(57)【要約】内燃機関のシリンダのＴＤＣを正確に決定するための方法及び装置である。クランク角に対応するシリンダ内のガス圧を測定すると、クランク角によりガス圧は曲線を描く。まず、クランク角の関数として測定された圧縮圧曲線の変曲点の角度位置を計算し、次いでシリンダ内のピストンの角度位置と、周知のフライホイール角又はフライホイール角の実測値に基づくピストンの前記角度位置の理論値との差を計算することにより、オフセットを求める。次に、オフセットにより修正したＴＤＣの値を使用して、生産高の値、例えば機能診断及び／又は制御に利用できる指示平均実効圧力（ＩＭＥＰ）を計算する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のシリンダと１つのクランク軸を有する内燃機関のシリンダ内におけるピストンの上死点（ＴＤＣ）を決定するための方法であって、シリンダ内のガス圧をクランク軸の角度位置と共に測定することを含み、
−  クランク軸角の関数として測定した圧縮圧曲線の変曲点（２）の角度位置を計算すること、及び
−  前記角度位置とその理論的な値とのオフセットを計算すること
を特徴とする方法。
【請求項２】
フライホイール角の独立した測定値から前記クランク軸角を得ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
クランク軸のねじれを考慮しながらフライホイール角の独立した測定値から前記クランク軸角を得ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つのシリンダ内の圧力の実測値、往復運動の重量、及びクランク軸の剛性を使用して、前記ねじれを計算することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ねじれの計算に使用するため、圧力を測定していないエンジンの１又は複数のシリンダの圧力を、少なくとも１つの別のシリンダ内の圧力の実測値から推定することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
クランク軸の両端で測定されたクランク軸角を考慮しながらクランク軸のねじれを推定することを特徴とする、請求項３ないし５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
異なる負荷で稼動するエンジンに得られた前記オフセットに基づいて、前記クランク軸の剛性を推定することを特徴とする、請求項４ないし６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記変曲点の角度位置の理論的な値は
【数１】
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によって求め、ここで、λはクランク半径とピストンに接続するロッドの長さとの関係を、γは変曲点における推定温度での圧縮ガスの、一定圧における熱容量と一定容量における熱容量との間の指数（ポリトロープ係数）を、ｒｃはモータの圧縮比を、及びαは理論上の変曲点（ラジアン）を、それぞれ表すことを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記ポリトロープ係数の温度への依存性を、修正項を加えることにより考慮することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記修正項はほぼ−０．０２１７に等しいことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
クランク角の関数としての圧力を求める微分方程式を数学的に解くことによって前記変曲点の角度位置の理論的な値を求めることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記圧力、前記クランク軸角、及び前記オフセットを使用してシリンダの機能診断のための変数のうち１つの値を計算するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記機能診断のための変数は、指示平均実効圧力、熱発生、熱発生率、最大導関数の角度、及び最大圧力の角度のいずれをも含むことを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記機能診断のための変数と保存した値とを比較するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記機能診断のための変数のいずれかに基づいてモータの制御装置（１１）に信号（９）を発するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
１又は複数のシリンダと１つのクランク軸を有する内燃機関のシリンダ内におけるピストンの、角度位置の近似値を時間の関数として決定するための方法であって、少なくとも１つのシリンダ内のガス圧を時間の関数として測定することを含み、
−  時間の関数として測定された各圧縮圧曲線の変曲点の出現時期を計算すること、
−  前記変曲点における前記ピストンの角度位置の理論的な値を計算すること、及び
−  前記変曲点出現時期と前記理論的値に基づいて前記ピストンのクランク角を時間の関数として推定すること
を特徴とする方法。
【請求項１７】
前記推定は前記時期の２つの間の補間法に基づいて行うことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記推定は前記時期の３つ以上へ多項式を当てはめる最小二乗法に基づいて行うことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
モータのシリンダ内におけるピストンのＴＤＣを決定するためのシステムであって、ガス圧センサ、計算装置、及び記憶保存手段を備え、計算装置が、クランク角に対するシリンダ内のガス圧の圧力曲線の変曲点を計算するように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項２０】
計算装置はピストンの位置の理論的な値を計算する式
【数２】
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を備え、ここで、λはクランク半径とピストンに接続するロッドの長さとの関係を、γは変曲点における推定温度での圧縮ガスの、一定圧における熱容量と一定容量における熱容量との間の指数（ポリトロープ係数）を、ｒｃはモータの圧縮比を、及びαは理論上の変曲点（ラジアン）を、それぞれ表すことを特徴とする、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記システムの装置（１５，１６）がオフセットの値を含む信号（９）を生成する手段を備えることを特徴とする、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
前記システムの装置（１５，１６）がＩＭＥＰ等の生産高の値を含む信号（９）を生成する手段を備えることを特徴とする、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２３】
コンピュータ又はプロセッサで作動させたとき、コンピュータ又はプロセッサに請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の本発明の方法のステップを実行させるコンピュータプログラムコード手段を備えることを特徴とする、コンピュータプログラム製品。
【請求項２４】
請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の本発明の方法のステップをコンピュータ又はプロセッサに実行するよう指示するコンピュータコード手段を含むコンピュータプログラム製品を保存するコンピュータで読み取り可能な媒体。
【請求項２５】
内燃機関のシリンダ内におけるピストンの角度位置を計算する請求項１９ないし２２のいずれか１項に記載のシステムの使用方法。
【請求項２６】
内燃機関のシリンダ内におけるピストンのＩＭＥＰの値を計算する請求項１９ないし２２のいずれか１項に記載のシステムの使用方法。
【請求項２７】
内燃機関のシリンダ内におけるピストンの角度位置を計算する請求項２３に記載のコンピュータプログラム製品の使用方法。
【請求項２８】
内燃機関のシリンダ内のＩＭＥＰの値を計算する請求項２３に記載のコンピュータプログラム製品の使用方法。
【請求項２９】
内燃機関を制御する制御動作のための信号を生成する請求項２３に記載のコンピュータプログラム製品の使用方法。
【請求項３０】
内燃機関のシリンダのガス圧の関数についての情報を含み、データ通信に使用されるコンピュータデータ信号（９）であって、前記信号（９）はシステム（７）により生成されて通信手段を介して提供され、前記情報は、ピストン位置のオフセット、及び／又はＩＭＥＰ等の生産高の値を含み、前記信号を受信するとエンジンに対する制御動作（１２）が実行されることを特徴とするコンピュータデータ信号。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指示平均実効圧力（ＩＭＥＰ）等、内燃機関の機能診断及び制御を行うのに有益な変数、及びシリンダ内のピストンのクランク角を正確に知ることが必要なその他変数の計算方法の技術分野に関する。本発明は、特に、内燃機関のシリンダ内のピストンが上死点（ＴＤＣ）に来るときを正確に決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の制御を行うための多くの方法が存在する。特に、内燃機関の１又は複数のシリンダの圧力の測定値は、エンジン性能の測定、エンジンのモニタ、及び制御の基礎として一般的に使用される。
【０００３】
連続的に測定を行う圧力センサの用途の一つとして、比較的低速の回転速度で動作する大型燃焼機関が挙げられる。このようなモータは、例えば船舶用エンジン、発電機の駆動のための定置機関、及びガス圧縮機として使用される。しかし、最近では、エンジンのモニタ及び制御は、乗用車等の一般車両、トラック及びバスに使用されているような種類の小型エンジンでも行われるようになっている。
【０００４】
燃料節約に対する需要が大きくなり、排気ガスの化学成分に対する環境的な要求が増大し続けているため、燃焼機関の運転をモニタする必要性が増大した。ミスファイヤは排気ガスの化学成分に影響し、また燃焼機関の耐用年数に悪影響を与える。連続的測定により、ミスファイヤ及びエンジン性能に影響するその他の要因を検知することができ、また適切な機能を確実に回復するような処置を取ることができる。
【０００５】
シリンダのＩＭＥＰ等の生産高を計算する際に難しいのは、ピストンのクランク角と該クランク角に対応する圧力を正確に決定することである。稼動中にシリンダ内のピストンの位置を直接測定することは困難であるので、一般に、任意のピストンのクランク角は、エンジンのクランク軸の角度位置（クランク軸角）の測定値から計算する。クランク軸角は通常、周知の方法に従い、タイミングマーク等の既知の位置に対応するフライホイール（フライホイール角）の角度位置を独立して測定することにより得られる。
【０００６】
シリンダ内のピストンの上死点（ＴＤＣ）は、例えば、停止時のエンジンにおける位置検出器又は容量センサによる測定により、周知の方法に従って機械的に決定することができる。別の方法では、稼動中のモータの特定のシリンダへの燃料供給を止め、シリンダ圧を測定し、測定された圧力曲線に予想される対称性から該シリンダ内のＴＤＣの位置を推定する。この方法では、対称性の圧力曲線の最大値がＴＤＣを示すが、該最大値点は熱力学的誤差を含むことがある。これら方法の主な欠点は、通常動作中のモータのＴＤＣを決定できないことである。
【０００７】
特許文献１に開示されている方法及び装置によると、シリンダ圧の測定値及び既知のクランク軸角に基づいてＩＭＥＰの値を計算することができ、自動車両エンジンの燃料供給量と点火時期の制御及び調節に該値を使用することができる。
【０００８】
周知の方法の多くでは、フライホイール角とピストンのクランク角の間に通常存在する角度のずれを、回転中の特定の瞬間において正確に決定することは現実には困難である。該ずれを決定するためには、通常、シリンダ内におけるピストンの既知の位置に対応するフライホイール角を決定すればよいと考えられており、該位置として一般にシリンダ内上死点が使用される。ＴＤＣ位置はピストンのクランク角が０度の位置に対応する。
【０００９】
しかしながら、このような一般的方法はフライホイールの周縁部で記録された位置に基づく測定値に依存しており、そのような測定値は、エンジンが停止している時の、機械的に一列に接続したエンジン部品の位置に基づいているのが普通である。
【００１０】
例えば特許文献２には、内燃機関の動作を制御するための方法及び装置が開示されている。この開示内容によると、エンジンのフライホイールに固定されたリングギヤの歯を検知するセンサによりクランク軸角を測定する。
【００１１】
しかしながら、エンジン部品の製作公差により、部品の寸法は、実際には所定の寸法又は予想寸法とわずかに異なっている。加えて、稼動中のエンジンでは、構成要素に掛かる応力の動的相互作用、機械的に接続する構成要素間の自由な遊び間隙、摩擦、及び構成要素の慣性により、稼動中の構成要素間の機械的距離及び関係は、同構成要素が停止しているときの距離及び関係とは異なる。機械的に接続されたピストンとフライホイールの停止時の相対的位置をエンジン稼動中のクランク角を計算するための基礎として用いて、現代的なエンジン機能診断システム又はエンジン制御システムに十分正確に、同じピストンとフライホイールの対応する位置を測定することはできない。
【特許文献１】特許第９３２９０４９号公報
【特許文献２】欧州特許出願公開第７４２３５９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、通常の稼動状態にある内燃機関の、シリンダ内のピストンの位置、例えばＴＤＣを正確に決定することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の実施形態は、上記の課題のうち１又は複数に取り組むものである。本発明の１実施様態では、クランク軸角に対応するシリンダ内のガス圧を測定し、クランク軸角に対応するガス圧曲線の変曲点を計算することにより、クランク軸角に対応するシリンダ内のピストンの位置情報を生成する方法を提供する。計算した変曲点により求められた位置を、フライホイール又はクランク軸角の既存値又は実測値に基づく理論上の計算と比較することにより、オフセットを求める。次いで該オフセットを使用し、ＴＤＣ等のピストン位置の正確な値を計算し、ＩＭＥＰ等の変数を計算する。
【００１４】
本発明の別の実施形態では、シリンダ内のピストン位置を決定するシステムを提供する。該システムは、モータのクランク軸角に対応するシリンダ内のガス圧を測定し、クランク軸角に対応するガス圧曲線の変曲点を計算し、該計算された変曲点により決定するピストンの位置とクランク軸角の既存値又は実測値に従って計算されるピストン位置との差異に相当するオフセットを求めるように適切に構成された、ガス圧センサ及び計算手段を含む。
【００１５】
本発明は、シリンダ内のガス圧の測定値とクランク軸角から得られる曲線の変曲点、つまりクランク軸角に対応する圧力曲線の導関数が最大である地点、又は二次導関数がゼロである地点を決定することを目的としている。理論的には、周知の熱力学方程式と圧縮に関わる構成ガスの熱容量のデータを適用することにより、同じ角度位置を計算により求めることができる。実測値と理論値を比較することにより、クランク軸又はフライホイールの角度位置の、実測値と理論値の間の差異又はオフセットを得て、ＴＤＣ（又はクランク軸角）に対応するピストンの位置を正確に計算するために使用する。各ピストンについて局所的クランク角を正確に決定したら、この値とシリンダ圧を使用して、エンジンの各シリンダのＩＭＥＰ等、生産高の指標をさらに計算することができる。
【００１６】
本発明の別の実施形態では、フライホイール角を単独に測定することなく、精度は低下するがＩＭＥＰを計算することができる。この実施形態では、既知のサンプリング時間において、圧力信号をデジタル化して抜き取ることができる。回転速度が一定である場合、次いで圧力信号の導関数を、フライホイール角の導関数と比例する時間について計算する。圧力を測定した全てのシリンダについてこのように計算した変曲点のタイミングを、次いでクランク軸の既知の寸法と共に使用し、サンプリング時間におけるフライホイール位置を推定する。次に、このようにして推定されたフライホイール位置を、サンプリング時間におけるピストンの局所的クランク角を計算するために使用し、またエンジンの機能診断に使用するためのＩＭＥＰ等の変数を計算するために、サンプリングした圧力信号と併せて使用する。
【００１７】
本発明の別の実施様態では、本発明の方法のステップを実行するコンピュータプログラム製品を提供する。
【００１８】
基準点としてクランク軸角の関数である圧力の変曲点での角度位置を使用することは、従来技術により圧力が最大となる角度位置を単に使用することと比較して、変曲点がエンジンの通常稼動中に検出可能であるという点で有利である。通常稼動中、燃料は、普通ＴＤＣに向かって、又はＴＤＣのやや前方に向かって吹き付けられている。従って圧縮曲線の最大値は燃料点火によりゼロとなる。変曲点の角度位置を使用することの別の利点は、該角度位置が、圧縮開始時の圧力の値と事実上無関係で、その他の周知の幾何学的及び熱力学的数量にわずかしか依存していない点である。従って、その理論的な計算値は精度が高い。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の主な利点は、経済的な方法と装置を使用してＴＤＣ決定の精度を上げることができる点である。これは、洗練されたエンジンの機能診断、制御及び調節を、発電機等の大型装置に用いるエンジンだけでなく、それよりも小型の、より安価なエンジンにも適用できることを意味する。これらの利点は、新型又は改良型エンジンをさらに効率的に開発し、且つ稼動中のエンジンをさらに効率的に管理することにより得ることができる。その結果、本発明は、エンジン技術又は測定費用に高額な投資をすることなく、燃料消費を削減し、排出ガスによる環境への影響を低減することにより、大きく環境に貢献する。
【００２０】
本発明の１実施形態の別の利点は、本発明によりＩＭＥＰを計算するために、入力値を１つしか必要としない、つまりシリンダ内のガス圧に基づく入力値しか必要としない点である。よって構成要素の数を減らすことができ、システムが故障する可能性が低下する。加えて、既存の方法よりも、内燃機関におけるシリンダ内のピストンのＴＤＣ位置の決定精度が上昇する。また、本発明の別の実施形態により、フライホイール角度の測定値と無関係なクランク角を決定する手段が提供される点も有利である。
【００２１】
本発明は、少なくとも１つのシリンダのガス圧を感知するセンサを取り付けることができる限り、古い新しいを問わず、あらゆるモータに適用することができる。有利な実施形態では、本発明を使用して、エンジンのモニタ及び／又は調節を可能にするために、エンジンの制御又は管理装置又はシステムへの入力値を供給することができる。本発明の計算要素は、車両に搭載される安価な電子的構成要素の１又は複数に取り付けることができ、よってその結果を燃料効率及び排気ガスの質を管理するために有利に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
添付図を参照する以下の詳細な説明により、本発明の方法及び装置に対する理解を更に深めることができる。
【実施例】
【００２３】
シリンダ内でのピストンの上死点の位置を決定するため、本発明の方法は、クランク角とシリンダ圧の測定値との関係を示す曲線の変曲点を決定することを含む。変曲点とは、つまり、クランク角に対する圧力曲線の導関数が最大値を取るか、又は最大値に相当し、且つ圧力曲線の二次導関数がゼロに等しくなる点である。
【００２４】
図１は、シリンダ圧の測定値をｙ軸に、クランク角の角度をｘ軸に取った場合の曲線を示す概略的なグラフである。変曲点２の第一地点はグラフ上約１３度であることが分かる。
【００２５】
該点α（ラジアン）の位置は、以下の複雑な数式により理論的に決定することができる。
【数３】
2005517106.tif 000003
ここで、λはクランク半径とピストンに接続するロッドの長さとの関係を、γは変曲点における推定温度での圧縮ガスの、一定圧における熱容量と一定容量における熱容量との間の指数（ポリトロープ係数）を、ｒｃはモータの圧縮比を、及びαは理論上の変曲点（ラジアン）を、それぞれ表す。
【００２６】
γに依存するということは、指数γを計算するために圧縮ガスの成分とその温度について知る必要があるということを意味する。γへの依存性は幸い特に大きくない。理想的なガスではγの値は１．４０に等しく、実在ガスの場合常に１．３０と−１．４０の間に留まる。γの値における０．０１単位の不確実性により生じる理論的に決定された変曲点の不確実性は約０．０３度である。
【００２７】
その他のパラメータへの依存もそれ程大きくはない。モータの圧縮比を決定する際の１％の誤差により生じる、上記数式に従って決定される変曲点の誤差は、約０．０７度である。
【００２８】
圧縮ガスとシリンダ壁の間の熱伝導率により、圧力曲線の測定値はいくらか変化する。最大圧力が低下し、曲線が図１に比較して０−０．３度左へ移動する。本発明の実施形態ではこの影響の修正項も計算しており、そのために熱伝導率の係数とシリンダ壁の温度の両方を知ることが必要であるが、これは殆どの場合概数が分かればよい。よって、開示した方法により、モータが通常の稼動状態にあるときのＴＤＣの位置の値をラジアンで正確に決定することができる。クランク角が決定されると、ＩＭＥＰは容易に計算することができる。
【００２９】
図２は、図１の導関数「圧力／クランク角」を示すグラフである。曲線１’上の最大値を取る地点２’は、図１の曲線１上の変曲点２に対応する導関数である。導関数を計算することにより、変曲点２は図２の曲線上に最大値として明確に示される。
【００３０】
図３は、本発明の１実施例による例示的フローチャートを示す。４において、任意の種類のセンサ又は測定手段を使用し、シリンダ内のガス圧を好ましくは連続的に測定する。既知の、又は測定したフライホイール角を、位置センサ等の情報源５から取得して６での計算に使用する。６では変曲点とシリンダ圧／角度位置の導関数との曲線が計算される。７では、フライホイールの角度位置の既存値又は測定値に従う、予測された、又は理論上のピストン位置と、ピストンの実際の局所的クランク角とのずれを決定する。本発明のさらなる段階として、８ではシリンダのＩＭＥＰの値を計算する。
【００３１】
シリンダについて計算したＩＭＥＰの値は、エンジンの機能診断及び制御方法の入力値として使用することができる。多シリンダ機関の各シリンダのＩＭＥＰはこのように計算される。この結果は、新しいエンジンの開発、既存のエンジンの改良、及び／又は稼動中のエンジンのモニタ、制御及び調節に使用することができる。負荷下でのクランク軸のねじれ等の機械的動作を決定することが可能である。ＩＭＥＰ値等の動作性能を、エンジンの機能診断及び制御の方法に使用して：
−  １シリンダの生産高と、その他のシリンダの生産高
−  弁開閉時期、点火時期、燃料噴射時期等、１又は複数のシリンダについての異なるエンジン管理設定による生産高
−  異なる燃料の生産高
を比較することができる。
【００３２】
図４は、本発明の別の実施例によるシステムを構成する装置の例示的構成を示す概略図である。図には、モータ１０、ガス圧センサ１４、計算装置１５、比較装置１６、及びモータの機能診断及び制御装置１１が示されている。モータについて可能な制御動作が、モータ制御動作１２として複数図示されている。
【００３３】
図４に示す計算装置１５は、第一にオフセット値を計算する部分、第二に生産高（特にＩＭＥＰ）を計算する部分の一方又は両方に配置することができる。計算されたＩＭＥＰ値は、独立していてもいなくともよい比較装置１６で比較される。比較装置１６はモータ制御装置１１に一般的に信号９を送り、その結果該制御装置は、１又は複数のシリンダに対し、１又は複数のモータ制御動作１２、例えば、弁開閉時期、燃料噴射時期、又は点火時期の変更、を発する。分析、データログ作成又はその他の目的のために信号９を保存することも可能である。
【００３４】
シリンダ毎、又は複数のシリンダのガス圧の稼動中測定値に基づいて計算されたＩＭＥＰの値は、７においてメモリ保存装置に保存されている所定の値と比較される。このようなメモリ保存装置は、フラッシュメモリ、又はその他任意の非揮発性又は永久記憶装置内の、ＲＯＭ（読み取り専用メモリ）、プログラム可能読み取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）等に基づく商業的に入手可能な装置のいずれでもよい。７における比較の結果８においてＩＭＥＰの値が決定され、該値は制限内のＹであるか、又は制限外のＮである。保存されている値と比較された結果ＩＭＥＰが制限外であるとされた場合、モータの制御装置に対してエラー信号９が送られる。このエラー信号を、その後モータを制御、或いは調整するための動作に使用することができる。
【００３５】
制限内値Ｙであるか制限外値Ｎであるかという比較的固定された基準に加えて、又はその代わりに、比較結果を評価してＩＭＥＰの傾向又は変化を示してもよい。そのような変化又は傾向を使用して、例えば振動や磨耗の増加、炭化、又はエンジンの性能、効率又は耐用年数に重大な影響を与えるその他の蓄積物の存在を検出することもできる。
【００３６】
シリンダ毎に、又は複数のシリンダに対して制御動作を行うことができる。制御動作とは、一般的に、且つ非限定的に：
−  エンジン又はシリンダの点火時期の調節
−  燃料噴射時期の調節
−  燃料噴射期間の調節
−  弁開閉時期の調節
である。
【００３７】
例えばガソリンなどの燃料を燃やす電気点火式エンジンの場合、制御動作は、燃料噴射時期、燃料噴射速度、燃料の量、弁開閉時期、及び／又は、弁開閉時期及び／又は圧縮比が可変のエンジンにおける圧縮比の調整からなるか、或いはそれらの動作の組合せからなる。例えば、ディーゼルエンジンの場合の制御動作は、燃料の噴射時期と量の調節か、又は動作の組合せとすることができる。
【００３８】
計算装置５，６及び比較装置７を１又は複数の電子回路に集積することができる。しかしながら、これら機能の１又は複数を、従来技術に従ってボード又はチップ上の電子回路に含め、微小な制御回路をつくることも同様に可能である。さらに、計算装置５，６又は比較装置７等の本発明の機能のいずれも、コンピュータプログラムコード、コンピュータのコンピュータプログラム内におけるコンピュータソフトウェア又は１以上のコンピュータプログラム要素、マイクロプロセッサ、或いは、モータ又はモータの制御装置に接続するマイクロチップにより、ソフトウェア機能として同様に実行することができる。
【００３９】
比較装置により生成される信号は、データ通信に使用されるコンピュータデータ信号の形態を取ることができる。よって、このデータ信号は、内燃機関の少なくとも１つのシリンダのクランク角のオフセットについての情報を含む。該信号はまた、対応するＩＭＥＰ値を含む。該信号は、物理的に同一の装置、回路板、又はチップ内の回路に伝達される。このような通信はまた、比較装置７又はその相当物により、通信手段を介して、機能診断及び制御装置１１等の別個の制御装置に送られてもよい。通信手段は、任意の通信装置、又は、単純な有線接続、ケーブルネットワーク、フィールドバス、無線リンクを含む混合ネットワーク等の通信ネットワークを含んでよい。例えば発電所又は船舶においては、信号はフィールドバスを介して伝送される。車両においては、信号は有線又は無線接続を介して送られる。データ信号にはクランク角のオフセット及び／又はＩＭＥＰに関する情報が含まれ、よって該信号を受信することにより該パラーメータに関してエンジンの制御動作が実行される。燃料噴射時期、弁開閉時期等、可能な制御動作の例は上述の通りである。
【００４０】
本発明の別の実施形態では、コンピュータソフトウェアに含まれるコンピュータプログラムコード部分により本方法が実行される。コンピュータ又はマイクロプロセッサのその他手段（以降プロセッサと呼ぶ）を使用して、１又は複数のコンピュータプログラムコード部分により本方法のステップを実行することができる。コンピュータプログラムコード部分は、本発明の方法による１又は複数の数式又はアルゴリズムを含み、それによりシリンダ内の予想位置と実際の位置との間のオフセットを決定し、ＩＭＥＰ等の正確な値を計算し、計算したＩＭＥＰの値に基づく制御動作を行うことができる。コンピュータコード部分は、チップ等の装置、ＲＯＭ（読み取り専用メモリ）、プログラム可能読み取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、又はその他任意の非揮発性又は永久記憶装置内におけるファームウェアを含め、コンピュータで読み取り可能な任意の種類の媒体に保存することができる。
【００４１】
本発明の最良の使用形態、特に船舶及び発電機等の大型モータにおける使用では、ＡＢＢ社が供給するＣｙｌｍａｔｅ（登録商標）型の圧力センサを使用する。この種類の圧力センサは、正確で、耐用年数が長く、エンジン稼動中のわずかな熱力学的変化にも適応するとして知られている。
【００４２】
別の好適な実施形態では、圧力信号を周知の抽出時期にデジタル的に抽出する。次いで圧力信号の導関数を時間に対して計算する。該時間は、回転速度が一定である場合、フライホイール角に対する導関数と比例している。このようにして圧力を測定したシリンダのすべてについて変曲点が現れる時期を計算し、該計算した時期を既知のクランク角の寸法と共に使用して抽出時期におけるフライホイール位置を推定する。該推定は、直線補間等の補間法、又はその他既知の方法に従って行う。次に、このようにして推定したフライホイールの位置は、抽出時期におけるピストンの局所的クランク角を計算するために使用され、また、ＩＭＥＰ等エンジンの機能診断に使用する変数の概算値を計算するために抽出された圧力信号と共に使用される。このような方法により、本実施形態では、オフセットの値を出すのに、フライホイール角を使用する等の手段によりクランク軸角を測定する必要が無い。
【００４３】
請求の範囲に規定される本発明の範囲から逸脱することなく、上述した本発明の例示的実施例には、複数の変形例及び修正が可能であることに注意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の方法の１実施形態による、シリンダ内のガス圧とクランク角の関係を概略的に表す曲線を示す。
【図２】本発明の１実施形態による、シリンダ内のガス圧とクランク角の関係の導関数を概略的に表す曲線を示す。
【図３】フライホイール角の実測値に対して推定されるピストンの位置と、本発明の１実施形態により計算されたフライホイール角に対するピストンの位置とのオフセットを決定する方法のフローチャートである。
【図４】本発明の方法の１実施形態を使用してエンジンを制御するシステムの概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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