WO2023228679A1 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
- a stationary internal combustion engine for power generation In a stationary internal combustion engine for power generation, the internal combustion engine and the power generation motor are connected, and the rotational torque generated by the internal combustion engine is converted into electric power by the power generation motor and then supplied to the power grid.
- control device for an internal combustion engine that can estimate the fuel flow rate of the internal combustion engine without using the detection result of the cylinder pressure sensor.
- the current sensor 6 acquires current information I of the electric motor 3.
- the current information I acquired from the electric motor 3 needs to acquire at least two phases. That is, the current sensor 6 detects current information I from each of two or more electric wires that transmit current in two or more phases between the electric motor 3 and the power system to which the regenerated power generated by the electric motor 3 is supplied. .
- the current information I of the third phase becomes zero when the current information I of the first phase and the second phase are added together. Determine by utilizing the characteristics of alternating current.
- the current information acquisition unit 11 can also obtain the electrical angle from the number of poles of the electric motor 3 whose rotational speed is synchronized with that of the internal combustion engine 2.
- the fuel flow rate estimation unit 15 estimates the fuel flow rate of the internal combustion engine 2 based on the current information I acquired from the current information acquisition unit 11.
- FIG. 8 is a flowchart showing a fuel flow rate learning process according to the first embodiment. Note that this learning process may be performed every predetermined period of time, or may be performed in response to an instruction from the operator.
- a fuel flow meter 8 that measures the flow rate of fuel supplied to the internal combustion engine 2 is attached to the internal combustion engine that is undergoing the learning process.
- step S802 the torque component calculation unit 12 calculates a torque component from the current information I acquired in step S801. After the process in step S802, the process advances to step S803.
- step S803 the fuel flow meter 8 attached to the internal combustion engine 2 acquires the average fuel flow rate Fa.
- the average fuel flow rate Fa may be obtained by using the fuel flow meter 8 attached to the internal combustion engine 2, or by reading the memory of the fuel tank by the measurer. After determining the average fuel flow rate Fa in step S803, the process advances to step S804.
- the average main fuel flow rate Fa1 is obtained by installing the fuel flow meter 8 only during learning. Note that the average main fuel flow rate Fa1 may be acquired from a memory line of a fuel tank installed in the internal combustion engine 2.
- the fuel flow rate estimation unit 15 estimates the combustion state from the current information I obtained by the current information acquisition unit 11 using the fuel flow rate learning model MB stored in the memory 14 by the fuel flow rate learning unit 13.
- the fuel flow rate learning model MB that estimates the combustion state from the current information I can be used even when, for example, there is no knock sensor, cylinder pressure sensor, or fuel flow sensor in the control device 1 of the internal combustion engine 2 or there is a malfunction. , it becomes possible to effectively notify the operator of abnormalities in the combustion state.
- the fuel flow estimation unit 15 determines that the combustion state of the internal combustion engine 2 is abnormal when the estimated fuel flow rate of the internal combustion engine 2 exceeds a preset threshold value that distinguishes between a normal fuel flow rate and an abnormal fuel flow rate.
- the fuel flow rate learning unit 13 can learn the fuel flow rate of the internal combustion engine 2 based on the current information I acquired from the current information acquisition unit 11 and the fuel flow rate acquired from the fuel flow meter 8. Therefore, it is possible to provide a control device 1 for an internal combustion engine 2 that can estimate the fuel flow rate of the internal combustion engine 2 without using the detection result of the cylinder pressure sensor.
- the control device 1 for the internal combustion engine 2 may control an existing system in which a cylinder pressure sensor is not installed or a system for the internal combustion engine 2 in which the cylinder pressure sensor has failed. Even in that case, by estimating the fuel flow rate of the internal combustion engine 2, it is possible to construct an inexpensive system that supplies stable power to the power grid while suppressing combustion fluctuations of the internal combustion engine 2.
- the fuel flow rate learning unit 13 determines the internal combustion engine 2 based on the current information I acquired from the current information acquisition unit 11 and at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate acquired from the fuel flow meter 8. At least one of the main fuel flow rate and the secondary fuel flow rate can be learned. Therefore, it is possible to provide a control device 1 for an internal combustion engine 2 that can estimate at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate of the internal combustion engine 2 without using the detection result of the cylinder pressure sensor.
- the control device 1 for the internal combustion engine 2 may control an existing system in which a cylinder pressure sensor is not installed or a system for the internal combustion engine 2 in which the cylinder pressure sensor has failed. Even in that case, by estimating the fuel flow rate of the internal combustion engine 2, it is possible to construct an inexpensive system that supplies stable power to the power grid while suppressing combustion fluctuations of the internal combustion engine 2.
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Abstract
A control device (1) for an internal combustion engine comprises: a current information acquisition unit (11) that acquires current information from an electric motor connected to the internal combustion engine; and a fuel flow amount estimation unit (15) that estimates a fuel flow amount of the internal combustion engine on the basis of the current information acquired from the current information acquisition unit (11).
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
例えば自動車用内燃機関では、内燃機関を制御する内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼状態を適切に保つため、各部に取り付けたセンサ情報を基に燃焼状態を推定する。それと同時に、内燃機関に制御指令を発してアクチュエータを動作させるエンジンコントロールユニットは、操作者のアクセル開度指令に対して、アクチュエータの制御パラメータを決定する。
For example, in an automobile internal combustion engine, an internal combustion engine control device that controls the internal combustion engine estimates the combustion state based on information from sensors attached to various parts in order to maintain the combustion state of the internal combustion engine appropriately. At the same time, the engine control unit, which issues a control command to the internal combustion engine to operate the actuator, determines control parameters for the actuator in response to the operator's accelerator opening command.
発電用の定置型内燃機関では、内燃機関と発電用モータとが連結されており、内燃機関で発生させた回転トルクを発電用モータによって電力に変換し、電力系統へ供給する。
In a stationary internal combustion engine for power generation, the internal combustion engine and the power generation motor are connected, and the rotational torque generated by the internal combustion engine is converted into electric power by the power generation motor and then supplied to the power grid.
どちらの内燃機関においても、内燃機関の燃焼状態を適切に保つことで、破損及び異常振動を回避できる。その他にも、特に直接電力系統に連係している定置型内燃機関においては、燃焼状態を詳細にモニタリングし、電力系統への電源供給バラツキを最小限に抑える制御ができる。
In either internal combustion engine, damage and abnormal vibration can be avoided by maintaining the combustion state of the internal combustion engine appropriately. In addition, especially in stationary internal combustion engines that are directly connected to the power grid, the combustion state can be monitored in detail and control can be performed to minimize variations in power supply to the power grid.
燃焼状態のモニタリング手法としては、一般的に失火が発生した場合の検知手段として失火センサ、異常燃焼が発生した場合の検知手段としてノッキングセンサ、及び、内燃機関の各気筒の筒内圧力を計測する筒内圧センサが用いられる。
Combustion status monitoring methods generally include using a misfire sensor as a means of detecting when a misfire occurs, a knocking sensor as a means of detecting when abnormal combustion occurs, and measuring the in-cylinder pressure of each cylinder of an internal combustion engine. A cylinder pressure sensor is used.
特に筒内圧センサを用いたモニタリング手法では、内燃機関の各気筒の筒内圧力を測定できるため、異常燃焼を検知できる。その他にも、筒内圧センサを用いたモニタリング手法では、内燃機関の機械的な計算式を用いれば、筒内圧力から内燃機関のトルクを算出することも可能である。このため、特に直接電力系統に連係している定置型内燃機関においては、電力系統への電源供給バラツキを最小限に抑える制御を実施する際に、筒内圧センサの搭載が必須となっている。
In particular, monitoring methods using cylinder pressure sensors can measure the cylinder pressure of each cylinder of an internal combustion engine, making it possible to detect abnormal combustion. In addition, in a monitoring method using a cylinder pressure sensor, it is also possible to calculate the torque of the internal combustion engine from the cylinder pressure by using a mechanical calculation formula for the internal combustion engine. For this reason, especially in stationary internal combustion engines that are directly connected to the power grid, it is essential to install an in-cylinder pressure sensor when implementing control to minimize variations in power supply to the power grid.
例えば、特許文献1の要約書には、「水素を燃料とする内燃機関におけるバックファイアの発生を良好に抑止」する目的が記載されている。そして、解決手段として、「各気筒筒内圧及びクランクアングルに基づき、各気筒におけるプレイグニッションのバックファイアの発生の有無を検知し、プレイグニッションの発生が検知された各気筒に対しては、燃焼速度を上昇させるための制御を行い、バックファイアの発生が検知された各気筒に対しては、筒内温度を低下させるための制御を行う。」が記載されている。
For example, the abstract of Patent Document 1 describes the purpose of "successfully suppressing the occurrence of backfire in an internal combustion engine that uses hydrogen as fuel." As a solution, ``we detect the presence or absence of pre-ignition backfire in each cylinder based on the in-cylinder pressure and crank angle of each cylinder, and for each cylinder in which pre-ignition is detected, the combustion speed is determined. control is performed to increase the temperature, and for each cylinder in which the occurrence of backfire is detected, control is performed to lower the cylinder temperature.''
また、同文献の請求項1には、「各気筒の吸気バルブよりも上流側の吸気経路から各気筒に水素燃料が供給される内燃機関の制御装置において、前記内燃機関のクランクアングルを検出するクランクアングル検出手段と、前記内燃機関の各気筒に設けられた筒内圧センサと、各筒内圧センサにより検出される筒内圧と前記クランクアングル検出手段により検出されるクランクアングルとに基づき、気筒毎に異常燃焼検知処理を行うことによって、各気筒におけるプレイグニッションの発生の有無とバックファイアの発生の有無とを検知する異常燃焼検知手段」が記載されている。
In addition, claim 1 of the same document states, ``In a control device for an internal combustion engine in which hydrogen fuel is supplied to each cylinder from an intake path upstream of an intake valve of each cylinder, a crank angle of the internal combustion engine is detected. A crank angle detection means, a cylinder pressure sensor provided in each cylinder of the internal combustion engine, and a cylinder pressure detected by each cylinder pressure sensor and a crank angle detected by the crank angle detection means are used for each cylinder. "Abnormal combustion detection means that detects whether pre-ignition occurs in each cylinder and whether backfire occurs by performing abnormal combustion detection processing."
すなわち、特許文献1によれば、各筒内圧センサとクランクアングルセンサとを用いることで、気筒毎の異常燃焼検知が可能であり、検知情報に基づいて、内燃機関における異常燃焼発生を良好に抑止する内燃機関の制御装置が提供できる。
That is, according to Patent Document 1, abnormal combustion can be detected for each cylinder by using each cylinder pressure sensor and a crank angle sensor, and based on the detected information, abnormal combustion can be effectively suppressed in the internal combustion engine. A control device for an internal combustion engine can be provided.
しかしながら、特許文献1の筒内圧センサは、非常に高価である。このため、筒内圧センサを各気筒に取り付けると、相応の高価なシステムとなり、コストがかかる。
However, the cylinder pressure sensor of Patent Document 1 is very expensive. For this reason, installing an in-cylinder pressure sensor in each cylinder would result in a correspondingly expensive system, increasing costs.
その上、筒内圧センサを既存のシステムに搭載すると、内燃機関を一度解体した後、エンジンヘッド部分に穴を空けて筒内圧センサを挿入する必要がある。このため、筒内圧センサが搭載されていない内燃機関に、特許文献1のシステムを搭載するのは実質困難である。
Moreover, if a cylinder pressure sensor is installed in an existing system, it is necessary to once disassemble the internal combustion engine and then drill a hole in the engine head and insert the cylinder pressure sensor. For this reason, it is substantially difficult to install the system of Patent Document 1 in an internal combustion engine that is not equipped with a cylinder pressure sensor.
本発明は、筒内圧センサの検出結果を用いなくても、内燃機関の燃料流量を推定可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can estimate the fuel flow rate of the internal combustion engine without using the detection result of the cylinder pressure sensor.
本発明の一態様による内燃機関の制御装置は、前記内燃機関と接続された電動機から電流情報を取得する電流情報取得部と、前記電流情報取得部から取得した前記電流情報を基に、前記内燃機関の燃料流量を推定する燃料流量推定部と、を備える。
A control device for an internal combustion engine according to one aspect of the present invention includes a current information acquisition unit that acquires current information from a motor connected to the internal combustion engine, and a current information acquisition unit that acquires current information from a motor connected to the internal combustion engine, and A fuel flow rate estimator that estimates the fuel flow rate of the engine.
本発明によれば、筒内圧センサの検出結果を用いなくても、内燃機関の燃料流量を推定可能な内燃機関の制御装置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a control device for an internal combustion engine that can estimate the fuel flow rate of the internal combustion engine without using the detection result of the cylinder pressure sensor.
以下、実施形態に係る内燃機関の制御装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。実施形態では、内燃機関を定置型の4気筒エンジンとして、電動機の対象を同期モータとして、説明している。しかし、内燃機関の制御装置は、それに限定されるものではなく、内燃機関であれば、気筒数や直列又はV型等の気筒配置等によることなく適用できる。また、電動機であれば、誘導モータ、永久磁石モータ等のモータ種類によることなく適用できる。また、以下の説明において使用する各図面において、共通する各装置、各機器には同一の符号を付しており、既に説明した各装置、機器および動作の説明を省略する場合がある。
Hereinafter, a control device for an internal combustion engine according to an embodiment will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiment described below. In the embodiment, the internal combustion engine is a stationary four-cylinder engine, and the electric motor is a synchronous motor. However, the control device for an internal combustion engine is not limited thereto, and can be applied to any internal combustion engine regardless of the number of cylinders or cylinder arrangement such as in-line or V-type. Further, as long as it is an electric motor, it can be applied regardless of the type of motor such as an induction motor or a permanent magnet motor. Furthermore, in the drawings used in the following description, common devices and devices are given the same reference numerals, and descriptions of the devices, devices, and operations that have already been described may be omitted.
<第1実施形態>
[エンジンシステム100]
図1は、第1実施形態に係る燃料流量を学習中のエンジンシステム100を示す構成図である。図2は、第1実施形態に係る燃料流量を推定中のエンジンシステム100を示す構成図である。 <First embodiment>
[Engine system 100]
FIG. 1 is a configuration diagram showing anengine system 100 during learning of fuel flow rate according to the first embodiment. FIG. 2 is a configuration diagram showing the engine system 100 during estimation of fuel flow rate according to the first embodiment.
[エンジンシステム100]
図1は、第1実施形態に係る燃料流量を学習中のエンジンシステム100を示す構成図である。図2は、第1実施形態に係る燃料流量を推定中のエンジンシステム100を示す構成図である。 <First embodiment>
[Engine system 100]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an
図1及び図2には、内燃機関2の制御装置1と、その制御対象である内燃機関2と、電動機3と、を含むエンジンシステム100が示されている。エンジンシステム100には、電源4と、コントロールユニット5と、電流センサ6と、が設けられている。
FIGS. 1 and 2 show an engine system 100 that includes a control device 1 for an internal combustion engine 2, an internal combustion engine 2 to be controlled by the control device 1, and an electric motor 3. The engine system 100 is provided with a power source 4, a control unit 5, and a current sensor 6.
ここに例示する内燃機関2は、4つの気筒を有する4気筒エンジンである。内燃機関2は、コントロールユニット5の制御指令に対して、アクチュエータを動作させて、所望の燃焼トルクを発生させる。内燃機関2を燃焼させる燃料は、レギュラーガソリン又はハイオクタンガソリン、軽油、食廃油、水素又はバイオマス燃料である。
The internal combustion engine 2 illustrated here is a four-cylinder engine having four cylinders. The internal combustion engine 2 operates an actuator in response to a control command from a control unit 5 to generate a desired combustion torque. The fuel that the internal combustion engine 2 burns is regular gasoline or high octane gasoline, light oil, waste food oil, hydrogen, or biomass fuel.
内燃機関2は、第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせるカムトリガ信号と各気筒燃焼区間を知らせるカムトリガ信号とを発するカムセンサ7を有する。
The internal combustion engine 2 has a cam sensor 7 that emits a cam trigger signal that notifies the start of the cylinder combustion section of the first cylinder and a cam trigger signal that notifies each cylinder combustion section.
図1に示されるように、燃料流量を学習する内燃機関2には、内燃機関2に供給される燃料流量を計測する燃料流量計8が取り付けられている。図2に示されるように、燃料流量を推定する運転中の内燃機関2では、内燃機関2に供給される燃料流量を計測する燃料流量計8が取り外されている。
As shown in FIG. 1, a fuel flow meter 8 that measures the fuel flow rate supplied to the internal combustion engine 2 is attached to the internal combustion engine 2 that learns the fuel flow rate. As shown in FIG. 2, the fuel flow meter 8 that measures the fuel flow rate supplied to the internal combustion engine 2 is removed from the internal combustion engine 2 in operation for estimating the fuel flow rate.
例示する電動機3は、三相交流同期モータであり、内燃機関の回転速度と同じ速度で回転して、電磁誘導により回生電力を生成する。すなわち、電動機3は、内燃機関2と同じ速度で回転して電磁誘導によって回生電力を生成する3相を有する交流モータである。
The illustrated electric motor 3 is a three-phase AC synchronous motor, rotates at the same speed as the internal combustion engine, and generates regenerative power by electromagnetic induction. That is, the electric motor 3 is a three-phase AC motor that rotates at the same speed as the internal combustion engine 2 and generates regenerative power by electromagnetic induction.
電源4は、電力会社が供給する電力系統を示し、電動機3によって生成した電力を電力系統に供給することができる。ここで、電源4は、電力会社の電力系統として説明しているが、構成としての蓄電池としてもよいし、コンデンサとしてもよい。
The power source 4 indicates an electric power system supplied by an electric power company, and can supply the electric power generated by the electric motor 3 to the electric power system. Here, the power source 4 is described as an electric power system of an electric power company, but it may be a storage battery or a capacitor.
コントロールユニット5は、内燃機関2に制御指令を発してアクチュエータを動作させる。
The control unit 5 issues a control command to the internal combustion engine 2 to operate the actuator.
電流センサ6は、電動機3の電流情報Iを取得する。電動機3の電流情報Iを取得する際に、クランプ型の電流センサを用いる方法とロゴスキー型の電流センサを用いる方法とがある。電動機3から取得する電流情報Iは、最低でも2相を取得する必要がある。つまり、電流センサ6は、電動機3と電動機3により生成された回生電力が供給される電力系統との間を2相以上の数で電流を伝達する2以上の電線それぞれから電流情報Iを検出する。
The current sensor 6 acquires current information I of the electric motor 3. When acquiring the current information I of the electric motor 3, there are two methods: a method using a clamp-type current sensor and a method using a Rogowski-type current sensor. The current information I acquired from the electric motor 3 needs to acquire at least two phases. That is, the current sensor 6 detects current information I from each of two or more electric wires that transmit current in two or more phases between the electric motor 3 and the power system to which the regenerated power generated by the electric motor 3 is supplied. .
ここで、電流センサ6が電流情報Iの2相を取得する場合には、3相目の電流情報Iは、1相目と2相目との電流情報Iを足し合わせた際にゼロとなる交流電流の特徴を活用して求める。
Here, when the current sensor 6 acquires two phases of current information I, the current information I of the third phase becomes zero when the current information I of the first phase and the second phase are added together. Determine by utilizing the characteristics of alternating current.
[内燃機関2の制御装置1]
図3は、第1実施形態に係る内燃機関2の制御装置1を示す機能ブロック図である。図3に示されるように、内燃機関2の制御装置1は、電流情報取得部11と、トルク成分演算部12と、燃料流量学習部13と、燃料流量推定部15と、を備える。 [Control device 1 for internal combustion engine 2]
FIG. 3 is a functional block diagram showing thecontrol device 1 for the internal combustion engine 2 according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, the control device 1 for the internal combustion engine 2 includes a current information acquisition section 11, a torque component calculation section 12, a fuel flow rate learning section 13, and a fuel flow rate estimation section 15.
図3は、第1実施形態に係る内燃機関2の制御装置1を示す機能ブロック図である。図3に示されるように、内燃機関2の制御装置1は、電流情報取得部11と、トルク成分演算部12と、燃料流量学習部13と、燃料流量推定部15と、を備える。 [
FIG. 3 is a functional block diagram showing the
内燃機関2の制御装置1は、メモリ14と、表示部16と、報知部17と、を有する。メモリ14は、半導体メモリ等の記憶装置である。表示部16及び報知部17は、操作者等に情報を通知する通知部である。
The control device 1 for the internal combustion engine 2 includes a memory 14, a display section 16, and a notification section 17. The memory 14 is a storage device such as a semiconductor memory. The display section 16 and the notification section 17 are notification sections that notify information to an operator and the like.
内燃機関2の制御装置1は、具体的には、CPU等の演算装置、半導体メモリ等の主記憶装置、ハードディスク等の補助記憶装置、及び、通信装置等のハードウェアを備えたコンピュータである。内燃機関2の制御装置1は、補助記憶装置に記録されたデータを参照しながら、演算装置によって主記憶装置にロードされたプログラムを実行することで、上記の各機能を実現する。
Specifically, the control device 1 of the internal combustion engine 2 is a computer equipped with hardware such as an arithmetic unit such as a CPU, a main storage device such as a semiconductor memory, an auxiliary storage device such as a hard disk, and a communication device. The control device 1 of the internal combustion engine 2 implements each of the above functions by executing a program loaded into the main storage device by a calculation device while referring to data recorded in the auxiliary storage device.
以下では、内燃機関2の制御装置1の周知技術を適宜省略しながら、電流情報取得部11、トルク成分演算部12、燃料流量学習部13及び燃料流量推定部15の詳細を説明する。
In the following, details of the current information acquisition unit 11, torque component calculation unit 12, fuel flow rate learning unit 13, and fuel flow rate estimation unit 15 will be explained while omitting well-known techniques of the control device 1 of the internal combustion engine 2 as appropriate.
[電流情報取得部11]
電流情報取得部11は、内燃機関2と接続された電動機3から電流情報Iを取得する。電流情報取得部11は、電流センサ6から電流情報Iを取得する。電流センサ6から取得される電流情報Iは、少なくとも3相(U相、V相、W相)交流モータの中から少なくとも2相分の電流情報Iを取得できることが望ましい。電流情報取得部11が例えばU相、V相の2相分の電流情報Iを取得した場合には、W相の電流情報Iは、(式1)から求める。 [Current information acquisition unit 11]
The current information acquisition unit 11 acquires current information I from the electric motor 3 connected to theinternal combustion engine 2. The current information acquisition unit 11 acquires current information I from the current sensor 6. It is desirable that the current information I obtained from the current sensor 6 be able to obtain current information I for at least two phases out of at least three phases (U phase, V phase, W phase) AC motor. For example, when the current information acquisition unit 11 acquires current information I for two phases, the U phase and the V phase, the current information I for the W phase is obtained from (Equation 1).
電流情報取得部11は、内燃機関2と接続された電動機3から電流情報Iを取得する。電流情報取得部11は、電流センサ6から電流情報Iを取得する。電流センサ6から取得される電流情報Iは、少なくとも3相(U相、V相、W相)交流モータの中から少なくとも2相分の電流情報Iを取得できることが望ましい。電流情報取得部11が例えばU相、V相の2相分の電流情報Iを取得した場合には、W相の電流情報Iは、(式1)から求める。 [Current information acquisition unit 11]
The current information acquisition unit 11 acquires current information I from the electric motor 3 connected to the
(式1)のIu、Iv、IwはそれぞれU相、V相、W相の各電線から取得した電流情報Iを示す。
Iu, Iv, and Iw in (Formula 1) indicate current information I obtained from each of the U-phase, V-phase, and W-phase electric wires, respectively.
電流情報Iを用いた気筒判別方法が図4を用いて例示されている。図4は、第1実施形態に係る電流情報Iを用いた気筒判別方法を示す説明図である。図4の上段図は、電流情報取得部11によって取得した電流値の1相分を抜き出したデータを示す。図4の中段図は、内燃機関2のカムシャフト部分に取り付けられているカムセンサ電圧の履歴を示している。図4の下段図は、タイミング上のデータ数を示している。
A cylinder discrimination method using current information I is illustrated using FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a cylinder discrimination method using current information I according to the first embodiment. The upper diagram in FIG. 4 shows data extracted from one phase of the current value acquired by the current information acquisition unit 11. The middle diagram in FIG. 4 shows the history of the voltage of a cam sensor attached to the camshaft portion of the internal combustion engine 2. The lower diagram in FIG. 4 shows the number of data on timing.
電流情報Iは、例示として四極モータの電流情報を示している。電気角2周期が機械角180度に相当する。このため、各気筒燃焼区間を知らせるカムトリガ信号のカムセンサ電圧の立ち上がりが電気角2周期と同期する。
The current information I shows current information of a four-pole motor as an example. Two periods of electrical angle correspond to 180 degrees of mechanical angle. Therefore, the rise of the cam sensor voltage of the cam trigger signal that indicates the combustion section of each cylinder is synchronized with two electrical angle cycles.
ここで、カムセンサ7は、機械角180度ごとに1回各気筒燃焼区間を知らせるカムトリガ信号が発生するセンサである。かつ、カムセンサ7は、第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせる時にカムトリガ信号が発生するセンサである。
Here, the cam sensor 7 is a sensor that generates a cam trigger signal that notifies each cylinder combustion section once every 180 degrees of mechanical angle. Further, the cam sensor 7 is a sensor that generates a cam trigger signal when notifying the start of the cylinder combustion section of the first cylinder.
ここでは、図4に示されるように、気筒判別のために第一気筒が判別できるように、第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせる時に、カムトリガ信号が2本立つカムセンサ7が例示されている。
Here, as shown in FIG. 4, a cam sensor 7 is illustrated in which two cam trigger signals are output when notifying the start of the cylinder combustion period of the first cylinder so that the first cylinder can be identified for cylinder discrimination. There is.
このように、同期モータを採用する場合には、通常、内燃機関2の回転速度と電動機3の回転速度とが同期する。このため、誘導モータのようなすべりが発生することもない。つまり、本実施形態では、内燃機関2の制御において、カムセンサ7が気筒判別のための手段として用いられる。
In this way, when a synchronous motor is employed, the rotational speed of the internal combustion engine 2 and the rotational speed of the electric motor 3 are usually synchronized. Therefore, slippage unlike in an induction motor does not occur. That is, in this embodiment, in controlling the internal combustion engine 2, the cam sensor 7 is used as a means for cylinder discrimination.
なお、同期モータの電流情報Iの特性を生かして、カムセンサ信号を使わず、電動機3の極数から求めた電気角から気筒判別することも可能である。
Note that by taking advantage of the characteristics of the current information I of the synchronous motor, it is also possible to discriminate the cylinder from the electrical angle determined from the number of poles of the motor 3 without using the cam sensor signal.
電流情報取得部11は、カムセンサ7の第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせる時及び各気筒燃焼区間を知らせるカムトリガ信号時に発するカムトリガ信号と、電流情報Iから得られる交流電流値の振幅データ数と、をカウントして内燃機関2の各気筒の上死点を0度とした機械角を求める。
The current information acquisition unit 11 acquires the number of amplitude data of the alternating current value obtained from the cam trigger signal issued by the cam sensor 7 at the time of notifying the start of the cylinder combustion section of the first cylinder and at the time of the cam trigger signal notifying each cylinder combustion section, and the current information I. , and calculate the mechanical angle with the top dead center of each cylinder of the internal combustion engine 2 as 0 degrees.
具体的には、気筒判別時の電流情報Iのデータ数をカウントして、(式2)を用いて各気筒の上死点を0度とした機械角を求めることができる。
Specifically, by counting the number of data of current information I at the time of cylinder discrimination, it is possible to obtain the mechanical angle with the top dead center of each cylinder as 0 degrees using (Formula 2).
ここで、L1は、あるカムトリガ信号と次のカムトリガ信号までのデータ数を表している。Lt1は、求めたい機械角θ1までのカムトリガ信号からの電流情報Iのデータ数を表している。L2は、あるトリガ信号から次々気筒のカムトリガ信号までのデータ数である。Lt2は、求めたい機械角θ2までのカムトリガ信号からのデータ数を表している。
Here, L1 represents the number of data from one cam trigger signal to the next cam trigger signal. Lt1 represents the number of data of current information I from the cam trigger signal up to the desired mechanical angle θ1. L2 is the number of data from a certain trigger signal to the cam trigger signal of one cylinder after another. Lt2 represents the number of data from the cam trigger signal up to the desired mechanical angle θ2.
なお、電流情報取得部11は、電流情報Iに基づいて、内燃機関2と回転速度が同期する電動機3の極数から電気角を求めることもできる。
Note that, based on the current information I, the current information acquisition unit 11 can also obtain the electrical angle from the number of poles of the electric motor 3 whose rotational speed is synchronized with that of the internal combustion engine 2.
以上のように、電流情報取得部11は、電流センサ6が検出する電流情報Iを用いて、内燃機関2の電気角及び機械角の少なくとも1つを演算する。
As described above, the current information acquisition unit 11 uses the current information I detected by the current sensor 6 to calculate at least one of the electrical angle and mechanical angle of the internal combustion engine 2.
[トルク成分演算部12]
トルク成分演算部12は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、内燃機関2のトルク成分を演算する。すなわち、トルク成分演算部12は、電流情報取得部11から取得した電流情報Iを同時に演算した内燃機関2の電気角及び機械角の少なくとも1つを考慮して内燃機関2の気筒別の角度同期電流情報に変換し、電流情報Iで得られたピーク特性を角度同期することによって、内燃機関2のトルクピーク並びにトルクピーク角度の少なくとも1つを演算する。 [Torque component calculation unit 12]
The torque component calculating section 12 calculates the torque component of theinternal combustion engine 2 using the current information I in the internal combustion engine 2. That is, the torque component calculation unit 12 synchronizes the angle of each cylinder of the internal combustion engine 2 by considering at least one of the electrical angle and the mechanical angle of the internal combustion engine 2, which are simultaneously calculated using the current information I acquired from the current information acquisition unit 11. At least one of the torque peak and the torque peak angle of the internal combustion engine 2 is calculated by converting into current information and angle-synchronizing the peak characteristics obtained from the current information I.
トルク成分演算部12は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、内燃機関2のトルク成分を演算する。すなわち、トルク成分演算部12は、電流情報取得部11から取得した電流情報Iを同時に演算した内燃機関2の電気角及び機械角の少なくとも1つを考慮して内燃機関2の気筒別の角度同期電流情報に変換し、電流情報Iで得られたピーク特性を角度同期することによって、内燃機関2のトルクピーク並びにトルクピーク角度の少なくとも1つを演算する。 [Torque component calculation unit 12]
The torque component calculating section 12 calculates the torque component of the
具体的には、トルク成分演算部12は、3相分の電流情報Iを用いて、電動機3にかかるトルク成分を演算する。トルク成分は、(式3)のIqで求める。
Specifically, the torque component calculation unit 12 calculates the torque component applied to the electric motor 3 using the three-phase current information I. The torque component is determined by Iq in (Equation 3).
これにより、電流情報Iを気筒別の角度同期電流情報へ変換して、電流情報Iによって得られたピーク特性を角度同期することが可能となっている。
This makes it possible to convert the current information I into angle-synchronized current information for each cylinder and angle-synchronize the peak characteristics obtained from the current information I.
トルク成分演算部12によって演算したトルク成分の波形を図5に例示して説明する。図5は、第1実施形態に係るトルク成分の演算方法を示す説明図である。
The waveform of the torque component calculated by the torque component calculation unit 12 will be explained with reference to FIG. 5 as an example. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a method of calculating a torque component according to the first embodiment.
トルク成分演算部12によって演算したトルク成分は、例えば図5のような波形になる。この波形は、(式3)で得られたトルク成分が電動機3側にて検出されたトルク成分のため、内燃機関2のトルク成分として、正負が反転する事実に則っている。図5に示すデータは、各気筒の燃焼前にピストンを上死点に押し上げる必要があるためにトルクが負の値を示すが、気筒燃焼後では、トルクが正の値として電動機3へ仕事を行うためこれらの値を示す。
The torque component calculated by the torque component calculation unit 12 has a waveform as shown in FIG. 5, for example. This waveform conforms to the fact that the torque component obtained by (Equation 3) is a torque component detected on the electric motor 3 side, and therefore the sign of the torque component of the internal combustion engine 2 is reversed. In the data shown in FIG. 5, the torque shows a negative value because it is necessary to push the piston up to top dead center before combustion in each cylinder, but after the cylinder combustion, the torque is a positive value and work is sent to the electric motor 3. These values are shown in order to do so.
ここで、第一気筒の燃焼後のトルクピークは、例えば図5に示すP点が選択される。内燃機関2にて燃焼トルクが発生後に、フライホイールの慣性の影響を受けて電動機3に動力が伝えられる。
Here, as the torque peak after combustion in the first cylinder, for example, point P shown in FIG. 5 is selected. After combustion torque is generated in the internal combustion engine 2, power is transmitted to the electric motor 3 under the influence of the inertia of the flywheel.
また、P点のトルクピークが検出されたクランク角度をトルクピーク角度θPと定義する。ここで、トルクピークPの平均をPa、トルクピーク角度θPの平均をトルクピーク角度θPaと定義する。ここでの平均とは、サイクル平均を意味し、例えば100サイクルの平均を取得して得られている。
Furthermore, the crank angle at which the torque peak at point P is detected is defined as the torque peak angle θP. Here, the average of torque peaks P is defined as Pa, and the average of torque peak angles θP is defined as torque peak angle θPa. The average here means a cycle average, and is obtained by obtaining an average of 100 cycles, for example.
[燃料流量学習部13]
燃料流量学習部13は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度を演算する。燃料流量学習部13は、トルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと燃料流量計8から取得した燃料流量との相関関係を学習することで学習モデルを生成する。 [Fuel flow rate learning section 13]
The fuel flow rate learning unit 13 uses the current information I in theinternal combustion engine 2 to determine the torque peak and torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine 2 from the torque component of the internal combustion engine 2 calculated by the torque component calculation unit 12. Calculate. The fuel flow rate learning unit 13 generates a learning model by learning the correlation between at least one of the torque peak and the torque peak angle and the fuel flow rate acquired from the fuel flow meter 8.
燃料流量学習部13は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度を演算する。燃料流量学習部13は、トルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと燃料流量計8から取得した燃料流量との相関関係を学習することで学習モデルを生成する。 [Fuel flow rate learning section 13]
The fuel flow rate learning unit 13 uses the current information I in the
次に、燃料流量の学習方法を説明する。図6Aは、第1実施形態に係るトルクピークと燃料流量との相関関係を示す説明図である。具体的には、図6Aは、ある気筒でのトルクピークPの平均Paと平均燃料流量Faとを示している。平均燃料流量Faは,学習時のみ燃料流量計8を設置して取得してもよいし、内燃機関2に搭載されている燃料タンクのメモリ線から取得してもよい。
Next, a method of learning the fuel flow rate will be explained. FIG. 6A is an explanatory diagram showing the correlation between torque peak and fuel flow rate according to the first embodiment. Specifically, FIG. 6A shows the average Pa of the torque peak P and the average fuel flow rate Fa for a certain cylinder. The average fuel flow rate Fa may be obtained by installing a fuel flow meter 8 only during learning, or may be obtained from a memory line of a fuel tank installed in the internal combustion engine 2.
図6Bは、第1実施形態に係るトルクピーク角度と燃料流量との相関関係を示す説明図である。図6Bは、ある気筒でのトルクピーク角度平均θPaと平均燃料流量Faを示している。
FIG. 6B is an explanatory diagram showing the correlation between the torque peak angle and the fuel flow rate according to the first embodiment. FIG. 6B shows the average torque peak angle θPa and the average fuel flow rate Fa for a certain cylinder.
内燃機関2は、電力系統の要求電力量から燃料流量Fを決定して制御しており、トルクピークPaとトルクピーク角度平均θPaと、は平均燃料流量Faとそれぞれ異なる比例関係を示す。この比例関係は、発明者の鋭意研究から分かっている。
The internal combustion engine 2 is controlled by determining the fuel flow rate F from the required power amount of the electric power system, and the torque peak Pa and the torque peak angle average θPa have different proportional relationships with the average fuel flow rate Fa. This proportional relationship has been discovered through intensive research by the inventor.
例えば、内燃機関2の運転トルク条件の指令値が変更されると、それに伴いコントロールユニット5の燃料流量制御指令値が変更される。これにより、トルクピーク平均Paとトルクピーク角度平均θPaとは、相関関係を有しながら値が変動する。つまり、運転トルク条件に紐づけたトルクピークPの値を学習することによって、内燃機関2の燃料流量を推定することが可能となる。
For example, when the command value of the operating torque condition of the internal combustion engine 2 is changed, the fuel flow control command value of the control unit 5 is changed accordingly. As a result, the values of the torque peak average Pa and the torque peak angle average θPa vary while having a correlation. That is, by learning the value of the torque peak P linked to the operating torque condition, it is possible to estimate the fuel flow rate of the internal combustion engine 2.
ここでのトルクピーク平均Paとトルクピーク角度平均θPaとの学習としては、以下の学習を指す。まず、運転トルク条件の指令値に紐づけたトルクピーク平均Paとトルクピーク角度平均θPaとのどちらか少なくとも一方が燃料流量との比例関係として関数化される。次に、関数化した比例関係が燃料流量学習モデルMBとして学習される。
Here, the learning of the torque peak average Pa and the torque peak angle average θPa refers to the following learning. First, at least one of the torque peak average Pa and the torque peak angle average θPa linked to the command value of the operating torque condition is converted into a function as a proportional relationship with the fuel flow rate. Next, the proportional relationship converted into a function is learned as a fuel flow rate learning model MB.
[燃料流量推定部15]
燃料流量推定部15は、電流情報取得部11から取得した電流情報Iを基に、内燃機関2の燃料流量を推定する。 [Fuel flow rate estimation unit 15]
The fuel flow rate estimation unit 15 estimates the fuel flow rate of theinternal combustion engine 2 based on the current information I acquired from the current information acquisition unit 11.
燃料流量推定部15は、電流情報取得部11から取得した電流情報Iを基に、内燃機関2の燃料流量を推定する。 [Fuel flow rate estimation unit 15]
The fuel flow rate estimation unit 15 estimates the fuel flow rate of the
詳しくは、燃料流量推定部15は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つを演算した演算結果、かつ、燃料流量学習モデルMBにおけるトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと燃料流量との相関関係に基づき、運転中の内燃機関2の燃料流量を推定する。
Specifically, the fuel flow rate estimating unit 15 uses the current information I in the internal combustion engine 2 to calculate the torque peak and torque after combustion in each cylinder of the internal combustion engine 2 from the torque component of the internal combustion engine 2 calculated by the torque component calculating unit 12. The fuel flow rate of the internal combustion engine 2 during operation is calculated based on the calculation result of at least one of the torque peak angles and the correlation between the torque peak and at least one of the torque peak angles and the fuel flow rate in the fuel flow rate learning model MB. presume.
図7は、第1実施形態に係る燃料流量の推定方法を示す説明図である。図7は、トルクピーク平均Pa又はトルクピーク角度平均θPaから推定した平均燃料流量推定値F’aを時系列ごとにプロットした図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a fuel flow rate estimation method according to the first embodiment. FIG. 7 is a diagram in which the average fuel flow rate estimate F'a estimated from the torque peak average Pa or the torque peak angle average θPa is plotted for each time series.
燃料流量推定部15は、燃料流量学習部13によって燃料流量学習モデルMBから平均燃料流量推定値F’aと上限閾値F’amaxと下限閾値F’aminとを出力する。上限閾値F’amaxと下限閾値F’aminとは、予め設定した内燃機関2の燃料流量の正常と燃料流量の異常とを分ける値である。上限閾値F’amaxと下限閾値F’aminとは、例えば、学習時に収集したデータに基づき決定される。
The fuel flow rate estimating unit 15 outputs the average fuel flow rate estimated value F'a, the upper limit threshold value F'amax, and the lower limit threshold value F'amin from the fuel flow rate learning model MB by the fuel flow rate learning unit 13. The upper limit threshold value F'amax and the lower limit threshold value F'amin are values that distinguish between a normal fuel flow rate and an abnormal fuel flow rate of the internal combustion engine 2, which are set in advance. The upper limit threshold F'amax and the lower limit threshold F'amin are determined, for example, based on data collected during learning.
つまり、燃料流量推定部15は、推定した内燃機関2の燃料流量が予め設定した燃料流量の正常と燃料流量の異常とを分ける閾値を超えた場合に、運転中の内燃機関2の燃焼状態を異常と判定する。
In other words, when the estimated fuel flow rate of the internal combustion engine 2 exceeds a preset threshold value that distinguishes between a normal fuel flow rate and an abnormal fuel flow rate, the fuel flow rate estimation unit 15 determines the combustion state of the internal combustion engine 2 during operation. Determined as abnormal.
ここで、平均燃料流量推定値F’aが上限閾値F’amaxを上回っている場合や、平均燃料流量推定値F’aが下限閾値F’aminより下回っている場合には、表示部16にて燃料流量の異常である状態を表示する。また同時に、報知部17にて文字、音声、光等で操作者に燃料流量の異常であることの報知を実施する。
Here, if the average fuel flow rate estimate F'a exceeds the upper limit threshold F'amax or if the average fuel flow rate estimate F'a is lower than the lower limit threshold F'amin, the display unit 16 indicates an abnormal fuel flow rate. At the same time, the notification unit 17 notifies the operator of the abnormality in the fuel flow rate using text, voice, light, or the like.
表示部16では、燃料流量推定部15によって推定した燃料流量状態のリアルタイムな時系列データを表示し、操作者が燃焼状態の監視を確認できるようにする。
The display unit 16 displays real-time time series data of the fuel flow rate estimated by the fuel flow estimation unit 15, so that the operator can confirm monitoring of the combustion status.
表示部16は、内燃機関2の制御装置1と物理的に接続してあってもよいし、Bluetooth(登録商標)やWi-Fi(登録商標)のように無線で接続してあってもよい。
The display unit 16 may be physically connected to the control device 1 of the internal combustion engine 2, or may be connected wirelessly such as Bluetooth (registered trademark) or Wi-Fi (registered trademark). .
報知部17は、燃料流量推定部15によって燃料流量が異常と判定された場合に、操作者や監視者に燃焼状態の異常状態を報知する。報知部17は、ブザーで報知する音響装置や視覚で報知する点滅装置が考えられる。
The notification unit 17 notifies the operator and the supervisor of the abnormal state of the combustion state when the fuel flow rate estimation unit 15 determines that the fuel flow rate is abnormal. The notification unit 17 may be an acoustic device that provides notification using a buzzer or a flashing device that provides visual notification.
表示部16及び報知部17は、運転中の内燃機関2の燃焼状態が異常である場合に、燃焼状態の異常を通知する通知部である。
The display unit 16 and the notification unit 17 are notification units that notify the abnormality of the combustion state when the combustion state of the internal combustion engine 2 during operation is abnormal.
[学習処理]
ここで、図8のフローチャート図を用いて、内燃機関2の制御装置1での学習処理の詳細を説明する。図8は、第1実施形態に係る燃料流量の学習処理を示すフローチャート図である。なお、この学習処理は、一定時間経過毎に実施してもよいし、操作者からの指令に応じて実施してもよい。ここで、学習処理中の内燃機関には、内燃機関2に供給される燃料流量を計測する燃料流量計8が取り付けられている。 [Learning process]
Here, details of the learning process in thecontrol device 1 of the internal combustion engine 2 will be explained using the flowchart of FIG. FIG. 8 is a flowchart showing a fuel flow rate learning process according to the first embodiment. Note that this learning process may be performed every predetermined period of time, or may be performed in response to an instruction from the operator. Here, a fuel flow meter 8 that measures the flow rate of fuel supplied to the internal combustion engine 2 is attached to the internal combustion engine that is undergoing the learning process.
ここで、図8のフローチャート図を用いて、内燃機関2の制御装置1での学習処理の詳細を説明する。図8は、第1実施形態に係る燃料流量の学習処理を示すフローチャート図である。なお、この学習処理は、一定時間経過毎に実施してもよいし、操作者からの指令に応じて実施してもよい。ここで、学習処理中の内燃機関には、内燃機関2に供給される燃料流量を計測する燃料流量計8が取り付けられている。 [Learning process]
Here, details of the learning process in the
ステップS801では、電流情報取得部11が電流情報Iを取得する。ステップS801の処理の後、処理がステップS802に進む。
In step S801, the current information acquisition unit 11 acquires current information I. After the process in step S801, the process advances to step S802.
ステップS802では、トルク成分演算部12がステップS801で取得した電流情報Iからトルク成分を演算する。ステップS802の処理の後、処理がステップS803に進む。
In step S802, the torque component calculation unit 12 calculates a torque component from the current information I acquired in step S801. After the process in step S802, the process advances to step S803.
ステップS803では、内燃機関2に取り付けられた燃料流量計8が平均燃料流量Faを取得する。なお、平均燃料流量Faの取得は、内燃機関2に取り付けられた燃料流量計8を用いてもよいし、燃料タンクのメモリを測定者が読んでもよい。ステップS803で平均燃料流量Faを求めた後、処理がステップS804に進む。
In step S803, the fuel flow meter 8 attached to the internal combustion engine 2 acquires the average fuel flow rate Fa. Note that the average fuel flow rate Fa may be obtained by using the fuel flow meter 8 attached to the internal combustion engine 2, or by reading the memory of the fuel tank by the measurer. After determining the average fuel flow rate Fa in step S803, the process advances to step S804.
ステップS804では、燃料流量学習部13がステップS802で取得したトルク成分(Pa、θPa)とステップS803で取得した平均燃料流量Faとから燃料流量学習モデルMBを生成する。燃料流量学習モデルMBは、メモリ14内に記憶される。ステップS804の処理の後、学習処理が終了する。
In step S804, the fuel flow rate learning unit 13 generates a fuel flow rate learning model MB from the torque components (Pa, θPa) acquired in step S802 and the average fuel flow rate Fa acquired in step S803. The fuel flow rate learning model MB is stored in the memory 14. After the process in step S804, the learning process ends.
[推定処理]
ここで、図9のフローチャート図を用いて、内燃機関2の制御装置1での推定処理の詳細を説明する。図9は、第1実施形態に係る燃料流量の推定処理を示すフローチャート図である。なお、この推定処理は、一定時間経過毎に実施してもよいし、操作者からの指令に応じて実施してもよい。ここで、燃料流量推定部15が燃料流量を推定する運転中の内燃機関2では、内燃機関2に供給される燃料流量を計測する燃料流量計8が取り外されている。 [Estimation processing]
Here, details of the estimation process in thecontrol device 1 of the internal combustion engine 2 will be explained using the flowchart of FIG. FIG. 9 is a flowchart showing the fuel flow rate estimation process according to the first embodiment. Note that this estimation process may be performed every predetermined period of time, or may be performed in response to an instruction from the operator. Here, in the internal combustion engine 2 that is in operation and whose fuel flow rate is estimated by the fuel flow rate estimating section 15, the fuel flow meter 8 that measures the fuel flow rate supplied to the internal combustion engine 2 is removed.
ここで、図9のフローチャート図を用いて、内燃機関2の制御装置1での推定処理の詳細を説明する。図9は、第1実施形態に係る燃料流量の推定処理を示すフローチャート図である。なお、この推定処理は、一定時間経過毎に実施してもよいし、操作者からの指令に応じて実施してもよい。ここで、燃料流量推定部15が燃料流量を推定する運転中の内燃機関2では、内燃機関2に供給される燃料流量を計測する燃料流量計8が取り外されている。 [Estimation processing]
Here, details of the estimation process in the
ステップS901では、電流情報取得部11が電流情報Iを取得する。ステップS901の処理の後、処理がステップS902に進む。
In step S901, the current information acquisition unit 11 acquires current information I. After the process in step S901, the process advances to step S902.
ステップS902では、トルク成分演算部12がステップS901で取得した電流情報Iからトルク成分を演算する。ステップS902の処理の後、処理がステップS903に進む。
In step S902, the torque component calculation unit 12 calculates a torque component from the current information I acquired in step S901. After the process in step S902, the process advances to step S903.
ステップS903では、燃料流量推定部15がメモリ14内からステップS902で演算したトルク成分に紐づいた燃料流量学習モデルMBを読み込む。ステップS903の処理の後、処理がステップS904に進む。
In step S903, the fuel flow rate estimation unit 15 reads the fuel flow rate learning model MB linked to the torque component calculated in step S902 from the memory 14. After the process in step S903, the process advances to step S904.
ステップS904では、燃料流量推定部15がステップS903で読み込んだ燃料流量学習モデルMBから運転中の内燃機関2の燃料流量を推定する。ステップS904の処理の後、処理がステップS905に進む。
In step S904, the fuel flow rate estimation unit 15 estimates the fuel flow rate of the internal combustion engine 2 in operation from the fuel flow rate learning model MB read in step S903. After the process in step S904, the process advances to step S905.
ステップS905では、燃料流量推定部15によって燃料流量が予め設定した閾値を超えて燃料流量の異常があって燃焼状態の異常があるか否か判定する。燃料流量推定部15によって燃料流量が予め設定した閾値を超えて燃焼状態の異常が判定された場合に、処理がステップS906に進む。また、燃料流量推定部15によって燃料流量が予め設定した閾値を超えずに燃焼状態の異常が判定されなかった場合に、燃焼状態が正常であるとして推定処理が終了する。
In step S905, the fuel flow rate estimation unit 15 determines whether the fuel flow rate exceeds a preset threshold value and there is an abnormality in the fuel flow rate and an abnormality in the combustion state. If the fuel flow rate estimating unit 15 determines that the fuel flow rate exceeds a preset threshold and the combustion state is abnormal, the process proceeds to step S906. Further, if the fuel flow rate estimating unit 15 does not determine that the fuel flow rate is abnormal in the combustion state because the fuel flow rate does not exceed a preset threshold value, the combustion state is determined to be normal and the estimation process ends.
ステップSS906では、燃料流量推定部15によって燃焼状態の異常が発生している旨を操作者に伝えるため、燃焼状態の異常を表示部16に表示又は報知部17に報知をし、推定処理が終了する。
In step SS906, the fuel flow estimation section 15 displays the abnormality in the combustion state on the display section 16 or notifies the notification section 17 in order to inform the operator that an abnormality in the combustion state has occurred, and the estimation process ends. do.
なお、燃料の補給や燃料の継ぎ足し等があった場合には、推定処理から学習処理に一旦戻る。
Note that if there is fuel replenishment or addition of fuel, the estimation process returns to the learning process.
<<本実施形態の効果>>
燃料流量推定部15は、燃料流量学習部13がメモリ14に保存した燃料流量学習モデルMBを利用し、電流情報取得部11が得た電流情報Iから燃料流量を推定する。 <<Effects of this embodiment>>
The fuel flow rate estimation unit 15 uses the fuel flow rate learning model MB stored in the memory 14 by the fuel flow rate learning unit 13 to estimate the fuel flow rate from the current information I obtained by the current information acquisition unit 11.
燃料流量推定部15は、燃料流量学習部13がメモリ14に保存した燃料流量学習モデルMBを利用し、電流情報取得部11が得た電流情報Iから燃料流量を推定する。 <<Effects of this embodiment>>
The fuel flow rate estimation unit 15 uses the fuel flow rate learning model MB stored in the memory 14 by the fuel flow rate learning unit 13 to estimate the fuel flow rate from the current information I obtained by the current information acquisition unit 11.
本実施形態によれば、電流情報Iから燃料流量を推定する燃料流量学習モデルMBにより、例えば内燃機関2の制御装置1内にノックセンサや筒内圧センサが無い又は故障した場合でも、効果的に操作者に対して燃焼状態の異常を伝えることが可能となる。
According to the present embodiment, the fuel flow rate learning model MB that estimates the fuel flow rate from the current information I allows effective It becomes possible to notify the operator of abnormalities in the combustion state.
<第2実施形態>
次に、第2実施形態の内燃機関2の制御装置1について説明する。なお、第1実施形態との共通点は、重複説明を省略する。第2実施形態では,燃料として、2種類以上の燃料を使用する場合について説明する。例えば、主燃料に軽油を導入し、副燃料に水素を導入した場合を想定する。 <Second embodiment>
Next, acontrol device 1 for an internal combustion engine 2 according to a second embodiment will be explained. Note that redundant explanation of common points with the first embodiment will be omitted. In the second embodiment, a case will be described in which two or more types of fuel are used as fuel. For example, assume that light oil is introduced as the main fuel and hydrogen is introduced as the auxiliary fuel.
次に、第2実施形態の内燃機関2の制御装置1について説明する。なお、第1実施形態との共通点は、重複説明を省略する。第2実施形態では,燃料として、2種類以上の燃料を使用する場合について説明する。例えば、主燃料に軽油を導入し、副燃料に水素を導入した場合を想定する。 <Second embodiment>
Next, a
ここで、学習中の内燃機関2には、内燃機関2に供給される主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを計測する燃料流量計8が取り付けられている。主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを推定する運転中の内燃機関2では、内燃機関2に供給される主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを計測する燃料流量計が取り外されている。ここでは、燃料流量計8は、主燃料流量を計測する。燃料流量計8は、主燃料流量又は副燃料流量のどちらか一方を計測できればよい。
Here, the internal combustion engine 2 under learning is equipped with a fuel flow meter 8 that measures at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate supplied to the internal combustion engine 2. In the operating internal combustion engine 2 in which at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate is estimated, the fuel flow meter that measures at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate supplied to the internal combustion engine 2 is removed. There is. Here, the fuel flow meter 8 measures the main fuel flow rate. The fuel flow meter 8 only needs to be able to measure either the main fuel flow rate or the auxiliary fuel flow rate.
[燃料流量学習部13]
燃料流量学習部13は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピークとトルクピーク角度とを演算する。燃料流量学習部13は、トルクピークとトルクピーク角度と燃料流量計8から取得した主燃料流量との相関関係を学習することで燃料流量学習モデルMBを生成する。 [Fuel flow rate learning section 13]
The fuel flow rate learning unit 13 uses the current information I in theinternal combustion engine 2 to determine the torque peak and torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine 2 from the torque component of the internal combustion engine 2 calculated by the torque component calculation unit 12. Calculate. The fuel flow rate learning unit 13 generates a fuel flow rate learning model MB by learning the correlation between the torque peak, the torque peak angle, and the main fuel flow rate acquired from the fuel flow meter 8.
燃料流量学習部13は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピークとトルクピーク角度とを演算する。燃料流量学習部13は、トルクピークとトルクピーク角度と燃料流量計8から取得した主燃料流量との相関関係を学習することで燃料流量学習モデルMBを生成する。 [Fuel flow rate learning section 13]
The fuel flow rate learning unit 13 uses the current information I in the
図10Aは、第2実施形態に係るトルクピークと主燃料流量との相関関係を示す説明図である。図10Aは、ある気筒でのトルクピークPの平均Paと平均主燃料流量Fa1を示している。
FIG. 10A is an explanatory diagram showing the correlation between torque peak and main fuel flow rate according to the second embodiment. FIG. 10A shows the average Pa of the torque peak P and the average main fuel flow rate Fa1 in a certain cylinder.
平均主燃料流量Fa1は、学習時のみ燃料流量計8を設置して取得する。なお、平均主燃料流量Fa1は、内燃機関2に搭載されている燃料タンクのメモリ線から取得してもよい。
The average main fuel flow rate Fa1 is obtained by installing the fuel flow meter 8 only during learning. Note that the average main fuel flow rate Fa1 may be acquired from a memory line of a fuel tank installed in the internal combustion engine 2.
ここで、図10Aの実線を挟んだ2つの破線は、主燃料と副燃料とを併用した場合のトルクピーク平均Paの範囲を示している。トルクピーク平均Paの範囲は、平均副燃料流量Fa2の導入量によってトルクピークが異なってくるため所定の幅を有する。これは、主燃料と副燃料との配合比が異なる混焼によって、燃焼エネルギが変動するためである。
Here, the two broken lines sandwiching the solid line in FIG. 10A indicate the range of the average torque peak Pa when the main fuel and the auxiliary fuel are used together. The range of the average torque peak Pa has a predetermined width because the torque peak varies depending on the introduction amount of the average auxiliary fuel flow rate Fa2. This is because the combustion energy fluctuates due to co-firing with different blending ratios of the main fuel and the auxiliary fuel.
図10Bは、第2実施形態に係るトルクピーク角度と主燃料流量との相関関係を示す説明図である。図10Bは、ある気筒でのトルクピーク角度平均θPaと平均主燃料流量Fa1とを示している。
FIG. 10B is an explanatory diagram showing the correlation between the torque peak angle and the main fuel flow rate according to the second embodiment. FIG. 10B shows the average torque peak angle θPa and the average main fuel flow rate Fa1 for a certain cylinder.
平均主燃料流量Fa1は、学習時のみ燃料流量計8を設置して取得する。なお、平均主燃料流量Fa1は、内燃機関2に搭載されている燃料タンクのメモリ線から取得してもよい。
The average main fuel flow rate Fa1 is obtained by installing the fuel flow meter 8 only during learning. Note that the average main fuel flow rate Fa1 may be acquired from a memory line of a fuel tank installed in the internal combustion engine 2.
ここで、図10Bの実線を挟んだ2つの破線は、主燃料と副燃料とを併用した場合のトルクピーク角度平均θPaの範囲を示している。トルクピーク角度平均θPaの範囲は、平均副燃料流量Fa2の導入量によってトルクピーク角度平均θPaが異なってくるため所定の幅を有する。これは、主燃料と副燃料との配合比が異なる混焼によって、燃焼エネルギが変動するためである。
Here, the two broken lines sandwiching the solid line in FIG. 10B indicate the range of the average torque peak angle θPa when the main fuel and the auxiliary fuel are used together. The range of the average torque peak angle θPa has a predetermined width because the average torque peak angle θPa varies depending on the amount of introduced average sub-fuel flow rate Fa2. This is because the combustion energy fluctuates due to co-firing with different blending ratios of the main fuel and the auxiliary fuel.
内燃機関2は、電力系統の要求電力量から主燃料流量及び副燃料流量を決定して制御している。トルクピークPa及びトルクピーク角度平均θPaは、平均主燃料流量Fa1と平均副燃料流量Fa2との配合量によって変動することが発明者の鋭意研究から分かっている。
The internal combustion engine 2 determines and controls the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate based on the amount of power required by the power system. The inventor's extensive research has revealed that the torque peak Pa and the average torque peak angle θPa vary depending on the blending amount of the average main fuel flow rate Fa1 and the average auxiliary fuel flow rate Fa2.
例えば、内燃機関2の運転トルク条件の指令値を変更すると、それに伴いコントロールユニット5内にて主燃料流量と副燃料流量との配合量がマップ参照により導出される。そして、燃料流量制御指令値が変更され、トルクピーク平均Pa及びトルクピーク角度平均θPaは、相関関係をもって値が変動する。
For example, when the command value of the operating torque condition of the internal combustion engine 2 is changed, the blending amount of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate is derived in the control unit 5 by referring to a map. Then, the fuel flow rate control command value is changed, and the torque peak average Pa and torque peak angle average θPa vary in value with a correlation.
つまり、運転トルク条件に紐づけたトルクピーク平均Paとトルクピーク角度平均θPaとのどちらか少なくとも一方の値を学習することによって、平均主燃料流量Fa1又は平均副燃料流量Fa2のどちらか一方を取得できれば、内燃機関2の主燃料流量又は副燃料流量を推定することが可能となる。
In other words, by learning the value of at least one of the torque peak average Pa and the torque peak angle average θPa linked to the operating torque condition, either the average main fuel flow rate Fa1 or the average auxiliary fuel flow rate Fa2 is obtained. If possible, it becomes possible to estimate the main fuel flow rate or the auxiliary fuel flow rate of the internal combustion engine 2.
図10A及び図10Bに示されるように、運転トルク条件に紐づけたトルクピーク平均Paと平均主燃料流量Fa1又は平均副燃料流量Fa2のどちらか一方の推定値と、トルクピーク角度平均θPaと平均主燃料流量Fa1又は平均副燃料流量Fa2のどちらか一方の推定値と、は、それぞれ異なる比例関係を有する。このため、トルクピーク平均Pa及びトルクピーク角度平均θPaの双方についての比例関係を考慮することで、内燃機関2の主燃料流量又は副燃料流量をより精度良く推定できる。
As shown in FIGS. 10A and 10B, the torque peak average Pa linked to the operating torque condition, the estimated value of either the average main fuel flow rate Fa1 or the average auxiliary fuel flow rate Fa2, the torque peak angle average θPa, and the average The estimated value of either the main fuel flow rate Fa1 or the average auxiliary fuel flow rate Fa2 has a different proportional relationship. Therefore, by considering the proportional relationship for both the torque peak average Pa and the torque peak angle average θPa, the main fuel flow rate or the auxiliary fuel flow rate of the internal combustion engine 2 can be estimated with higher accuracy.
ここでのトルクピーク平均Paとトルクピーク角度平均θPaとの学習とは、以下の学習を指す。まず、運転トルク条件の指令値に紐づけたトルクピーク平均Paとトルクピーク角度平均θPaとのどちらか少なくとも一方が主燃料流量又は副燃料流量燃料流量との比例関係として関数化される。次に、関数化した比例関係が燃料流量学習モデルMBとして学習される。
Here, the learning of the torque peak average Pa and the torque peak angle average θPa refers to the following learning. First, at least one of the torque peak average Pa and the torque peak angle average θPa linked to the command value of the operating torque condition is converted into a function as a proportional relationship with the main fuel flow rate or the auxiliary fuel flow rate fuel flow rate. Next, the proportional relationship converted into a function is learned as a fuel flow rate learning model MB.
[燃料流量推定部15]
燃料流量推定部15は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピークとトルクピーク角度とを演算した演算結果、かつ、燃料流量学習モデルMBにおけるトルクピークとトルクピーク角度と主燃料流量との相関関係に基づき、運転中の内燃機関2の副燃料流量を推定する。 [Fuel flow rate estimation unit 15]
The fuel flow estimation unit 15 uses the current information I in theinternal combustion engine 2 to calculate the torque peak and torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine 2 from the torque component of the internal combustion engine 2 calculated by the torque component calculation unit 12. The auxiliary fuel flow rate of the internal combustion engine 2 during operation is estimated based on the calculation results and the correlation between the torque peak, the torque peak angle, and the main fuel flow rate in the fuel flow rate learning model MB.
燃料流量推定部15は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピークとトルクピーク角度とを演算した演算結果、かつ、燃料流量学習モデルMBにおけるトルクピークとトルクピーク角度と主燃料流量との相関関係に基づき、運転中の内燃機関2の副燃料流量を推定する。 [Fuel flow rate estimation unit 15]
The fuel flow estimation unit 15 uses the current information I in the
図11は、第2実施形態に係る主燃料流量の推定方法を示す説明図である。図11は、トルクピーク平均Pとトルクピーク角度平均θPaと平均主燃料流量Fa1とにおける平均副燃料流量Fa2のマップを示している。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a method for estimating the main fuel flow rate according to the second embodiment. FIG. 11 shows a map of the average auxiliary fuel flow rate Fa2 at the torque peak average P, the torque peak angle average θPa, and the average main fuel flow rate Fa1.
平均主燃料流量Fa1と平均副燃料流量Fa2との配合量により、トルクピーク平均Pとトルクピーク角度平均θPとが図11のヒートマップのように変化することが分かっている。ヒートマップは、濃淡で示しており、濃い程平均副燃料流量Fa2が多いことを示している。これによれば、トルクピーク平均Paとトルクピーク角度平均θPaと平均主燃料流量Fa1との関係性の学習により、平均副燃料流量Fa2を導出することが可能になる。
It is known that the torque peak average P and the torque peak angle average θP change as shown in the heat map of FIG. 11 depending on the blending amount of the average main fuel flow rate Fa1 and the average subfuel flow rate Fa2. The heat map is shown in shading, and the darker the density, the higher the average sub-fuel flow rate Fa2. According to this, it becomes possible to derive the average auxiliary fuel flow rate Fa2 by learning the relationship between the torque peak average Pa, the torque peak angle average θPa, and the average main fuel flow rate Fa1.
また、燃料流量推定部15は、推定した副燃料流量が予め設定した燃料流量の正常と燃料流量の異常とを分ける閾値を超えた場合に、運転中の内燃機関2の燃焼状態を異常と判定する。
Further, the fuel flow rate estimating unit 15 determines that the combustion state of the internal combustion engine 2 during operation is abnormal when the estimated auxiliary fuel flow rate exceeds a preset threshold value that distinguishes between a normal fuel flow rate and an abnormal fuel flow rate. do.
[学習処理]
ここで、図12のフローチャート図を用いて、内燃機関2の制御装置1での学習処理の詳細を説明する。図12は、第2実施形態に係る燃料流量の学習処理を示すフローチャート図である。なお、この学習処理は、一定時間経過毎に実施してもよいし、操作者からの指令に応じて実施してもよい。ここで、学習処理中の内燃機関2には、内燃機関2に供給される主燃料流量を計測する燃料流量計8が取り付けられている。 [Learning process]
Here, details of the learning process in thecontrol device 1 of the internal combustion engine 2 will be explained using the flowchart of FIG. 12. FIG. 12 is a flowchart showing a fuel flow rate learning process according to the second embodiment. Note that this learning process may be performed every predetermined period of time, or may be performed in response to an instruction from the operator. Here, a fuel flow meter 8 that measures the main fuel flow rate supplied to the internal combustion engine 2 is attached to the internal combustion engine 2 that is undergoing the learning process.
ここで、図12のフローチャート図を用いて、内燃機関2の制御装置1での学習処理の詳細を説明する。図12は、第2実施形態に係る燃料流量の学習処理を示すフローチャート図である。なお、この学習処理は、一定時間経過毎に実施してもよいし、操作者からの指令に応じて実施してもよい。ここで、学習処理中の内燃機関2には、内燃機関2に供給される主燃料流量を計測する燃料流量計8が取り付けられている。 [Learning process]
Here, details of the learning process in the
ステップS1201では、電流情報取得部11が電流情報Iを取得する。ステップS1201の処理の後、処理がステップS1202に進む。
In step S1201, the current information acquisition unit 11 acquires current information I. After the process in step S1201, the process advances to step S1202.
ステップS1202では、トルク成分演算部12がステップS1201で取得した電流情報Iからトルク成分としてトルクピーク平均Paとトルクピーク角度平均θPaとを演算する。ステップS1202の処理の後、処理がステップS1203に進む。
In step S1202, the torque component calculation unit 12 calculates a torque peak average Pa and a torque peak angle average θPa as torque components from the current information I acquired in step S1201. After the process in step S1202, the process advances to step S1203.
ステップS1203では、内燃機関2に取り付けられた燃料流量計8が平均主燃料流量Fa1を取得する。なお、平均主燃料流量Fa1の取得は、内燃機関2に取り付けられた燃料流量計を用いてもよいし、燃料タンクのメモリを測定者が読んでもよい。ステップS1203で平均主燃料流量Fa1を求めた後、処理がステップS1204に進む。
In step S1203, the fuel flow meter 8 attached to the internal combustion engine 2 acquires the average main fuel flow rate Fa1. Note that the average main fuel flow rate Fa1 may be obtained using a fuel flow meter attached to the internal combustion engine 2, or may be read from the memory of the fuel tank by a measurer. After determining the average main fuel flow rate Fa1 in step S1203, the process advances to step S1204.
ステップS1204では、燃料流量学習部13がステップS1202で取得したトルク成分としてトルクピーク平均Pa及びトルクピーク角度平均θPaとステップS1203で取得した平均主燃料流量Fa1とから燃料流量学習モデルMB(関数化されたトルクピーク平均Pa、トルクピーク角度平均θPa及び平均副燃料流量Fa2の比例関係)を生成する。
In step S1204, the fuel flow rate learning unit 13 calculates the fuel flow rate learning model MB (function The torque peak angle average Pa, the torque peak angle average θPa, and the average auxiliary fuel flow rate Fa2 (proportional relationship) are generated.
なお、図10A及び図10Bに示されるように、運転トルク条件に紐づけたトルクピーク平均Paと平均主燃料流量Fa1の推定値とから平均副燃料流量Fa2が推定できる。また、トルクピーク角度平均θPaと平均主燃料流量Fa1推定値とから平均副燃料流量Fa2が推定できる。このため、トルクピーク平均Pa及びトルクピーク角度平均θPaの双方についての比例関係を考慮することで、平均主燃料流量Fa1の推定値が分かれば内燃機関2の平均副燃料流量Fa2が推定することができる。
Note that, as shown in FIGS. 10A and 10B, the average auxiliary fuel flow rate Fa2 can be estimated from the torque peak average Pa linked to the operating torque condition and the estimated value of the average main fuel flow rate Fa1. Further, the average auxiliary fuel flow rate Fa2 can be estimated from the average torque peak angle θPa and the estimated average main fuel flow rate Fa1. Therefore, by considering the proportional relationship for both the torque peak average Pa and the torque peak angle average θPa, if the estimated value of the average main fuel flow rate Fa1 is known, the average auxiliary fuel flow rate Fa2 of the internal combustion engine 2 can be estimated. can.
そして、燃料流量学習モデルMBは、メモリ14内に記憶される。ステップS1204の処理の後、学習処理が終了する。
Then, the fuel flow rate learning model MB is stored in the memory 14. After the process in step S1204, the learning process ends.
[推定処理]
ここで、図13のフローチャート図を用いて、内燃機関2の制御装置1での推定処理の詳細を説明する。図13は、第2実施形態に係る燃料流量の推定処理を示すフローチャート図である。なお、この推定処理は、一定時間経過毎に実施してもよいし、操作者からの指令に応じて実施してもよい。ここで、燃料流量推定部15が燃料流量を推定する運転中の内燃機関2では、内燃機関2に供給される主燃料流量を計測する燃料流量計8が取り外されている。 [Estimation processing]
Here, details of the estimation process in thecontrol device 1 of the internal combustion engine 2 will be explained using the flowchart of FIG. 13. FIG. 13 is a flowchart showing a fuel flow rate estimation process according to the second embodiment. Note that this estimation process may be performed every predetermined period of time, or may be performed in response to an instruction from the operator. Here, in the internal combustion engine 2 that is in operation and whose fuel flow rate is estimated by the fuel flow rate estimating section 15, the fuel flow meter 8 that measures the main fuel flow rate supplied to the internal combustion engine 2 is removed.
ここで、図13のフローチャート図を用いて、内燃機関2の制御装置1での推定処理の詳細を説明する。図13は、第2実施形態に係る燃料流量の推定処理を示すフローチャート図である。なお、この推定処理は、一定時間経過毎に実施してもよいし、操作者からの指令に応じて実施してもよい。ここで、燃料流量推定部15が燃料流量を推定する運転中の内燃機関2では、内燃機関2に供給される主燃料流量を計測する燃料流量計8が取り外されている。 [Estimation processing]
Here, details of the estimation process in the
ステップS1301では、電流情報取得部11が電流情報Iを取得する。ステップS1301の処理の後、処理がステップS1302に進む。
In step S1301, the current information acquisition unit 11 acquires current information I. After the process in step S1301, the process advances to step S1302.
ステップS1302では、トルク成分演算部12がステップS1301で取得した電流情報Iからトルク成分としてトルクピーク平均Pa及びトルクピーク角度平均θPaを演算する。ステップS1302の処理の後、処理がステップS1303に進む。
In step S1302, the torque component calculation unit 12 calculates a torque peak average Pa and a torque peak angle average θPa as torque components from the current information I acquired in step S1301. After the process in step S1302, the process advances to step S1303.
ステップS1303では、燃料流量推定部15がメモリ14内からステップS1302で演算したトルク成分に紐づいた燃料流量学習モデルMB(関数化されたトルクピーク平均Pa、トルクピーク角度平均θPa及び平均副燃料流量Fa2の比例関係)を読み込む。ステップS1303の処理の後、処理がステップS1304に進む。
In step S1303, the fuel flow rate estimating unit 15 extracts from the memory 14 a fuel flow rate learning model MB (functioned torque peak average Pa, torque peak angle average θPa, and average auxiliary fuel flow rate) linked to the torque component calculated in step S1302. Fa2 proportional relationship). After the process in step S1303, the process advances to step S1304.
ステップS1304では、燃料流量推定部15がステップS1303で読み込んだ燃料流量学習モデルMB(関数化されたトルクピーク平均Pa、トルクピーク角度平均θPa及び平均副燃料流量Fa2の比例関係)から運転中の内燃機関2の平均副燃料流量Fa2を推定する。つまり、ステップS1304では、トルクピーク平均Pa及びトルクピーク角度平均θPaから平均主燃料流量Fa1を推定し、燃料流量学習モデルMBを用いてトルクピーク平均Pa又はトルクピーク角度平均θPaの少なくとも1つと平均主燃料流量Fa1とから平均副燃料流量Fa2を推定する。ステップS1304の処理の後、処理がステップS1305に進む。
In step S1304, the fuel flow rate estimating unit 15 calculates the internal combustion during operation based on the fuel flow rate learning model MB (the proportional relationship between the torque peak average Pa, the torque peak angle average θPa, and the average auxiliary fuel flow rate Fa2) read in step S1303. The average auxiliary fuel flow rate Fa2 of the engine 2 is estimated. That is, in step S1304, the average main fuel flow rate Fa1 is estimated from the torque peak average Pa and the torque peak angle average θPa, and at least one of the torque peak average Pa or the torque peak angle average θPa and the average main fuel flow rate Fa1 are estimated from the torque peak average Pa and the torque peak angle average θPa. The average sub-fuel flow rate Fa2 is estimated from the fuel flow rate Fa1. After the process in step S1304, the process advances to step S1305.
ステップS1305では、燃料流量推定部15によって平均副燃料流量Fa2が予め設定した閾値を超えて燃料流量の異常があって燃焼状態の異常があるか否か判定する。燃料流量推定部15によって平均副燃料流量Fa2が予め設定した閾値を超えて燃焼状態の異常がされた場合に、処理がステップS1306に進む。また、燃料流量推定部15によって平均副燃料流量Fa2が予め設定した閾値を超えずに燃焼状態の異常が判定されなかった場合に、燃焼状態が正常であるとして推定処理が終了する。
In step S1305, the fuel flow rate estimating unit 15 determines whether the average auxiliary fuel flow rate Fa2 exceeds a preset threshold value and there is an abnormality in the fuel flow rate and an abnormality in the combustion state. If the fuel flow rate estimating unit 15 determines that the average sub-fuel flow rate Fa2 exceeds a preset threshold and the combustion state is abnormal, the process proceeds to step S1306. Further, if the average auxiliary fuel flow rate Fa2 does not exceed a preset threshold value and no abnormality in the combustion state is determined by the fuel flow rate estimating unit 15, the combustion state is determined to be normal and the estimation process ends.
ステップS1306では、燃料流量推定部15によって燃焼状態の異常が発生している旨を操作者に伝えるため、燃焼状態の異常を表示部16に表示又は報知部17に報知をし、推定処理が終了する。
In step S1306, the fuel flow estimation unit 15 displays the abnormality in the combustion state on the display unit 16 or notifies the notification unit 17 in order to notify the operator that an abnormality in the combustion state has occurred, and the estimation process ends. do.
なお、主燃料又は副燃料の少なくとも一方の補給や主燃料又は副燃料の少なくとも一方の継ぎ足し等があった場合には、推定処理から学習処理に一旦戻る。
Note that if there is replenishment of at least one of the main fuel or auxiliary fuel, or addition of at least one of the main fuel or auxiliary fuel, the estimation process temporarily returns to the learning process.
本実施形態では、学習処理にて平均主燃料流量Fa1の燃料流量学習モデルMBが学習され、推定処理にて平均副燃料流量Fa2が推定されている。しかし、これに限られない。例えば、学習処理にて平均副燃料流量Fa2の燃料流量学習モデルMBが学習され、推定処理にて平均主燃料流量Fa1が推定されてもよい。また、学習処理にて平均主燃料流量Fa1又は平均副燃料流量Fa2のどちらか一方の燃料流量学習モデルMBが学習され、推定処理にて平均主燃料流量Fa1及び平均副燃料流量Fa2の双方が推定されてもよい。
In this embodiment, the fuel flow rate learning model MB of the average main fuel flow rate Fa1 is learned in the learning process, and the average auxiliary fuel flow rate Fa2 is estimated in the estimation process. However, it is not limited to this. For example, the fuel flow rate learning model MB of the average auxiliary fuel flow rate Fa2 may be learned in the learning process, and the average main fuel flow rate Fa1 may be estimated in the estimation process. In addition, in the learning process, the fuel flow rate learning model MB for either the average main fuel flow rate Fa1 or the average subfuel flow rate Fa2 is learned, and in the estimation process, both the average main fuel flow rate Fa1 and the average subfuel flow rate Fa2 are estimated. may be done.
<<本実施形態の効果>>
燃料流量推定部15は、燃料流量学習部13がメモリ14に保存した燃料流量学習モデルMBを利用して、電流情報取得部11が得た電流情報Iから燃焼状態を推定する。 <<Effects of this embodiment>>
The fuel flow rate estimation unit 15 estimates the combustion state from the current information I obtained by the current information acquisition unit 11 using the fuel flow rate learning model MB stored in the memory 14 by the fuel flow rate learning unit 13.
燃料流量推定部15は、燃料流量学習部13がメモリ14に保存した燃料流量学習モデルMBを利用して、電流情報取得部11が得た電流情報Iから燃焼状態を推定する。 <<Effects of this embodiment>>
The fuel flow rate estimation unit 15 estimates the combustion state from the current information I obtained by the current information acquisition unit 11 using the fuel flow rate learning model MB stored in the memory 14 by the fuel flow rate learning unit 13.
本実施形態によれば、電流情報Iから燃焼状態を推定する燃料流量学習モデルMBにより、例えば内燃機関2の制御装置1内にノックセンサや筒内圧センサ及び燃料流量センサが無い又は故障した場合でも、効果的に操作者に対して燃焼状態の異常を伝えることが可能となる。
According to the present embodiment, the fuel flow rate learning model MB that estimates the combustion state from the current information I can be used even when, for example, there is no knock sensor, cylinder pressure sensor, or fuel flow sensor in the control device 1 of the internal combustion engine 2 or there is a malfunction. , it becomes possible to effectively notify the operator of abnormalities in the combustion state.
また、水素を予混合気として導入し、軽油を主燃焼として噴射するような異種燃料を混焼するディーゼルエンジンを想定した場合に、筒内圧センサを用いないので燃焼変動の原因特定がし易い。
Furthermore, when assuming a diesel engine that co-combusts different fuels, such as introducing hydrogen as a premixture and injecting light oil as the main combustion, it is easy to identify the cause of combustion fluctuations because no cylinder pressure sensor is used.
<<従来技術との相違点の効果>>
(A)
内燃機関2の制御装置1は、内燃機関2と接続された電動機3から電流情報Iを取得する電流情報取得部11を備える。内燃機関2の制御装置1は、電流情報取得部11から取得した電流情報Iを基に、内燃機関2の燃料流量を推定する燃料流量推定部15を備える。 <<Effects of differences from conventional technology>>
(A)
Thecontrol device 1 for the internal combustion engine 2 includes a current information acquisition unit 11 that acquires current information I from the electric motor 3 connected to the internal combustion engine 2 . The control device 1 for the internal combustion engine 2 includes a fuel flow rate estimation unit 15 that estimates the fuel flow rate of the internal combustion engine 2 based on the current information I acquired from the current information acquisition unit 11.
(A)
内燃機関2の制御装置1は、内燃機関2と接続された電動機3から電流情報Iを取得する電流情報取得部11を備える。内燃機関2の制御装置1は、電流情報取得部11から取得した電流情報Iを基に、内燃機関2の燃料流量を推定する燃料流量推定部15を備える。 <<Effects of differences from conventional technology>>
(A)
The
この構成によれば、筒内圧センサの検出結果を用いなくても、内燃機関2の燃料流量を推定可能な内燃機関2の制御装置1を提供することができる。ここで、内燃機関2の制御装置1は、筒内圧センサが搭載されていない既存のシステムや筒内圧センサが故障した内燃機関2のシステムを制御対象とする場合がある。その場合でも、内燃機関2の燃料流量を推定することで、内燃機関2の燃焼変動を抑制しつつ電力系統への安定的な電力を供給する安価なシステムを構築することができる。
According to this configuration, it is possible to provide the control device 1 for the internal combustion engine 2 that can estimate the fuel flow rate of the internal combustion engine 2 without using the detection result of the cylinder pressure sensor. Here, the control device 1 for the internal combustion engine 2 may control an existing system in which a cylinder pressure sensor is not installed or a system for the internal combustion engine 2 in which the cylinder pressure sensor has failed. Even in that case, by estimating the fuel flow rate of the internal combustion engine 2, it is possible to construct an inexpensive system that supplies stable power to the power grid while suppressing combustion fluctuations of the internal combustion engine 2.
(B)
内燃機関2の制御装置1は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、内燃機関2のトルク成分を演算するトルク成分演算部12を備える。内燃機関2の制御装置1は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つを演算し、トルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと燃料流量との相関関係を学習することで燃料流量学習モデルMBを生成する燃料流量学習部13を備える。燃料流量推定部15は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つを演算した演算結果、かつ、燃料流量学習モデルMBにおけるトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと燃料流量との相関関係に基づき、内燃機関2の燃料流量を推定する。 (B)
Thecontrol device 1 for the internal combustion engine 2 includes a torque component calculating section 12 that calculates a torque component of the internal combustion engine 2 using current information I in the internal combustion engine 2. The control device 1 of the internal combustion engine 2 uses the current information I in the internal combustion engine 2 to calculate the torque peak and torque after combustion in each cylinder of the internal combustion engine 2 from the torque component of the internal combustion engine 2 calculated by the torque component calculation section 12. A fuel flow rate learning unit 13 is provided that calculates at least one of the peak angles and generates a fuel flow rate learning model MB by learning the correlation between the torque peak and at least one of the torque peak angles and the fuel flow rate. The fuel flow estimation unit 15 uses the current information I in the internal combustion engine 2 to calculate the torque peak and torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine 2 from the torque component of the internal combustion engine 2 calculated by the torque component calculation unit 12. The fuel flow rate of the internal combustion engine 2 is estimated based on the calculation result of at least one of the above and the correlation between the fuel flow rate and at least one of the torque peak and the torque peak angle in the fuel flow rate learning model MB.
内燃機関2の制御装置1は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、内燃機関2のトルク成分を演算するトルク成分演算部12を備える。内燃機関2の制御装置1は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つを演算し、トルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと燃料流量との相関関係を学習することで燃料流量学習モデルMBを生成する燃料流量学習部13を備える。燃料流量推定部15は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つを演算した演算結果、かつ、燃料流量学習モデルMBにおけるトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと燃料流量との相関関係に基づき、内燃機関2の燃料流量を推定する。 (B)
The
この構成によれば、燃料流量学習部13によって学習されたトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと燃料流量との相関関係に基づき、内燃機関2の燃料流量を推定することができる。
According to this configuration, the fuel flow rate of the internal combustion engine 2 can be estimated based on the correlation between the fuel flow rate and at least one of the torque peak and the torque peak angle learned by the fuel flow rate learning section 13.
(C)
燃料流量推定部15は、推定した内燃機関2の燃料流量が予め設定した燃料流量の正常と燃料流量の異常とを分ける閾値を超えた場合に、内燃機関2の燃焼状態を異常と判定する。 (C)
The fuel flow estimation unit 15 determines that the combustion state of theinternal combustion engine 2 is abnormal when the estimated fuel flow rate of the internal combustion engine 2 exceeds a preset threshold value that distinguishes between a normal fuel flow rate and an abnormal fuel flow rate.
燃料流量推定部15は、推定した内燃機関2の燃料流量が予め設定した燃料流量の正常と燃料流量の異常とを分ける閾値を超えた場合に、内燃機関2の燃焼状態を異常と判定する。 (C)
The fuel flow estimation unit 15 determines that the combustion state of the
この構成によれば、推定された内燃機関2の燃料流量によって、内燃機関2の燃焼状態を適切に制御することができる。
According to this configuration, the combustion state of the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled based on the estimated fuel flow rate of the internal combustion engine 2.
(D)
内燃機関2の制御装置1は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、内燃機関2のトルク成分を演算するトルク成分演算部12を備える。内燃機関2の制御装置1は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピークとトルクピーク角度とを演算し、トルクピークとトルクピーク角度と主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つとの相関関係を学習することで燃料流量学習モデルMBを生成する燃料流量学習部13を備える。燃料流量推定部15は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピークとトルクピーク角度とを演算した演算結果、かつ、燃料流量学習モデルMBにおけるトルクピークとトルクピーク角度と主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つとの相関関係に基づき、内燃機関の副燃料流量を推定する。 (D)
Thecontrol device 1 for the internal combustion engine 2 includes a torque component calculating section 12 that calculates a torque component of the internal combustion engine 2 using current information I in the internal combustion engine 2. The control device 1 of the internal combustion engine 2 uses the current information I in the internal combustion engine 2 to calculate the torque peak and torque after combustion in each cylinder of the internal combustion engine 2 from the torque component of the internal combustion engine 2 calculated by the torque component calculation section 12. A fuel flow rate learning unit 13 is provided which generates a fuel flow rate learning model MB by calculating the peak angle and learning the correlation between the torque peak, the torque peak angle, and at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate. The fuel flow estimation unit 15 uses the current information I in the internal combustion engine 2 to calculate the torque peak and torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine 2 from the torque component of the internal combustion engine 2 calculated by the torque component calculation unit 12. The auxiliary fuel flow rate of the internal combustion engine is estimated based on the calculation result and the correlation between the torque peak and torque peak angle in the fuel flow rate learning model MB and at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate.
内燃機関2の制御装置1は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、内燃機関2のトルク成分を演算するトルク成分演算部12を備える。内燃機関2の制御装置1は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピークとトルクピーク角度とを演算し、トルクピークとトルクピーク角度と主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つとの相関関係を学習することで燃料流量学習モデルMBを生成する燃料流量学習部13を備える。燃料流量推定部15は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピークとトルクピーク角度とを演算した演算結果、かつ、燃料流量学習モデルMBにおけるトルクピークとトルクピーク角度と主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つとの相関関係に基づき、内燃機関の副燃料流量を推定する。 (D)
The
この構成によれば、燃料流量学習部13によって学習されたトルクピークとトルクピーク角度と主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つとの相関関係に基づき、内燃機関2の副燃料流量を推定することができる。
According to this configuration, the auxiliary fuel flow rate of the internal combustion engine 2 can be estimated based on the correlation between the torque peak and torque peak angle learned by the fuel flow rate learning section 13 and at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate. I can do it.
(E)
燃料流量推定部15は、推定した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つが予め設定した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つの正常と主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つの異常とを分ける閾値を超えた場合に、内燃機関2の燃焼状態を異常と判定する。 (E)
The fuel flow estimation unit 15 determines whether at least one of the estimated main fuel flow rate and the sub fuel flow rate is normal when the main fuel flow rate and the sub fuel flow rate are set in advance, and when at least one of the main fuel flow rate and the sub fuel flow rate is abnormal. If the dividing threshold is exceeded, the combustion state of theinternal combustion engine 2 is determined to be abnormal.
燃料流量推定部15は、推定した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つが予め設定した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つの正常と主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つの異常とを分ける閾値を超えた場合に、内燃機関2の燃焼状態を異常と判定する。 (E)
The fuel flow estimation unit 15 determines whether at least one of the estimated main fuel flow rate and the sub fuel flow rate is normal when the main fuel flow rate and the sub fuel flow rate are set in advance, and when at least one of the main fuel flow rate and the sub fuel flow rate is abnormal. If the dividing threshold is exceeded, the combustion state of the
この構成によれば、燃料流量推定部15が燃料流量学習部13にて推定した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つの燃料流量学習モデルMBを用いて内燃機関2の運転中の主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを推定することができる。そして、燃料流量推定部15が推定した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つが予め設定した閾値を超えた場合に、内燃機関2の燃焼状態を異常と判定することができる。このように、運転中の内燃機関2の主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを推定し、内燃機関2の燃焼状態を適切に制御することができる。
According to this configuration, the fuel flow rate estimation unit 15 uses at least one fuel flow rate learning model MB of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate estimated by the fuel flow rate learning unit 13 to determine the main fuel flow rate during operation of the internal combustion engine 2. and at least one of the secondary fuel flow rate can be estimated. Then, when at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate estimated by the fuel flow rate estimation unit 15 exceeds a preset threshold value, the combustion state of the internal combustion engine 2 can be determined to be abnormal. In this way, at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate of the internal combustion engine 2 during operation can be estimated, and the combustion state of the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled.
(F)
内燃機関2を燃焼させる燃料は、レギュラーガソリン又はハイオクタンガソリン、軽油、食廃油、水素又はバイオマス燃料である。 (F)
The fuel that theinternal combustion engine 2 burns is regular gasoline or high octane gasoline, light oil, waste food oil, hydrogen, or biomass fuel.
内燃機関2を燃焼させる燃料は、レギュラーガソリン又はハイオクタンガソリン、軽油、食廃油、水素又はバイオマス燃料である。 (F)
The fuel that the
この構成では、高価な筒内圧センサの情報を用いることなく、種々の燃料を用いる内燃機関2を適切に制御できる。
With this configuration, the internal combustion engine 2 that uses various fuels can be appropriately controlled without using information from an expensive cylinder pressure sensor.
(G)
電動機3は、内燃機関2と同じ速度で回転して電磁誘導によって回生電力を生成する3相を有する交流モータである。電動機3と電動機3により生成された回生電力が供給される電力系統との間を2相以上の数で電流を伝達する2以上の電線それぞれから電流情報を検出する電流センサ6が設けられている。電流情報取得部11は、電流センサ6が検出する電流情報Iを用いて、内燃機関2の電気角及び機械角の少なくとも1つを演算する。 (G)
The electric motor 3 is a three-phase AC motor that rotates at the same speed as theinternal combustion engine 2 and generates regenerative power by electromagnetic induction. A current sensor 6 is provided that detects current information from each of two or more electric wires that transmit current in two or more phases between the electric motor 3 and a power system to which regenerative power generated by the electric motor 3 is supplied. . The current information acquisition unit 11 uses the current information I detected by the current sensor 6 to calculate at least one of an electrical angle and a mechanical angle of the internal combustion engine 2.
電動機3は、内燃機関2と同じ速度で回転して電磁誘導によって回生電力を生成する3相を有する交流モータである。電動機3と電動機3により生成された回生電力が供給される電力系統との間を2相以上の数で電流を伝達する2以上の電線それぞれから電流情報を検出する電流センサ6が設けられている。電流情報取得部11は、電流センサ6が検出する電流情報Iを用いて、内燃機関2の電気角及び機械角の少なくとも1つを演算する。 (G)
The electric motor 3 is a three-phase AC motor that rotates at the same speed as the
この構成では、内燃機関2から駆動を受ける電動機3から取得した電流情報Iを用いて、内燃機関2の燃料流量を推定できる。これにより、高価な筒内圧センサの情報を用いることなく、運転中の内燃機関2の燃料流量を推定し、内燃機関2を適切に制御することができる。したがって、内燃機関2の燃料流量を推定することで、内燃機関2の燃焼変動を抑制しつつ電力系統への安定的な電力を供給する安価なシステムを構築することができる。
With this configuration, the fuel flow rate of the internal combustion engine 2 can be estimated using the current information I acquired from the electric motor 3 driven by the internal combustion engine 2. Thereby, the fuel flow rate of the internal combustion engine 2 during operation can be estimated and the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled without using information from an expensive cylinder pressure sensor. Therefore, by estimating the fuel flow rate of the internal combustion engine 2, it is possible to construct an inexpensive system that supplies stable power to the power grid while suppressing combustion fluctuations of the internal combustion engine 2.
(H)
内燃機関2は、第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせるカムトリガ信号と各気筒燃焼区間を知らせるカムトリガ信号とを発するカムセンサ7を有する。電流情報取得部11は、カムセンサ7の第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせる時及び各気筒燃焼区間を知らせるカムトリガ信号時に発するカムトリガ信号と、電流情報Iから得られる交流電流値の振幅データ数と、をカウントして内燃機関2の各気筒の上死点を0度とした機械角を求める。 (H)
Theinternal combustion engine 2 includes a cam sensor 7 that generates a cam trigger signal that indicates the start of the cylinder combustion section of the first cylinder and a cam trigger signal that indicates the combustion section of each cylinder. The current information acquisition unit 11 acquires the number of amplitude data of the alternating current value obtained from the cam trigger signal issued by the cam sensor 7 at the time of notifying the start of the cylinder combustion section of the first cylinder and at the time of the cam trigger signal notifying each cylinder combustion section, and the current information I. , and calculate the mechanical angle with the top dead center of each cylinder of the internal combustion engine 2 as 0 degrees.
内燃機関2は、第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせるカムトリガ信号と各気筒燃焼区間を知らせるカムトリガ信号とを発するカムセンサ7を有する。電流情報取得部11は、カムセンサ7の第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせる時及び各気筒燃焼区間を知らせるカムトリガ信号時に発するカムトリガ信号と、電流情報Iから得られる交流電流値の振幅データ数と、をカウントして内燃機関2の各気筒の上死点を0度とした機械角を求める。 (H)
The
この構成では、電動機3の電流情報Iを用いて演算される内燃機関2の機械角を基に、運転中の内燃機関2の燃料流量を推定できる。これにより、高価な筒内圧センサの情報を用いることなく、内燃機関2を適切に制御できる。したがって、内燃機関2の燃料流量を推定することで、内燃機関2の燃焼変動を抑制しつつ電力系統への安定的な電力を供給する安価なシステムを構築することができる。
With this configuration, the fuel flow rate of the internal combustion engine 2 during operation can be estimated based on the mechanical angle of the internal combustion engine 2 calculated using the current information I of the electric motor 3. Thereby, the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled without using information from an expensive cylinder pressure sensor. Therefore, by estimating the fuel flow rate of the internal combustion engine 2, it is possible to construct an inexpensive system that supplies stable power to the power grid while suppressing combustion fluctuations of the internal combustion engine 2.
(I)
電流情報取得部11は、電流情報Iに基づいて、内燃機関2と回転速度が同期する電動機3の極数から電気角を求める。 (I)
Based on the current information I, the current information acquisition unit 11 obtains an electrical angle from the number of poles of the electric motor 3 whose rotational speed is synchronized with that of theinternal combustion engine 2.
電流情報取得部11は、電流情報Iに基づいて、内燃機関2と回転速度が同期する電動機3の極数から電気角を求める。 (I)
Based on the current information I, the current information acquisition unit 11 obtains an electrical angle from the number of poles of the electric motor 3 whose rotational speed is synchronized with that of the
この構成では、電動機3の電流情報Iを用いて演算される内燃機関2の電気角を基に、運転中の内燃機関2の各気筒の燃料流量を推定できる。これにより、高価な筒内圧センサの情報を用いることなく、内燃機関2を適切に制御できる。したがって、内燃機関2の燃料流量を推定することで、内燃機関2の燃焼変動を抑制しつつ電力系統への安定的な電力を供給する安価なシステムを構築することができる。
With this configuration, the fuel flow rate of each cylinder of the internal combustion engine 2 during operation can be estimated based on the electrical angle of the internal combustion engine 2 calculated using the current information I of the electric motor 3. Thereby, the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled without using information from an expensive cylinder pressure sensor. Therefore, by estimating the fuel flow rate of the internal combustion engine 2, it is possible to construct an inexpensive system that supplies stable power to the power grid while suppressing combustion fluctuations of the internal combustion engine 2.
(J)
電動機3は、内燃機関2と同じ速度で回転して電磁誘導によって回生電力を生成する3相を有する交流モータである。電動機3と電動機3により生成された回生電力が供給される電力系統との間を2相以上の数で電流を伝達する2以上の電線それぞれから電流情報Iを検出する電流センサ6が設けられている。電流情報取得部11は、電流センサ6が検出する電流情報Iを用いて、内燃機関2の電気角及び機械角の少なくとも1つを演算する。内燃機関2には、内燃機関2に供給される燃料流量を計測する燃料流量計8が取り付けられている。内燃機関2の制御装置1は、電流情報取得部11から取得した電流情報Iを内燃機関2の気筒別の角度同期電流情報に変換し、電流情報Iで得られたピーク特性を角度同期することによって、内燃機関2のトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つを演算するトルク成分演算部12を備える。内燃機関2の制御装置は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つを演算し、トルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと燃料流量計8から取得した燃料流量との相関関係を学習することで燃料流量学習モデルMBを生成する燃料流量学習部13を備える。 (J)
The electric motor 3 is a three-phase AC motor that rotates at the same speed as theinternal combustion engine 2 and generates regenerative power by electromagnetic induction. A current sensor 6 is provided to detect current information I from each of two or more electric wires that transmit current in two or more phases between the electric motor 3 and a power system to which regenerated power generated by the electric motor 3 is supplied. There is. The current information acquisition unit 11 uses the current information I detected by the current sensor 6 to calculate at least one of an electrical angle and a mechanical angle of the internal combustion engine 2. A fuel flow meter 8 that measures the flow rate of fuel supplied to the internal combustion engine 2 is attached to the internal combustion engine 2 . The control device 1 of the internal combustion engine 2 converts the current information I acquired from the current information acquisition unit 11 into angle-synchronized current information for each cylinder of the internal combustion engine 2, and angle-synchronizes the peak characteristics obtained from the current information I. Accordingly, the present invention includes a torque component calculation unit 12 that calculates at least one of a torque peak and a torque peak angle of the internal combustion engine 2. The control device for the internal combustion engine 2 uses the current information I in the internal combustion engine 2 to calculate a torque peak and a torque peak after combustion in each cylinder of the internal combustion engine 2 from the torque component of the internal combustion engine 2 calculated by the torque component calculation unit 12. a fuel flow rate learning unit 13 that generates a fuel flow rate learning model MB by calculating at least one of the angles and learning the correlation between the torque peak and at least one of the torque peak angles and the fuel flow rate acquired from the fuel flow meter 8; Equipped with.
電動機3は、内燃機関2と同じ速度で回転して電磁誘導によって回生電力を生成する3相を有する交流モータである。電動機3と電動機3により生成された回生電力が供給される電力系統との間を2相以上の数で電流を伝達する2以上の電線それぞれから電流情報Iを検出する電流センサ6が設けられている。電流情報取得部11は、電流センサ6が検出する電流情報Iを用いて、内燃機関2の電気角及び機械角の少なくとも1つを演算する。内燃機関2には、内燃機関2に供給される燃料流量を計測する燃料流量計8が取り付けられている。内燃機関2の制御装置1は、電流情報取得部11から取得した電流情報Iを内燃機関2の気筒別の角度同期電流情報に変換し、電流情報Iで得られたピーク特性を角度同期することによって、内燃機関2のトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つを演算するトルク成分演算部12を備える。内燃機関2の制御装置は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つを演算し、トルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと燃料流量計8から取得した燃料流量との相関関係を学習することで燃料流量学習モデルMBを生成する燃料流量学習部13を備える。 (J)
The electric motor 3 is a three-phase AC motor that rotates at the same speed as the
この構成によれば、燃料流量学習部13が電流情報取得部11から取得した電流情報I及び燃料流量計8から取得した燃料流量を基に、内燃機関2の燃料流量を学習することができる。したがって、筒内圧センサの検出結果を用いなくても、内燃機関2の燃料流量を推定可能な内燃機関2の制御装置1を提供することができる。ここで、内燃機関2の制御装置1は、筒内圧センサが搭載されていない既存のシステムや筒内圧センサが故障した内燃機関2のシステムを制御対象とする場合がある。その場合でも、内燃機関2の燃料流量を推定することで、内燃機関2の燃焼変動を抑制しつつ電力系統への安定的な電力を供給する安価なシステムを構築することができる。
According to this configuration, the fuel flow rate learning unit 13 can learn the fuel flow rate of the internal combustion engine 2 based on the current information I acquired from the current information acquisition unit 11 and the fuel flow rate acquired from the fuel flow meter 8. Therefore, it is possible to provide a control device 1 for an internal combustion engine 2 that can estimate the fuel flow rate of the internal combustion engine 2 without using the detection result of the cylinder pressure sensor. Here, the control device 1 for the internal combustion engine 2 may control an existing system in which a cylinder pressure sensor is not installed or a system for the internal combustion engine 2 in which the cylinder pressure sensor has failed. Even in that case, by estimating the fuel flow rate of the internal combustion engine 2, it is possible to construct an inexpensive system that supplies stable power to the power grid while suppressing combustion fluctuations of the internal combustion engine 2.
(K)
燃料流量推定部15は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つを演算した演算結果、かつ、燃料流量学習モデルMBにおけるトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと燃料流量との相関関係に基づき、運転中の内燃機関2の燃料流量を推定し、運転中の内燃機関2の燃料流量が予め設定した燃料流量の正常と燃料流量の異常とを分ける閾値を超えた場合に、運転中の内燃機関2の燃焼状態を異常と判定する。内燃機関2の制御装置1は、運転中の内燃機関2の燃焼状態が異常である場合に、燃焼状態の異常を通知する表示部16及び報知部17を備える。 (K)
The fuel flow estimation unit 15 uses the current information I in theinternal combustion engine 2 to calculate the torque peak and torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine 2 from the torque component of the internal combustion engine 2 calculated by the torque component calculation unit 12. Estimating the fuel flow rate of the internal combustion engine 2 during operation based on the calculation result of at least one of the following, and the correlation between the fuel flow rate and at least one of the torque peak and the torque peak angle in the fuel flow rate learning model MB, When the fuel flow rate of the internal combustion engine 2 in operation exceeds a preset threshold value that distinguishes between a normal fuel flow rate and an abnormal fuel flow rate, the combustion state of the internal combustion engine 2 in operation is determined to be abnormal. The control device 1 for the internal combustion engine 2 includes a display section 16 and a notification section 17 that notify the abnormality of the combustion state when the combustion state of the internal combustion engine 2 during operation is abnormal.
燃料流量推定部15は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つを演算した演算結果、かつ、燃料流量学習モデルMBにおけるトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと燃料流量との相関関係に基づき、運転中の内燃機関2の燃料流量を推定し、運転中の内燃機関2の燃料流量が予め設定した燃料流量の正常と燃料流量の異常とを分ける閾値を超えた場合に、運転中の内燃機関2の燃焼状態を異常と判定する。内燃機関2の制御装置1は、運転中の内燃機関2の燃焼状態が異常である場合に、燃焼状態の異常を通知する表示部16及び報知部17を備える。 (K)
The fuel flow estimation unit 15 uses the current information I in the
この構成によれば、燃料流量推定部15が電流情報Iを用いて演算した内燃機関2のトルク成分と、燃料流量学習部13にて学習した燃料流量学習モデルMBにおけるトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと燃料流量との相関関係と、を用いて運転中の内燃機関2の燃料流量を推定することができる。そして、燃料流量推定部15が推定した燃料流量が予め設定した閾値を超えた場合に、運転中の内燃機関2の燃焼状態を異常と判定することができる。このように、内燃機関2の燃料流量を推定し、内燃機関2の燃焼状態を適切に制御することができる。
According to this configuration, the torque component of the internal combustion engine 2 calculated by the fuel flow estimation section 15 using the current information I, and the torque peak and torque peak angle in the fuel flow learning model MB learned by the fuel flow learning section 13. The fuel flow rate of the internal combustion engine 2 during operation can be estimated using the correlation between at least one and the fuel flow rate. Then, when the fuel flow rate estimated by the fuel flow rate estimation unit 15 exceeds a preset threshold value, the combustion state of the internal combustion engine 2 during operation can be determined to be abnormal. In this way, the fuel flow rate of the internal combustion engine 2 can be estimated and the combustion state of the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled.
(L)
燃料流量推定部15が燃料流量を推定する運転中の内燃機関2では、内燃機関2に供給される燃料流量を計測する燃料流量計8が取り外されている。 (L)
In theinternal combustion engine 2 in operation, whose fuel flow rate is estimated by the fuel flow rate estimator 15, the fuel flow meter 8 that measures the fuel flow rate supplied to the internal combustion engine 2 is removed.
燃料流量推定部15が燃料流量を推定する運転中の内燃機関2では、内燃機関2に供給される燃料流量を計測する燃料流量計8が取り外されている。 (L)
In the
この構成によれば、運転中の内燃機関2では必要の無い燃料流量計8が取り外され、単純なシステムを構築することができる。
According to this configuration, the fuel flow meter 8, which is unnecessary for the internal combustion engine 2 in operation, can be removed, and a simple system can be constructed.
(M)
電動機3は、内燃機関2と同じ速度で回転して電磁誘導によって回生電力を生成する3相を有する交流モータである。電動機3と電動機3により生成された回生電力が供給される電力系統との間を2相以上の数で電流を伝達する2以上の電線それぞれから電流情報Iを検出する電流センサ6が設けられている。電流情報取得部11は、電流センサ6が検出する電流情報Iを用いて、内燃機関2の電気角及び機械角の少なくとも1つを演算する。内燃機関2には、内燃機関2に供給される主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを計測する燃料流量計8が取り付けられている。内燃機関2の制御装置1は、電流情報取得部11から取得した電流情報Iを内燃機関2の気筒別の角度同期電流情報に変換し、電流情報Iで得られたピーク特性を角度同期することによって、内燃機関2のトルクピークとトルクピーク角度とを演算するトルク成分演算部12を備える。内燃機関2の制御装置は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピークとトルクピーク角度とを演算し、トルクピークとトルクピーク角度と燃料流量計8から取得した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つとの相関関係を学習することで燃料流量学習モデルMBを生成する燃料流量学習部13を備える。 (M)
The electric motor 3 is a three-phase AC motor that rotates at the same speed as theinternal combustion engine 2 and generates regenerative power by electromagnetic induction. A current sensor 6 is provided to detect current information I from each of two or more electric wires that transmit current in two or more phases between the electric motor 3 and a power system to which regenerated power generated by the electric motor 3 is supplied. There is. The current information acquisition unit 11 uses the current information I detected by the current sensor 6 to calculate at least one of an electrical angle and a mechanical angle of the internal combustion engine 2. A fuel flow meter 8 is attached to the internal combustion engine 2 to measure at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate supplied to the internal combustion engine 2. The control device 1 of the internal combustion engine 2 converts the current information I acquired from the current information acquisition unit 11 into angle-synchronized current information for each cylinder of the internal combustion engine 2, and angle-synchronizes the peak characteristics obtained from the current information I. Accordingly, a torque component calculation unit 12 is provided that calculates the torque peak and torque peak angle of the internal combustion engine 2. The control device for the internal combustion engine 2 uses the current information I in the internal combustion engine 2 to calculate a torque peak and a torque peak after combustion in each cylinder of the internal combustion engine 2 from the torque component of the internal combustion engine 2 calculated by the torque component calculation section 12. fuel flow rate learning that generates a fuel flow rate learning model MB by calculating the angle and learning the correlation between the torque peak, the torque peak angle, and at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate acquired from the fuel flow meter 8. A section 13 is provided.
電動機3は、内燃機関2と同じ速度で回転して電磁誘導によって回生電力を生成する3相を有する交流モータである。電動機3と電動機3により生成された回生電力が供給される電力系統との間を2相以上の数で電流を伝達する2以上の電線それぞれから電流情報Iを検出する電流センサ6が設けられている。電流情報取得部11は、電流センサ6が検出する電流情報Iを用いて、内燃機関2の電気角及び機械角の少なくとも1つを演算する。内燃機関2には、内燃機関2に供給される主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを計測する燃料流量計8が取り付けられている。内燃機関2の制御装置1は、電流情報取得部11から取得した電流情報Iを内燃機関2の気筒別の角度同期電流情報に変換し、電流情報Iで得られたピーク特性を角度同期することによって、内燃機関2のトルクピークとトルクピーク角度とを演算するトルク成分演算部12を備える。内燃機関2の制御装置は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピークとトルクピーク角度とを演算し、トルクピークとトルクピーク角度と燃料流量計8から取得した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つとの相関関係を学習することで燃料流量学習モデルMBを生成する燃料流量学習部13を備える。 (M)
The electric motor 3 is a three-phase AC motor that rotates at the same speed as the
この構成によれば、燃料流量学習部13が電流情報取得部11から取得した電流情報I及び燃料流量計8から取得した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを基に、内燃機関2の主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを学習することができる。したがって、筒内圧センサの検出結果を用いなくても、内燃機関2の主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを推定可能な内燃機関2の制御装置1を提供することができる。ここで、内燃機関2の制御装置1は、筒内圧センサが搭載されていない既存のシステムや筒内圧センサが故障した内燃機関2のシステムを制御対象とする場合がある。その場合でも、内燃機関2の燃料流量を推定することで、内燃機関2の燃焼変動を抑制しつつ電力系統への安定的な電力を供給する安価なシステムを構築することができる。
According to this configuration, the fuel flow rate learning unit 13 determines the internal combustion engine 2 based on the current information I acquired from the current information acquisition unit 11 and at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate acquired from the fuel flow meter 8. At least one of the main fuel flow rate and the secondary fuel flow rate can be learned. Therefore, it is possible to provide a control device 1 for an internal combustion engine 2 that can estimate at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate of the internal combustion engine 2 without using the detection result of the cylinder pressure sensor. Here, the control device 1 for the internal combustion engine 2 may control an existing system in which a cylinder pressure sensor is not installed or a system for the internal combustion engine 2 in which the cylinder pressure sensor has failed. Even in that case, by estimating the fuel flow rate of the internal combustion engine 2, it is possible to construct an inexpensive system that supplies stable power to the power grid while suppressing combustion fluctuations of the internal combustion engine 2.
(N)
燃料流量推定部15は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピークとトルクピーク角度とを演算した演算結果、かつ、燃料流量学習モデルMBにおけるトルクピークとトルクピーク角度と主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つとの相関関係に基づき、運転中の内燃機関2の主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを推定する。燃料流量推定部15は、運転中の内燃機関2の主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つが予め設定した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つが正常か異常かを分ける閾値を超えた場合に、運転中の内燃機関2の燃焼状態を異常と判定する。内燃機関2の制御装置1は、運転中の内燃機関2の燃焼状態が異常である場合に、運転中の内燃機関2の燃焼状態が異常を通知する表示部16及び報知部17を備える。 (N)
The fuel flow estimation unit 15 uses the current information I in theinternal combustion engine 2 to calculate the torque peak and torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine 2 from the torque component of the internal combustion engine 2 calculated by the torque component calculation unit 12. The main fuel flow rate and Estimate at least one of the secondary fuel flow rates. The fuel flow rate estimating unit 15 detects when at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate of the internal combustion engine 2 during operation exceeds a preset threshold value for determining whether at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate is normal or abnormal. Then, the combustion state of the internal combustion engine 2 during operation is determined to be abnormal. The control device 1 for the internal combustion engine 2 includes a display section 16 and a notification section 17 that notify that the combustion state of the internal combustion engine 2 during operation is abnormal when the combustion state of the internal combustion engine 2 during operation is abnormal.
燃料流量推定部15は、内燃機関2における電流情報Iを用いて、トルク成分演算部12により演算された内燃機関2のトルク成分から内燃機関2の各気筒燃焼後でのトルクピークとトルクピーク角度とを演算した演算結果、かつ、燃料流量学習モデルMBにおけるトルクピークとトルクピーク角度と主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つとの相関関係に基づき、運転中の内燃機関2の主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを推定する。燃料流量推定部15は、運転中の内燃機関2の主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つが予め設定した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つが正常か異常かを分ける閾値を超えた場合に、運転中の内燃機関2の燃焼状態を異常と判定する。内燃機関2の制御装置1は、運転中の内燃機関2の燃焼状態が異常である場合に、運転中の内燃機関2の燃焼状態が異常を通知する表示部16及び報知部17を備える。 (N)
The fuel flow estimation unit 15 uses the current information I in the
この構成によれば、燃料流量推定部15が電流情報Iを用いて演算した内燃機関の2トルク成分、かつ、燃料流量学習部13にて学習した燃料流量学習モデルMBにおけるトルクピークとトルクピーク角度と主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つとの相関関係を用いて運転中の内燃機関2の主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを推定することができる。そして、燃料流量推定部15が推定した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つが予め設定した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つの正常と異常とを分ける閾値を超えた場合に、運転中の内燃機関2の燃焼状態を異常と判定することができる。このように、内燃機関2の主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを推定し、内燃機関2の燃焼状態を適切に制御することができる。
According to this configuration, the two torque components of the internal combustion engine calculated by the fuel flow estimation section 15 using the current information I, and the torque peak and torque peak angle in the fuel flow learning model MB learned by the fuel flow learning section 13. At least one of the main fuel flow rate and the sub fuel flow rate of the internal combustion engine 2 during operation can be estimated using the correlation between the main fuel flow rate and at least one of the main fuel flow rate and the sub fuel flow rate. If at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate estimated by the fuel flow rate estimation unit 15 exceeds a preset threshold value that distinguishes between normality and abnormality of at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate, The combustion state of the internal combustion engine 2 can be determined to be abnormal. In this way, at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate of the internal combustion engine 2 can be estimated, and the combustion state of the internal combustion engine 2 can be appropriately controlled.
(O)
燃料流量推定部15が主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを推定する運転中の内燃機関2では、内燃機関2に供給される主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを計測する燃料流量計8が取り外されている。 (O)
In an operatinginternal combustion engine 2 in which the fuel flow rate estimator 15 estimates at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate, the fuel flow rate estimation unit 15 measures at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate supplied to the internal combustion engine 2. Flow meter 8 has been removed.
燃料流量推定部15が主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを推定する運転中の内燃機関2では、内燃機関2に供給される主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを計測する燃料流量計8が取り外されている。 (O)
In an operating
この構成によれば、運転中の内燃機関2では必要の無い燃料流量計8が取り外され、単純なシステムを構築することができる。
According to this configuration, the fuel flow meter 8, which is unnecessary for the internal combustion engine 2 in operation, can be removed, and a simple system can be constructed.
以上、実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
Although the embodiments have been described above, the above embodiments merely show a part of the application examples of the present invention, and are not intended to limit the technical scope of the present invention to the specific configurations of the above embodiments.
1…内燃機関の制御装置、2…内燃機関、3…電動機、4…電源、5…コントロールユニット、6…電流センサ、7…カムセンサ、8…燃料流量計、11…電流情報取得部、12…トルク成分演算部、13…燃料流量学習部、14…メモリ、15…燃料流量推定部、16…表示部、17…報知部、100…エンジンシステム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Control device for internal combustion engine, 2... Internal combustion engine, 3... Electric motor, 4... Power supply, 5... Control unit, 6... Current sensor, 7... Cam sensor, 8... Fuel flow meter, 11... Current information acquisition unit, 12... Torque component calculation section, 13...Fuel flow rate learning section, 14...Memory, 15...Fuel flow rate estimation section, 16...Display section, 17...Notification section, 100...Engine system
Claims (15)
- 内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関と接続された電動機から電流情報を取得する電流情報取得部と、
前記電流情報取得部から取得した前記電流情報を基に、前記内燃機関の燃料流量を推定する燃料流量推定部と、
を備える
内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine,
a current information acquisition unit that acquires current information from an electric motor connected to the internal combustion engine;
a fuel flow rate estimation unit that estimates a fuel flow rate of the internal combustion engine based on the current information acquired from the current information acquisition unit;
A control device for an internal combustion engine. - 請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関における前記電流情報を用いて、前記内燃機関のトルク成分を演算するトルク成分演算部と、
前記内燃機関における前記電流情報を用いて、前記トルク成分演算部により演算された前記内燃機関のトルク成分から前記内燃機関の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つを演算し、トルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと燃料流量との相関関係を学習することで学習モデルを生成する燃料流量学習部と、
を備え、
前記燃料流量推定部は、前記内燃機関における前記電流情報を用いて、前記トルク成分演算部により演算された前記内燃機関のトルク成分から前記内燃機関の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つを演算した演算結果、かつ、前記学習モデルにおけるトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと燃料流量との相関関係に基づき、前記内燃機関の燃料流量を推定する
内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1,
a torque component calculation unit that calculates a torque component of the internal combustion engine using the current information in the internal combustion engine;
Using the current information in the internal combustion engine, calculate at least one of a torque peak and a torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine from the torque component of the internal combustion engine calculated by the torque component calculation unit. , a fuel flow rate learning unit that generates a learning model by learning the correlation between at least one of the torque peak and the torque peak angle and the fuel flow rate;
Equipped with
The fuel flow rate estimation unit uses the current information in the internal combustion engine to calculate a torque peak and a torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine from the torque component of the internal combustion engine calculated by the torque component calculation unit. A control device for an internal combustion engine that estimates a fuel flow rate of the internal combustion engine based on a calculation result of at least one of the above and a correlation between the fuel flow rate and at least one of a torque peak and a torque peak angle in the learning model. - 請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料流量推定部は、推定した前記内燃機関の燃料流量が予め設定した燃料流量の正常と燃料流量の異常とを分ける閾値を超えた場合に、前記内燃機関の燃焼状態を異常と判定する
内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1,
The fuel flow estimator determines that the combustion state of the internal combustion engine is abnormal when the estimated fuel flow rate of the internal combustion engine exceeds a preset threshold value that distinguishes between a normal fuel flow rate and an abnormal fuel flow rate. Engine control equipment. - 請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関における前記電流情報を用いて、前記内燃機関のトルク成分を演算するトルク成分演算部と、
前記内燃機関における前記電流情報を用いて、前記トルク成分演算部により演算された前記内燃機関のトルク成分から前記内燃機関の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度を演算し、トルクピークとトルクピーク角度と主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つとの相関関係を学習することで学習モデルを生成する燃料流量学習部と、
を備え、
前記燃料流量推定部は、前記内燃機関における前記電流情報を用いて、前記トルク成分演算部により演算された前記内燃機関のトルク成分から前記内燃機関の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度を演算した演算結果、かつ、前記学習モデルにおけるトルクピークとトルクピーク角度と主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つとの相関関係と、に基づき、運転中の前記内燃機関の主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを推定する
内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1,
a torque component calculation unit that calculates a torque component of the internal combustion engine using the current information in the internal combustion engine;
Using the current information in the internal combustion engine, calculate the torque peak and torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine from the torque component of the internal combustion engine calculated by the torque component calculation unit, and calculate the torque peak and torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine. a fuel flow rate learning unit that generates a learning model by learning the correlation between the torque peak angle and at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate;
Equipped with
The fuel flow rate estimation unit uses the current information in the internal combustion engine to calculate a torque peak and a torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine from the torque component of the internal combustion engine calculated by the torque component calculation unit. and the correlation between the torque peak and torque peak angle in the learning model and at least one of the main fuel flow rate and the sub fuel flow rate, the main fuel flow rate and the sub fuel flow rate of the internal combustion engine during operation are calculated. A control device for an internal combustion engine that estimates at least one fuel flow rate. - 請求項4に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料流量推定部は、推定した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つが予め設定した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つの正常と異常とを分ける閾値を超えた場合に、前記内燃機関の燃焼状態を異常と判定する
内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine control device according to claim 4,
The fuel flow estimating unit is configured to detect the internal combustion engine when at least one of the estimated main fuel flow rate and the sub fuel flow rate exceeds a preset threshold value that distinguishes between normality and abnormality of at least one of the main fuel flow rate and the sub fuel flow rate. An internal combustion engine control device that determines the combustion state of the engine as abnormal. - 請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関を燃焼させる燃料は、レギュラーガソリン又はハイオクタンガソリン、軽油、食廃油、水素又はバイオマス燃料である
内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1,
The fuel that the internal combustion engine combusts is regular gasoline, high octane gasoline, light oil, food waste oil, hydrogen, or biomass fuel. A control device for an internal combustion engine. - 請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記電動機は、前記内燃機関と同じ速度で回転して電磁誘導によって回生電力を生成する3相を有する交流モータであり、
前記電動機と前記電動機により生成された回生電力が供給される電力系統との間を2相以上の数で電流を伝達する2以上の電線それぞれから前記電流情報を検出する電流センサが設けられ、
前記電流情報取得部は、前記電流センサが検出する前記電流情報を用いて、前記内燃機関の電気角及び機械角の少なくとも1つを演算する
内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1,
The electric motor is a three-phase AC motor that rotates at the same speed as the internal combustion engine and generates regenerative power by electromagnetic induction,
A current sensor is provided that detects the current information from each of two or more electric wires that transmit current in two or more phases between the electric motor and a power system to which regenerated power generated by the electric motor is supplied,
The current information acquisition unit calculates at least one of an electrical angle and a mechanical angle of the internal combustion engine using the current information detected by the current sensor. - 請求項7に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は、第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせるカムトリガ信号と各気筒燃焼区間を知らせるカムトリガ信号とを発するカムセンサを有し、
前記電流情報取得部は、前記カムセンサの第一気筒の気筒燃焼区間の始まりを知らせる時及び各気筒燃焼区間を知らせるカムトリガ信号時に発するカムトリガ信号と、前記電流情報から得られる交流電流値の振幅データ数と、をカウントして前記内燃機関の各気筒の上死点を0度とした機械角を求める
内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine control device according to claim 7,
The internal combustion engine includes a cam sensor that emits a cam trigger signal that indicates the start of a cylinder combustion section of the first cylinder and a cam trigger signal that indicates each cylinder combustion section,
The current information acquisition unit is configured to acquire a cam trigger signal that is emitted when notifying the start of the cylinder combustion section of the first cylinder of the cam sensor and at the time of a cam trigger signal that notifies each cylinder combustion section, and the number of amplitude data of the alternating current value obtained from the current information. A control device for an internal combustion engine, which calculates a mechanical angle with the top dead center of each cylinder of the internal combustion engine as 0 degrees by counting and. - 請求項7に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記電流情報取得部は、前記電流情報に基づいて、前記内燃機関と回転速度が同期する前記電動機の極数から電気角を求める
内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine control device according to claim 7,
The current information acquisition unit obtains an electrical angle based on the current information from the number of poles of the electric motor whose rotational speed is synchronized with that of the internal combustion engine. - 請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記電動機は、前記内燃機関と同じ速度で回転して電磁誘導によって回生電力を生成する3相を有する交流モータであり、
前記電動機と前記電動機により生成された回生電力が供給される電力系統との間を2相以上の数で電流を伝達する2以上の電線それぞれから前記電流情報を検出する電流センサが設けられ、
前記電流情報取得部は、前記電流センサが検出する前記電流情報を用いて、前記内燃機関の電気角及び機械角の少なくとも1つを演算し、
前記内燃機関には、前記内燃機関に供給される燃料流量を計測する燃料流量計が取り付けられ、
前記電流情報取得部から取得した前記電流情報を前記内燃機関の気筒別の角度同期電流情報に変換し、前記電流情報で得られたピーク特性を角度同期することによって、前記内燃機関のトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つを演算するトルク成分演算部と、
前記内燃機関における前記電流情報を用いて、前記トルク成分演算部により演算された前記内燃機関のトルク成分から前記内燃機関の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つを演算し、トルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと前記燃料流量計から取得した燃料流量との相関関係を学習することで学習モデルを生成する燃料流量学習部と、
を備える
内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1,
The electric motor is a three-phase AC motor that rotates at the same speed as the internal combustion engine and generates regenerative power by electromagnetic induction,
A current sensor is provided that detects the current information from each of two or more electric wires that transmit current in two or more phases between the electric motor and a power system to which regenerated power generated by the electric motor is supplied,
The current information acquisition unit calculates at least one of an electrical angle and a mechanical angle of the internal combustion engine using the current information detected by the current sensor,
A fuel flow meter is attached to the internal combustion engine to measure the flow rate of fuel supplied to the internal combustion engine,
By converting the current information acquired from the current information acquisition unit into angle-synchronized current information for each cylinder of the internal combustion engine and angle-synchronizing the peak characteristics obtained from the current information, the torque peak and a torque component calculation unit that calculates at least one torque peak angle;
Using the current information in the internal combustion engine, calculate at least one of a torque peak and a torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine from the torque component of the internal combustion engine calculated by the torque component calculation unit. , a fuel flow rate learning unit that generates a learning model by learning a correlation between at least one of a torque peak and a torque peak angle and the fuel flow rate obtained from the fuel flow meter;
A control device for an internal combustion engine. - 請求項10に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料流量推定部は、前記内燃機関における前記電流情報を用いて、前記トルク成分演算部により演算された前記内燃機関のトルク成分から前記内燃機関の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つを演算した演算結果、かつ、前記学習モデルにおけるトルクピーク及びトルクピーク角度の少なくとも1つと燃料流量との相関関係と、に基づき、運転中の前記内燃機関の燃料流量を推定し、運転中の前記内燃機関の燃料流量が予め設定した燃料流量の正常と燃料流量の異常とを分ける閾値を超えた場合に、運転中の前記内燃機関の燃焼状態を異常と判定し、
運転中の前記内燃機関の燃焼状態が異常である場合に、燃焼状態の異常を通知する通知部を備える
内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine control device according to claim 10,
The fuel flow rate estimation unit uses the current information in the internal combustion engine to calculate a torque peak and a torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine from the torque component of the internal combustion engine calculated by the torque component calculation unit. Estimating the fuel flow rate of the internal combustion engine during operation based on the calculation result of at least one of the following, and the correlation between the fuel flow rate and at least one of the torque peak and the torque peak angle in the learning model, determining that the combustion state of the internal combustion engine during operation is abnormal when the fuel flow rate of the internal combustion engine during operation exceeds a preset threshold value that separates a normal fuel flow rate and an abnormal fuel flow rate;
A control device for an internal combustion engine, comprising: a notification section that notifies an abnormal combustion state when the combustion state of the internal combustion engine during operation is abnormal. - 請求項11に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料流量推定部が燃料流量を推定する運転中の前記内燃機関では、前記内燃機関に供給される燃料流量を計測する燃料流量計が取り外されている
内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine control device according to claim 11,
A control device for an internal combustion engine, in which a fuel flow meter for measuring a fuel flow rate supplied to the internal combustion engine is removed from the internal combustion engine during operation when the fuel flow rate estimator estimates the fuel flow rate. - 請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記電動機は、前記内燃機関と同じ速度で回転して電磁誘導によって回生電力を生成する3相を有する交流モータであり、
前記電動機と前記電動機により生成された回生電力が供給される電力系統との間を2相以上の数で電流を伝達する2以上の電線それぞれから前記電流情報を検出する電流センサが設けられ、
前記電流情報取得部は、前記電流センサが検出する前記電流情報を用いて、前記内燃機関の電気角及び機械角の少なくとも1つを演算し、
前記内燃機関には、前記内燃機関に供給される主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを計測する燃料流量計が取り付けられ、
前記電流情報取得部から取得した前記電流情報を前記内燃機関の気筒別の角度同期電流情報に変換し、前記電流情報で得られたピーク特性を角度同期することによって、前記内燃機関のトルクピーク及びトルクピーク角度を演算するトルク成分演算部と、
前記内燃機関における前記電流情報を用いて、前記トルク成分演算部により演算された前記内燃機関のトルク成分から前記内燃機関の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度を演算し、トルクピークとトルクピーク角度と前記燃料流量計から取得した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つとの相関関係を学習することで学習モデルを生成する燃料流量学習部と、
を備える
内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1,
The electric motor is a three-phase AC motor that rotates at the same speed as the internal combustion engine and generates regenerative power by electromagnetic induction,
A current sensor is provided that detects the current information from each of two or more electric wires that transmit current in two or more phases between the electric motor and a power system to which regenerated power generated by the electric motor is supplied,
The current information acquisition unit calculates at least one of an electrical angle and a mechanical angle of the internal combustion engine using the current information detected by the current sensor,
A fuel flow meter is attached to the internal combustion engine to measure at least one of a main fuel flow rate and a secondary fuel flow rate supplied to the internal combustion engine,
By converting the current information acquired from the current information acquisition unit into angle-synchronized current information for each cylinder of the internal combustion engine and angle-synchronizing the peak characteristics obtained from the current information, the torque peak and a torque component calculation unit that calculates a torque peak angle;
Using the current information in the internal combustion engine, calculate the torque peak and torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine from the torque component of the internal combustion engine calculated by the torque component calculation unit, and calculate the torque peak and torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine. a fuel flow rate learning unit that generates a learning model by learning the correlation between the torque peak angle and at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate obtained from the fuel flow meter;
A control device for an internal combustion engine. - 請求項13に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料流量推定部は、前記内燃機関における前記電流情報を用いて、前記トルク成分演算部により演算された前記内燃機関のトルク成分から前記内燃機関の各気筒燃焼後でのトルクピーク及びトルクピーク角度を演算した演算結果、かつ、前記学習モデルにおけるトルクピークとトルクピーク角度と主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つとの相関関係と、に基づき、運転中の前記内燃機関の主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを推定し、運転中の前記内燃機関の主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つが予め設定した主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つの正常と異常とを分ける閾値を超えた場合に、運転中の前記内燃機関の燃焼状態を異常と判定し、
運転中の前記内燃機関の燃焼状態が異常である場合に、燃焼状態の異常を通知する通知部を備える
内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine control device according to claim 13,
The fuel flow rate estimation unit uses the current information in the internal combustion engine to calculate a torque peak and a torque peak angle after combustion in each cylinder of the internal combustion engine from the torque component of the internal combustion engine calculated by the torque component calculation unit. and the correlation between the torque peak and torque peak angle in the learning model and at least one of the main fuel flow rate and the sub fuel flow rate, the main fuel flow rate and the sub fuel flow rate of the internal combustion engine during operation are calculated. At least one of the fuel flow rates is estimated, and at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate of the internal combustion engine during operation is set to a preset threshold value that distinguishes between normality and abnormality of at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate. If it exceeds, the combustion state of the internal combustion engine during operation is determined to be abnormal;
A control device for an internal combustion engine, comprising: a notification section that notifies an abnormal combustion state when the combustion state of the internal combustion engine during operation is abnormal. - 請求項14に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記燃料流量推定部が主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを推定する運転中の前記内燃機関では、前記内燃機関に供給される主燃料流量及び副燃料流量の少なくとも1つを計測する燃料流量計が取り外されている
内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine control device according to claim 14,
In the internal combustion engine in operation, in which the fuel flow estimator estimates at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate, the fuel flow rate estimator measures at least one of the main fuel flow rate and the auxiliary fuel flow rate supplied to the internal combustion engine. Internal combustion engine control unit with flow meter removed.
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