JP6835317B2 - Combustion state determination method for sub-chamber engine, sub-chamber engine, and engine system - Google Patents

Combustion state determination method for sub-chamber engine, sub-chamber engine, and engine system Download PDF

Info

Publication number
JP6835317B2
JP6835317B2 JP2017233730A JP2017233730A JP6835317B2 JP 6835317 B2 JP6835317 B2 JP 6835317B2 JP 2017233730 A JP2017233730 A JP 2017233730A JP 2017233730 A JP2017233730 A JP 2017233730A JP 6835317 B2 JP6835317 B2 JP 6835317B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
sub
data
combustion
combustion state
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
JP2017233730A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019100282A (en
Inventor
良胤 ▲高▼島
良胤 ▲高▼島
孝弘 佐古
孝弘 佐古
由大 山▲崎▼
由大 山▲崎▼
明弘 高居
明弘 高居
成彦 金子
成彦 金子
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.)
Osaka Gas Co Ltd
University of Tokyo NUC
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
University of Tokyo NUC
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 Osaka Gas Co Ltd, University of Tokyo NUC filed Critical Osaka Gas Co Ltd
Priority to JP2017233730A priority Critical patent/JP6835317B2/en
Publication of JP2019100282A publication Critical patent/JP2019100282A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6835317B2 publication Critical patent/JP6835317B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、シリンダとピストンとにより包囲される主燃焼室と、前記主燃焼室に連通孔を介して連通する副室とを備え、前記副室にて形成される火炎ジェットを前記連通孔を介して前記副室から前記主燃焼室へ噴射させて、前記主燃焼室の内部の混合気を燃焼させる副室式エンジンの燃焼状態判別方法、及びそれを用いた副室式エンジン、エンジンシステムに関する。 The present invention includes a main combustion chamber surrounded by a cylinder and a piston, and a sub chamber that communicates with the main combustion chamber through a communication hole, and a flame jet formed in the sub chamber is provided with the communication hole. The present invention relates to a method for determining a combustion state of a sub-chamber engine that injects air from the sub-chamber to the main combustion chamber to burn the air-fuel mixture inside the main combustion chamber, and a sub-chamber engine and engine system using the method. ..

コジェネレーションに用いられるガスエンジンの発電効率の向上技術の一つに、希薄燃焼方式がある。当該希薄燃焼方式とは、当量比が１以下の希薄状態下における燃焼を指し、低ＮＯｘ化と高効率化を同時に達成できるメリットがある。一方で、サイクル変動が大きく失火し易い等のデメリットも生じ、その解決のために副室が使用されている。副室とは、主燃焼室以外に、３〜５％程度の体積である予燃焼室を指すものである。
当該副室を備えた副室式エンジンでは、運転時に、副室へ量論混合比付近の点火し易い混合気を導入し、主燃焼室には当量比が低い混合気を導入した上で、副室内の混合気を火花点火させる。その後、副室内での燃焼により発生した既燃ガスが、急激に膨張し高温の火炎ジェットとして主燃焼室に流入することで、単室エンジンでは困難な主燃焼室内の希薄燃焼の安定化を実現している（特許文献１を参照）。
更に、エンジンでは、ノッキングが発生しているときの主燃焼室内圧力の振動成分を解析する場合、筒内圧力の経時データをフーリエ変換し、高周波成分と低周波成分とをカットするフィルタリング処理を実行した後に、筒内圧力のピーク値や、ＲＭＳ値が所定の閾値を超えているか否かにより、ノッキングが発生しているか否かを判別する技術が知られている（特許文献２を参照）。 One of the technologies for improving the power generation efficiency of gas engines used for cogeneration is the lean burn method. The lean combustion method refers to combustion in a lean state in which the equivalent ratio is 1 or less, and has an advantage that low NOx and high efficiency can be achieved at the same time. On the other hand, there are some disadvantages such as large cycle fluctuations and easy misfires, and a sub-chamber is used to solve them. The sub-combustion chamber refers to a pre-combustion chamber having a volume of about 3 to 5% in addition to the main combustion chamber.
In the sub-chamber engine equipped with the sub-chamber, an air-fuel mixture that is easy to ignite near the stoichiometric mixture ratio is introduced into the sub-chamber during operation, and an air-fuel mixture with a low equivalent ratio is introduced into the main combustion chamber. Spark ignite the air-fuel mixture in the sub-chamber. After that, the burnt gas generated by combustion in the sub-chamber rapidly expands and flows into the main combustion chamber as a high-temperature flame jet, realizing stabilization of lean combustion in the main combustion chamber, which is difficult with a single-chamber engine. (See Patent Document 1).
Furthermore, in the engine, when analyzing the vibration component of the main combustion chamber pressure when knocking occurs, the time-dependent data of the in-cylinder pressure is Fourier transformed and a filtering process is executed to cut the high-frequency component and the low-frequency component. After that, there is known a technique for determining whether or not knocking has occurred based on whether or not the peak value of the in-cylinder pressure and the RMS value exceed a predetermined threshold value (see Patent Document 2).

特開２００１−２６３０６９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-26369 特開２００５−９０２５０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-90250

しかしながら、近年、副室式エンジンでは、希薄燃焼の安定化を図ることができるものであるが、副室式エンジンにおいて更なる高効率を求めて過給圧を高めると、主燃焼室内の筒内圧力値に、ノッキングとは異なる原因不明の振動成分が観測されることが判明している。
そして、当該原因不明の振動成分を伴う異常燃焼を、ノッキングを伴うノッキング燃焼と峻別して抽出することは、副室式エンジンの燃焼メカニズムを解明する上で重要であるが、上述したこれまで知られている周波数解析では難しく、新たな判別方法が望まれていた。 However, in recent years, in the sub-chamber engine, lean combustion can be stabilized. However, if the boost pressure is increased in order to achieve higher efficiency in the sub-chamber engine, the inside of the cylinder in the main combustion chamber is increased. It has been found that a vibration component of unknown cause, which is different from knocking, is observed in the pressure value.
It is important to extract the abnormal combustion accompanied by the vibration component of unknown cause separately from the knocking combustion accompanied by knocking in order to elucidate the combustion mechanism of the sub-chamber engine. It is difficult to perform the frequency analysis that has been performed, and a new discrimination method has been desired.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノッキング燃焼及び当該ノッキング燃焼とは異なる異常燃焼を峻別して、副室式エンジンにおける燃焼状態を判別できる副室式エンジンの燃焼状態判別方法、副室式エンジン、及びエンジンシステムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to distinguish between knocking combustion and abnormal combustion different from the knocking combustion, and to determine the combustion state in the sub-chamber engine. It is an object of the present invention to provide a method for determining a combustion state, a sub-chamber engine, and an engine system.

上記目的を達成するための副室式エンジンの燃焼状態判別方法は、
シリンダとピストンとにより包囲される主燃焼室と、前記主燃焼室に連通孔を介して連通する副室とを備え、前記副室にて形成される火炎ジェットを前記連通孔を介して前記副室から前記主燃焼室へ噴射させて、前記主燃焼室の内部の混合気を燃焼させる副室式エンジンの燃焼状態判別方法であって、その特徴構成は、
前記主燃焼室の筒内圧力から導出される複数の第１指標に基づき、筒内圧力検出手段にて検出される１サイクル毎の前記主燃焼室の筒内圧力データから低周波成分及び高周波成分をカットしたフィルタ処理後データを分析するクラスタ分析により、１サイクル毎の前記主燃焼室の燃焼状態を、通常燃焼状態が分類される通常燃焼群と、ノッキングが発生するノッキング燃焼状態とノッキングとは別の異常燃焼状態とを含む非通常燃焼が分類される非通常燃焼群とに分類するクラスタ分析工程と、
前記非通常燃焼群から、前記フィルタ処理後データの閾値である教師データ閾値に基づいて、前記ノッキング燃焼状態としての第１教師データと、前記異常燃焼状態としての第２教師データとを抽出する教師データ抽出工程と、
前記第１教師データと前記第２教師データとを用い、前記主燃焼室の筒内圧力から導出される複数の第２指標に基づいて前記フィルタ処理後データを分析する判別分析により、前記非通常燃焼群を、前記ノッキング燃焼状態が分類されるノッキング燃焼群及び前記異常燃焼状態が分類される異常燃焼群の何れかに分類する判別分析工程とを含む点にある。 The method for determining the combustion state of the sub-chamber engine to achieve the above objectives is
A main combustion chamber surrounded by a cylinder and a piston and a sub chamber that communicates with the main combustion chamber through a communication hole are provided, and a flame jet formed in the sub chamber is provided through the communication hole to the sub chamber. A method for determining the combustion state of a sub-chamber engine that injects air from a chamber into the main combustion chamber to burn the air-fuel mixture inside the main combustion chamber.
Low-frequency components and high-frequency components from the in-cylinder pressure data of the main combustion chamber for each cycle detected by the in-cylinder pressure detecting means based on a plurality of first indexes derived from the in-cylinder pressure of the main combustion chamber. By cluster analysis that analyzes the data after filtering, the combustion state of the main combustion chamber for each cycle is classified into the normal combustion group, the knocking combustion state where knocking occurs, and the knocking. A cluster analysis step that classifies the non-normal combustion group, which includes another abnormal combustion state, into the non-normal combustion group.
A teacher who extracts the first teacher data as the knocking combustion state and the second teacher data as the abnormal combustion state from the non-normal combustion group based on the teacher data threshold which is the threshold of the filtered data. Data extraction process and
The unusual analysis is performed by discriminant analysis that analyzes the filtered data based on a plurality of second indexes derived from the in-cylinder pressure of the main combustion chamber using the first teacher data and the second teacher data. The point is that the combustion group includes a discriminant analysis step of classifying the combustion group into either a knocking combustion group in which the knocking combustion state is classified or an abnormal combustion group in which the abnormal combustion state is classified.

上記目的を達成するための副室式エンジンは、
シリンダとピストンとにより包囲される主燃焼室と、前記主燃焼室に連通孔を介して連通する副室とを備え、前記副室にて形成される火炎ジェットを前記連通孔を介して前記副室から前記主燃焼室へ噴射させて、前記主燃焼室の内部の混合気を燃焼させて、前記主燃焼室の内部の混合気を燃焼させたときの燃焼状態の判別を行う制御装置とを有する副室式エンジンであって、その特徴構成は、
前記制御装置は、前記主燃焼室の筒内圧力から導出される複数の第１指標に基づき、筒内圧力検出手段にて検出される１サイクル毎の前記主燃焼室の筒内圧力データから低周波成分及び高周波成分をカットしたフィルタ処理後データを分析するクラスタ分析により、１サイクル毎の前記主燃焼室の燃焼状態を、通常燃焼状態が分類される通常燃焼群と、ノッキングが発生するノッキング燃焼状態とノッキングとは別の異常燃焼状態とを含む非通常燃焼が分類される非通常燃焼群とに分類し、
前記非通常燃焼群から、前記フィルタ処理後データの閾値である教師データ閾値に基づいて、前記ノッキング燃焼状態としての第１教師データと、前記異常燃焼状態としての第２教師データとを抽出し、
前記第１教師データと前記第２教師データとを用い、前記主燃焼室の筒内圧力から導出される複数の第２指標に基づいて前記フィルタ処理後データを分析する判別分析により、前記非通常燃焼群を、前記ノッキング燃焼状態が分類されるノッキング燃焼群及び前記異常燃焼状態が分類される異常燃焼群の何れかに分類する点にある。 The sub-chamber engine for achieving the above objectives is
A main combustion chamber surrounded by a cylinder and a piston and a sub chamber that communicates with the main combustion chamber through a communication hole are provided, and a flame jet formed in the sub chamber is provided through the communication hole to the sub chamber. A control device that injects air from the chamber into the main combustion chamber, burns the air-fuel mixture inside the main combustion chamber, and determines the combustion state when the air-fuel mixture inside the main combustion chamber is burned. It is a sub-chamber engine that has a characteristic configuration.
The control device is low from the in-cylinder pressure data of the main combustion chamber for each cycle detected by the in-cylinder pressure detecting means based on a plurality of first indexes derived from the in-cylinder pressure of the main combustion chamber. By cluster analysis that analyzes the frequency component and the data after filtering with the high frequency component cut, the combustion state of the main combustion chamber for each cycle is divided into the normal combustion group in which the normal combustion state is classified and the knocking combustion in which knocking occurs. It is classified into the abnormal combustion group in which the abnormal combustion including the abnormal combustion state different from the state and knocking is classified.
From the non-normal combustion group, the first teacher data as the knocking combustion state and the second teacher data as the abnormal combustion state are extracted based on the teacher data threshold which is the threshold of the filtered data.
By discriminative analysis that analyzes the filtered data based on a plurality of second indexes derived from the in-cylinder pressure of the main combustion chamber using the first teacher data and the second teacher data, the unusual The point is that the combustion group is classified into either a knocking combustion group in which the knocking combustion state is classified or an abnormal combustion group in which the abnormal combustion state is classified.

上記特徴構成によれば、まず、筒内圧力の振動強度（筒内圧力の経時変化の振幅）により、通常燃焼群と非通常燃焼群とに容易に分類することができるクラスタ分析を採用している。クラスタ分析は、１サイクル毎の主燃焼室の筒内圧力データから低周波成分及び高周波成分をカットしたフィルタ処理後データを分析することにより、１サイクル毎の主燃焼室の燃焼状態を、通常燃焼状態が分類される通常燃焼群とそれ以外の燃焼群とに分類する。ここで、それ以外の燃焼群は、ノッキングが発生するノッキング燃焼状態と、ノッキングとは別の異常燃焼状態とを含む非通常燃焼が分類される非通常燃焼群である。
通常燃焼群と非通常燃焼群との分類は、筒内圧力の振動強度により、クラスタ分析のうち、特に、非階層的分類法の１つでありｎ個の対象を予め定められたｋ個（本発明の場合は、ｋ＝２）のクラスタに分ける分類手法であるｋ−Ｍｅａｎｓクラスタ分析を用いることにより、良好に実現できる。
さて、非通常燃焼群を成すノッキング燃焼状態と異常燃焼状態とは、特に、筒内圧力の振動強度（筒内圧力の経時変化の振幅）が共に大きく、両者を分類するためにはより精密な分析による分類が必要である。本発明にあっては、発明者が定めた教師データ閾値に基づいて抽出する教師データに基づいて、より精密な分析による分類が可能である判別分析を行うことで、非通常燃焼群が分類されるフィルタ処理後データを、ノッキング燃焼群と異常燃焼群とに分類する。
当該分類方法を用いることにより、まずもって、非通常燃焼群に分類されるフィルタ処理後データから、予め設定される教師データ閾値により、ノッキング燃焼状態としての第１教師データと、異常燃焼状態としての第２教師データとを、抽出する。
当該教師データ抽出工程において、予め設定される教師データ閾値により、非通常燃焼群としてのフィルタ処理後データが、第１教師データと第２教師データとに分類されるが、教師データ閾値を比較的厳しく設定するため、第１教師データと第２教師データの何れにも分類されない未分類のデータが多く残ることになる。
そこで、多変量解析の一手法として知られる判別分析により、当該第１教師データと第２教師データとを用いて、非通常燃焼群としてのフィルタ処理後データを未分類のデータを出すことなく、適切に分類することができる。尚、当該判別分析では、分類することにより、相関比が最大となる線形判別式を導出し、当該線形判別式により判別する。
以上より、ノッキング燃焼及び当該ノッキング燃焼とは異なる異常燃焼を峻別して、副室式エンジンにおける燃焼状態を判別できる副室式エンジンの燃焼状態判別方法、及び副室式エンジンを実現できる。 According to the above characteristic configuration, first, a cluster analysis that can be easily classified into a normal combustion group and a non-normal combustion group according to the vibration intensity of the in-cylinder pressure (amplitude of the change with time of the in-cylinder pressure) is adopted. There is. In cluster analysis, the combustion state of the main combustion chamber for each cycle is normally burned by analyzing the filtered data that cuts low-frequency components and high-frequency components from the in-cylinder pressure data of the main combustion chamber for each cycle. It is classified into a normal combustion group in which the state is classified and a combustion group other than that. Here, the other combustion group is an abnormal combustion group in which abnormal combustion including a knocking combustion state in which knocking occurs and an abnormal combustion state different from knocking is classified.
The classification of the normal combustion group and the non-normal combustion group is one of the non-hierarchical classification methods in the cluster analysis based on the vibration intensity of the in-cylinder pressure, and n objects are predetermined k (). In the case of the present invention, it can be satisfactorily realized by using k-means cluster analysis, which is a classification method for dividing into clusters of k = 2).
By the way, the knocking combustion state and the abnormal combustion state, which form an unusual combustion group, have a particularly large vibration intensity of the in-cylinder pressure (amplitude of the change with time of the in-cylinder pressure), and are more precise for classifying both. Classification by analysis is necessary. In the present invention, the non-normal combustion group is classified by performing discriminant analysis that can be classified by more precise analysis based on the teacher data extracted based on the teacher data threshold determined by the inventor. The filtered data is classified into a knocking combustion group and an abnormal combustion group.
By using the classification method, first, from the filtered data classified into the non-normal combustion group, the first teacher data as the knocking combustion state and the abnormal combustion state are obtained according to the preset teacher data threshold. The second teacher data is extracted.
In the teacher data extraction step, the filtered data as the non-normal combustion group is classified into the first teacher data and the second teacher data according to the preset teacher data threshold, but the teacher data threshold is relatively set. Since the setting is strict, a lot of unclassified data that is not classified into either the first teacher data or the second teacher data remains.
Therefore, by discriminant analysis, which is known as a method of multivariate analysis, the first teacher data and the second teacher data are used, and the filtered data as an unusual combustion group is not output as unclassified data. Can be classified appropriately. In the discriminant analysis, a linear discriminant having the maximum correlation ratio is derived by classification, and the discriminant is discriminated by the linear discriminant.
From the above, it is possible to realize a method for determining the combustion state of the sub-chamber engine and a sub-chamber engine that can discriminate between knocking combustion and abnormal combustion different from the knocking combustion and discriminating the combustion state in the sub-chamber engine.

副室式エンジンの燃焼状態判別方法の更なる特徴構成は、
前記第１指標は、前記フィルタ処理後データのＲＭＳ値と、前記フィルタ処理後データの最大値から最小値を減算したΔＰ値とを含むものである点にある。 Further features of the method for determining the combustion state of the sub-chamber engine
The first index is a point including an RMS value of the filtered data and a ΔP value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the filtered data.

クラスタ分析を用いる場合、各クラスタの重心位置から所属群が決定されるため、散布図における各軸（複数の第１指標）の設定が重要になる。即ち、筒内圧力の振動の大小により各クラスタを分類するためには、筒内圧力の振動強度を示すパラメータを、各軸（複数の第１指標）として設定する必要がある。また、散布図上のユークリッド距離を用いるため、軸として用いる指標は、質的変数ではなく量的変数である必要がある。
以上の点を鑑みて、発明者らは、第１指標として、フィルタ処理後データのＲＭＳ値と、フィルタ処理後データの最大値から最小値を減算したΔＰ値とを設定している。 When cluster analysis is used, the affiliation group is determined from the position of the center of gravity of each cluster, so it is important to set each axis (plural first indicators) in the scatter plot. That is, in order to classify each cluster according to the magnitude of the vibration of the in-cylinder pressure, it is necessary to set a parameter indicating the vibration intensity of the in-cylinder pressure as each axis (plural first indexes). Also, since the Euclidean distance on the scatter plot is used, the index used as the axis needs to be a quantitative variable rather than a qualitative variable.
In view of the above points, the inventors have set the RMS value of the filtered data and the ΔP value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the filtered data as the first index.

副室式エンジンの燃焼状態判別方法の更なる特徴構成は、
前記教師データ抽出工程では、
前記フィルタ処理後データが初めて所定の圧力振動判別閾値以上となる圧力振動開始時期のデータを前記教師データ閾値として、前記ノッキング燃焼状態としての第１教師データと、前記異常燃焼状態としての第２教師データとを絞り込む第１絞込工程と、
前記フィルタ処理後データの絶対値の最大値を前記教師データ閾値として、前記ノッキング燃焼状態としての第１教師データと、前記異常燃焼状態としての第２教師データとを絞り込む第２絞込工程とを記載の順に実行する点にある。 Further features of the method for determining the combustion state of the sub-chamber engine
In the teacher data extraction process,
The first teacher data as the knocking combustion state and the second teacher as the abnormal combustion state are used as the teacher data threshold data at the pressure vibration start time when the filtered data becomes equal to or higher than the predetermined pressure vibration discrimination threshold for the first time. The first narrowing process to narrow down the data and
The maximum value of the absolute value of the filtered data is used as the teacher data threshold, and the second narrowing step for narrowing down the first teacher data as the knocking combustion state and the second teacher data as the abnormal combustion state is performed. The point is to execute in the order described.

ノッキング燃焼状態と異常燃焼状態とを判別する有効な指標としては、例えば、ＲＭＳ／ΔＰ値等が挙げられるが、当該値では閾値による両者の判別が難しく、教師データを作成する際の指標としては適していない。
そこで、上記特徴構成では、圧力振動開始時期のデータを教師データ閾値とする絞込みと、フィルタ処理後データの絶対値の最大値を教師データ閾値とする絞り込みとを記載の順に実行することで、教師データを良好に抽出できる。 An effective index for discriminating between a knocking combustion state and an abnormal combustion state includes, for example, an RMS / ΔP value, but it is difficult to discriminate between the two by a threshold value at that value, and an index when creating teacher data is used. Not suitable.
Therefore, in the above feature configuration, by executing the narrowing down in which the data of the pressure vibration start time is set as the teacher data threshold value and the narrowing down in which the maximum absolute value of the filtered data is set as the teacher data threshold value, the teacher is executed in the order described. Data can be extracted well.

副室式エンジンの燃焼状態判別方法の更なる特徴構成は、
前記第２指標は、
前記フィルタ処理後データのＲＭＳ値を、前記フィルタ処理後データの最大値から最小値を減算したΔＰ値で除算したＲＭＳ／ΔＰ値と、
１サイクルにおいて、前記副室の内部の混合気に点火する点火手段の点火時期から判別時期までの圧力振幅積分値に対する、前記点火手段の点火時期から前記主燃焼室の筒内圧力データが最大となる時期までの圧力振幅積分値の割合の平方根である二乗和平方根割合とを含む点にある。 Further features of the method for determining the combustion state of the sub-chamber engine
The second index is
The RMS / ΔP value obtained by dividing the RMS value of the filtered data by the ΔP value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the filtered data.
In one cycle, the pressure data in the cylinder of the main combustion chamber from the ignition timing of the ignition means is the maximum with respect to the pressure amplitude integrated value from the ignition timing to the determination timing of the ignition means that ignites the air-fuel mixture inside the sub chamber. It is a point that includes the square root ratio of the sum of squares, which is the square root of the ratio of the integrated pressure amplitude values up to the time.

さて、上記特徴構成の如く、ＲＭＳ／ΔＰ値と、二乗和平方根割合とを、判別分析の第２指標として採用した理由を以下に示す。
本発明の発明者らは、判別分析時に用いる指標を決定するため、異常燃焼状態のサイクル波形とノッキング燃焼状態のサイクル波形の特徴を把握するべく、複数のＲＭＳ値毎において、両者のサイクル波形を比較した。図６、７、８において、ＲＭＳ値が１６９ｋＰａ，１０７ｋＰａ，７５ｋＰａ付近となる波形を示す。因みに、図６、７、８で、上段は、筒内圧力データの経時変化を示すグラフ図、中段は、異常燃焼状態のフィルタ処理後データを示すグラフ図、下段は、ノッキング燃焼状態のフィルタ処理後データを示すグラフ図である。 The reason why the RMS / ΔP value and the root mean square ratio are adopted as the second index of the discriminant analysis as in the above characteristic configuration is shown below.
In order to determine the index to be used in the discriminant analysis, the inventors of the present invention set the cycle waveforms of both in a plurality of RMS values in order to grasp the characteristics of the cycle waveform in the abnormal combustion state and the cycle waveform in the knocking combustion state. Compared. In FIGS. 6, 7 and 8, the waveforms having RMS values in the vicinity of 169 kPa, 107 kPa and 75 kPa are shown. Incidentally, in FIGS. 6, 7 and 8, the upper row is a graph showing the time course of in-cylinder pressure data, the middle row is a graph showing the data after filtering the abnormal combustion state, and the lower row is the filtering process of the knocking combustion state. It is a graph which shows the post-data.

因みに、当該データを取得したときの副室式エンジンの仕様及び運転条件は下記に示すとおりである。
副室式エンジン１００は、ボア径１６５ｍｍ、ストローク２１５ｍｍ、排気量４．６Ｌの、都市ガス１３Ａを燃料とする単気筒副室式エンジンを使用した。また、圧縮比１４．５、回転数１２００ｒｐｍ、連通孔数６個で一定とした。
操作パラメータは、主燃焼室６に対する副室８の体積比率（２．３５、２．９、３．４７）、トーチ強度Ｉ（０．８、１．３１、１．８８）、連通孔狭角φ（１２０、１４０、１６０ｄｅｇ）、主燃焼室６と副室８との合計空気過剰率λ（１．８〜２．５）、ＩＭＥＰ（１．４３、２．０、２．４ＭＰａ）、副室点火時期（−１９．２〜−２．０）の６つとした。なお、トーチ強度Ｉは副室体積Ｖｐｒｅ、連通孔数Ｎ、連通孔径Φ、主燃焼室ボア径Ｒを用いて、以下の〔数１〕で表される。また、計測は測定刻み幅（以下、ステップと呼ぶ場合がある）０．２ｄｅｇ、測定範囲−３６０〜３６０ｄｅｇＡＴＤＣ、１条件あたりの計測サイクル数２００サイクルとし、計３３８条件、６７、６００サイクル分を解析対象とした。 Incidentally, the specifications and operating conditions of the sub-chamber engine at the time of acquiring the data are as shown below.
As the sub-chamber engine 100, a single-cylinder sub-chamber engine using city gas 13A as fuel, having a bore diameter of 165 mm, a stroke of 215 mm, and a displacement of 4.6 L was used. Further, the compression ratio was 14.5, the rotation speed was 1200 rpm, and the number of communication holes was 6 to be constant.
The operating parameters are the volume ratio of the sub chamber 8 to the main combustion chamber 6 (2.35, 2.9, 3.47), the torch strength I (0.8, 1.31, 1.88), and the narrow angle of the communication hole. φ (120, 140, 160 deg), total air excess ratio λ (1.8 to 2.5) between the main combustion chamber 6 and the sub chamber 8, IMEP (1.43, 2.0, 2.4 MPa), sub The chamber ignition timing (-19.2 to -2.0) was set to six. The torch strength I is represented by the following [Equation 1] using the sub chamber volume V pre , the number of communication holes N, the communication hole diameter Φ, and the main combustion chamber bore diameter R. In addition, the measurement is performed with a measurement step width (hereinafter sometimes referred to as a step) 0.2 deg, a measurement range of -360 to 360 deg ATDC, and the number of measurement cycles per condition is 200 cycles, and a total of 338 conditions, 67, 600 cycles are analyzed. Targeted.

図６、７、８の比較から、ＲＭＳ値の大小に関わらず、異常燃焼状態及びノッキング燃焼状態の筒内圧力データ及びフィルタ処理後データを示す波形には、以下の差異がある。
１点目は、筒内圧力の圧力振動の開始時期である。異常燃焼状態では、副室点火時期（θ＝０ｄｅｇ）の直後に圧力振動が開始するのに対して、ノッキング燃焼状態では、筒内圧力のピーク付近で圧力振動が開始している。
２点目は、圧力振動の振幅である。フィルタ処理後データの比較から、異常燃焼状態よりもノッキング燃焼状態の方が、圧力最大振幅ΔＰは大きい傾向にあることが確認される。
３点目は、圧力振幅の推移である。フィルタ処理後データから、異常燃焼状態では、筒内圧力のピークまでは圧力振動の振幅が略一定で推移し、筒内圧力のピークを過ぎて徐々に振幅が減衰する傾向である。これに対し、ノッキング燃焼状態では、筒内圧力の振動開始直後に振幅が最大となり、その後は単調に減少し、異常燃焼状態のように振幅が一定となる期間は観測されない。 From the comparison of FIGS. 6, 7 and 8, there are the following differences in the waveforms showing the in-cylinder pressure data and the filtered data in the abnormal combustion state and the knocking combustion state regardless of the magnitude of the RMS value.
The first point is the start time of the pressure vibration of the in-cylinder pressure. In the abnormal combustion state, the pressure vibration starts immediately after the auxiliary chamber ignition timing (θ = 0 deg), whereas in the knocking combustion state, the pressure vibration starts near the peak of the in-cylinder pressure.
The second point is the amplitude of pressure vibration. From the comparison of the filtered data, it is confirmed that the maximum pressure amplitude ΔP tends to be larger in the knocking combustion state than in the abnormal combustion state.
The third point is the transition of pressure amplitude. From the data after filtering, in the abnormal combustion state, the amplitude of the pressure vibration changes substantially constant up to the peak of the in-cylinder pressure, and tends to gradually decrease after the peak of the in-cylinder pressure. On the other hand, in the knocking combustion state, the amplitude becomes maximum immediately after the vibration of the in-cylinder pressure starts, and then decreases monotonically, and a period in which the amplitude becomes constant as in the abnormal combustion state is not observed.

これらの比較結果から、異常燃焼状態とノッキング燃焼状態とを判別するには、以下の要件を満たす指標が有効である。
第１要件は、フィルタ処理後データの圧力振幅の推移から、両者を区別できることである。
即ち、異常燃焼状態では振動開始時期が早く、圧力振幅は振動開始から筒内圧力のピークにかけて略一定の値を保ちながら推移した後、筒内圧力のピークを過ぎると減少する。一方、ノッキング燃焼状態では、振動開始時期が筒内圧力のピーク付近であり異常燃焼状態に比べて遅く、圧力振幅は振動開始直後に最大に達した後、単調減少する。これらの各燃焼の圧力振幅の推移の特徴を表すことができる指標は、両者を判別できる指標として有効である。
上記第１要件を満たす指標として、フィルタ処理後データの圧力が所定の閾値に初めて達した時のクランク角度としての圧力振動開始時期が考えられる。しかしながら、筒内圧力の経時変化は、サイクル変動を伴うため、異常燃焼状態とノッキング燃焼状態との両燃焼を区別するための振動開始時期を定義する適切な閾値を設定することは難しい。一方、両燃焼の振動開始時期が異なることは、１サイクルの圧力振動成分の積分値に対する筒内圧力がピークに達するまでの圧力振動成分の積分値の割合の大小に対応するため、当該割合を指標として用いることでより適切に、両燃焼を峻別することができる。
そこで、当該指標として、１サイクルにおいて、副室の内部の混合気に点火する点火手段の点火時期から判別時期までの圧力振幅積分値に対する、点火手段の点火時期から主燃焼室の筒内圧力データが最大となる時期までの圧力振幅積分値の割合の平方根である二乗和平方根割合を採用した。 In order to distinguish between the abnormal combustion state and the knocking combustion state from these comparison results, an index satisfying the following requirements is effective.
The first requirement is that the two can be distinguished from the transition of the pressure amplitude of the filtered data.
That is, in the abnormal combustion state, the vibration start time is early, and the pressure amplitude changes while maintaining a substantially constant value from the start of vibration to the peak of the in-cylinder pressure, and then decreases after the peak of the in-cylinder pressure. On the other hand, in the knocking combustion state, the vibration start time is near the peak of the in-cylinder pressure, which is later than that in the abnormal combustion state, and the pressure amplitude reaches the maximum immediately after the vibration starts and then monotonically decreases. An index that can express the characteristics of the transition of the pressure amplitude of each combustion is effective as an index that can distinguish between the two.
As an index satisfying the first requirement, the pressure vibration start time as the crank angle when the pressure of the filtered data reaches a predetermined threshold value for the first time can be considered. However, since the change in in-cylinder pressure with time is accompanied by cycle fluctuation, it is difficult to set an appropriate threshold value for defining the vibration start time for distinguishing between the abnormal combustion state and the knocking combustion state. On the other hand, the fact that the vibration start timings of both combustions are different corresponds to the magnitude of the ratio of the integrated value of the pressure vibration component to the integrated value of the pressure vibration component in one cycle until the in-cylinder pressure reaches the peak. By using it as an index, it is possible to distinguish between both combustions more appropriately.
Therefore, as the index, the pressure data in the cylinder of the main combustion chamber from the ignition timing of the ignition means with respect to the pressure amplitude integrated value from the ignition timing to the discrimination timing of the ignition means that ignites the air-fuel mixture inside the sub chamber in one cycle. The sum of square root ratio, which is the square root of the ratio of the integrated pressure amplitude values up to the time when is maximum, was adopted.

第２要件は、フィルタ処理後のＲＭＳ値とΔＰ値の大きさの比の点から、両グループを区別できることである。
上述したように、ノッキング燃焼状態の方が異常燃焼状態よりもΔＰ値が大きくなる傾向がみられる。また、振動開始時期は、異常燃焼状態では早く、ノッキング燃焼状態では遅くなることからも、ＲＭＳ値が一定の条件では、異常燃焼状態のΔＰ値は、ノッキング燃焼状態のΔＰ値に比べ相対的に小さくなることが予想される。このことから、ＲＭＳ値とΔＰ値の大きさの比は両者を判別するための指標として有効である。
このことから、本発明にあっては、フィルタ処理後データのＲＭＳ値を、フィルタ処理後データの最大値から最小値を減算したΔＰ値で除算したＲＭＳ／ΔＰ値を、指標として採用した。 The second requirement is that both groups can be distinguished from each other in terms of the ratio of the magnitudes of the RMS value and the ΔP value after filtering.
As described above, the ΔP value tends to be larger in the knocking combustion state than in the abnormal combustion state. Further, since the vibration start time is early in the abnormal combustion state and late in the knocking combustion state, the ΔP value in the abnormal combustion state is relatively higher than the ΔP value in the knocking combustion state under a constant RMS value. Expected to be smaller. From this, the ratio of the magnitudes of the RMS value and the ΔP value is effective as an index for discriminating between the two.
For this reason, in the present invention, the RMS / ΔP value obtained by dividing the RMS value of the filtered data by the ΔP value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the filtered data is adopted as an index.

副室式エンジンの燃焼状態判別方法の更なる特徴構成は、
ネットワーク回線を介して複数の前記副室式エンジンの夫々から取得した１サイクル毎の前記主燃焼室の筒内圧力データを用いて、前記クラスタ分析工程と、前記教師データ抽出工程と、前記判別分析工程とを実行する点にある。 Further features of the method for determining the combustion state of the sub-chamber engine
The cluster analysis step, the teacher data extraction step, and the discriminant analysis are performed using the in-cylinder pressure data of the main combustion chamber for each cycle acquired from each of the plurality of subchamber engines via a network line. The point is to carry out the process.

以上の特徴構成を有する燃焼状態判別方法は、単一の副室式エンジンから得られる筒内圧力のデータのみならず、複数の副室式エンジンから得られる筒内圧力のデータに基づいて分析を実行することができるから、例えば、当該分析結果に基づいて、より精度の高いエンジン制御を実行できる。 The combustion state determination method having the above characteristic configuration analyzes not only the in-cylinder pressure data obtained from a single sub-chamber engine but also the in-cylinder pressure data obtained from a plurality of sub-chamber engines. Since it can be executed, for example, more accurate engine control can be executed based on the analysis result.

上記目的を達成するためのエンジンシステムは、
これまで説明してきた副室式エンジンの複数で燃焼状態の判別を行うエンジンシステムであって、その特徴構成は、
前記制御装置は、ネットワーク回線を介して複数の前記副室式エンジンに接続され、前記副室式エンジンの夫々から１サイクル毎の前記主燃焼室の筒内圧力データを取得可能に構成されている点にある。 The engine system to achieve the above purpose is
It is an engine system that determines the combustion state with a plurality of sub-chamber engines described so far, and its characteristic configuration is
The control device is connected to a plurality of the sub-chamber engines via a network line, and is configured to be able to acquire in-cylinder pressure data of the main combustion chamber for each cycle from each of the sub-chamber engines. At the point.

以上のように構成することで、制御装置では、単一の副室式エンジンから得られる筒内圧力のデータのみならず、複数の副室式エンジンから得られる筒内圧力のデータに基づいて分析を実行することができるから、例えば、当該分析結果に基づいて、より精度の高いエンジン制御を実行できる。 With the above configuration, the control device analyzes not only the in-cylinder pressure data obtained from a single sub-chamber engine but also the in-cylinder pressure data obtained from a plurality of sub-chamber engines. Therefore, for example, more accurate engine control can be executed based on the analysis result.

実施形態に係る副室式エンジンの概略構成図Schematic configuration diagram of the sub-chamber engine according to the embodiment 燃焼状態判別の制御フロー図Combustion state discrimination control flow diagram ΔＰ値の定義を示すグラフ図Graph diagram showing the definition of ΔP value ＲＭＳ値の定義を示すグラフ図Graph diagram showing the definition of RMS value 教師データを抽出するためのフロー図Flow diagram for extracting teacher data ＲＭＳ値が高い場合のグラフ図であり、上段は、筒内圧力データの経時変化を示すグラフ図、中段は、異常燃焼状態のフィルタ処理後データを示すグラフ図、下段は、ノッキング燃焼状態のフィルタ処理後データを示すグラフ図It is a graph when the RMS value is high, the upper row is a graph showing the time course of in-cylinder pressure data, the middle row is a graph showing the filtered data of the abnormal combustion state, and the lower row is the filter of the knocking combustion state. Graph diagram showing the processed data ＲＭＳ値が中程度の場合のグラフ図であり、上段は、筒内圧力データの経時変化を示すグラフ図、中段は、異常燃焼状態のフィルタ処理後データを示すグラフ図、下段は、ノッキング燃焼状態のフィルタ処理後データを示すグラフ図It is a graph when the RMS value is medium, the upper part is a graph showing the time course of in-cylinder pressure data, the middle part is a graph showing the filtered data of the abnormal combustion state, and the lower part is the knocking combustion state. Graph diagram showing the filtered data of ＲＭＳ値が低い場合のグラフ図であり、上段は、筒内圧力データの経時変化を示すグラフ図、中段は、異常燃焼状態のフィルタ処理後データを示すグラフ図、下段は、ノッキング燃焼状態のフィルタ処理後データを示すグラフ図It is a graph when the RMS value is low, the upper row is a graph showing the time course of in-cylinder pressure data, the middle row is a graph showing the filtered data of the abnormal combustion state, and the lower row is the filter of the knocking combustion state. Graph diagram showing the processed data 図５の＃０２のステップでＹＥＳと判別されたデータを重畳させたグラフ図The graph in which the data determined to be YES in step # 02 of FIG. 5 is superimposed. 図５の＃０３のステップでＹＥＳと判別されたデータを重畳させたグラフ図The graph in which the data determined to be YES in step # 03 of FIG. 5 is superimposed. 二乗和平方根割合の定義を説明するためのグラフ図Graph to explain the definition of sum of squares root ratio 異常燃焼状態としての教師データと、ノッキング燃焼状態としての教師データと、教師データ以外のデータとを重畳表示したグラフ図A graph in which the teacher data as an abnormal combustion state, the teacher data as a knocking combustion state, and data other than the teacher data are superimposed and displayed. 通常燃焼群以外のデータに関し、判別分析による線形判別関数により、異常燃焼群とノッキング燃焼群とに判別したグラフ図Graph diagram of data other than the normal combustion group, discriminated into the abnormal combustion group and the knocking combustion group by the linear discriminant function by discriminant analysis.

本発明の実施形態に係る副室式エンジンの燃焼状態判別方法、副室式エンジン、エンジンシステムは、ノッキング燃焼及び当該ノッキング燃焼とは異なる異常燃焼を峻別して、副室式エンジンにおける燃焼状態を判別できるものである。
以下、図面に基づいて、その構成及び制御について説明する。 The method for determining the combustion state of the sub-chamber engine, the sub-chamber engine, and the engine system according to the embodiment of the present invention distinguish between knocking combustion and abnormal combustion different from the knocking combustion, and determine the combustion state in the sub-chamber engine. It can be discriminated.
Hereinafter, the configuration and control thereof will be described with reference to the drawings.

図１に示すように、副室式エンジン１００は、シリンダ１７とピストン５とにより包囲される主燃焼室６と当該主燃焼室６に連通孔７を介して連通する副室８とを燃焼室４として備え、副室８にて形成される火炎ジェットを連通孔７を介して副室８から主燃焼室６へ噴出させて、主燃焼室６の内部の混合気Ｍを燃焼させるものであり、燃料ガスＧとして、気体燃料である都市ガス（１３Ａ）を利用する。
副室式エンジン１００は、主燃焼室６の吸気路９に燃料ガスＧを供給するための燃料ガス流量調整弁４１及び燃料ガスＧと空気とを混合するミキサ４０と、吸気路９に設けられた吸気弁１０と、主燃焼室６の排気路１１に設けられた排気弁１２と、副室８に燃料ガスＧを供給する副室燃料ガス通路１３と、副室８に形成された混合気Ｍを火花点火する点火プラグ１４と、燃料ガスＧの供給圧力を調整可能な調圧弁３３と、副室燃料ガス通路１３において調圧弁３３の下流に設けられ、燃料ガスＧの噴射量及び噴射タイミングを調整可能な燃料ガス噴射調整装置３４と、当該燃料ガス噴射調整装置３４の下流に設けられる逆止弁３５とを備えている。そして、吸気路９には吸気圧センサＳ２が設けられ、副室８には副室圧センサＳ１が設けられ、主燃焼室６には筒内圧センサＳ６が設けられている。 As shown in FIG. 1, the sub-chamber engine 100 has a main combustion chamber 6 surrounded by a cylinder 17 and a piston 5 and a sub-chamber 8 communicating with the main combustion chamber 6 through a communication hole 7. The flame jet formed in the sub chamber 8 is ejected from the sub chamber 8 to the main combustion chamber 6 through the communication hole 7 to burn the air-fuel mixture M inside the main combustion chamber 6. , City gas (13A), which is a gaseous fuel, is used as the fuel gas G.
The sub-chamber engine 100 is provided in the intake passage 9 with a fuel gas flow rate adjusting valve 41 for supplying the fuel gas G to the intake passage 9 of the main combustion chamber 6, a mixer 40 for mixing the fuel gas G and air, and the intake passage 9. The intake valve 10 and the exhaust valve 12 provided in the exhaust passage 11 of the main combustion chamber 6, the sub chamber fuel gas passage 13 for supplying the fuel gas G to the sub chamber 8, and the air-fuel mixture formed in the sub chamber 8. An ignition plug 14 that sparks and ignites M, a pressure regulating valve 33 that can adjust the supply pressure of the fuel gas G, and an injection amount and injection timing of the fuel gas G provided downstream of the pressure regulating valve 33 in the auxiliary chamber fuel gas passage 13. A fuel gas injection adjusting device 34 capable of adjusting the fuel gas injection adjusting device 34 and a check valve 35 provided downstream of the fuel gas injection adjusting device 34 are provided. An intake pressure sensor S2 is provided in the intake passage 9, a sub chamber pressure sensor S1 is provided in the sub chamber 8, and an in-cylinder pressure sensor S6 is provided in the main combustion chamber 6.

副室式エンジン１００では、ピストン５がシリンダ１７内で往復運動し、それと共に吸気弁１０及び排気弁１２を開閉動作し、主燃焼室６において吸気、圧縮、膨張（燃焼）、排気の各行程が行われる。ピストン５の往復運動が、連結棒１８によって出力軸１９の回転運動として出力される。更に、副室式エンジン１００の出力軸１９に連結駆動されて発電を行うと共に、商用電力系統（図示せず）に連系可能に構成された同期発電機Ｅ（発電機に相当）が備えられている。 In the sub-chamber engine 100, the piston 5 reciprocates in the cylinder 17, and at the same time, the intake valve 10 and the exhaust valve 12 are opened and closed, and the intake, compression, expansion (combustion), and exhaust processes are performed in the main combustion chamber 6. Is done. The reciprocating motion of the piston 5 is output by the connecting rod 18 as the rotational motion of the output shaft 19. Further, a synchronous generator E (corresponding to a generator) configured to be connected to the output shaft 19 of the sub-chamber engine 100 to generate electricity and to be interconnected with a commercial power system (not shown) is provided. ing.

副室式エンジン１００は、吸気行程において吸気弁１０を開弁状態として、燃料ガス流量調整弁４１およびミキサ４０によって生成された空気と燃料ガスＧとの混合気Ｍが吸気路９から主燃焼室６に供給されると共に、副室８に燃料ガスＧを供給し、圧縮行程にて連通孔７を通して主燃焼室６から副室８に混合気Ｍを流入させて、副室８内に直接供給された燃料ガスＧと混合気Ｍとの副室混合気を形成し、副室８の点火プラグ１４での火花点火によって副室８内で燃焼させた副室混合気を、連通孔７を介して主燃焼室６に火炎ジェットとして噴射するように構成されている。これにより、副室式エンジン１００は、主燃焼室６に供給される空気と燃料ガスＧとの混合気Ｍが、燃料希薄の場合においても良好に燃焼させることを可能にしている。 In the sub-chamber engine 100, the intake valve 10 is opened in the intake stroke, and the air-fuel mixture M of the air and the fuel gas G generated by the fuel gas flow rate adjusting valve 41 and the mixer 40 is introduced from the intake passage 9 into the main combustion chamber. Along with being supplied to 6, the fuel gas G is supplied to the sub chamber 8, and the air-fuel mixture M flows from the main combustion chamber 6 to the sub chamber 8 through the communication hole 7 in the compression stroke and is directly supplied into the sub chamber 8. A sub-chamber air-fuel mixture of the fuel gas G and the air-fuel mixture M was formed, and the sub-chamber air-fuel mixture burned in the sub-chamber 8 by spark ignition at the ignition plug 14 of the sub-chamber 8 was passed through the communication hole 7. It is configured to inject as a flame jet into the main combustion chamber 6. As a result, the sub-chamber engine 100 makes it possible for the air-fuel mixture M of the air and the fuel gas G supplied to the main combustion chamber 6 to burn well even when the fuel is lean.

シリンダヘッド２０に形成された副室８を形成する円柱状の凹部の上方開口部には、その上方開口部に嵌合する形態で有底筒状の口金２１が設けられている。口金２１には、副室８に連通する副室燃料ガス通路１３が形成されていると共に、口金２１の底部には、副室燃料ガス通路１３の通路端である燃料供給口１３ａが形成されている。
また、口金２１には、ピストン５の摺動方向に沿って配設される点火プラグ１４が、その点火点を副室８に位置する状態で、嵌合されている。 A bottomed tubular base 21 is provided in the upper opening of the columnar recess forming the auxiliary chamber 8 formed in the cylinder head 20 so as to fit into the upper opening. The base 21 is formed with a sub-chamber fuel gas passage 13 communicating with the sub-chamber 8, and a fuel supply port 13a, which is a passage end of the sub-chamber fuel gas passage 13, is formed at the bottom of the base 21. There is.
Further, a spark plug 14 arranged along the sliding direction of the piston 5 is fitted to the mouthpiece 21 with its ignition point located in the sub chamber 8.

副室式エンジン１００では、吸気工程のタイミングで燃料ガス噴射調整装置３４が動作することで、副室８へ燃料ガスＧが供給される。 In the sub-chamber engine 100, the fuel gas G is supplied to the sub-chamber 8 by operating the fuel gas injection adjusting device 34 at the timing of the intake process.

副室燃料ガス通路１３において燃料ガス噴射調整装置３４よりも上流側に設けられる調圧弁３３が備えられ、当該調圧弁３３により、副室燃料ガス通路１３における燃料ガスＧの圧力が調整される。従って、調圧弁３３により調整される副室燃料ガス通路１３の圧力の調整により、副室燃料ガス通路１３から副室８への燃料ガスＧの供給量が所望の供給量となる。 A pressure regulating valve 33 provided on the upstream side of the fuel gas injection adjusting device 34 in the auxiliary chamber fuel gas passage 13 is provided, and the pressure adjusting valve 33 adjusts the pressure of the fuel gas G in the auxiliary chamber fuel gas passage 13. Therefore, by adjusting the pressure of the sub chamber fuel gas passage 13 adjusted by the pressure regulating valve 33, the supply amount of the fuel gas G from the sub chamber fuel gas passage 13 to the sub chamber 8 becomes a desired supply amount.

副室式エンジン１００には、主燃焼室６に供給する燃料ガスＧの流量を調整する燃料ガス流量調整弁４１や、副室８へ供給する燃料ガスＧの流量を調整する調圧弁３３及び燃料ガス噴射調整装置３４や、副室８における点火プラグ１４の作動等を制御して副室式エンジン１００を制御するエンジン・コントロール・ユニットとしての制御装置２７が設けられている。当該制御装置２７は、ＣＰＵやＧＰＵ等から成る演算装置及びＲＡＭ等から成る記憶部を含むハードウェア群と、ソフトウェア群とが協働する形で、各種制御及び通信を実行可能に構成されている。
当該制御装置２７には、出力軸１９の回転角を検出するクランク角センサＳ３、エンジンの回転数を検出する回転数センサＳ５、酸素センサＳ４、副室圧センサＳ１、吸気圧センサＳ２、主燃焼室６の内部の筒内圧力を検出する筒内圧センサＳ６（筒内圧力検出手段の一例）等の検出信号が入力されるように構成されている。なお、クランク角センサＳ３の検出情報に基づいて、副室燃料ガス通路１３の燃料ガス噴射調整装置３４を噴射状態に切り換える期間を所望の期間とすると共に、点火プラグ１４を所望のタイミングで作動させて火花点火するようにしている。 The sub-chamber engine 100 includes a fuel gas flow rate adjusting valve 41 for adjusting the flow rate of the fuel gas G supplied to the main combustion chamber 6, a pressure regulating valve 33 for adjusting the flow rate of the fuel gas G supplied to the sub-chamber 8, and fuel. The gas injection adjusting device 34 and the control device 27 as an engine control unit for controlling the operation of the spark plug 14 in the sub chamber 8 to control the sub chamber type engine 100 are provided. The control device 27 is configured to be capable of executing various controls and communications in a form in which a hardware group including an arithmetic unit composed of a CPU, a GPU, etc. and a storage unit composed of a RAM, etc., and a software group cooperate with each other. ..
The control device 27 includes a crank angle sensor S3 that detects the rotation angle of the output shaft 19, a rotation speed sensor S5 that detects the rotation speed of the engine, an oxygen sensor S4, an auxiliary chamber pressure sensor S1, an intake pressure sensor S2, and main combustion. It is configured so that a detection signal such as an in-cylinder pressure sensor S6 (an example of an in-cylinder pressure detecting means) for detecting the in-cylinder pressure inside the chamber 6 is input. Based on the detection information of the crank angle sensor S3, the period for switching the fuel gas injection adjusting device 34 of the sub-chamber fuel gas passage 13 to the injection state is set as a desired period, and the spark plug 14 is operated at a desired timing. I try to ignite sparks.

特に、当該実施形態に係る制御装置２７は、燃焼室４の燃焼状態をより適切に判別するべく、以下のように構成されている。
即ち、制御装置２７は、主燃焼室６の筒内圧力から導出される複数の第１指標に基づき、筒内圧センサＳ６にて検出される１サイクル毎の主燃焼室６の筒内圧力データＰ（ｉ）から低周波成分及び高周波成分をカットしたフィルタ処理後データを分析するクラスタ分析により、１サイクル毎の主燃焼室６の燃焼状態を、通常燃焼状態が分類される通常燃焼群と、ノッキングが発生するノッキング燃焼状態とノッキングとは別の異常燃焼状態とを含む非通常燃焼が分類される非通常燃焼群とに分類するよう構成されている。
更に、制御装置２７は、非通常燃焼群から、フィルタ処理後データＰ’（ｉ）の閾値である教師データ閾値に基づいて、ノッキング燃焼状態としての第１教師データと、異常燃焼状態としての第２教師データとを抽出するように構成されると共に、第１教師データと第２教師データとを用い、主燃焼室６の筒内圧力から導出される複数の第２指標に基づいてフィルタ処理後データを分析する判別分析により、非通常燃焼群を、ノッキング燃焼状態が分類されるノッキング燃焼群及び異常燃焼状態が分類される異常燃焼群の何れかに分類するように構成されている。 In particular, the control device 27 according to the embodiment is configured as follows in order to more appropriately determine the combustion state of the combustion chamber 4.
That is, the control device 27 has the in-cylinder pressure data P of the main combustion chamber 6 for each cycle detected by the in-cylinder pressure sensor S6 based on a plurality of first indexes derived from the in-cylinder pressure of the main combustion chamber 6. By cluster analysis that analyzes the filtered data from which the low-frequency component and high-frequency component are cut from (i), the combustion state of the main combustion chamber 6 for each cycle is knocked with the normal combustion group in which the normal combustion state is classified. It is configured to be classified into an abnormal combustion group in which abnormal combustion including a knocking combustion state in which knocking occurs and an abnormal combustion state different from knocking is classified.
Further, the control device 27 receives the first teacher data as the knocking combustion state and the first teacher data as the abnormal combustion state from the non-normal combustion group based on the teacher data threshold which is the threshold of the filtered data P'(i). After filtering based on a plurality of second indexes derived from the in-cylinder pressure of the main combustion chamber 6 using the first teacher data and the second teacher data while being configured to extract the two teacher data. The discriminative analysis that analyzes the data is configured to classify the non-normal combustion group into either a knocking combustion group in which the knocking combustion state is classified or an abnormal combustion group in which the abnormal combustion state is classified.

以下、具体的な筒内圧力データＰ（ｉ）又はフィルタ処理後データＰ’（ｉ）に基づいて説明する。尚、以下に、筒内圧力データＰ（ｉ）の取得に使用した副室式エンジン１００の仕様及び運転条件を示す。以下、断りのない限り、図面及び明細書に示す筒内圧力データＰ（ｉ）及びフィルタ処理後データＰ’（ｉ）は、以下の仕様及び運転条件にて取得したものとする。
副室式エンジン１００は、ボア径１６５ｍｍ、ストローク２１５ｍｍ、排気量４．６Ｌの、都市ガス１３Ａを燃料とする単気筒副室式エンジンを使用した。また、圧縮比１４．５、回転数１２００ｒｐｍ、連通孔数６個で一定とした。
操作パラメータは、主燃焼室６に対する副室８の体積比率（２．３５、２．９、３．４７）、トーチ強度Ｉ（０．８、１．３１、１．８８）、連通孔狭角φ（１２０、１４０、１６０ｄｅｇ）、主燃焼室６と副室８との合計空気過剰率λ（１．８〜２．５）、ＩＭＥＰ（１．４３、２．０、２．４ＭＰａ）、副室点火時期（−１９．２〜−２．０）の６つとした。なお、トーチ強度Ｉは副室体積Ｖｐｒｅ、連通孔数Ｎ、連通孔径Φ、主燃焼室ボア径Ｒを用いて、上述の〔数１〕で表される。また、計測は測定刻み幅（以下、ステップと呼ぶ場合がある）０．２ｄｅｇ、測定範囲−３６０〜３６０ｄｅｇＡＴＤＣ、１条件あたりの計測サイクル数２００サイクルとし、計３３８条件、６７、６００サイクル分を解析対象とした。 Hereinafter, the description will be described based on the specific in-cylinder pressure data P (i) or the filtered data P'(i). The specifications and operating conditions of the sub-chamber engine 100 used to acquire the in-cylinder pressure data P (i) are shown below. Hereinafter, unless otherwise specified, the in-cylinder pressure data P (i) and the filtered data P'(i) shown in the drawings and the specification shall be acquired under the following specifications and operating conditions.
As the sub-chamber engine 100, a single-cylinder sub-chamber engine using city gas 13A as fuel, having a bore diameter of 165 mm, a stroke of 215 mm, and a displacement of 4.6 L was used. Further, the compression ratio was 14.5, the rotation speed was 1200 rpm, and the number of communication holes was 6 to be constant.
The operating parameters are the volume ratio of the sub chamber 8 to the main combustion chamber 6 (2.35, 2.9, 3.47), the torch strength I (0.8, 1.31, 1.88), and the narrow angle of the communication hole. φ (120, 140, 160 deg), total air excess ratio λ (1.8 to 2.5) between the main combustion chamber 6 and the sub chamber 8, IMEP (1.43, 2.0, 2.4 MPa), sub The chamber ignition timing (-19.2 to -2.0) was set to six. The torch strength I is represented by the above-mentioned [Equation 1] using the sub chamber volume V pre , the number of communication holes N, the communication hole diameter Φ, and the main combustion chamber bore diameter R. In addition, the measurement is performed with a measurement step width (hereinafter sometimes referred to as a step) 0.2 deg, a measurement range of -360 to 360 deg ATDC, and the number of measurement cycles per condition is 200 cycles, and a total of 338 conditions, 67, 600 cycles are analyzed. Targeted.

図２の制御フローに示すように、制御装置２７は、上述したクラスタ分析及び判別分析を実行するべく、複数の筒内圧力データＰ（ｉ）を取得し、取得したデータを記憶部（図示せず）に記憶する（＃１０１）。 As shown in the control flow of FIG. 2, the control device 27 acquires a plurality of in-cylinder pressure data P (i) in order to execute the above-mentioned cluster analysis and discriminant analysis, and stores the acquired data in a storage unit (shown). (# 101).

その後、制御装置２７は、筒内圧力データＰ（ｉ）をバンドパスフィルタにより、２０００Ｈｚ未満の低周波数及び１５０００Ｈｚより大きい高周波数をカットしその平均値を０ｋＰａに調整したフィルタ処理後データＰ’（ｉ）を生成する（＃１０２）。 After that, the control device 27 cuts the in-cylinder pressure data P (i) by a bandpass filter to cut low frequencies less than 2000 Hz and high frequencies larger than 15000 Hz, and adjusts the average value to 0 kPa. i) is generated (# 102).

更に、制御装置２７は、Ｋ−ｍｅａｎｓクラスタ分析の指標（第１指標の例）として、副室点火直後から９０ｄｅｇまでのフィルタ処理後データＰ’（ｉ）の最大値から最小値を減算したΔＰ値（図３に図示）と、副室点火直後から９０ｄｅｇまでのフィルタ処理後データＰ’（ｉ）のＲＭＳ値を算出する。
ここで、ＲＭＳ値の定義について説明を加えると、ＲＭＳ値は、図４に示すように、フィルタ処理後データＰ’（ｉ）において、副室点火時期（θ＝０ｄｅｇＡＴＤＣ）から９０ｄｅｇ、計４５０ステップの夫々における値を、以下の〔数２〕に示すように、二乗平均平方根を計算したものである。ただし、ｉ０は副室点火時のクランク角を、Δ９０はクランク角９０ｄｅｇ分のステップ数をそれぞれ示す。
当該ＲＭＳ値及び上述のΔＰ値はいずれも、筒内圧力データＰ（ｉ）（及びフィルタ処理後データＰ’（ｉ））の圧力振動の大きさ（振動強度）を示すものである。 Further, the control device 27 uses ΔP as an index for K-means cluster analysis (an example of the first index) by subtracting the minimum value from the maximum value of the filtered data P'(i) from immediately after ignition of the sub chamber to 90 deg. The value (shown in FIG. 3) and the RMS value of the filtered data P'(i) from immediately after the ignition of the sub-chamber to 90 deg are calculated.
Here, if the definition of the RMS value is added, as shown in FIG. 4, the RMS value is 90 deg from the sub-chamber ignition timing (θ = 0 deg ATDC) in the filtered data P'(i), for a total of 450 steps. As shown in the following [Equation 2], the root mean square is calculated for each of the values. However, i 0 indicates the crank angle at the time of ignition of the sub chamber, and Δ90 indicates the number of steps for the crank angle of 90 deg.
Both the RMS value and the above-mentioned ΔP value indicate the magnitude (vibration intensity) of the pressure vibration of the in-cylinder pressure data P (i) (and the filtered data P'(i)).

制御装置２７は、上記ΔＰ値とＲＭＳ値とを指標として、１サイクル毎のフィルタ処理後データＰ’（ｉ）を、予め与えられたｋ個（当該実施形態では、２個）のクラスタに分割（分類）する非階層的分類方法であるｋ−Ｍｅａｎｓクラスタ分析工程を実行する（＃１０３）。
当該ｋ−Ｍｅａｎｓクラスタ分析では、ΔＰ値とＲＭＳ値とを軸とする散布図上で、各個体とクラスタ中心との距離から暫定境界を定め、フィルタ処理後データＰ’（ｉ）のクラスタ間移動がなくなるまで収束計算をすることで最適な境界を出力する分析手法であり、分析の結果、ΔＰ値及びＲＭＳ値が小さいフィルタ処理後データＰ’（ｉ）が通常燃焼群に分類され、ΔＰ値及びＲＭＳ値が大きいフィルタ処理後データＰ’（ｉ）が非通常燃焼群（ノッキング燃焼状態のフィルタ処理後データＰ’（ｉ）と、異常燃焼状態のフィルタ処理後データＰ’（ｉ）とから成る群）として分類された。 Using the ΔP value and the RMS value as indexes, the control device 27 divides the filtered data P'(i) for each cycle into k clusters (two in the embodiment) given in advance. The k-means cluster analysis step, which is a non-hierarchical classification method (classification), is executed (# 103).
In the k-means cluster analysis, a provisional boundary is determined from the distance between each individual and the cluster center on a scatter plot centered on the ΔP value and the RMS value, and the filtered data P'(i) is moved between clusters. It is an analysis method that outputs the optimum boundary by performing convergence calculation until there is no more. As a result of the analysis, the filtered data P'(i) with small ΔP value and RMS value is classified into the normal combustion group, and the ΔP value. And the filtered data P'(i) with a large RMS value is from the non-normal combustion group (the filtered data P'(i) in the knocking combustion state and the filtered data P'(i) in the abnormal combustion state. It was classified as a group consisting of).

さて、非通常燃焼群としてのノッキング燃焼状態のフィルタ処理後データＰ’（ｉ）と異常燃焼状態のフィルタ処理後データＰ’（ｉ）とは、特に、筒内圧力の振動強度（筒内圧力の経時変化の振幅）が共に大きい。このため、両者を分類するためにはより精密な分析による分類が必要である。本発明にあっては、発明者が定めた教師データ閾値に基づいて抽出する教師データに基づいて、より精密な分析による分類が可能である判別分析を行うことで、非通常燃焼群が分類されるフィルタ処理後データＰ’（ｉ）を、ノッキング燃焼群と異常燃焼群とに分類する。 By the way, the post-filtered data P'(i) in the knocking combustion state as the non-normal combustion group and the post-filtered data P'(i) in the abnormal combustion state are particularly the vibration intensity of the in-cylinder pressure (in-cylinder pressure). (Amplitude of change with time) is both large. Therefore, in order to classify both, it is necessary to classify them by more precise analysis. In the present invention, the non-normal combustion group is classified by performing discriminant analysis that can be classified by more precise analysis based on the teacher data extracted based on the teacher data threshold determined by the inventor. The filtered data P'(i) is classified into a knocking combustion group and an abnormal combustion group.

そこで、制御装置２７は、非通常燃焼群のフィルタ処理後データＰ’（ｉ）から、教師データを抽出する処理を実行する（＃１０４）。
当該教師データ抽出工程では、制御装置２７は、図５の制御フローに示すように、フィルタ処理後データＰ’（ｉ）が初めて所定の圧力振動判別閾値（当該実施形態では、１２５ｋＰａ）以上となる圧力振動開始時期のデータを教師データ閾値として、ノッキング燃焼状態としての第１教師データと、異常燃焼状態としての第２教師データとを絞り込む第１絞込工程（＃２０２、２０３）と、フィルタ処理後データＰ’（ｉ）の絶対値の最大値を教師データ閾値として、ノッキング燃焼状態としての第１教師データと、異常燃焼状態としての第２教師データとを絞り込む第２絞込工程（＃２０４、２０５）とを記載の順に実行する。 Therefore, the control device 27 executes a process of extracting the teacher data from the filtered data P'(i) of the non-normal combustion group (# 104).
In the teacher data extraction step, as shown in the control flow of FIG. 5, in the control device 27, the filtered data P'(i) becomes equal to or higher than the predetermined pressure vibration discrimination threshold (125 kPa in the embodiment) for the first time. The first narrowing step (# 202, 203) for narrowing down the first teacher data as the knocking combustion state and the second teacher data as the abnormal combustion state and the filtering process using the data of the pressure vibration start time as the teacher data threshold. The second narrowing step (# 204) that narrows down the first teacher data as the knocking combustion state and the second teacher data as the abnormal combustion state by using the maximum value of the absolute value of the post-data P'(i) as the teacher data threshold. , 205) and in the order described.

第１絞込工程について説明を追加すると、図６（ＲＭＳ値が高い場合：１６９〜１７０ｋＰａ程度）、図７（ＲＭＳ値が中程度の場合：１０６〜１０７ｋＰａ程度）、図８（ＲＭＳ値が低い場合：７４〜８０ｋＰａ程度）に示すように、どのＲＭＳ値の場合であっても、ノッキング燃焼状態では、圧力振動が筒内圧力のピーク付近（θ＝２０〜３０ｄｅｇ）以降で発生しているのに対し、異常燃焼状態では、圧力振動が副室点火時期（θ＝０ｄｅｇ）の直後から発生していることから、圧力振動開始時期で、両者を切り分けることができる。
このことから、当該実施形態にあっては、制御装置２７は、第１絞込工程において、振動開始時期が７ｄｅｇ以下の場合、異常燃焼状態としての教師データ候補として抽出し（＃２０２）、振動開始時期が１０ｄｅｇより大きい場合、ノッキング燃焼状態としての教師データ候補として抽出する（＃２０３）。 To add a description of the first narrowing step, FIG. 6 (when the RMS value is high: about 169 to 170 kPa), FIG. 7 (when the RMS value is medium: about 106 to 107 kPa), and FIG. 8 (when the RMS value is low). Case: about 74 to 80 kPa), regardless of the RMS value, in the knocking combustion state, the pressure vibration occurs near the peak of the in-cylinder pressure (θ = 20 to 30 deg) or later. On the other hand, in the abnormal combustion state, the pressure vibration is generated immediately after the auxiliary chamber ignition timing (θ = 0 deg), so that the two can be separated by the pressure vibration start timing.
From this, in the embodiment, when the vibration start time is 7 deg or less, the control device 27 extracts as a teacher data candidate as an abnormal combustion state (# 202) and vibrates in the first narrowing step. When the start time is larger than 10 deg, it is extracted as a teacher data candidate as a knocking combustion state (# 203).

次に、第１絞込工程にて絞り込まれた異常燃焼状態としての教師データ候補のフィルタ処理後データＰ’（ｉ）を重ね合わせた図９から判明するように、筒内圧力のピーク付近（ｉ＝１００〜１２０）で強いピークが含まれている。これは、図６中段、図７中段、図８中段の異常燃焼状態のフィルタ処理後データＰ'（ｉ）には存在しないピークであり、ノッキング燃焼状態のフィルタ処理後データＰ’（ｉ）の特徴であると考えられるから、第１絞込工程にて絞り込まれた異常燃焼状態としての教師データ候補には、ノッキング燃焼状態のデータが混在していると言える。
一方で、第１絞込工程にて絞り込まれたノッキング燃焼状態としての教師データ候補のフィルタ処理後データＰ’（ｉ）を重ね合わせた図１０から判明するように、副室点火時期（ｉ＝０）直後から継続する燃焼振動が含まれている。これは、図６下段、図７下段、図８下段のノッキング燃焼状態のフィルタ処理後データＰ’（ｉ）には存在しない燃焼振動であり、異常燃焼状態のフィルタ処理後データＰ’（ｉ）の特徴であると考えられるから、第１絞込工程にて絞り込まれたノッキング燃焼状態としての教師データ候補には、異常燃焼状態のデータが混在していると言える。 Next, as can be seen from FIG. 9 in which the filtered data P'(i) of the teacher data candidates as the abnormal combustion state narrowed down in the first narrowing step is superimposed, the vicinity of the peak of the in-cylinder pressure ( A strong peak is included at i = 100 to 120). This is a peak that does not exist in the filtered data P'(i) of the abnormal combustion state in the middle of FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8, and is the peak of the filtered data P'(i) of the knocking combustion state. Since it is considered to be a feature, it can be said that the knocking combustion state data is mixed in the teacher data candidates as the abnormal combustion state narrowed down in the first narrowing step.
On the other hand, as can be seen from FIG. 10 in which the filtered data P'(i) of the teacher data candidates as the knocking combustion state narrowed down in the first narrowing step is superimposed, the auxiliary chamber ignition timing (i = 0) Combustion vibration that continues immediately after is included. This is combustion vibration that does not exist in the filtered data P'(i) of the knocking combustion state in the lower part of FIG. 6, the lower part of FIG. 7, and the lower part of FIG. 8, and the filtered data P'(i) in the abnormal combustion state. Therefore, it can be said that the data of the abnormal combustion state is mixed in the teacher data candidates as the knocking combustion state narrowed down in the first narrowing down step.

そこで、当該実施形態の制御装置２７では、より適切な教師データを抽出するべく、第１絞込工程の後の第２絞込工程として、＃２０２で抽出された異常燃焼状態としての教師データ候補のうち、フィルタ処理後データＰ’（ｉ）の絶対値の最大値が７００ｋＰａ未満のものを、異常燃焼状態の教師データとして抽出し（＃２０４）、＃２０３で抽出されたノッキング燃焼状態としての教師データ候補のうち、フィルタ処理後データＰ’（ｉ）の絶対値の最大値が３５０ｋＰａを超えるものを、ノッキング燃焼状態の教師データとして抽出する（＃２０５）。 Therefore, in the control device 27 of the embodiment, in order to extract more appropriate teacher data, as a second narrowing step after the first narrowing step, a teacher data candidate as an abnormal combustion state extracted in # 202 Of these, the data in which the maximum absolute value of the filtered data P'(i) is less than 700 kPa is extracted as the teacher data of the abnormal combustion state (# 204), and is used as the knocking combustion state extracted in # 203. Among the teacher data candidates, those whose maximum absolute value of the filtered data P'(i) exceeds 350 kPa are extracted as teacher data in the knocking combustion state (# 205).

以上の如く、第１絞込工程及び第２絞込工程を記載の順に実行することにより、異常燃焼状態としての教師データと、ノッキング燃焼状態としての教師データとを良好に抽出することができる。
しかしながら、上述のような閾値による判別では、非通常燃焼群としてのデータのうち、異常燃焼状態としての教師データにも、ノッキング燃焼状態としての教師データにも分類されない未分類のデータが多数発生することになる。
そこで、当該実施形態にあっては、多変量解析の一手法として知られる判別分析により、当該第１教師データと第２教師データとを用いて、非通常燃焼群としてのフィルタ処理後データＰ’（ｉ）を未分類のデータを出すことなく、適切に分類する。尚、当該判別分析では、線形判別式を用いて、相関比が最大となる線形判別式を導出し、当該線形判別式により判別する。当該判別分析については、例えば、「多変量解析入門（多変量解析入門、小西 貞則 (著)、 岩波書店）に示されるように公知の分析方法であるので、ここでは、その詳細な説明は割愛する。 As described above, by executing the first narrowing down step and the second narrowing down step in the order described, the teacher data as the abnormal combustion state and the teacher data as the knocking combustion state can be satisfactorily extracted.
However, in the discrimination based on the threshold as described above, a large amount of unclassified data that is not classified into the teacher data as the abnormal combustion state and the teacher data as the knocking combustion state is generated among the data as the non-normal combustion group. It will be.
Therefore, in the embodiment, the filtered data P'as an unusual combustion group using the first teacher data and the second teacher data by discriminant analysis known as one method of multivariate analysis. Classify (i) appropriately without producing unclassified data. In the discriminant analysis, a linear discriminant that maximizes the correlation ratio is derived using the linear discriminant, and the discriminant is discriminant. The discriminant analysis is a known analysis method as shown in "Introduction to Multivariate Analysis (Introduction to Multivariate Analysis, Sadanori Konishi (Author), Iwanami Shoten), so detailed explanation is omitted here. To do.

尚、判別分析の指標（第２指標の例）は、その指標を採用した場合の分布が正規分布とみなされる分布となる指標を好適に採用でき、当該実施形態にあっては、ＲＭＳ／ΔＰ値と、二乗和平方根割合とを用いる。
ここで、二乗和平方根割合とは、図１１下段に示すように、１サイクルにおいて、前記副室の内部の混合気に点火する点火手段の点火時期から判別時期までの圧力振幅積分値に対する、前記点火手段の点火時期から前記主燃焼室６の筒内圧力データＰ（ｉ）が最大となる時期までの圧力振幅積分値の割合の平方根であり、以下の〔数３〕で示される値である。 As the index for discriminant analysis (example of the second index), an index having a distribution in which the distribution when the index is adopted is regarded as a normal distribution can be preferably adopted, and in the embodiment, RMS / ΔP Use the value and the root mean square ratio.
Here, the square root ratio of the sum of squares is the pressure amplitude integrated value from the ignition timing to the determination timing of the ignition means that ignites the air-fuel mixture inside the sub chamber in one cycle, as shown in the lower part of FIG. It is the square root of the ratio of the pressure amplitude integrated value from the ignition timing of the ignition means to the time when the in-cylinder pressure data P (i) of the main combustion chamber 6 becomes maximum, and is a value shown by the following [Equation 3]. ..

上述の如く、ＲＭＳ／ΔＰ値と、二乗和平方根割合とを、判別分析の第２指標として採用した理由を以下に示す。
本発明の発明者らは、判別分析時に用いる指標を決定するため、異常燃焼状態のサイクル波形とノッキング燃焼状態のサイクル波形の特徴を把握するべく、複数のＲＭＳ値毎において、両者のサイクル波形を比較した。図６、７、８において、ＲＭＳ値が１６９ｋＰａ付近、１０７ｋＰａ付近、７５ｋＰａ付近となる波形を夫々示す。因みに、図６、７、８で、上段は、筒内圧力データの経時変化を示すグラフ図、中段は、異常燃焼状態のフィルタ処理後データを示すグラフ図、下段は、ノッキング燃焼状態のフィルタ処理後データを示すグラフ図である。 As described above, the reason why the RMS / ΔP value and the root mean square ratio are adopted as the second index of the discriminant analysis is shown below.
In order to determine the index to be used in the discriminant analysis, the inventors of the present invention set the cycle waveforms of both in a plurality of RMS values in order to grasp the characteristics of the cycle waveform in the abnormal combustion state and the cycle waveform in the knocking combustion state. Compared. In FIGS. 6, 7 and 8, waveforms having RMS values of around 169 kPa, around 107 kPa, and around 75 kPa are shown, respectively. Incidentally, in FIGS. 6, 7 and 8, the upper row is a graph showing the time course of in-cylinder pressure data, the middle row is a graph showing the data after filtering the abnormal combustion state, and the lower row is the filtering process of the knocking combustion state. It is a graph which shows the post-data.

図６、７、８の比較から、ＲＭＳ値の大小に関わらず、異常燃焼状態及びノッキング燃焼状態の筒内圧力データＰ（ｉ）及びフィルタ処理後データＰ’（ｉ）を示す波形には、以下の差異がある。
１点目は、筒内圧力の圧力振動の開始時期である。異常燃焼状態では、副室点火時期（θ＝０ｄｅｇ）の直後に圧力振動が開始するのに対して、ノッキング燃焼状態では、筒内圧力のピーク付近で圧力振動が開始している。
２点目は、圧力振動の振幅である。フィルタ処理後のデータの比較から、異常燃焼状態よりもノッキング燃焼状態の方が、圧力最大振幅ΔＰは大きい傾向にあることが確認される。
３点目は、圧力振幅の推移である。フィルタ処理後のデータから、異常燃焼状態では、筒内圧力のピークまでは圧力振動の振幅が略一定で推移し、筒内圧力のピークを過ぎて徐々に振幅が減衰する傾向である。これに対し、ノッキング燃焼状態では、筒内圧力の振動開始直後に振幅が最大となり、その後は単調に減少し、異常燃焼状態のように振幅が一定となる期間は観測されない。 From the comparison of FIGS. 6, 7 and 8, the waveforms showing the in-cylinder pressure data P (i) in the abnormal combustion state and the knocking combustion state and the filtered data P'(i) regardless of the magnitude of the RMS value are shown. There are the following differences.
The first point is the start time of the pressure vibration of the in-cylinder pressure. In the abnormal combustion state, the pressure vibration starts immediately after the auxiliary chamber ignition timing (θ = 0 deg), whereas in the knocking combustion state, the pressure vibration starts near the peak of the in-cylinder pressure.
The second point is the amplitude of pressure vibration. From the comparison of the data after the filtering, it is confirmed that the maximum pressure amplitude ΔP tends to be larger in the knocking combustion state than in the abnormal combustion state.
The third point is the transition of pressure amplitude. From the data after the filtering, in the abnormal combustion state, the amplitude of the pressure vibration changes substantially constant up to the peak of the in-cylinder pressure, and tends to gradually attenuate after the peak of the in-cylinder pressure. On the other hand, in the knocking combustion state, the amplitude becomes maximum immediately after the vibration of the in-cylinder pressure starts, and then decreases monotonically, and a period in which the amplitude becomes constant as in the abnormal combustion state is not observed.

これらの比較結果から、異常燃焼状態とノッキング燃焼状態とを判別するには、以下の要件を満たす指標が有効である。
第１要件は、フィルタ処理後の圧力の振幅の推移から、両者を区別できることである。
即ち、異常燃焼状態では振動開始時期が早く、圧力振幅は振動開始から筒内圧力のピークにかけて略一定の値を保ちながら推移した後、筒内圧力のピークを過ぎると減少する。一方、ノッキング燃焼状態では、振動開始時期が筒内圧力のピーク付近で遅く、圧力振幅は振動開始直後に最大に達した後、単調減少する。これらの各燃焼の圧力振幅の推移の特徴を表すことができる指標は、両者を判別できる指標として有効である。
上記第１要件を満たす指標として、フィルタ処理後の圧力が所定の閾値に初めて達した時のクランク角度としての圧力振動開始時期が考えられる。しかしながら、筒内圧力の経時変化は、サイクル変動を伴うため、両燃焼を区別するための振動開始時期を定義する適切な閾値を設定することは難しい。一方、両燃焼の振動開始時期が異なることは、１サイクルの圧力振動成分の積分値に対する筒内圧力がピークに達するまでの圧力振動成分の積分値の割合の大小に対応するため、当該割合を指標として用いることでより適切に、両燃焼を峻別することができる。
そこで、当該指標として、１サイクルにおいて、副室の内部の混合気に点火する点火手段の点火時期から判別時期までの圧力振幅積分値に対する、点火手段の点火時期から主燃焼室６の筒内圧力データＰ（ｉ）が最大となる時期までの圧力振幅積分値の割合である二乗和平方根割合を採用した。 In order to distinguish between the abnormal combustion state and the knocking combustion state from these comparison results, an index satisfying the following requirements is effective.
The first requirement is that the two can be distinguished from the transition of the pressure amplitude after the filtering process.
That is, in the abnormal combustion state, the vibration start time is early, and the pressure amplitude changes while maintaining a substantially constant value from the start of vibration to the peak of the in-cylinder pressure, and then decreases after the peak of the in-cylinder pressure. On the other hand, in the knocking combustion state, the vibration start time is late near the peak of the in-cylinder pressure, and the pressure amplitude reaches the maximum immediately after the vibration starts and then monotonically decreases. An index that can express the characteristics of the transition of the pressure amplitude of each combustion is effective as an index that can distinguish between the two.
As an index satisfying the first requirement, the pressure vibration start time as the crank angle when the pressure after the filtering process reaches a predetermined threshold value for the first time can be considered. However, since the change in in-cylinder pressure with time is accompanied by cycle fluctuation, it is difficult to set an appropriate threshold value for defining the vibration start time for distinguishing between both combustions. On the other hand, the fact that the vibration start timings of both combustions are different corresponds to the magnitude of the ratio of the integrated value of the pressure vibration component to the integrated value of the pressure vibration component in one cycle until the in-cylinder pressure reaches the peak. By using it as an index, it is possible to distinguish between both combustions more appropriately.
Therefore, as the index, the pressure in the cylinder of the main combustion chamber 6 from the ignition timing of the ignition means with respect to the pressure amplitude integrated value from the ignition timing to the determination timing of the ignition means that ignites the air-fuel mixture inside the sub chamber in one cycle. The sum of square root ratio, which is the ratio of the integrated pressure amplitude values up to the time when the data P (i) is maximized, was adopted.

第２要件は、フィルタ処理後のＲＭＳ値とΔＰ値の大きさの比の点から、両グループを区別できることである。
上述したように、ノッキング燃焼状態の方が異常燃焼状態よりもΔＰ値が大きくなる傾向がみられた。また、振動開始時期は、異常燃焼状態では早く、ノッキング燃焼状態では遅くなることからも、ＲＭＳ値が一定の条件では、異常燃焼状態のΔＰ値は相対的に小さく、ノッキング燃焼状態のΔＰ値は大きくなることが予想される。このことから、ＲＭＳ値とΔＰ値の大きさの比は両者を判別するための指標として有効である。
このことから、本発明にあっては、フィルタ処理後データＰ’（ｉ）のＲＭＳ値を、フィルタ処理後データＰ’（ｉ）の最大値から最小値を減算したΔＰ値で除算したＲＭＳ／ΔＰ値を、指標として採用した。 The second requirement is that both groups can be distinguished from each other in terms of the ratio of the magnitudes of the RMS value and the ΔP value after filtering.
As described above, the ΔP value tended to be larger in the knocking combustion state than in the abnormal combustion state. Further, since the vibration start time is early in the abnormal combustion state and late in the knocking combustion state, the ΔP value in the abnormal combustion state is relatively small under a constant RMS value, and the ΔP value in the knocking combustion state is relatively small. Expected to grow. From this, the ratio of the magnitudes of the RMS value and the ΔP value is effective as an index for discriminating between the two.
Therefore, in the present invention, the RMS value of the filtered data P'(i) is divided by the ΔP value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the filtered data P'(i). The ΔP value was adopted as an index.

次に、これまで説明してきた手法により、非通常燃焼群を判別した結果について説明する。
図１２は、判別分析前の非通常燃焼群に属するデータとして、異常燃焼状態としての教師データ、ノッキング燃焼状態としての教師データ、及び教師データ以外のデータ（未分類データ）を、ＲＭＳ／ΔＰ値及び二乗和平方根割合を軸とした散布図上に図示したものであり、図１３は、判別分析後のデータを示すグラフ図である。
因みに、判別分析後の線形判別関数は、以下の〔数４〕で示される関数として導出された。 Next, the result of discriminating the non-normal combustion group by the method described so far will be described.
FIG. 12 shows the RMS / ΔP values of the teacher data as the abnormal combustion state, the teacher data as the knocking combustion state, and the data other than the teacher data (unclassified data) as the data belonging to the non-normal combustion group before the discriminant analysis. It is illustrated on a scatter diagram centered on the sum of squares and square root ratio, and FIG. 13 is a graph showing the data after the discriminant analysis.
Incidentally, the linear discriminant function after the discriminant analysis was derived as the function shown by the following [Equation 4].

図１２、１３の比較により、分析前に散布図上に広範囲に分布していた未分類データは、〔数４〕で仕切られた異常燃焼群とノッキング燃焼群との何れかに、適切に判別されていることが判る。 By comparing FIGS. 12 and 13, the unclassified data that was widely distributed on the scatter plot before the analysis was appropriately discriminated into either the abnormal combustion group or the knocking combustion group partitioned by [Equation 4]. You can see that it has been done.

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態において、クラスタ分析工程は、非階層的分類法の一つで、ｎ個の対象を予め決定されたｋ個のクラスタに分ける分類手法であるｋ−ｍｅａｎｓクラスタ分析を採用する例を示した。
しかしながら、当該クラスタ分析工程では、小さなクラスタを関連付けて大きなクラスタを形成し、その過程を視覚的に把握する階層的分類方法を採用しても構わない。 [Another Embodiment]
(1) In the above embodiment, the cluster analysis step employs k-means cluster analysis, which is one of the non-hierarchical classification methods and is a classification method for dividing n objects into k clusters determined in advance. An example is shown.
However, in the cluster analysis step, a hierarchical classification method may be adopted in which small clusters are associated to form a large cluster and the process is visually grasped.

（２）上記実施形態では、副室式エンジン１００は、制御装置２７が、副室式エンジンに対し一体で取り付けられているものを例として説明した。しかしながら当該制御装置２７は、副室式エンジンに対してネットワーク回線等を介して接続されるものであっても構わない。即ち、当該制御装置２７は、監視センター等に設けられ、複数の副室式エンジン１００から1サイクル毎の筒内圧力データＰ（ｉ）を取得可能に構成され、取得した筒内圧力データＰ（ｉ）を一括分析して、当該分析結果に基づいて、夫々の副室式エンジンの制御支援を実行する構成を採用しても構わない。 (2) In the above embodiment, the sub-chamber engine 100 has been described as an example in which the control device 27 is integrally attached to the sub-chamber engine. However, the control device 27 may be connected to the sub-chamber engine via a network line or the like. That is, the control device 27 is provided in a monitoring center or the like, and is configured to be able to acquire in-cylinder pressure data P (i) for each cycle from a plurality of sub-chamber engines 100, and the acquired in-cylinder pressure data P ( i) may be collectively analyzed, and a configuration may be adopted in which control support for each sub-chamber engine is executed based on the analysis result.

（３）上記実施形態に示す副室式エンジン１００では、副室８の内部に点火プラグ１４の点火点を配置させる構成例を示した。しかしながら、副室８の内部に点火点が設けられない構成も、本発明の権利範囲に含むものである。 (3) In the sub-chamber engine 100 shown in the above embodiment, a configuration example in which the ignition point of the spark plug 14 is arranged inside the sub-chamber 8 is shown. However, a configuration in which an ignition point is not provided inside the sub chamber 8 is also included in the scope of rights of the present invention.

（４）上記実施形態では、副燃焼室８の混合気に点火する点火プラグ１４を備える構成例を示した。しかしながら、当該点火プラグ１４を設けない副室式エンジンも、本発明の権利範囲に含むものである。 (4) In the above embodiment, a configuration example including a spark plug 14 that ignites the air-fuel mixture of the sub-combustion chamber 8 is shown. However, a sub-chamber engine without the spark plug 14 is also included in the scope of rights of the present invention.

（５）上記実施形態において、第１指標として、フィルタ処理後データのＲＭＳ値及びΔＰ値を例示したが、これらの値に限定されない。
第１指標としては、筒内圧力の振動強度を示すパラメータが好適に用いられ、散布図上のユークリッド距離を用いるため、質的変数ではなく量的変数であれば、他の指標を用いても構わない。
また、第２指標としては、主燃焼室６の筒内圧力から導出され、且つ正規分布とみなされる分布となる指標を好適に用いることができる。 (5) In the above embodiment, the RMS value and the ΔP value of the filtered data are exemplified as the first index, but the value is not limited to these values.
As the first index, a parameter indicating the vibration intensity of the in-cylinder pressure is preferably used, and the Euclidean distance on the scatter plot is used. Therefore, if it is a quantitative variable rather than a qualitative variable, other indexes may be used. I do not care.
Further, as the second index, an index derived from the in-cylinder pressure of the main combustion chamber 6 and having a distribution regarded as a normal distribution can be preferably used.

尚、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 It should be noted that the configuration disclosed in the above embodiment (including another embodiment, the same shall apply hereinafter) can be applied in combination with the configuration disclosed in other embodiments as long as there is no contradiction. The embodiments disclosed in the present specification are examples, and the embodiments of the present invention are not limited thereto, and can be appropriately modified without departing from the object of the present invention.

本発明の副室式エンジンの燃焼状態判別方法、副室式エンジン、及びエンジンシステムは、ノッキング燃焼及び当該ノッキング燃焼とは異なる異常燃焼を峻別して、副室式エンジンにおける燃焼状態を判別できる副室式エンジンの燃焼状態判別方法、副室式エンジン、及びエンジンシステムとして、有効に利用可能である。 The method for determining the combustion state of the sub-chamber engine, the sub-chamber engine, and the engine system of the present invention distinguish between knocking combustion and abnormal combustion different from the knocking combustion, and can discriminate the combustion state in the sub-chamber engine. It can be effectively used as a combustion state determination method for a chamber engine, a sub-chamber engine, and an engine system.

４ ：燃焼室
５ ：ピストン
６ ：主燃焼室
７ ：連通孔
８ ：副室
１４ ：点火プラグ
２７ ：制御装置
１００ ：副室式エンジン
Ｓ６ ：筒内圧センサ 4: Combustion chamber 5: Piston 6: Main combustion chamber 7: Communication hole 8: Sub chamber 14: Spark plug 27: Control device 100: Sub chamber type engine S6: In-cylinder pressure sensor

Claims (7)

シリンダとピストンとにより包囲される主燃焼室と、前記主燃焼室に連通孔を介して連通する副室とを備え、前記副室にて形成される火炎ジェットを前記連通孔を介して前記副室から前記主燃焼室へ噴射させて、前記主燃焼室の内部の混合気を燃焼させる副室式エンジンの燃焼状態判別方法であって、
前記主燃焼室の筒内圧力から導出される複数の第１指標に基づき、筒内圧力検出手段にて検出される１サイクル毎の前記主燃焼室の筒内圧力データから低周波成分及び高周波成分をカットしたフィルタ処理後データを分析するクラスタ分析により、１サイクル毎の前記主燃焼室の燃焼状態を、通常燃焼状態が分類される通常燃焼群と、ノッキングが発生するノッキング燃焼状態とノッキングとは別の異常燃焼状態とを含む非通常燃焼が分類される非通常燃焼群とに分類するクラスタ分析工程と、
前記非通常燃焼群から、前記フィルタ処理後データの閾値である教師データ閾値に基づいて、前記ノッキング燃焼状態としての第１教師データと、前記異常燃焼状態としての第２教師データとを抽出する教師データ抽出工程と、
前記第１教師データと前記第２教師データとを用い、前記主燃焼室の筒内圧力から導出される複数の第２指標に基づいて前記フィルタ処理後データを分析する判別分析により、前記非通常燃焼群を、前記ノッキング燃焼状態が分類されるノッキング燃焼群及び前記異常燃焼状態が分類される異常燃焼群の何れかに分類する判別分析工程とを含む副室式エンジンの燃焼状態判別方法。 A main combustion chamber surrounded by a cylinder and a piston and a sub chamber that communicates with the main combustion chamber through a communication hole are provided, and a flame jet formed in the sub chamber is provided through the communication hole to the sub chamber. A method for determining the combustion state of a sub-chamber engine that injects air from a chamber into the main combustion chamber to burn the air-fuel mixture inside the main combustion chamber.
Low-frequency components and high-frequency components from the in-cylinder pressure data of the main combustion chamber for each cycle detected by the in-cylinder pressure detecting means based on a plurality of first indexes derived from the in-cylinder pressure of the main combustion chamber. By cluster analysis that analyzes the data after filtering, the combustion state of the main combustion chamber for each cycle is classified into the normal combustion group, the knocking combustion state where knocking occurs, and the knocking. A cluster analysis step that classifies the non-normal combustion group, which includes another abnormal combustion state, into the non-normal combustion group.
A teacher who extracts the first teacher data as the knocking combustion state and the second teacher data as the abnormal combustion state from the non-normal combustion group based on the teacher data threshold which is the threshold of the filtered data. Data extraction process and
By discriminative analysis that analyzes the filtered data based on a plurality of second indexes derived from the in-cylinder pressure of the main combustion chamber using the first teacher data and the second teacher data, the unusual A method for determining a combustion state of a sub-chamber engine, which includes a discrimination analysis step of classifying a combustion group into either a knocking combustion group in which the knocking combustion state is classified or an abnormal combustion group in which the abnormal combustion state is classified. 前記第１指標は、前記フィルタ処理後データのＲＭＳ値と、前記フィルタ処理後データの最大値から最小値を減算したΔＰ値とを含むものである請求項１に記載の副室式エンジンの燃焼状態判別方法。 The combustion state determination of the sub-chamber engine according to claim 1, wherein the first index includes an RMS value of the filtered data and a ΔP value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the filtered data. Method. 前記教師データ抽出工程では、
前記フィルタ処理後データが初めて所定の圧力振動判別閾値以上となる圧力振動開始時期のデータを前記教師データ閾値として、前記ノッキング燃焼状態としての第１教師データと、前記異常燃焼状態としての第２教師データとを絞り込む第１絞込工程と、
前記フィルタ処理後データの絶対値の最大値を前記教師データ閾値として、前記ノッキング燃焼状態としての第１教師データと、前記異常燃焼状態としての第２教師データとを絞り込む第２絞込工程とを記載の順に実行する請求項１又は２に記載の副室式エンジンの燃焼状態判別方法。 In the teacher data extraction process,
The first teacher data as the knocking combustion state and the second teacher as the abnormal combustion state are used as the teacher data threshold data at the pressure vibration start time when the filtered data becomes equal to or higher than the predetermined pressure vibration discrimination threshold for the first time. The first narrowing process to narrow down the data and
The maximum value of the absolute value of the filtered data is used as the teacher data threshold, and the second narrowing step of narrowing down the first teacher data as the knocking combustion state and the second teacher data as the abnormal combustion state is performed. The method for determining the combustion state of a sub-chamber engine according to claim 1 or 2, which is executed in the order described. 前記第２指標は、
前記フィルタ処理後データのＲＭＳ値を、前記フィルタ処理後データの最大値から最小値を減算したΔＰ値で除算したＲＭＳ／ΔＰ値と、
１サイクルにおいて、前記副室の内部の混合気に点火する点火手段の点火時期から判別時期までの圧力振幅積分値に対する、前記点火手段の点火時期から前記フィルタ処理後データが最大となる時期までの圧力振幅積分値の割合の平方根である二乗和平方根割合とを含む請求項１〜３の何れか一項に記載の副室式エンジンの燃焼状態判別方法。 The second index is
The RMS / ΔP value obtained by dividing the RMS value of the filtered data by the ΔP value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the filtered data.
In one cycle, from the ignition timing of the ignition means to the time when the filtered data is maximized with respect to the pressure amplitude integrated value from the ignition timing of the ignition means that ignites the air-fuel mixture inside the sub chamber to the determination time. The method for determining the combustion state of a sub-chamber engine according to any one of claims 1 to 3, which includes a square root of the sum of squares, which is the square root of the ratio of the integrated pressure amplitude. ネットワーク回線を介して複数の前記副室式エンジンの夫々から取得した１サイクル毎の前記主燃焼室の筒内圧力データを用いて、前記クラスタ分析工程と、前記教師データ抽出工程と、前記判別分析工程とを実行する請求項１〜４の何れか一項に記載の副室式エンジンの燃焼状態判別方法。 The cluster analysis step, the teacher data extraction step, and the discriminant analysis are performed using the in-cylinder pressure data of the main combustion chamber for each cycle acquired from each of the plurality of subchamber engines via a network line. The method for determining the combustion state of a sub-chamber engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the process is executed. シリンダとピストンとにより包囲される主燃焼室と、前記主燃焼室に連通孔を介して連通する副室とを備え、前記副室にて形成される火炎ジェットを前記連通孔を介して前記副室から前記主燃焼室へ噴射させて、前記主燃焼室の内部の混合気を燃焼させて、前記主燃焼室の内部の混合気を燃焼させたときの燃焼状態の判別を行う制御装置とを有する副室式エンジンであって、
前記制御装置は、前記主燃焼室の筒内圧力から導出される複数の第１指標に基づき、筒内圧力検出手段にて検出される１サイクル毎の前記主燃焼室の筒内圧力データから低周波成分及び高周波成分をカットしたフィルタ処理後データを分析するクラスタ分析により、１サイクル毎の前記主燃焼室の燃焼状態を、通常燃焼状態が分類される通常燃焼群と、ノッキングが発生するノッキング燃焼状態とノッキングとは別の異常燃焼状態とを含む非通常燃焼が分類される非通常燃焼群とに分類し、
前記非通常燃焼群から、前記フィルタ処理後データの閾値である教師データ閾値に基づいて、前記ノッキング燃焼状態としての第１教師データと、前記異常燃焼状態としての第２教師データとを抽出し、
前記第１教師データと前記第２教師データとを用い、前記主燃焼室の筒内圧力から導出される複数の第２指標に基づいて前記フィルタ処理後データを分析する判別分析により、前記非通常燃焼群を、前記ノッキング燃焼状態が分類されるノッキング燃焼群及び前記異常燃焼状態が分類される異常燃焼群の何れかに分類する副室式エンジン。 A main combustion chamber surrounded by a cylinder and a piston and a sub chamber that communicates with the main combustion chamber through a communication hole are provided, and a flame jet formed in the sub chamber is provided through the communication hole to the sub chamber. A control device that injects air from the chamber into the main combustion chamber, burns the air-fuel mixture inside the main combustion chamber, and determines the combustion state when the air-fuel mixture inside the main combustion chamber is burned. It is a sub-chamber engine that has
The control device is low from the in-cylinder pressure data of the main combustion chamber for each cycle detected by the in-cylinder pressure detecting means based on a plurality of first indexes derived from the in-cylinder pressure of the main combustion chamber. By cluster analysis that analyzes the frequency component and the data after filtering with the high frequency component cut, the combustion state of the main combustion chamber for each cycle is divided into the normal combustion group in which the normal combustion state is classified and the knocking combustion in which knocking occurs. It is classified into the abnormal combustion group in which the abnormal combustion including the abnormal combustion state different from the state and knocking is classified.
From the non-normal combustion group, the first teacher data as the knocking combustion state and the second teacher data as the abnormal combustion state are extracted based on the teacher data threshold which is the threshold of the filtered data.
By discriminative analysis that analyzes the filtered data based on a plurality of second indexes derived from the in-cylinder pressure of the main combustion chamber using the first teacher data and the second teacher data, the unusual A sub-chamber engine that classifies a combustion group into either a knocking combustion group in which the knocking combustion state is classified or an abnormal combustion group in which the abnormal combustion state is classified. 請求項６の副室式エンジンの複数で燃焼状態の判別を行うエンジンシステムであって、
前記制御装置は、ネットワーク回線を介して複数の前記副室式エンジンに接続され、前記副室式エンジンの夫々から１サイクル毎の前記主燃焼室の筒内圧力データを取得可能に構成されているエンジンシステム。 An engine system for determining a combustion state among a plurality of sub-chamber engines according to claim 6.
The control device is connected to a plurality of the sub-chamber engines via a network line, and is configured to be able to acquire in-cylinder pressure data of the main combustion chamber for each cycle from each of the sub-chamber engines. Engine system.
JP2017233730A 2017-12-05 2017-12-05 Combustion state determination method for sub-chamber engine, sub-chamber engine, and engine system Active JP6835317B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017233730A JP6835317B2 (en) 2017-12-05 2017-12-05 Combustion state determination method for sub-chamber engine, sub-chamber engine, and engine system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017233730A JP6835317B2 (en) 2017-12-05 2017-12-05 Combustion state determination method for sub-chamber engine, sub-chamber engine, and engine system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019100282A JP2019100282A (en) 2019-06-24
JP6835317B2 true JP6835317B2 (en) 2021-02-24

Family

ID=66976418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017233730A Active JP6835317B2 (en) 2017-12-05 2017-12-05 Combustion state determination method for sub-chamber engine, sub-chamber engine, and engine system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6835317B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7347251B2 (en) * 2020-02-14 2023-09-20 トヨタ自動車株式会社 How to learn mapping

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4370338B2 (en) * 2001-03-30 2009-11-25 三菱重工業株式会社 Combustion diagnosis / control device and combustion diagnosis / control method for internal combustion engine
JP4297734B2 (en) * 2003-05-28 2009-07-15 株式会社デンソー Knock control device for internal combustion engine
JP5832130B2 (en) * 2011-04-20 2015-12-16 三菱電機株式会社 Control device for internal combustion engine
DE102012221249B3 (en) * 2012-11-21 2014-03-20 Continental Automotive Gmbh Method and device for detecting pre-ignition in an internal combustion engine
EP2957750A1 (en) * 2014-06-16 2015-12-23 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Method for controlling an internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019100282A (en) 2019-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1420155B1 (en) Method and apparatus for controlling combustion quality in lean burn reciprocating engines
CN107709956B (en) Detecting and mitigating abnormal combustion characteristics
CN110869596B (en) Dual fuel combustion intensity
EP2930348A1 (en) Control device of internal combustion engine
JP2014037835A (en) Operation method for internal combustion engine
US20170101948A1 (en) Monitoring an engine by means of cylinder pressure sensors, preferably in lean gas engines with a flushed prechamber
CN104847519A (en) Method for balancing cylinders of an internal combustion engine
CN103306817B (en) Method and apparatus for identifying the early fire in petrol engine
KR20140138052A (en) Method of operating a gas or dual fuel engine
US20160363077A1 (en) Fuel system abnormality detecting device of internal combustion engine
JP6835317B2 (en) Combustion state determination method for sub-chamber engine, sub-chamber engine, and engine system
JP2018003750A (en) Control device of internal combustion engine
US8454353B2 (en) Method for evaluating the state of a fuel/air mixture
EP3336337B1 (en) Method of operating a gaseous fuel internal combustion engine
JP2012159048A (en) Combustion diagnosis device of internal combustion engine, and internal combustion engine control device
CN105814297B (en) Diagnostic system for internal combustion engine
CN110678638A (en) Knock detection method and knock detection device
WO2015033371A1 (en) Abnormal combustion detection device for engine and abnormal combustion detection method for engine
JP7222869B2 (en) internal combustion engine controller
CN114008311B (en) Device and method for controlling an ignition device with a fuel feed prechamber in an internal combustion engine
JPWO2019049878A1 (en) Engine control system
JP2008144649A (en) Engine with learning function and method for establishing operation parameter thereof
JP2024005027A (en) Control device for internal combustion engine
JP2010014065A (en) Combustion state determination method and device for engine
Baratta et al. Analysis of cyclic variability in a Bi-fuel engine by means of a ‘cycle-resolved’diagnostic technique

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200221

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201216

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210119

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6835317

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250