モデルパラメータ格納部15は、多項式モデル化情報をモデルパラメータ記憶部16に記憶する。 In step S1614, the model parameter storage unit 15 stores the polynomial modeling information in the model parameter storage unit 16.

図19に示す処理によれば、運転データ記憶部2から多様な運転条件にわたる運転データを取得することで、多様な運転条件にわたって精度の高いモデルパラメータの値を導出できる多項式モデル化情報を得ることができる。これにより、任意の運転条件に対応する各モデルパラメータの値を高精度に推定することが可能となる。 According to the process shown in FIG. 19, by acquiring operation data covering various operation conditions from the operation data storage unit 2, polynomial modeling information capable of deriving highly accurate model parameter values over various operation conditions can be obtained. Can be done. This makes it possible to estimate the value of each model parameter corresponding to an arbitrary operating condition with high accuracy.

尚、図19に示す処理では、Wiebe関数パラメータの同定と、初期値補正パラメータの同定とが同時に実行されているが、これに限られない。即ち、Wiebe関数パラメータの同定と、初期値補正パラメータの同定とは、異なるタイミングで実行されてもよい。 In the process shown in FIG. 19, the identification of the Wiebe function parameter and the identification of the initial value correction parameter are executed at the same time, but the present invention is not limited to this. That is, the identification of the Wiebe function parameter and the identification of the initial value correction parameter may be executed at different timings.

次に、図15を再度参照しつつ、図20を参照してエンジン制御装置30について説明する。 Next, the engine control device 30 will be described with reference to FIG. 20 with reference to FIG. 15 again.

エンジン制御装置30は、エンジンシステム4の各種アクチュエータを制御する。エンジン制御装置30は、図15に示すように、運転条件判断部32と、モデル関数演算部34と、エンジントルク算出部36(筒内圧算出部の一例)と、制御値算出部38(車両制御部の一例)と、関係式記憶部39(第1記憶部の一例)とを含む。エンジン制御装置30のハードウェア構成は、図13に示したパラメータ同定装置10のハードウェア構成と同一であってよい。運転条件判断部32、モデル関数演算部34、エンジントルク算出部36、及び制御値算出部38は、図13に示した制御部101が主記憶部102等内の1つ以上のプログラムを実行することで実現できる。 The engine control device 30 controls various actuators of the engine system 4. As shown in FIG. 15, the engine control device 30 includes an operating condition determination unit 32, a model function calculation unit 34, an engine torque calculation unit 36 (an example of an in-cylinder pressure calculation unit), and a control value calculation unit 38 (vehicle control). An example of a unit) and a relational expression storage unit 39 (an example of a first storage unit) are included. The hardware configuration of the engine control device 30 may be the same as the hardware configuration of the parameter identification device 10 shown in FIG. In the operating condition determination unit 32, the model function calculation unit 34, the engine torque calculation unit 36, and the control value calculation unit 38, the control unit 101 shown in FIG. 13 executes one or more programs in the main storage unit 102 and the like. It can be realized by.

運転条件判断部32は、センサ群6から得られる情報に基づいて、内燃機関の運転条件を判断する。運転条件は、モデルパラメータ記憶部16から、運転条件に応じたモデルパラメータの各最適値(各同定値)を抽出する際に、用いられる。上述の多項式モデル化情報を用いる場合、運転条件判断部32は、センサ群6から得られる情報に基づいて、運転条件の判断結果として、上述した運転条件パラメータの各値を導出する。 The operating condition determination unit 32 determines the operating conditions of the internal combustion engine based on the information obtained from the sensor group 6. The operating conditions are used when extracting each optimum value (each identification value) of the model parameter according to the operating condition from the model parameter storage unit 16. When the above-mentioned polynomial modeling information is used, the operation condition determination unit 32 derives each value of the above-mentioned operation condition parameter as an operation condition determination result based on the information obtained from the sensor group 6.

モデル関数演算部34は、Wiebe関数値演算部341(熱発生率算出部の一例)と、初期値補正パラメータ算出部342(同定値導出部の一例)と、初期値設定部343とを含む。 The model function calculation unit 34 includes a Wiebe function value calculation unit 341 (an example of a heat generation rate calculation unit), an initial value correction parameter calculation unit 342 (an example of an identification value derivation unit), and an initial value setting unit 343.

Wiebe関数値演算部341は、運転条件に対応する各Wiebe関数パラメータの値に基づいて、運転条件に応じた熱発生率ROHRcalcを導出する。例えば、モデルパラメータ記憶部16内に上述の多項式モデル化情報が記憶されている場合、Wiebe関数値演算部341は、運転条件パラメータの各値を、各Wiebe関数パラメータに係る多項式に代入することで、各Wiebe関数パラメータの値を導出する。或いは、モデルパラメータ記憶部16内に図18に示したマップデータが記憶されている場合、Wiebe関数値演算部341は、マップデータから、運転条件パラメータの各値に最も適合する運転条件に対応する各Wiebe関数パラメータの値を取得する。そして、Wiebe関数値演算部341は、導出又は取得した各Wiebe関数パラメータの値を用いたWiebe関数に基づいて、熱発生率ROHRcalcを導出する。 The Wiebe function value calculation unit 341 derives the heat generation rate ROHR calc according to the operating conditions based on the values of the Wiebe function parameters corresponding to the operating conditions. For example, when the above-mentioned polynomial modeling information is stored in the model parameter storage unit 16, the Wiebe function value calculation unit 341 substitutes each value of the operating condition parameter into the polynomial related to each Wiebe function parameter. , Derived the value of each Wiebe function parameter. Alternatively, when the map data shown in FIG. 18 is stored in the model parameter storage unit 16, the Wiebe function value calculation unit 341 corresponds to the operation condition most suitable for each value of the operation condition parameter from the map data. Get the value of each Wiebe function parameter. Then, the Wiebe function value calculation unit 341 derives the heat generation rate ROHR calc based on the Wiebe function using the value of each Wiebe function parameter derived or acquired.

初期値補正パラメータ算出部342は、運転条件に対応する初期値補正パラメータΔPの値を取得又は導出する。モデルパラメータ記憶部16内に上述の多項式モデル化情報が記憶されている場合、初期値補正パラメータ算出部342は、運転条件パラメータの各値を、初期値補正パラメータΔPに係る多項式に代入することで、初期値補正パラメータΔPの値を導出する。或いは、モデルパラメータ記憶部16内に図18に示したマップデータが記憶されている場合、初期値補正パラメータ算出部342は、マップデータから、運転条件パラメータの各値に最も適合する運転条件に対応する初期値補正パラメータΔPの値を取得する。 The initial value correction parameter calculation unit 342 acquires or derives the value of the initial value correction parameter ΔP corresponding to the operating condition. When the above-mentioned polynomial modeling information is stored in the model parameter storage unit 16, the initial value correction parameter calculation unit 342 substitutes each value of the operating condition parameter into the polynomial related to the initial value correction parameter ΔP. , The value of the initial value correction parameter ΔP is derived. Alternatively, when the map data shown in FIG. 18 is stored in the model parameter storage unit 16, the initial value correction parameter calculation unit 342 corresponds to the operation condition most suitable for each value of the operation condition parameter from the map data. Initial value to be performed Acquire the value of the correction parameter ΔP.

初期値設定部343は、初期値補正パラメータ算出部342により取得又は導出された初期値補正パラメータΔPの値と、筒内圧の実測値Pとに基づいて、筒内圧の初期値Pを設定する。上述のように、筒内圧の初期値Pは、P0 =P+ΔPとして設定できる。筒内圧の実測値Pは、吸気弁閉時期θIVCでの筒内圧の実測値であるので、吸気弁閉時期θIVCでの吸気圧センサの検出値を用いることができる。但し、センサ群6が筒内圧センサを含む場合は、吸気弁閉時期θIVCでの筒内圧センサの検出値を用いることもできる。 The initial value setting unit 343 sets the initial value P 0 of the in-cylinder pressure based on the value of the initial value correction parameter ΔP acquired or derived by the initial value correction parameter calculation unit 342 and the actually measured value P S of the in-cylinder pressure. To do. As described above, the initial value P 0 of the in-cylinder pressure can be set as P 0 = P S + ΔP. Found P S of the in-cylinder pressure are the measured values of the in-cylinder pressure at the intake valve closing timing theta IVC, it is possible to use a detection value of the intake pressure sensor in the intake valve closing timing theta IVC. However, when the sensor group 6 includes the in-cylinder pressure sensor, the detection value of the in-cylinder pressure sensor at the intake valve closing time θ IVC can also be used.

エンジントルク算出部36は、Wiebe関数値演算部341により算出された熱発生率ROHRcalcと、初期値補正パラメータ算出部342により算出された初期値補正パラメータΔPの値と基づいて、筒内圧の算出値Pcalcを導出する。そして、エンジントルク算出部36は、筒内圧の算出値Pcalcに基づいて、内燃機関の発生トルクを算出する。例えば、内燃機関の発生トルクは、各気筒における筒内圧によるトルク、慣性トルク等の和として算出できる。 The engine torque calculation unit 36 calculates the in-cylinder pressure based on the heat generation rate ROHR calc calculated by the Wiebe function value calculation unit 341 and the value of the initial value correction parameter ΔP calculated by the initial value correction parameter calculation unit 342. Derive the value P calc. Then, the engine torque calculation unit 36 calculates the generated torque of the internal combustion engine based on the calculated value P calc of the in-cylinder pressure. For example, the torque generated by the internal combustion engine can be calculated as the sum of the torque due to the in-cylinder pressure in each cylinder, the inertial torque, and the like.

制御値算出部38は、エンジントルク算出部36により算出された内燃機関の発生トルクの算出値に基づいて、エンジンシステム4に与える制御目標値を算出する。制御目標値は、例えばスロットル開度の目標値や燃料の噴射量の目標値等であってよい。要求駆動トルクは、車速及びアクセル開度に応じた運転者要求駆動トルクや、運転者による車両の運転を支援するための要求駆動トルク等であってよい。運転者による車両の運転を支援するための要求駆動トルクは、例えば、レーダセンサ等からの情報に基づいて決まる。運転者による車両の運転を支援するための要求駆動トルクは、例えば、所定車速で走行するために必要な駆動トルク、先行車に追従するために必要な駆動トルク、制限車速を超えないように車速を制限するための駆動トルク等であってよい。 The control value calculation unit 38 calculates the control target value given to the engine system 4 based on the calculated value of the generated torque of the internal combustion engine calculated by the engine torque calculation unit 36. The control target value may be, for example, a target value of the throttle opening, a target value of the fuel injection amount, or the like. The required drive torque may be a driver-required drive torque according to the vehicle speed and the accelerator opening, a required drive torque for assisting the driver in driving the vehicle, and the like. The required drive torque for assisting the driver in driving the vehicle is determined based on, for example, information from a radar sensor or the like. The required drive torque for assisting the driver in driving the vehicle is, for example, the drive torque required to drive at a predetermined vehicle speed, the drive torque required to follow the preceding vehicle, and the vehicle speed so as not to exceed the vehicle speed limit. It may be a drive torque or the like for limiting.

関係式記憶部39には、エンジントルク算出部36での演算に用いる関係式(第1関係式の一例)である上記の数11の式が記憶される。 The relational expression storage unit 39 stores the above-mentioned equation of the number 11 which is a relational expression (an example of the first relational expression) used for the calculation in the engine torque calculation unit 36.

図20は、エンジン制御装置30により実行される処理の一例を示すフローチャートである。図20に示す処理は、例えば、エンジンシステム4の実働時に実行される。ここでは、一例として、モデルパラメータ記憶部16内に上述の多項式モデル化情報が記憶されているものとする。また、ここでは、一例として、一の気筒に処理について説明する。 FIG. 20 is a flowchart showing an example of processing executed by the engine control device 30. The process shown in FIG. 20 is executed, for example, during the actual operation of the engine system 4. Here, as an example, it is assumed that the above-mentioned polynomial modeling information is stored in the model parameter storage unit 16. Further, here, as an example, the processing for one cylinder will be described.

ステップS1700では、運転条件判断部32は、センサ群6から現在の内燃機関の状態を表すセンサ情報を取得する。現在の内燃機関の状態を表す情報は、例えば、現在の運転条件パラメータの各値(現在の内燃機関の運転条件を表す情報)及び現在のクランク角度である。 In step S1700, the operating condition determination unit 32 acquires sensor information representing the current state of the internal combustion engine from the sensor group 6. The information representing the current state of the internal combustion engine is, for example, each value of the current operating condition parameter (information representing the current operating condition of the internal combustion engine) and the current crank angle.

ステップS1701では、運転条件判断部32は、現在のクランク角度に基づいて、開始時期θが到来したか否かを判定する。本例では、開始時期θは、吸気弁閉時期θIVCである。判定結果が“YES”の場合は、ステップS1702に進み、それ以外の場合は、ステップS1706に進む。 In step S1701, the operating condition determination unit 32 determines whether or not the start time θ S has arrived, based on the current crank angle. In this example, the start time θ S is the intake valve closing time θ IV C. If the determination result is "YES", the process proceeds to step S1702, and if not, the process proceeds to step S1706.

ステップS1702では、運転条件判断部32は、ステップS1700で得たセンサ情報に基づいて現在の運転条件を判断することで、現在の運転条件に対応する運転条件パラメータの各値を導出する。 In step S1702, the operating condition determination unit 32 determines the current operating condition based on the sensor information obtained in step S1700, and derives each value of the operating condition parameter corresponding to the current operating condition.

ステップS1703では、モデル関数演算部34のWiebe関数値演算部341は、モデルパラメータ記憶部16内に上述の多項式モデル化情報に基づいて、現在の運転条件パラメータの各値に応じた各Wiebe関数パラメータの値を導出する。そして、Wiebe関数値演算部341は、導出した各Wiebe関数パラメータの値に基づいて、現在のWiebe関数(即ち各Wiebe関数パラメータの値)を更新する。 In step S1703, the Wiebe function value calculation unit 341 of the model function calculation unit 34 has each Wiebe function parameter corresponding to each value of the current operating condition parameter in the model parameter storage unit 16 based on the above-mentioned polynomial modeling information. Derivation of the value of. Then, the Wiebe function value calculation unit 341 updates the current Wiebe function (that is, the value of each Wiebe function parameter) based on the derived value of each Wiebe function parameter.

ステップS1704では、モデル関数演算部34の初期値補正パラメータ算出部342は、モデルパラメータ記憶部16内に上述の多項式モデル化情報に基づいて、現在の運転条件パラメータの各値に応じた初期値補正パラメータの値を導出する。 In step S1704, the initial value correction parameter calculation unit 342 of the model function calculation unit 34 corrects the initial value according to each value of the current operating condition parameter in the model parameter storage unit 16 based on the above-mentioned polynomial modeling information. Derive the value of the parameter.

ステップS1705では、モデル関数演算部34の初期値設定部343は、ステップS1704で導出された初期値補正パラメータΔPの値と、現在の筒内圧の実測値P(吸気圧センサの検出値)とに基づいて、筒内圧の初期値Pを設定(更新)する。上述のように、筒内圧の初期値Pは、P0 =P+ΔPとして設定できる。 In step S1705, the initial value setting unit 343 of the model function calculation unit 34, the value of the derived initial value correction parameter ΔP in step S1704, the measured value P S of the current cylinder pressure (detection value of the intake pressure sensor) and Based on, the initial value P 0 of the in-cylinder pressure is set (updated). As described above, the initial value P 0 of the in-cylinder pressure can be set as P 0 = P S + ΔP.

ステップS1706では、Wiebe関数値演算部341は、現在の熱発生率ROHRcalc(現在のクランク角度における熱発生率ROHRcalc)を導出する。Wiebe関数値演算部341は、現在のクランク角度が燃焼開始時期θsocから排気弁開時期θEVOまでの期間内である場合は、現在のWiebe関数に基づいて、現在の熱発生率ROHRcalc(現在のクランク角度における熱発生率ROHRcalc)を導出する。他方、現在のクランク角度が開始時期θsから燃焼開始時期θsocまでの期間内である場合は、Wiebe関数値演算部341は、何ら処理を行うことなく、ステップS1706が終了され、ステップS1707に進む。 In step S1706, Wiebe function value calculation unit 341 derives the current heat generation rate ROHR calc (heat generation rate ROHR calc in the current crank angle). If the current crank angle is within the period from the combustion start time θ soc to the exhaust valve opening time θ EVO , the Wiebe function value calculation unit 341 will use the current heat generation rate ROHR calc (based on the current Wiebe function). The heat generation rate ROHR calc ) at the current crank angle is derived. On the other hand, when the current crank angle is within the period from the start time θ s to the combustion start time θ soc , the Wiebe function value calculation unit 341 ends step S1706 without performing any processing, and proceeds to step S1707. move on.

ステップS1707では、エンジントルク算出部36は、ステップS1706で得られた現在の熱発生率ROHRcalcと、ステップS1704で設定された筒内圧の初期値Pと、関係式記憶部39内の数11の式とに基づいて、現在の筒内圧の算出値Pcalcを導出する。筒内圧の算出値Pcalcを導出方法は、上述のとおりである。現在のクランク角度が燃焼開始時期θsocから排気弁開時期θEVOまでの期間内である場合は、エンジントルク算出部36は、ステップS1706で得られた熱発生率ROHRcalcを、数11の熱発生率ROHR(熱発生率ROHR見掛け)として使用する。他方、現在のクランク角度が開始時期θsから燃焼開始時期θsocまでの期間内である場合は、エンジントルク算出部36は、所定値(本例では0)を、数11の熱発生率ROHR(熱発生率ROHR見掛け)として使用する。 In step S1707, the engine torque calculation unit 36 includes the current heat generation rate ROHR calc obtained in step S1706, the initial value P 0 of the in-cylinder pressure set in step S1704, and the number 11 in the relational expression storage unit 39. Based on the formula of, the calculated value P calc of the current in-cylinder pressure is derived. The method for deriving the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is as described above. When the current crank angle is within the period from the combustion start time θ soc to the exhaust valve opening time θ EVO , the engine torque calculation unit 36 uses the heat generation rate ROHR calc obtained in step S1706 as the heat of equation 11. Used as the rate of occurrence ROHR ( apparent heat generation rate ROHR). On the other hand, when the current crank angle is within the period from the start time θ s to the combustion start time θ soc , the engine torque calculation unit 36 sets a predetermined value (0 in this example) to the heat generation rate ROHR of Equation 11. Used as (heat generation rate ROHR apparent).

ステップS1708では、エンジントルク算出部36は、ステップS1706で得た筒内圧の算出値Pcalcに基づいて、現在の内燃機関の発生トルクを算出する。 In step S1708, the engine torque calculation unit 36 calculates the current torque generated by the internal combustion engine based on the calculated value P calc of the in-cylinder pressure obtained in step S1706.

ステップS1710では、制御値算出部38は、ステップS1708でエンジントルク算出部36により算出された現在の内燃機関の発生トルクの算出値に基づいて、エンジンシステム4に与える制御目標値を算出する。例えば、制御値算出部38は、要求駆動トルクと、ステップS1708で得た現在の内燃機関の発生トルクの算出値との差分に基づいて、要求駆動トルクが実現されるように制御目標値を決定してもよい。 In step S1710, the control value calculation unit 38 calculates the control target value given to the engine system 4 based on the calculated value of the current generated torque of the internal combustion engine calculated by the engine torque calculation unit 36 in step S1708. For example, the control value calculation unit 38 determines a control target value so that the required drive torque is realized based on the difference between the required drive torque and the calculated value of the current generated torque of the internal combustion engine obtained in step S1708. You may.

図20に示す処理によれば、エンジン制御装置30は、例えば、要求駆動力と、Wiebe関数に基づく内燃機関の発生トルクの算出値との差分に基づいて、エンジンシステム4をフィードバック制御できる。上述のようにWiebe関数に基づく内燃機関の発生トルクの算出値の精度は、上述のように初期値補正パラメータΔPを用いることで筒内圧の算出値Pcalcの精度が高いため、高くなる。このため、内燃機関の発生トルクの高精度の算出値を用いてエンジンシステム4を精度良く制御できる。これにより、例えば過剰に筒内に燃料を噴射する必要がなくなり、エンジン性能が向上し、燃費やドライバビリティが改善される。このようにして、パラメータ同定装置10により得られたデータ(モデルパラメータ記憶部16内のデータ)をエンジン制御システムの高性能化に有効に利用できる。 According to the process shown in FIG. 20, the engine control device 30 can feedback-control the engine system 4 based on, for example, the difference between the required driving force and the calculated value of the torque generated by the internal combustion engine based on the Wiebe function. As described above, the accuracy of the calculated value of the generated torque of the internal combustion engine based on the Wiebe function is high because the accuracy of the calculated value P calc of the in-cylinder pressure is high by using the initial value correction parameter ΔP as described above. Therefore, the engine system 4 can be controlled with high accuracy by using the calculated value of the torque generated by the internal combustion engine with high accuracy. As a result, for example, it is not necessary to excessively inject fuel into the cylinder, engine performance is improved, and fuel efficiency and drivability are improved. In this way, the data (data in the model parameter storage unit 16) obtained by the parameter identification device 10 can be effectively used for improving the performance of the engine control system.

尚、図20では、一の気筒に処理について説明した。内燃機関が複数の気筒を有する場合は、気筒ごとに、図20に示す処理が実行されてもよい。この場合、ステップS1708では、エンジントルク算出部36は、全ての気筒に係る筒内圧の算出値Pcalcに基づいて、現在の内燃機関の発生トルクを算出できる。また、内燃機関が複数の気筒を有する場合でも、運転条件は共通でありうるため、ステップS1702からステップS1705は、特定の一の気筒に関してのみ実行されてもよい。 In addition, in FIG. 20, the processing for one cylinder was described. When the internal combustion engine has a plurality of cylinders, the process shown in FIG. 20 may be executed for each cylinder. In this case, in step S1708, the engine torque calculation unit 36 can calculate the current torque generated by the internal combustion engine based on the calculated value P calc of the in-cylinder pressure for all the cylinders. Further, even when the internal combustion engine has a plurality of cylinders, the operating conditions may be common, so that steps S1702 to S1705 may be executed only for one specific cylinder.

次に、図21を参照して、上述した車載制御システム1に対する代替例について説明する。 Next, an alternative example to the above-described in-vehicle control system 1 will be described with reference to FIG.

図21は、パラメータ同定装置を含む車載制御システムの他の一例を示す図である。 FIG. 21 is a diagram showing another example of an in-vehicle control system including a parameter identification device.

図21に示す車載制御システム1Aは、図15に示した車載制御システム1に対して、運転データ取得部11が省略された点が異なる。また、図21に示す車載制御システム1Aは、図15に示した車載制御システム1に対して、パラメータ同定装置10がパラメータ同定装置10Aで置換され、且つ、センサ群6がセンサ群6Aで置換された点が異なる。図21に示す車載制御システム1Aの構成要素について、図15に示した車載制御システム1と同様であってよい構成要素については、図21において同一の参照符号を付して説明を省略する。 The vehicle-mounted control system 1A shown in FIG. 21 is different from the vehicle-mounted control system 1 shown in FIG. 15 in that the operation data acquisition unit 11 is omitted. Further, in the vehicle-mounted control system 1A shown in FIG. 21, the parameter identification device 10 is replaced by the parameter identification device 10A and the sensor group 6 is replaced by the sensor group 6A with respect to the vehicle-mounted control system 1 shown in FIG. The point is different. Regarding the components of the vehicle-mounted control system 1A shown in FIG. 21, components that may be similar to those of the vehicle-mounted control system 1 shown in FIG. 15 are designated by the same reference numerals in FIG. 21 and description thereof will be omitted.

センサ群6Aは、筒内圧センサを必ず含む点で、筒内圧センサを含む必要が無い上述したセンサ群6に対して異なる。 The sensor group 6A is different from the above-mentioned sensor group 6 which does not need to include the in-cylinder pressure sensor in that the in-cylinder pressure sensor is always included.

パラメータ同定装置10Aは、筒内圧データ取得部12が筒内圧データ取得部12Aで置換された点が、パラメータ同定装置10に対して異なる。筒内圧データ取得部12Aは、取得するデータ自体は筒内圧データ取得部12と同じであるが、センサ群6A(筒内圧センサ)から同データを取得する点が、運転データ記憶部2から同データを取得する筒内圧データ取得部12に対して異なる。 The parameter identification device 10A differs from the parameter identification device 10 in that the in-cylinder pressure data acquisition unit 12 is replaced by the in-cylinder pressure data acquisition unit 12A. The in-cylinder pressure data acquisition unit 12A acquires the same data as the in-cylinder pressure data acquisition unit 12, but the operation data storage unit 2 acquires the same data from the sensor group 6A (in-cylinder pressure sensor). It is different for the in-cylinder pressure data acquisition unit 12 to acquire.

図21に示す車載制御システム1Aによれば、センサ群6Aが筒内圧センサを含むので、車両実装状態(即ち車両の出荷後の状態)においても、図19に示した処理を実行できる。即ち、図21に示す車載制御システム1Aによれば、車両実装状態において、定期的に又は不定期的に、モデルパラメータ記憶部16内のデータ(多項式モデル化情報の場合も含む)を更新できる。これにより、内燃機関の特性に個体差がある場合でも、該個体差に応じてモデルパラメータを修正できる。また、内燃機関の特性に経時変化が生じた場合でも、モデルパラメータを更新できる。 According to the in-vehicle control system 1A shown in FIG. 21, since the sensor group 6A includes the in-cylinder pressure sensor, the process shown in FIG. 19 can be executed even in the vehicle mounting state (that is, the state after the vehicle is shipped). That is, according to the vehicle-mounted control system 1A shown in FIG. 21, the data (including the case of polynomial modeling information) in the model parameter storage unit 16 can be updated periodically or irregularly in the vehicle mounting state. As a result, even if there are individual differences in the characteristics of the internal combustion engine, the model parameters can be modified according to the individual differences. In addition, the model parameters can be updated even when the characteristics of the internal combustion engine change with time.

尚、図15及び図21に示すエンジン制御装置30は、パラメータ同定装置10、10Aの全ての構成要素と共に車載制御システム1、1Aに実装されているが、これに限られない。例えば、エンジン制御装置30は、パラメータ同定装置10、10Aの一部であるモデルパラメータ記憶部16を含む態様で、車載制御システム1、1Aに実装されてもよい。即ち、車載制御システム1、1Aは、パラメータ同定装置10、10Aの各構成要素のうちの、モデルパラメータ記憶部16以外の構成要素を含まない態様で、実現されてもよい。この場合、モデルパラメータ記憶部16には、上述したデータが事前に(例えば工場の出荷前に)記憶されればよい。 The engine control device 30 shown in FIGS. 15 and 21 is mounted on the vehicle-mounted control systems 1 and 1A together with all the components of the parameter identification devices 10 and 10A, but is not limited thereto. For example, the engine control device 30 may be mounted on the vehicle-mounted control systems 1 and 1A in a manner including a model parameter storage unit 16 which is a part of the parameter identification devices 10 and 10A. That is, the in-vehicle control systems 1 and 1A may be realized in such a manner that the components other than the model parameter storage unit 16 among the components of the parameter identification devices 10 and 10A are not included. In this case, the model parameter storage unit 16 may store the above-mentioned data in advance (for example, before shipment from the factory).

尚、図15及び図21に示す車載制御システム1、1Aでは、エンジンシステム4が、制御対象の車両駆動装置の一例であるが、これに限られない。例えば、制御対象の車両駆動装置は、エンジンシステム4に加えて又は代えて、トランスミッション、電気モータ、クラッチ等を含んでよい。 In the in-vehicle control systems 1 and 1A shown in FIGS. 15 and 21, the engine system 4 is an example of a vehicle drive device to be controlled, but the present invention is not limited to this. For example, the vehicle drive device to be controlled may include a transmission, an electric motor, a clutch, or the like in addition to or in place of the engine system 4.

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。 Although each embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to a specific embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims. It is also possible to combine all or a plurality of the components of the above-described embodiment.

例えば、上述した実施例では、筒内圧の初期値補正パラメータΔPの値が同定されているが、これに限られない。例えば、筒内圧の初期値P自体が同定されてもよい。具体的には、最適化計算により評価関数F1(数13参照)を最小にする初期値Pの値が同定されてもよい。この場合、同様に、初期値Pの値は、運転条件毎に同定される。そして、運転条件毎の初期値Pの同定値は、運転条件毎に取得又は導出できる態様で、モデルパラメータ記憶部16に記憶される。 For example, in the above-described embodiment, the value of the initial value correction parameter ΔP of the in-cylinder pressure has been identified, but the present invention is not limited to this. For example, the initial value P 0 of the in-cylinder pressure may be identified. Specifically, an initial value P 0 of the evaluation function F1 (see number 13) minimized by the optimization calculation may be identified. In this case, similarly, the value of the initial value P 0 is identified for each operating condition. Then, the identification value of the initial value P 0 for each operating condition is stored in the model parameter storage unit 16 in a manner that can be acquired or derived for each operating condition.

また、上述した実施例では、一例としてエンジンを備える車両を対象としたが、エンジンを備える限り、対象は、任意である。例えば、対象は、エンジンを備える鉄道車両、エンジンを備える船舶、エンジンを備える建設機械、エンジンを備えるバイク(車両の一種)、エンジンを備える航空機、エンジンを備えるヘリコプター等であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, a vehicle equipped with an engine is targeted as an example, but the target is arbitrary as long as the engine is provided. For example, the target may be a railroad vehicle having an engine, a ship having an engine, a construction machine having an engine, a motorcycle having an engine (a type of vehicle), an aircraft having an engine, a helicopter having an engine, and the like.

また、上述した実施例では、数11で示す特定の微分方程式が筒内圧の算出値Pcalcの導出に用いられているが、数11で示す特定の微分方程式に等価な式が用いられてもよい。例えば、等価な式としては、数5の式であってもよい。また、等価な式としては、数11で示す微分方程式について、Wiebe関数を例えばf(θ)として、数11で示す微分方程式の一般解(Pに関する一階の微分方程式とみなして一般解)を求めることで導出された式であってもよい。この場合も、初期値補正パラメータΔPの値の同定には、f(θ)の数値積分を依然として伴う。 Further, in the above-described embodiment, the specific differential equation shown by Equation 11 is used to derive the calculated value P calc of the in-cylinder pressure, but even if an equation equivalent to the specific differential equation shown by Equation 11 is used. Good. For example, the equivalent expression may be the expression of Equation 5. As an equivalent equation, for the differential equation shown in Equation 11, the Wiebe function is set to, for example, f (θ), and the general solution of the differential equation shown in Equation 11 (general solution regarded as a first-order differential equation with respect to P) is used. It may be an equation derived by finding it. In this case as well, identification of the value of the initial value correction parameter ΔP still involves numerical integration of f (θ).

なお、以上の実施例に関し、さらに以下の付記を開示する。
[付記1]
内燃機関の気筒内の燃焼による熱発生率と内燃機関の筒内圧との第1関係式を格納する関係式記憶部と、
前記筒内圧の実測値を取得する取得部と、
Wiebe関数に基づいて、前記熱発生率の算出値を導出する熱発生率導出部と、
初期値パラメータの値に基づいて、前記筒内圧の初期値を設定する初期値設定部と、
前記第1関係式と、前記熱発生率の算出値と、前記初期値とに基づいて、前記筒内圧の算出値を導出する筒内圧導出部と、
前記筒内圧の実測値と前記筒内圧の算出値との関係に基づいて、前記初期値パラメータの値を同定するパラメータ同定部とを含む、内燃機関パラメータ同定装置。
[付記2]
前記パラメータ同定部は、同定対象期間にわたる前記筒内圧の実測値に対する前記筒内圧の算出値の誤差に係る評価値が最小となるように、前記初期値パラメータの値を同定する、付記1に記載の内燃機関パラメータ同定装置。
[付記3]
前記同定対象期間は、吸気弁閉時期以後であって燃焼開始時期以前の開始時期から、燃焼開始時期より後であって排気弁開時期以前の終了時期までである、付記2に記載の内燃機関パラメータ同定装置。
[付記4]
前記開始時期は、吸気弁閉時期であり、前記終了時期は、排気弁開時期であり、
前記評価値は、前記誤差の二乗和である、付記3に記載の内燃機関パラメータ同定装置。
[付記5]
前記筒内圧導出部は、前記同定対象期間のうちの燃焼開始時期以後の期間内の前記筒内圧の算出値については、前記熱発生率の算出値に基づいて導出し、前記同定対象期間のうちの燃焼開始時期よりも前の期間内の前記筒内圧の算出値については、前記熱発生率の算出値に代わる所定値に基づいて導出する、付記4に記載の内燃機関パラメータ同定装置。
[付記6]
前記初期値設定部は、前記開始時期での前記筒内圧の実測値に、前記初期値パラメータの値を加算して得られる値を、前記初期値として設定し、
前記筒内圧導出部は、前記第1関係式に係る積分演算を、前記開始時期から始まる積分区間において行うことで、前記筒内圧の算出値を導出し、
前記筒内圧導出部は、前記積分演算において、前記開始時期での前記筒内圧の値として前記初期値を用いる、付記3〜5のうちのいずれか1項に記載の内燃機関パラメータ同定装置。
[付記7]
前記Wiebe関数の各パラメータの値は、前記筒内圧の実測値に基づいて同定されている、付記1〜6のうちのいずれか1項に記載の内燃機関パラメータ同定装置。
[付記8]
前記第1関係式は、クランク角度に応じて変化する前記熱発生率の関数表現と、クランク角度に応じて変化する筒内体積の関数表現とを含む、付記1〜7のうちのいずれか1項に記載の内燃機関パラメータ同定装置。
[付記9]
前記第1関係式は、前記筒内圧に関する以下の微分方程式又は該微分方程式と等価な式である、

Figure 0006834422
ここで、ROHRは前記熱発生率、Pは前記筒内圧、Vは筒内体積、γは比熱比、θはクランク角度である、付記1〜8のうちのいずれか1項に記載の内燃機関パラメータ同定装置。
[付記10]
前記パラメータ同定部は、内燃機関の複数の運転条件に対して、運転条件毎に、前記初期値パラメータの値を同定する、付記1〜9のうちのいずれか1項に記載の内燃機関パラメータ同定装置。
[付記11]
前記運転条件毎に同定した前記初期値パラメータの値と、前記運転条件を表す複数の運転条件パラメータの各値との第2関係式を導出する関係式導出部を更に含む、付記10に記載の内燃機関パラメータ同定装置。
[付記12]
内燃機関を備える車両に搭載される車載制御システムであって、
内燃機関の気筒内の燃焼による熱発生率と筒内圧との第1関係式を格納する第1記憶部と、
初期値パラメータの同定値を表す情報又は該同定値を導出できる情報である同定値情報を格納する第2記憶部と、
Wiebe関数に基づいて、前記熱発生率の算出値を導出する熱発生率算出部と、
前記第2記憶部に格納された前記同定値情報に基づいて、前記同定値を取得又は導出する同定値導出部と、
同定値導出部により取得又は導出された前記同定値に基づいて、前記筒内圧の初期値を設定する初期値設定部と、
前記第1関係式と、前記初期値と、前記熱発生率の算出値とに基づいて、前記筒内圧の算出値を導出する筒内圧算出部とを含む、車載制御システム。
[付記13]
内燃機関の運転条件を判断する運転条件判断部を更に含み、
前記同定値導出部は、前記運転条件に応じた前記同定値を導出する、付記12に記載の車載制御システム。
[付記14]
前記同定値情報は、前記運転条件を表す複数の運転条件パラメータと、前記同定値との第2関係式を含み、
前記同定値導出部は、前記第2関係式に基づいて、前記運転条件に応じた前記同定値を導出する、付記13に記載の車載制御システム。
[付記15]
前記初期値設定部は、吸気圧センサ又は筒内圧センサから得られる吸気圧の検出値に前記同定値を加算して得られる値を、前記初期値として設定する、付記12〜14のうちのいずれか1項に記載の車載制御システム。
[付記16]
前記筒内圧算出部は、燃焼開始時期以後の前記筒内圧の算出値については、前記熱発生率の算出値に基づいて導出し、燃焼開始時期よりも前の前記筒内圧の算出値については、前記熱発生率の算出値に代わる所定値に基づいて導出する、付記12〜15のうちのいずれか1項に記載の車載制御システム。
[付記17]
前記同定値情報は、前記筒内圧の実測値と前記筒内圧の算出値との間の差に係る評価値を最小化するように前記初期値パラメータの値を同定して得られる結果に基づいて、生成される、付記12〜16のうちのいずれか1項に記載の車載制御システム。
[付記18]
前記筒内圧算出部により導出された前記筒内圧の算出値に基づいて、車両を制御する車両制御部を更に含む、付記12〜17のうちのいずれか1項に記載の車載制御システム。
[付記19]
内燃機関の気筒内の燃焼による熱発生率と内燃機関の筒内圧との第1関係式を取得し、
前記筒内圧の実測値を取得し、
Wiebe関数に基づいて、前記熱発生率の算出値を導出し、
初期値パラメータの値に基づいて、前記筒内圧の初期値を設定し、
前記第1関係式と、前記熱発生率の算出値と、前記初期値とを用いて、前記筒内圧の算出値を導出し、
前記筒内圧の実測値と前記筒内圧の算出値との関係に基づいて、前記初期値パラメータの値を同定することを含む、コンピュータにより実行される内燃機関パラメータ同定方法。
[付記20]
内燃機関の気筒内の燃焼による熱発生率と内燃機関の筒内圧との第1関係式を取得し、
前記筒内圧の実測値を取得し、
Wiebe関数に基づいて、前記熱発生率の算出値を導出し、
初期値パラメータの値に基づいて、前記筒内圧の初期値を設定し、
前記第1関係式と、前記熱発生率の算出値と、前記初期値とを用いて、前記筒内圧の算出値を導出し、
前記筒内圧の実測値と前記筒内圧の算出値との関係に基づいて、前記初期値パラメータの値を同定する、
処理をコンピュータに実行させるプログラム。
The following additional notes will be further disclosed with respect to the above examples.
[Appendix 1]
A relational expression storage unit that stores the first relational expression between the heat generation rate due to combustion in the cylinder of the internal combustion engine and the cylinder pressure of the internal combustion engine, and
An acquisition unit that acquires the measured value of the in-cylinder pressure, and
A heat generation rate derivation unit that derives the calculated value of the heat generation rate based on the Wiebe function,
An initial value setting unit that sets the initial value of the in-cylinder pressure based on the value of the initial value parameter,
An in-cylinder pressure deriving unit that derives the calculated value of the in-cylinder pressure based on the first relational expression, the calculated value of the heat generation rate, and the initial value.
An internal combustion engine parameter identification device including a parameter identification unit that identifies the value of the initial value parameter based on the relationship between the measured value of the in-cylinder pressure and the calculated value of the in-cylinder pressure.
[Appendix 2]
The parameter identification unit identifies the value of the initial value parameter so that the evaluation value related to the error of the calculated value of the in-cylinder pressure with respect to the actually measured value of the in-cylinder pressure over the identification target period is minimized, as described in Appendix 1. Internal combustion engine parameter identification device.
[Appendix 3]
The internal combustion engine according to Appendix 2, wherein the identification target period is from the start time after the intake valve closing time and before the combustion start time to the end time after the combustion start time and before the exhaust valve opening time. Parameter identification device.
[Appendix 4]
The start time is the intake valve closing time, and the ending time is the exhaust valve opening time.
The internal combustion engine parameter identification device according to Appendix 3, wherein the evaluation value is the sum of squares of the errors.
[Appendix 5]
The in-cylinder pressure derivation unit derives the calculated value of the in-cylinder pressure within the period after the combustion start time in the identification target period based on the calculated value of the heat generation rate, and out of the identification target period. The internal combustion engine parameter identification device according to Appendix 4, wherein the calculated value of the in-cylinder pressure within the period prior to the combustion start time of the above is derived based on a predetermined value instead of the calculated value of the heat generation rate.
[Appendix 6]
The initial value setting unit sets a value obtained by adding the value of the initial value parameter to the actually measured value of the in-cylinder pressure at the start time as the initial value.
The in-cylinder pressure derivation unit derives the calculated value of the in-cylinder pressure by performing the integration operation related to the first relational expression in the integration section starting from the start time.
The internal combustion engine parameter identification device according to any one of Supplementary note 3 to 5, wherein the in-cylinder pressure derivation unit uses the initial value as the value of the in-cylinder pressure at the start time in the integration calculation.
[Appendix 7]
The internal combustion engine parameter identification apparatus according to any one of Supplementary note 1 to 6, wherein the value of each parameter of the Wiebe function is identified based on the measured value of the in-cylinder pressure.
[Appendix 8]
The first relational expression includes any one of Appendix 1 to 7, including a functional expression of the heat generation rate that changes according to the crank angle and a functional expression of the in-cylinder volume that changes according to the crank angle. The internal combustion engine parameter identification device described in the section.
[Appendix 9]
The first relational expression is the following differential equation relating to the in-cylinder pressure or an equation equivalent to the differential equation.
Figure 0006834422
Here, ROHR is the heat generation rate, P is the in-cylinder pressure, V is the in-cylinder volume, γ is the specific heat ratio, and θ is the crank angle. The internal combustion engine according to any one of Appendix 1 to 8. Parameter identification device.
[Appendix 10]
The internal combustion engine parameter identification according to any one of Appendix 1 to 9, wherein the parameter identification unit identifies the value of the initial value parameter for each operating condition for a plurality of operating conditions of the internal combustion engine. apparatus.
[Appendix 11]
10 is described in Appendix 10, further comprising a relational expression derivation unit for deriving a second relational expression between the value of the initial value parameter identified for each operating condition and each value of a plurality of operating condition parameters representing the operating condition. Internal engine parameter identification device.
[Appendix 12]
An in-vehicle control system installed in a vehicle equipped with an internal combustion engine.
A first storage unit that stores the first relational expression between the heat generation rate due to combustion in the cylinder of the internal combustion engine and the pressure inside the cylinder,
A second storage unit that stores identification value information that represents the identification value of the initial value parameter or information that can derive the identification value, and
A heat generation rate calculation unit that derives the calculated value of the heat generation rate based on the Wiebe function,
An identification value derivation unit that acquires or derives the identification value based on the identification value information stored in the second storage unit.
An initial value setting unit that sets the initial value of the in-cylinder pressure based on the identification value acquired or derived by the identification value derivation unit.
An in-vehicle control system including an in-cylinder pressure calculation unit that derives a calculated value of the in-cylinder pressure based on the first relational expression, the initial value, and a calculated value of the heat generation rate.
[Appendix 13]
It also includes an operating condition judgment unit that determines the operating conditions of the internal combustion engine.
The vehicle-mounted control system according to Appendix 12, wherein the identification value deriving unit derives the identification value according to the operating conditions.
[Appendix 14]
The identification value information includes a plurality of operating condition parameters representing the operating conditions and a second relational expression between the identified values.
The vehicle-mounted control system according to Appendix 13, wherein the identification value deriving unit derives the identification value according to the operating conditions based on the second relational expression.
[Appendix 15]
The initial value setting unit sets a value obtained by adding the identification value to the detected value of the intake pressure obtained from the intake pressure sensor or the in-cylinder pressure sensor as the initial value, any of the appendices 12 to 14. The in-vehicle control system according to item 1.
[Appendix 16]
The in-cylinder pressure calculation unit derives the calculated value of the in-cylinder pressure after the combustion start time based on the calculated value of the heat generation rate, and the calculated value of the in-cylinder pressure before the combustion start time is obtained. The in-vehicle control system according to any one of Supplementary note 12 to 15, which is derived based on a predetermined value instead of the calculated value of the heat generation rate.
[Appendix 17]
The identification value information is based on the result obtained by identifying the value of the initial value parameter so as to minimize the evaluation value related to the difference between the measured value of the in-cylinder pressure and the calculated value of the in-cylinder pressure. , The in-vehicle control system according to any one of Supplementary note 12 to 16, which is generated.
[Appendix 18]
The vehicle-mounted control system according to any one of Appendix 12 to 17, further comprising a vehicle control unit that controls a vehicle based on the calculated value of the in-cylinder pressure derived by the in-cylinder pressure calculation unit.
[Appendix 19]
Obtained the first relational expression between the heat generation rate due to combustion in the cylinder of the internal combustion engine and the pressure inside the cylinder of the internal combustion engine.
Obtain the measured value of the in-cylinder pressure
Based on the Wiebe function, the calculated value of the heat generation rate is derived,
The initial value of the in-cylinder pressure is set based on the value of the initial value parameter.
Using the first relational expression, the calculated value of the heat generation rate, and the initial value, the calculated value of the in-cylinder pressure is derived.
An internal combustion engine parameter identification method performed by a computer, which comprises identifying the value of the initial value parameter based on the relationship between the measured value of the in-cylinder pressure and the calculated value of the in-cylinder pressure.
[Appendix 20]
Obtained the first relational expression between the heat generation rate due to combustion in the cylinder of the internal combustion engine and the pressure inside the cylinder of the internal combustion engine.
Obtain the measured value of the in-cylinder pressure
Based on the Wiebe function, the calculated value of the heat generation rate is derived,
The initial value of the in-cylinder pressure is set based on the value of the initial value parameter.
Using the first relational expression, the calculated value of the heat generation rate, and the initial value, the calculated value of the in-cylinder pressure is derived.
The value of the initial value parameter is identified based on the relationship between the measured value of the in-cylinder pressure and the calculated value of the in-cylinder pressure.
A program that causes a computer to perform processing.

1、1A 車載制御システム
2 運転データ記憶部
4 エンジンシステム
6、6A センサ群
10、10A パラメータ同定装置
11 運転データ取得部
12、12A 筒内圧データ取得部
13 熱発生率実測値算出部
14 最適化演算部
15 モデルパラメータ格納部
16 モデルパラメータ記憶部
17 関係式記憶部
30 エンジン制御装置
32 運転条件判断部
34 モデル関数演算部
36 エンジントルク算出部
38 制御値算出部
39 関係式記憶部
141 関数パラメータ同定部
142 初期値補正パラメータ同定部
341 Wiebe関数値演算部
342 初期値補正パラメータ算出部
343 初期値設定部
1420 初期値設定部
1421 熱発生率導出部
1422 筒内圧導出部
1423 パラメータ同定部
1, 1A In-vehicle control system 2 Operation data storage unit 4 Engine system 6, 6A Sensor group 10, 10A Parameter identification device 11 Operation data acquisition unit 12, 12A In-cylinder pressure data acquisition unit 13 Heat generation rate actual measurement value calculation unit 14 Optimization calculation Part 15 Model parameter storage unit 16 Model parameter storage unit 17 Relational expression storage unit 30 Engine control device 32 Operating condition judgment unit 34 Model function calculation unit 36 Engine torque calculation unit 38 Control value calculation unit 39 Relational expression storage unit 141 Function parameter identification unit 142 Initial value correction parameter identification unit 341 Wiebe function value calculation unit 342 Initial value correction parameter calculation unit 343 Initial value setting unit 1420 Initial value setting unit 1421 Heat generation rate derivation unit 1422 In-cylinder pressure derivation unit 1423 Parameter identification unit

Claims (9)

内燃機関の気筒内の燃焼による熱発生率と内燃機関の筒内圧との第1関係式を格納する関係式記憶部と、
前記筒内圧の実測値を取得する取得部と、
前記筒内圧の実測値に基づいて、前記熱発生率の実測値を算出する熱発生率実測値算出部と、
前記熱発生率の実測値と、Wiebe関数から得られる熱発生率との関係に基づいて、燃焼開始時期又は燃料噴射時期から排気弁開時期までの第1同定対象期間、前記Wiebe関数のパラメータを同定するWiebe関数パラメータ同定部と、
前記Wiebe関数パラメータ同定部が同定した前記Wiebe関数のパラメータに基づいて、前記熱発生率の算出値を導出する熱発生率導出部と、
吸気弁閉時期以後であって前記燃焼開始時期以前の開始時期での前記筒内圧の実測値と、前記筒内圧の初期値補正パラメータの値に基づいて、前記開始時期での前記筒内圧の初期値を設定する初期値設定部と、
前記第1関係式と、前記熱発生率の算出値と、前記初期値とに基づいて、前記筒内圧の算出値を導出する筒内圧導出部と、
前記筒内圧の実測値と前記筒内圧の算出値との関係に基づいて、前記開始時期から前記排気弁開時期までの第2同定対象期間、前記初期値補正パラメータの値を同定するパラメータ同定部とを含む、内燃機関パラメータ同定装置。
A relational expression storage unit that stores the first relational expression between the heat generation rate due to combustion in the cylinder of the internal combustion engine and the cylinder pressure of the internal combustion engine, and
An acquisition unit that acquires the measured value of the in-cylinder pressure, and
A heat generation rate actual measurement value calculation unit that calculates the actual measurement value of the heat generation rate based on the actual measurement value of the in-cylinder pressure,
Based on the relationship between the measured value of the heat generation rate and the heat generation rate obtained from the Wiebe function, the parameters of the Wiebe function are set for the first identification target period from the combustion start time or fuel injection time to the exhaust valve opening time. Wiebe function parameter identification part to identify,
A heat generation rate deriving unit that derives a calculated value of the heat generation rate based on the parameters of the Wiebe function identified by the Wiebe function parameter identification unit.
The measured values of the cylinder pressure in the earlier start timing the combustion start timing a intake valve closing timing after, based on the value of the initial value correction parameter of the cylinder pressure, the cylinder pressure at the start timing The initial value setting section that sets the initial value and
An in-cylinder pressure deriving unit that derives the calculated value of the in-cylinder pressure based on the first relational expression, the calculated value of the heat generation rate, and the initial value.
A parameter identification unit that identifies the value of the initial value correction parameter during the second identification target period from the start time to the exhaust valve opening time based on the relationship between the measured value of the in-cylinder pressure and the calculated value of the in-cylinder pressure. Internal combustion engine parameter identification device, including.
前記パラメータ同定部は、前記第2同定対象期間にわたる前記筒内圧の実測値に対する前記筒内圧の算出値の誤差に係る評価値が最小となるように、前記初期値補正パラメータの値を同定する、請求項1に記載の内燃機関パラメータ同定装置。 The parameter identification unit identifies the value of the initial value correction parameter so that the evaluation value related to the error of the calculated value of the in-cylinder pressure with respect to the actually measured value of the in-cylinder pressure over the second identification target period is minimized. The internal combustion engine parameter identification device according to claim 1. 記評価値は、前記誤差の二乗和である、請求項に記載の内燃機関パラメータ同定装置。 Before Symbol evaluation value is the square sum of the error, an internal combustion engine parameter identification device according to claim 2. 前記筒内圧導出部は、前記第2同定対象期間のうちの前記燃焼開始時期以後の期間内の前記筒内圧の算出値については、前記熱発生率の算出値に基づいて導出し、前記第2同定対象期間のうちの前記燃焼開始時期よりも前の期間内の前記筒内圧の算出値については、前記熱発生率の算出値に代わる所定値に基づいて導出する、請求項1から3のいずれか一項に記載の内燃機関パラメータ同定装置。The in-cylinder pressure derivation unit derives the calculated value of the in-cylinder pressure in the period after the combustion start time of the second identification target period based on the calculated value of the heat generation rate, and derives the second. Any of claims 1 to 3, wherein the calculated value of the in-cylinder pressure within the period before the combustion start time of the identification target period is derived based on a predetermined value instead of the calculated value of the heat generation rate. The internal combustion engine parameter identification apparatus according to claim 1. 前記初期値設定部は、前記開始時期での前記筒内圧の実測値に、前記初期値補正パラメータの値を加算して得られる値を、前記初期値として設定し、
前記筒内圧導出部は、前記第1関係式に係る積分演算を、前記開始時期から始まる積分区間において行うことで、前記筒内圧の算出値を導出し、
前記筒内圧導出部は、前記積分演算において、前記開始時期での前記筒内圧の値として前記初期値を用いる、請求項1から4のいずれか一項に記載の内燃機関パラメータ同定装置。
The initial value setting unit sets a value obtained by adding the value of the initial value correction parameter to the measured value of the in-cylinder pressure at the start time as the initial value.
The in-cylinder pressure derivation unit derives the calculated value of the in-cylinder pressure by performing the integration operation related to the first relational expression in the integration section starting from the start time.
The internal combustion engine parameter identification device according to any one of claims 1 to 4, wherein the in-cylinder pressure derivation unit uses the initial value as the value of the in-cylinder pressure at the start time in the integration calculation.
前記第1関係式は、前記筒内圧に関する以下の微分方程式又は該微分方程式と等価な式である、
Figure 0006834422
ここで、ROHRは前記熱発生率、Pは前記筒内圧、Vは筒内体積、γは比熱比、θはクランク角度である、請求項1〜5のうちのいずれか1項に記載の内燃機関パラメータ同定装置。
The first relational expression is the following differential equation relating to the in-cylinder pressure or an equation equivalent to the differential equation.
Figure 0006834422
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein ROHR is the heat generation rate, P is the in-cylinder pressure, V is the in-cylinder volume, γ is the specific heat ratio, and θ is the crank angle. Engine parameter identification device.
前記パラメータ同定部は、内燃機関の複数の運転条件に対して、運転条件毎に、前記初期値補正パラメータの値を同定する、請求項1〜6のうちのいずれか1項に記載の内燃機関パラメータ同定装置。 The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the parameter identification unit identifies the value of the initial value correction parameter for each operating condition for a plurality of operating conditions of the internal combustion engine. Parameter identification device. 前記運転条件毎に同定した前記初期値パラメータの値と、前記運転条件を表す複数の運転条件パラメータの各値との第2関係式を導出する関係式導出部を更に含む、請求項7に記載の内燃機関パラメータ同定装置。 The seventh aspect of claim 7, further comprising a relational expression derivation unit for deriving a second relational expression between the value of the initial value parameter identified for each operating condition and each value of a plurality of operating condition parameters representing the operating condition. Internal engine parameter identification device. 内燃機関の気筒内の燃焼による熱発生率と内燃機関の筒内圧との第1関係式を取得し、
前記筒内圧の実測値を取得し、
前記筒内圧の実測値に基づいて、前記熱発生率の実測値を算出し、
前記熱発生率の実測値と、Wiebe関数から得られる熱発生率との関係に基づいて、燃焼開始時期又は燃料噴射時期から排気弁開時期までの第1同定対象期間、前記Wiebe関数のパラメータを同定し、
同定した前記Wiebe関数のパラメータに基づいて、前記熱発生率の算出値を導出し、
吸気弁閉時期以後であって前記燃焼開始時期以前の開始時期での前記筒内圧の実測値と、前記筒内圧の初期値補正パラメータの値に基づいて、前記開始時期での前記筒内圧の初期値を設定し、
前記第1関係式と、前記熱発生率の算出値と、前記初期値とを用いて、前記筒内圧の算出値を導出し、
前記筒内圧の実測値と前記筒内圧の算出値との関係に基づいて、前記開始時期から前記排気弁開時期までの第2同定対象期間、前記初期値補正パラメータの値を同定することを含む、コンピュータにより実行される内燃機関パラメータ同定方法。
Obtained the first relational expression between the heat generation rate due to combustion in the cylinder of the internal combustion engine and the pressure inside the cylinder of the internal combustion engine.
Obtain the measured value of the in-cylinder pressure
Based on the measured value of the in-cylinder pressure, the measured value of the heat generation rate is calculated.
Based on the relationship between the measured value of the heat generation rate and the heat generation rate obtained from the Wiebe function, the parameters of the Wiebe function are set for the first identification target period from the combustion start time or the fuel injection time to the exhaust valve opening time. Identify and
Based on the identified parameters of the Wiebe function, the calculated value of the heat generation rate is derived.
The measured values of the cylinder pressure in the earlier start timing the combustion start timing a intake valve closing timing after, based on the value of the initial value correction parameter of the cylinder pressure, the cylinder pressure at the start timing Set the initial value and
Using the first relational expression, the calculated value of the heat generation rate, and the initial value, the calculated value of the in-cylinder pressure is derived.
Based on the relationship between the measured value of the in-cylinder pressure and the calculated value of the in-cylinder pressure , the second identification target period from the start time to the exhaust valve opening time and the value of the initial value correction parameter are identified. , A method of identifying internal combustion engine parameters performed by a computer.
JP2016233418A 2016-11-30 2016-11-30 Internal combustion engine parameter identification device and internal combustion engine parameter identification method Active JP6834422B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016233418A JP6834422B2 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Internal combustion engine parameter identification device and internal combustion engine parameter identification method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016233418A JP6834422B2 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Internal combustion engine parameter identification device and internal combustion engine parameter identification method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018091186A JP2018091186A (en) 2018-06-14
JP6834422B2 true JP6834422B2 (en) 2021-02-24

Family

ID=62565799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016233418A Active JP6834422B2 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Internal combustion engine parameter identification device and internal combustion engine parameter identification method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6834422B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109684704B (en) * 2018-12-18 2022-06-07 吉林大学 Engine intake flow online calibration method based on velocity density model

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018091186A (en) 2018-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102135045B (en) Adaptive intake oxygen estimation in diesel engine
JP6610770B2 (en) Wiebe function parameter identification apparatus, method and program
CN104047794B (en) Engine knock detection system and method
US9518530B2 (en) Transient-state control method for a hybrid drive system for vehicles
CN102345529B (en) Method of model-based multivariable control of EGR and boost for internal combustion engines
US7392129B2 (en) Method for controlling combustion in an internal combustion engine and predicting performance and emissions
US11566970B2 (en) Test stand and method for carrying out a test
JP6580174B2 (en) Control device and control method for internal combustion engine
CN102235257B (en) The method that multiple injection timing controls
CN107218141B (en) Predictive control of supervisory models in engine components
CN102374060A (en) Method for estimating and controlling accoustic noise during combustion
JP6702389B2 (en) Vehicle drive control device, vehicle-mounted electronic control unit, learned model, machine learning system, vehicle drive control method, electronic control unit manufacturing method, and output parameter calculation device
CN103696862A (en) Method for realizing opening control of EGR (Exhaust Gas Recirculation) valve, device and system
CN102889124B (en) System and method to estimate intake charge temperature for internal combustion engines
JP6540824B2 (en) Wiebe function parameter identification method and Wiebe function parameter identification device
Nishio et al. Optimal calibration scheme for map-based control of diesel engines
JP6834422B2 (en) Internal combustion engine parameter identification device and internal combustion engine parameter identification method
US11790126B2 (en) Method and system for internal combustion engine simulation
Eastwood et al. Estimation of deviations in NO and soot emissions between steady-state and EUDC transient operation of a common-rail diesel engine
JP2013142376A (en) Control device for internal combustion engine
JP6752325B2 (en) Internal combustion engine control device and control method
CN107013348A (en) For recognizing the system and method for potential engine stall and control powertrain system to prevent engine stall
Miller et al. Application of advanced modelling techniques in the development of a high specific output 3 cylinder gasoline engine
Tumelaire et al. Flexible ECU Function Development Calibration and Engine Performance Assessment Based on Co-Simulation
Le Solliec et al. Downsized SI engine control: A torque-based design from simulation to vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190807

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200415

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200804

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201002

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210105

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210118

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6834422

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150