JP2002506169A - Calculation method of indicated mean pressure of internal combustion engine - Google Patents
Calculation method of indicated mean pressure of internal combustion engineInfo
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Abstract
(57)【要約】 弁が閉じられている時のエンジンの動作を表す曲線の部分である、シリンダの容積と共に変化するシリンダ内の圧力サイクルの正のループの図示平均圧力を、上記エンジンに流入する空気流量と、上記エンジンのコレクタ内の圧力と、動作回転数 N と、点火時期進度と、動作リッチネスとの関数として計算することによる、点火制御エンジンのトルク推定方法。正のループの図示平均圧力 PMI+ は、リッチネス Ri が１に等しく、最適点火時期進度である場合についての図示平均圧力 PMI+ｏｐｔ，Ｒｉ＝１ と、リッチネス係数 πＲｉ と、点火時期進度効率 πＡＶ との積に等しい。リッチネスが１に等しく、最適点火時期進度である場合についての図示平均圧力は、エンジンに流入する空気量と、コレクタ内の圧力と動作回転数 N とに依存する係数 K との積に等しい。 (57) Abstract: The indicated average pressure of the positive loop of the pressure cycle in the cylinder, which varies with the cylinder volume, is part of the curve representing the operation of the engine when the valve is closed, flows into the engine. A method for estimating the torque of an ignition control engine by calculating as a function of the air flow to be generated, the pressure in the collector of the engine, the operating speed N, the ignition timing advance, and the operating richness. The indicated mean pressure PMI + of the positive loop is equal to the indicated mean pressure PMI + opt, Ri = 1 , the richness coefficient π Ri, and the ignition timing progress efficiency π AV for the case where the richness Ri is equal to 1 and the optimum ignition timing progress. Equal to the product of The indicated average pressure for the case where the richness is equal to 1 and the optimum ignition timing advance is equal to the product of the amount of air flowing into the engine and the coefficient K depending on the pressure in the collector and the operating speed N.
Description
【０００１】 本発明は、内燃エンジンの分野に関するものである。この分野においては、エ
ンジンの制御、調節手段の改良発展に伴って、エンジンの動作に関する質的要求
が増大し、エンジンの全体的な動作の正確な制御が益々要求されている。[0001] The present invention relates to the field of internal combustion engines. In this field, qualitative requirements regarding the operation of the engine are increasing with the improvement and development of the means for controlling and adjusting the engine, and accurate control of the overall operation of the engine is increasingly required.
【０００２】 内燃エンジンの制御及び調節手段には、リッチネスプローブ、モータ付きスロ
ットルバルブ、完全電子式の点火装置等が含まれる。特に、エンジントルクの総
量を、リッチネス、回転数、空気充填量、点火時期進度等の適用動作パラメタの
関数として知ることによって、自動車に装備され、エンジンから直接または間接
にエネルギの供給を要する、空調装置、パワーステアリング、自動変速機、アン
チスリップ及び軌道制御装置等のアクセサリを考慮に入れて、エンジンの動作を
正確に制御することが可能となることが予想される。[0002] Means for controlling and adjusting the internal combustion engine include a richness probe, a throttle valve with a motor, a completely electronic ignition device, and the like. In particular, knowing the total amount of engine torque as a function of applicable operating parameters, such as richness, speed, air charge, ignition timing advance, etc., makes it possible to provide air conditioning, It is anticipated that the operation of the engine will be able to be accurately controlled, taking into account accessories such as equipment, power steering, automatic transmissions, anti-slip and trajectory control devices.
【０００３】 エンジンが動作中に、エンジンのトルクを特殊なセンサによって直接測定する
ことが提案されている。例えば、エンジンのフライホイールに固定された計測リ
ムの歯の列が通過する周期を固定のセンサによって測定することによって、エン
ジンのトルクを計測することが可能である。[0003] It has been proposed that the torque of the engine be measured directly by a special sensor while the engine is running. For example, it is possible to measure the torque of the engine by measuring, with a fixed sensor, the period in which the rows of teeth of the measuring rim fixed to the flywheel of the engine pass.
【０００４】 また、エンジンに取り付けられた空気流量計、リッチネスプローブ、点火及び
回転数センサ、コレクタ圧力及び温度センサ等のような種々のセンサを用いてエ
ンジンのトルクを計算することが提案されている。フランス公報、第91 11 919 号によれば、最適点火時期進度におけるエンジンの有効トルクは、回転数とコレ
クタ圧力の関数として作図法で求められる。次いで、このトルクに、回転数の関
数である数表を用いて摩擦トルクを加算して、図示ガストルクを求める。次いで
、この図示ガストルクを、特定の点火時期進度効率によって補正する。このガス
トルクから新たに摩擦による損失を差し引いて、適用されている点火時期に対応
する実際のトルクを最終的に求める。It has also been proposed to calculate engine torque using various sensors mounted on the engine, such as air flow meters, richness probes, ignition and speed sensors, collector pressure and temperature sensors, and the like. . According to French Patent Publication No. 91 11 919, the effective torque of the engine at the optimum ignition timing advance is determined by a drawing method as a function of the speed and the collector pressure. Next, a frictional torque is added to this torque using a numerical table that is a function of the number of revolutions to obtain the indicated gas torque. Next, the indicated gas torque is corrected by a specific ignition timing advance efficiency. The actual torque corresponding to the applied ignition timing is finally obtained by newly subtracting the loss due to friction from this gas torque.
【０００５】 また、公報、WO-96 35 874には、リッチネスが１で、点火時期進度が最適点火
時期進度であるトルクを作図法で求め、点火時期進度が最適点火時期進度から外
れるにつれてトルクが低下するという一つの法則に従う点火時期進度効率によっ
て補正することが記載されている。[0005] Further, in the publication, WO-96 35874, a torque having a richness of 1 and an ignition timing advance corresponding to an optimum ignition timing advance is obtained by a drawing method, and as the ignition timing progress deviates from the optimum ignition timing advance, the torque is reduced. It is described that the correction is made by the ignition timing progress efficiency according to one law of decreasing.
【０００６】 しかしながら、これらの文献に記載された方法では、トルクの値を十分精密に
推定することはできず、従って、燃料消費の減少のためであれ、燃焼放出物の減
少のためであれ、エンジンの最大効率の達成を可能にする最適な制御はできない
。However, the methods described in these documents do not allow the value of the torque to be estimated with sufficient precision, and therefore, whether due to reduced fuel consumption or reduced combustion emissions, There is no optimal control that allows the maximum efficiency of the engine to be achieved.
【０００７】 本発明は、特に正確に定義された点火時期進度効率を使用して、上記の提案さ
れた方法の問題点を解決することを目的とする。The present invention aims at solving the problems of the above-mentioned proposed method, in particular using a precisely defined ignition timing advance efficiency.
【０００８】 本発明による点火制御エンジンのトルク推定方法は、エンジンの弁が閉じられ
ている時のエンジンの動作を表す曲線の一部である、シリンダの容積と共に変化
するシリンダ内の圧力サイクルの正のループの図示平均圧力の計算によって実行
される。この推定は、上記エンジンに流入する空気流量と、上記エンジンのコレ
クタ内の圧力と、動作回転数 N と、点火時期進度 AV と、燃焼の見かけのリッ チネス Ri との関数として計算して実行される。正のループの上記図示平均圧力
PMI+ は、リッチネスが１に等しく、最適点火時期進度である場合についての正
のループの図示平均圧力 PMI+ｏｐｔ，Ｒｉ＝１ と、リッチネス係数 πＲｉ と
、点火時期進度効率 πＡＶ との積に等しく、リッチネス Ri が１に等しく、最
適点火時期進度である場合についての正のループの上記図示平均圧力は、上記エ
ンジンに流入するストローク（４シリンダのクランク軸の１／２回転）当りの空
気量と、上記コレクタ内の圧力と上記動作回転数 N とに依存する係数 K との積
に等しい。このように、エンジンの制御計算機によって現実に使用可能にするた
めに十分に簡単な公式化を用いる。A method for estimating the torque of an ignition control engine according to the present invention is a method of estimating a positive pressure cycle in a cylinder that varies with the volume of the cylinder, which is part of a curve representing the operation of the engine when the engine valve is closed. Is performed by calculating the indicated average pressure of the loop of FIG. This estimation is performed by calculating as a function of the flow rate of air flowing into the engine, the pressure in the collector of the engine, the operating speed N, the ignition timing advance AV, and the apparent richness Ri of the combustion. You. Above indicated average pressure of positive loop
PMI + is equal to the product of the indicated mean pressure PMI + opt, Ri = 1 of the positive loop, the richness coefficient π Ri, and the ignition timing advancement efficiency π AV in the case where the richness is equal to 1 and the optimal ignition timing advance is made. , The richness Ri is equal to 1 and the optimal ignition timing advance is the indicated average pressure of the positive loop is the amount of air per stroke (1/2 rotation of a 4-cylinder crankshaft) flowing into the engine. , And the product of the pressure in the collector and the coefficient K depending on the operating speed N. Thus, a formulation is used that is simple enough to make it practically usable by the control computer of the engine.
【０００９】 １実施の形態においては、上記リッチネス係数 πＲｉ は上記リッチネス Ri
に依存する変数であり、上記リッチネス Ri が１に等しい場合には１に等しい。In one embodiment, the richness coefficient π Ri is equal to the richness Ri.
And is equal to 1 when the richness Ri is equal to 1.
【００１０】 有利には、上記点火時期進度効率 πＡＶ は、動作点の最適点火時期進度と適
用点火時期進度との距離についての２次関数の回帰多項式に従い、上記回帰多項
式の曲率は最適点火時期進度と上記リッチネス Ri との関数であるところの変数
P に依存し、 πＡＶ = 1 - P × (AV - AVｏｐｔ)２ である。[0010] Advantageously, the ignition timing progress efficiency [pi AV, in accordance with the regression polynomial quadratic function of the distance between the applied ignition timing progress optimum ignition timing progress of the operating point, the curvature of the regression polynomial optimum ignition timing A variable that is a function of the progress and the richness Ri above
Depending on the P, π AV = 1 - P × - is (AV AV opt) 2.
【００１１】 上記正のループの点火時期進度と共に変化する PMI+ の変化は、実測点に近接
する２次曲線によってモデル化される。The change in PMI + that changes with the progress of the ignition timing of the positive loop is modeled by a quadratic curve close to the actual measurement point.
【００１２】 望ましくは、最適点火時期進度の値により近い測定点において、より重要であ
ると認められる実測点に、次式： A(i) = Aｍｉｎ + (PMI+(i) - PMI+ｍｉｎ)×(Aｍａｘ - Aｍｉｎ)/(PMI+ｍａ ｘ - PMI+ｍｉｎ) ここに、Aｍｉｎ は図示平均圧力 PMI+ の測定最小値に結びつけられる最小重
み、Aｍａｘ は図示平均圧力 PMI+ の測定最大値に結びつけられる最大重み、 に従う重み A の重み付けを、 最小化基準： min [ΣｉA(i)２ × (PMI+(i)mes - PMI+(i)calc)２] ここに、i は１つの曲線における測定点の番号、PMI+(i)mes は i 番の点で測
定された図示平均圧力 PMI+ 、PMI+(i)calc は i 番の点における数学的な近似 によって計算された図示平均圧力 PMI+ 、 を使用して実行する。Preferably, at the measurement point closer to the value of the optimum ignition timing progress, the actual measurement point recognized as more important is: A (i) = A min + (PMI + (i) -PMI + min ) × (a max - a min) / (PMI + ma x - PMI + min) here, a min is tied minimum weight to be bound to the measured minimum value of the indicated mean pressure PMI +, a max is the measured maximum value of the indicated mean pressure PMI + The maximum weight, weighting of the weight A according to, minimization criterion: min [Σ i A (i) 2 × (PMI + (i) mes−PMI + (i) calc) 2 ] where i is a measurement point in one curve , PMI + (i) mes is the indicated mean pressure PMI + measured at point i, and PMI + (i) calc is the indicated mean pressure PMI + calculated by mathematical approximation at point i. Execute.
【００１３】 実際、点火制御エンジンの性能の高さを表現するために、シリンダの容積と共
に変化するシリンダ内の圧力サイクルの正のループの図示平均圧力の推定を利用
する。この推定は、シリンダの中の燃焼の際の回収可能な潜在的な仕事を考察せ
ず、各エンジンに固有の、摩擦平均圧力 PMF によって特徴づけられる可動装備 品の摩擦とその分布や、同じく吸気または排気弁が開いている時のエンジンの動
作に相当する圧力サイクル（ = f(volume)）の負のループのような、幾つかの拘
束から解放することを可能にする。Indeed, to represent the high performance of the ignition control engine, an estimate of the indicated mean pressure of the positive loop of the pressure cycle in the cylinder, which varies with the volume of the cylinder, is used. This estimate does not consider the potential recoverable work during combustion in the cylinders, but considers the friction and distribution of moving equipment, which is characterized by the mean frictional pressure PMF specific to each engine, and also the intake air. Or to release from some constraints, such as a negative loop of pressure cycles (= f (volume)) corresponding to the operation of the engine when the exhaust valve is open.
【００１４】 本発明は、実施の形態の詳細な説明を読むことによって一層よく理解されるで
あろう。ここに示す実施の形態は、限定的でない例として、添付図面によって明
示するものである。The present invention will be better understood from reading the detailed description of the embodiments. The embodiments shown here are specified by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings.
【００１５】 図１は、シリンダの容積と共に変化する圧力を示すグラフを示す。FIG. 1 shows a graph illustrating the pressure that varies with the volume of the cylinder.
【００１６】 図２は、正のループの図示平均圧力の、点火時期進度による変化を示すグラフ
である。FIG. 2 is a graph showing a change in the indicated average pressure of the positive loop depending on the advance of the ignition timing.
【００１７】 図３は、重み付けありと、重み付けなしとで、それぞれ求めた、図２と同様な
グラフである。FIG. 3 is a graph similar to FIG. 2, obtained with and without weighting.
【００１８】 図４は、エンジン回転数と、空気流量と、コレクタ圧力と、点火時期進度との
関数としてトルクの値を求める作業を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an operation for obtaining a torque value as a function of the engine speed, the air flow rate, the collector pressure, and the ignition timing advance.
【００１９】 図５は、図４に示すトルクブロックの作用を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the operation of the torque block shown in FIG.
【００２０】 図６は、点火時期進度効率を求める作業を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an operation for obtaining the ignition timing advance efficiency.
【００２１】 図１に示すように、点火制御の内燃エンジンのシリンダ内を支配する圧力のシ
リンダの容積の関数としての変化は、吸気弁と排気弁が閉じられている時のエン
ジンの動作に相当する正のループと、吸気弁または排気弁が開かれている、排気
行程と吸入行程におけるエンジンの動作に相当する負のループとの、２つの主要
なループに分けられる。As shown in FIG. 1, the change in pressure governing the cylinders of an internal combustion engine for ignition control as a function of cylinder volume corresponds to the operation of the engine when the intake and exhaust valves are closed. The main loop is divided into two main loops: a positive loop, in which an intake valve or an exhaust valve is opened, and a negative loop, which corresponds to the operation of the engine in an exhaust stroke and an intake stroke in which an intake valve or an exhaust valve is opened.
【００２２】 従って、機械的エネルギの形で回収される仕事は、正のループの図示平均圧力
PMI+ から負のループの図示平均圧力 PMI- と摩擦平均圧力 PMF とを差し引い たものに等しい。Thus, the work recovered in the form of mechanical energy is the indicated mean pressure of the positive loop
It is equal to PMI + minus the indicated mean pressure PMI- of the negative loop and the friction mean pressure PMF.
【００２３】 正のループの図示平均圧力 PMI+ は、点火時期進度が最適点火時期進度であり
、リッチネスが１である場合の図示平均圧力に、リッチネス係数と点火時期進度
効率とを乗算して推定できる。すなわち、 PMI+ = PMI+ｏｐｔ，Ｒｉ＝１ × πＲｉ × πＡＶ 。The indicated average pressure PMI + of the positive loop can be estimated by multiplying the indicated average pressure when the ignition timing advance is the optimum ignition timing advance and richness is 1 by a richness coefficient and the ignition timing advance efficiency. . That is, PMI + = PMI + opt, Ri = 1 × π Ri × π AV .
【００２４】 リッチネス Ri が１に等しいときには、 πＲｉ = 1 である。リッチネス Ri
が１であり、点火時期進度が最適点火時期進度である場合のエンジンの図示平均
圧力は、ストローク（４シリンダのクランク軸の１／２回転）当りにエンジンへ
流入する空気流量 Qｒ と、コレクタ内の圧力 Pｃｏｌ と回転数 N とに同時に 依存する係数 K との積に等しい。すなわち、 PMI+ｏｐｔ，Ｒｉ＝１ = K(Pｃｏｌ,N) × Qｒ 。When the richness Ri is equal to 1, π Ri = 1. Richness Ri
Is but 1, indicated mean pressure of the engine when the ignition timing progress is progress optimum ignition timing, the air flow rate Q r flowing into the engine per (1/2 rotation of the crankshaft 4 cylinder) stroke, the collector Equal to the product of the pressure P col and the coefficient K, which depends simultaneously on the rotational speed N. That is, PMI + opt, Ri = 1 = K ( Pcol , N) * Qr .
【００２５】 係数 K は、リッチネス Ri が１であるときの、エンジンの燃焼効率を表す作 図法の値である。点火時期進度効率 πＡＶ は、正のループの図示平均圧力 PMI
+ の点火時期進度の関数としての変化を特徴づける。この変化は、動作点の最適
点火時期進度と適用点火時期進度との距離についての２次関数の回帰多項式に従
い、回帰多項式の曲率は最適点火時期進度と動作のリッチネス Ri の関数である
。すなわち、 πＡＶ = 1 - f(AVｏｐｔ) × h(Ri) × (AV - AVｏｐｔ)２ 。The coefficient K is a value of a drawing method representing the combustion efficiency of the engine when the richness Ri is 1. The ignition timing progress efficiency π AV is the indicated mean pressure PMI of the positive loop.
Characterize the change in + as a function of ignition timing advance. This change follows a regression polynomial of a quadratic function with respect to the distance between the optimum ignition timing advance of the operating point and the applied ignition timing advance, and the curvature of the regression polynomial is a function of the optimal ignition timing advance and the operation richness Ri. That, π AV = 1 - f ( AV opt) × h (Ri) × (AV - AV opt) 2.
【００２６】 項 AVｏｐｔ は、コレクタ圧力 Pｃｏｌ 及び動作回転数 N と共に変化する最
適点火時期進度の、作図法によって定められる係数である。この作図法は、コレ
クタ圧力 Pｃｏｌ と動作回転数 N との関数として最適点火時期進度を参照する
、リッチネス Ri が１に等しいとした場合の作図法と、リッチネス Ri が１より
小さいとした場合の作図法との、２つの作図法の間の、リッチネス Ri と共に変
化する、非線形内挿の結果から得られる。すなわち、 AVｏｐｔ(Pｃｏｌ,N,Ri) = int erp (AVｏｐｔ(Ri=1),AVｏｐｔ(Ri<1),Ri)。The term AV opt is a coefficient determined by a drawing method of the optimum ignition timing advance that changes with the collector pressure P col and the operating speed N. This plotting method refers to the optimum ignition timing progress as a function of the collector pressure P col and the operating speed N, and the plotting method when the richness Ri is equal to 1 and the plotting method when the richness Ri is smaller than 1. It results from nonlinear interpolation, which varies with the richness Ri between the two construction methods. That is, AV opt (P col , N, Ri) = int erp (AV opt (Ri = 1), AV opt (Ri <1), Ri).
【００２７】 図２、３に示されているように、正のループの図示平均圧力 PMI+ の推定に用
いられる数式表現は、エンジンの広範な動作点の最適点火時期進度 AVｏｐｔ の
決定に関係する。これらの全ての最適点火時期進度を正確な仕方で特定できるこ
とが望ましい。これらの決定は、その形状から帽（シャッポ）状点火時期進度と
呼ばれる、曲線のより平らな区域で主に実行される。２次曲線を用いて正のルー
プの図示平均圧力 PMI+ の変化を点火時期進度の関数としてモデル化する。モデ
ル化の式は、測定点と数学的な曲線との間の距離を最小化することによって得ら
れる。この種の最小化は、適切に計算された PMI+ の値が測定値に近い値に保た
れたときに、最適点火時期進度の点の推定に不正確を生じる。As shown in FIGS. 2 and 3, the mathematical expression used to estimate the indicated mean pressure PMI + of the positive loop involves determining the optimal ignition timing advance AV opt for a wide range of operating points of the engine. . It would be desirable to be able to identify all these optimal ignition timing advancements in an accurate manner. These determinations are mainly performed in a flatter area of the curve, referred to by its shape as the spark advance. Using a quadratic curve, model the change in the indicated mean pressure PMI + of the positive loop as a function of ignition timing progress. The modeling equation is obtained by minimizing the distance between the measurement point and the mathematical curve. This type of minimization causes inaccuracies in estimating the point of optimal ignition timing advance when the properly calculated PMI + value is kept close to the measured value.
【００２８】 図２の例において、測定点と曲線との間の差は明白であり、この曲線から最適
点火時期進度の値を求めて使用することはできない。最適点火時期進度 AVｏｐ ｔ の測定に求められる精度上の要求から、実験上の最適点火時期進度に近い動 作点に、最適点火時期進度に遠い動作点よりも大きい重要性を付与する重み付け
が必要になる。In the example of FIG. 2, the difference between the measurement point and the curve is obvious, from which the value of the optimum ignition timing advance cannot be determined and used. From the request of the accuracy required for the measurement of the optimum ignition timing progress AV op t, the operating point close to the optimum ignition timing progress of experimental, is weighted to impart great importance than farther operating point progress optimum ignition timing Will be needed.
【００２９】 従って、最適点火時期進度の近傍から点火時期進度が離れる距離に応じて変化
する重み付けをした測定値についての近似を実行する。このようにして得られた
曲線（図３）は、重み付け最小化の基準に従って、帽状点火時期進度の測定点の
集合のより近くを通過するものである。この重み付けの基準は以下に示すもので
ある。すなわち、正のループの図示平均圧力の測定最小値 PMI+ｍｉｎ に結びつ
けられる最小重みとしての Aｍｉｎ と、正のループの図示平均圧力の測定最大 値 PMI+ｍａｘ に結びつけられる最大重みとしての Aｍａｘ とを定義する。重 みは、測定値 PMI+measure の値の関数として線形変化する。すなわち、 A(i) = Aｍｉｎ + (PMI+(i) - PMI+ｍｉｎ)×(Aｍａｘ - Aｍｉｎ)/(PMI+ｍａ ｘ - PMI+ｍｉｎ) 。Therefore, an approximation is performed on the weighted measured value that changes according to the distance that the ignition timing progress departs from the vicinity of the optimum ignition timing progress. The curve thus obtained (FIG. 3) passes closer to the set of measurement points for the hat-shaped ignition timing progress according to the criteria for minimizing the weight. The criteria for this weighting are as follows. That is, A min as the minimum weight linked to the measured minimum value PMI + min of the indicated mean pressure of the positive loop, and A max as the maximum weight linked to the measured maximum value PMI + max of the indicated mean pressure of the positive loop. Define. The weight varies linearly as a function of the value of the measured value PMI + measure. That, A (i) = A min + (PMI + (i) - PMI + min) × (A max - A min) / (PMI + ma x - PMI + min).
【００３０】 次ぎのような数学的近似によって重み付けの測定値の距離の最小化を求める。The minimization of the distance between the weighted measurements is determined by a mathematical approximation as follows:
【００３１】 PMI+ = PMI+ｏｐｔ × [1 - C × (AV - AVｏｐｔ)２] ここに、 C は２次曲線の曲率である。PMI + = PMI + opt × [1−C × (AV− AVopt ) 2 ] where C is the curvature of the quadratic curve.
【００３２】 関連する最小化基準は、かくして次ぎのように書かれる。The relevant minimization criterion is thus written as:
【００３３】 min [ΣA(i)２ × (PMI+(i)mes - PMI+(i)calc)２] ここに、i は１つの帽状点火時期進度の間の測定点の番号、PMI+(i)mes は i
番の点で測定された PMI+ 、PMI+(i)calc は i 番の点における数学的な近似に よって計算された PMI+ である。Min [ΣA (i) 2 × (PMI + (i) mes−PMI + (i) calc) 2 ] where, i is the number of a measurement point during one hat-shaped ignition timing advance, PMI + (i) mes is i
The PMI + measured at the number i point, PMI + (i) calc, is the PMI + calculated by the mathematical approximation at the number i point.
【００３４】 このように計算された各帽状点火時期進度について、最小化基準に合致する唯
一の曲線を通過させることができる。この曲線は、各動作点（リッチネス、回転
数、コレクタ圧力）について、次ぎの形に置かれる。[0034] For each cap-like ignition timing advance calculated in this way, it is possible to pass through only one curve that meets the minimization criterion. This curve is plotted for each operating point (richness, number of revolutions, collector pressure) as follows:
【００３５】 PMI+ = K × Qｒ × [1 - C × (AV - AVｏｐｔ)２] ここに、 PMI+ｏｐｔ = K × Qｒ 。PMI + = K × Qr × [1-C × (AV- AVopt ) 2 ] where, PMI + opt = K × Qr .
【００３６】 図３に示すように、重み付けありの方法を使用することによって、測定点のよ
りよい近似が可能になる。As shown in FIG. 3, using a weighted method allows for a better approximation of the measurement points.
【００３７】 エンジン台上における試験結果に基づくモデルの全体のパラメタの較正は、モ
デルと測定値との間の距離を最小化することによって実行される。以下のものが
最適化のために較正される。Calibration of the overall parameters of the model based on the test results on the engine bench is performed by minimizing the distance between the model and the measurements. The following are calibrated for optimization.
【００３８】 −g(Ri) : リッチネスの効率の表、 −f(AVｏｐｔ) : モデル化された帽状点火時期進度の曲線と最適点火時期進度
の関数との表、 −h(Ri) : モデル化された帽状点火時期進度の曲線に及ぼすリッチネスの影響
。-G (Ri): table of richness efficiency, -f (AV opt ): table of modeled curve of hat-shaped ignition timing progress and function of optimal ignition timing progress, -h (Ri): The effect of richness on the modeled curve of cap ignition timing progress.
【００３９】 最小化の全体の基準として、曲線と、最適点火時期進度と、正のループの図示
平均圧力 PMI+ の値との偏差に、同時に適用される下位の基準を導入する。As an overall criterion for minimization, a lower criterion is applied which is simultaneously applied to the deviation between the curve, the optimum ignition timing advance and the value of the indicated mean pressure PMI + of the positive loop.
【００４０】 各下位の最小化の基準について、モデルの値と測定値との間の偏差の全体的な
決定に入る重みと精度の目標とを定める。測定値とモデルの値との差の絶対値の
最小化の基準は、次ぎのように書かれる。すなわち、 CRIT(PMI+) = min [a × Σabs(PMI+(i)mes - PMI+(i)calc)] 精度の目標を、例えば、 0.3bar にとることができる。For each sub-minimization criterion, we define a weight and a goal of accuracy that go into the overall determination of the deviation between the model values and the measurements. The criterion for minimizing the absolute value of the difference between the measured value and the model value is written as follows. That is, CRIT (PMI +) = min [a × Σabs (PMI + (i) mes−PMI + (i) calc)] The accuracy target can be set to, for example, 0.3 bar.
【００４１】 モデルの曲線と測定値との差の最小化の基準は、次ぎのように書かれる。すな
わち、 CRIT(courbe) = min [b × Σabs(1 - courbre(k)calc/courbre(k)mes)] ここに、k は、曲線の帽状部の番号である。 精度の目標を、例えば、曲線の 20% の誤差にとることができる。The criterion for minimizing the difference between the model curve and the measured values is written as follows: That is, CRIT (courbe) = min [b × Σabs (1−courbre (k) calc / courbre (k) mes)] Here, k is the number of the cap-like portion of the curve. Accuracy can be targeted, for example, to a 20% error in the curve.
【００４２】 モデルと測定値との最適点火時期進度の差の最小化の基準は、次ぎのように書
かれる。すなわち、 CRIT(AVｏｐｔ) = min [c × Σabs(AVｏｐｔ(k)mes - AVｏｐｔ(k)calc)] 精度の目標を、例えば、最適点火時期進度の推定値の 1° の誤差にとること ができる。結果として生じる最小化の全体の基準は、上記に定義した下位の基準
の代数和である。各最小化の基準に、所望の精度の目標の掛け算の重み（係数 a
、b、c）を付ける。本実施の形態において与えられた精度の目標を考慮して、次
ぎの比例変換基準を課した。すなわち、 a × 0.3 = b × 0.2 = c × 1 。The criterion for minimizing the difference between the optimal ignition timing progress of the model and the measured value is written as follows. That is, CRIT (AV opt ) = min [c × Σabs (AV opt (k) mes−AV opt (k) calc)] The accuracy target is set to, for example, an error of 1 ° of the estimated value of the optimum ignition timing advance. be able to. The overall criterion for the resulting minimization is the algebraic sum of the sub-criteria defined above. Each minimization criterion has a target multiplication weight (coefficient a
, B, c). In consideration of the accuracy goal given in the present embodiment, the following proportional conversion criterion was imposed. That is, a × 0.3 = b × 0.2 = c × 1.
【００４３】 図４に示すように、トルクの値は、エンジン内の平均作用圧力 PME から得ら れる。平均作用圧力 PME の値は、排気圧力 Pｅｃｈｐｐ と、図５に機能を示す
トルクブロックの出力と、エンジンの回転数 N とから得られる。排気における 圧力は、kg/sec で表示されるエンジンに流入する空気流量 Qｒ から計算される
。As shown in FIG. 4, the value of the torque is obtained from the average working pressure PME in the engine. The value of the average working pressure PME is obtained from the exhaust pressure P echpp , the output of the torque block whose function is shown in FIG. 5, and the engine speed N. The pressure in the exhaust is calculated from the air flow rate Q r entering the engine to be displayed in kg / sec.
【００４４】 図５に示すように、トルクブロックによって、コレクタ内の圧力 Pｃｏｌ と 、正のループの図示平均圧力 PMI+ と、点火時期進度効率 πＡＶ と、リッチネ
ス係数 πＲｉ と、エンジンの平均作動圧力 PMF の値を得ることが可能になる 。 PMI+ の値は、先に説明したように、重み付けを考慮に入れて、回転当りのグ
ラムで表示されるエンジンへ流入する空気流量 Qｒ と、コレクタ内の圧力 Pｃ ｏｌ とリッチネス１における動作回転数 N との関数としての係数 K の作図法 と、点火時期進度効率 πＡＶ と、リッチネス係数 πＲｉ とから得られる。点
火時期進度効率 πＡＶ の取得方法は図６に示す。リッチネス係数 πＲｉ を表
す曲線は、リッチネス Ri の値から得られる。平均作動圧力 PMF は、動作回転 数 N から計算される。回転当りのグラムで表示される空気の量 Qｒ は、kg/sec
で表示されるエンジンに流入する空気の量と動作回転数 N とから計算される。As shown in FIG. 5, the torque block allows the pressure P col in the collector, the indicated average pressure PMI + of the positive loop, the ignition timing advance efficiency π AV , the richness coefficient π Ri, and the average operation of the engine. It is possible to obtain the value of pressure PMF. PMI + values, as described above, taking into account the weighting, and the air flow rate Q r that flows into the engine expressed in grams per rotation, rotational operation of the pressure P c ol and richness 1 in the collector and construction method of the coefficient K as a function of the number N, and the progress efficiency [pi AV ignition timing obtained from the richness coefficient [pi Ri. The method obtains the ignition timing progress efficiency [pi AV is shown in FIG. A curve representing the richness coefficient π Ri is obtained from the value of the richness Ri. The average operating pressure PMF is calculated from the operating speed N. The amount of air, Qr, expressed in grams per revolution is kg / sec.
It is calculated from the amount of air flowing into the engine and the operating speed N, which are indicated by.
【００４５】 図６に示すように、点火時期進度効率 πＡＶ は、モデル化された帽状点火時
期進度の曲線に及ぼすリッチネス Ri の影響 h(Ri) と、点火時期進度 AV と、 モデル化された帽状点火時期進度の曲線の表 f(AVｏｐｔ) と、最適点火時期進 度 AVｏｐｔ(Ri)から得られる。関数 h(Ri) は、リッチネス Ri の値から得られ
る。モデル化された帽状点火時期進度の曲線の表 f(AVｏｐｔ) と、最適点火時 期進度 AVｏｐｔ(Ri)は、リッチネスが１である場合と、リッチネスが１以下の 例えば 0.68 である場合とについて設定された作図法から出発して、動作回転数
N 及びコレクタ内の圧力 Pｃｏｌ と、リッチネス Ri に依存する変数 P の関 数として計算される。As shown in FIG. 6, the ignition timing advance efficiency π AV is modeled by the effect h (Ri) of the richness Ri on the modeled curve of the hat-shaped ignition timing advance, and the ignition timing advance AV. It is obtained from a table f (AV opt ) of the curve of the hat-shaped ignition timing advance and the optimum ignition timing advance AV opt (Ri). The function h (Ri) is obtained from the value of the richness Ri. The modeled table f (AV opt ) of the hat-shaped ignition timing progress and the optimal ignition timing progress AV opt (Ri) are obtained when the richness is 1 and when the richness is 1 or less, for example, 0.68. Starting from the plotting method set for
It is calculated as a function of N and the pressure P col in the collector and the variable P depending on the richness Ri.
【００４６】 本発明により、効率の改善とエネルギ消費の減少とによって表現されるところ
のエンジンの改良された制御を可能にする、エンジンのトルクの高精度な推定方
法を使用することができる。The present invention allows for the use of a highly accurate method of estimating engine torque, which allows for improved control of the engine as represented by improved efficiency and reduced energy consumption.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロドリーグ リュイ フランス国 エフ−75018 パリ リュー マカデ 168 (72)発明者 トパン ジャンーマリー フランス国 エフ−92140 クラマール リュー イーヴ カメーン ９ (72)発明者 ヴァランシエヌ エドワール フランス国 エフ−75015 パリ リュー デ モリヨン 95 Ｆターム(参考） 3G084 BA09 DA04 EB09 EC04 FA07 FA21 FA32 FA33 FA35 FA38 FA39 3G301 JA20 MA01 PA01Z PC01Z PC02Z PE01Z PE03Z PE04Z PE06Z PE09Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Rodrigue Louy France F-75018 Paris Rue Macadet 168 (72) Inventor Topin Jean-Marie France F-92140 Clamart Lou Yves Ecamene 9 (72) Inventor Valenciennes Edouard France F −75015 Paris Ryu De Morillon 95 F term (reference) 3G084 BA09 DA04 EB09 EC04 FA07 FA21 FA32 FA33 FA35 FA38 FA39 3G301 JA20 MA01 PA01Z PC01Z PC02Z PE01Z PE03Z PE04Z PE06Z PE09Z
Claims (5)
るシリンダ内の圧力サイクルの正のループの図示平均圧力を、上記エンジンに流
入する空気流量と、上記エンジンのコレクタ内の圧力と、動作回転数 N と、点 火時期進度と、動作リッチネスとの関数として計算することによる、点火制御エ
ンジンのトルク推定方法であって、 上記正のループの上記図示平均圧力 PMI+ は、リッチネスが１に等しく、最適
点火時期進度である場合についての図示平均圧力 PMI+ｏｐｔ，Ｒｉ＝１ と、リ
ッチネス係数 πＲｉ と、点火時期進度効率 πＡＶ との積に等しく、 リッチネスが１に等しく、最適点火時期進度である場合についての上記図示平
均圧力は、上記エンジンに流入する空気量と、上記コレクタ内の圧力と上記動作
回転数 N とに依存する係数 K との積に等しい、 点火制御エンジンのトルク推定方法。1. The indicated average pressure of the positive loop of a pressure cycle in a cylinder that varies with the volume of the cylinder, representing the operation of the engine when the valve is closed, A method for estimating the torque of an ignition control engine by calculating as a function of the pressure in an engine collector, the operating speed N, the ignition timing advance, and the operating richness, wherein the indicated average of the positive loop is calculated. The pressure PMI + is equal to the product of the indicated mean pressure PMI + opt, Ri = 1 , the richness coefficient π Ri, and the ignition timing advancement efficiency π AV when the richness is equal to 1 and the optimal ignition timing advancement, and the richness is 1 and the indicated average pressure for the case where the advance of the ignition timing is the optimum is the amount of air flowing into the engine and the pressure in the collector. Equal to the product of the coefficient K depends on the operating rotational speed N, the torque estimation method of ignition control engine.
上記リッチネス Ri が１に等しい場合には１に等しいことを特徴とする請求項１
に記載の点火制御エンジンのトルク推定方法。2. The richness coefficient π Ri is a variable that depends on the richness Ri.
2. The method according to claim 1, wherein when the richness Ri is equal to 1, it is equal to 1.
3. The method for estimating torque of an ignition control engine according to claim 1.
進度との距離についての２次関数の回帰多項式に従い、上記回帰多項式の曲率は
最適点火時期進度と上記リッチネス Ri との関数であるところの変数 P に依存 し、 πＡＶ = 1 - P × (AV - AVｏｐｔ)２ であることを特徴とする請求項１または２に記載の点火制御エンジンのトルク推
定方法。Wherein said ignition timing progress efficiency [pi AV, in accordance with the regression polynomial quadratic function of the distance between the progress applied ignition timing and optimum ignition timing progress of the operating point, the curvature of the regression polynomial and progress optimum ignition timing depending on the variable P where is a function of the said richness Ri, π AV = 1 - P × (AV - AV opt) of the ignition control engine according to claim 1 or 2, characterized in that two torque Estimation method.
、実測点に近接する２次曲線によってモデル化されることを特徴とする請求項３
に記載の点火制御エンジンのトルク推定方法。4. The method according to claim 3, wherein the change of the optimum ignition timing progress which changes with the progress of the ignition timing of the positive loop is modeled by a quadratic curve close to an actual measurement point.
3. The method for estimating torque of an ignition control engine according to claim 1.
れる上記実測点に、次式： A(i) = Aｍｉｎ + (PMI+(i) - PMI+ｍｉｎ)×(Aｍａｘ - Aｍｉｎ)/(PMI+ｍａ ｘ - PMI+ｍｉｎ) ここに、Aｍｉｎ はPMI+ の測定最小値に結びつけられる最小重み、Aｍａｘ は PMI+ の測定最大値に結びつけられる最大重み、 に従う重み A の重み付けを、 最小化基準： min [ΣｉA(i)２ × (PMI+(i)mes - PMI+(i)calc)２] ここに、i は１つの曲線における測定点の番号、PMI+(i)mes はi 番の点で測 定された PMI+ 、PMI+(i)calc はi 番の点における数学的な近似によって計算さ
れたPMI+ 、 を使用して実行することを特徴とする請求項４に記載の点火制御エンジンのト
ルク推定方法。5. The actual measurement point, which is considered to be more important, at a measurement point closer to the optimum ignition timing progress of the experiment, is given by the following equation: A (i) = A min + (PMI + (i) -PMI + min ) × (a max - a min) / (PMI + ma x - PMI + min) here, a min is the minimum weight that is tied to the measurement minimum value of PMI +, a max is the weight a according to the maximum weight, which is tied to the measured maximum value of PMI + The minimization criterion: min [Σ i A (i) 2 × (PMI + (i) mes−PMI + (i) calc) 2 ] where i is the number of the measurement point in one curve, and PMI + (i ) mes is implemented using PMI + measured at point i and PMI + (i) calc is performed using PMI + calculated by mathematical approximation at point i. A method for estimating torque of an ignition control engine as described in the above.
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