(57)【要約】      （修正有）【課題】ノックのレベルを細かく制御することによって、エンジンの平均エネルギー効率を最大にする。【解決手段】本発明は、火花点火式内燃エンジンの制御方法に関し、ノック測定値（ＭＥＡＳ）の分布の推定値（ＥＳＴ）によって、点火進角が制御される（ＣＯＮ）。この推定値（ＥＳＴ）により、これらの測定値（ＭＥＡＳ）に関し、ノック測定値（ＭＥＡＳ）の分布の所定の分位数の信頼区間（ｑmin，ｑmax）を決定することが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火花点火式内燃エンジンの制御方法であって、
前記内燃エンジンが、前記内燃エンジンに配置されたノックセンサを備え、
ａ）前記ノックセンサによってＮ回のノック測定（ＭＥＡＳ）を実施する段階と、
ｂ）Ｎ個の測定値の分布の推定値（ＥＳＴ）を生成する段階であって、前記推定値が前記Ｎ個の測定値によって所定の分位数の信頼区間（ｑmin，ｑmax）を決定する段階と、
ｃ）前記信頼区間（ｑmin，ｑmax）との比較の関数として前記内燃エンジン内の点火を制御する（ＣＯＮ）段階と
を含み、
i）ノック閾値θが前記所定の分位数の前記信頼区間の最小値ｑminよりも小さい場合には、点火進角を小さくし、
ii）前記ノック閾値θが前記所定の分位数の前記信頼区間の最大値ｑmaxよりも大きい場合には、前記点火進角を大きくし、
iii）前記ノック閾値θが前記信頼区間（ｑmin，ｑmax）内に含まれている場合には、前記点火進角を変えない
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記推定値（ＥＳＴ）がベイズ推定値である、請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記分布が数学的方法によって正規分布に関連付けることができる分布であり、好ましくは前記分布が対数正規分布である、請求項１または２に記載の制御方法。
【請求項４】
前記推定値が前記所定の分位数の期待値ｑも決定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御方法。
【請求項５】
前記点火進角が、前記所定の分位数に対する前記期待値と前記ノック閾値との差（ＤＩＦ）に比例して小さくまたは大きくされる、請求項４に記載の制御方法。
【請求項６】
Ｎが５から２０までの間、好ましくは７から１５までの間である、請求項１から５のいずれか１項に記載の制御方法。
【請求項７】
前記信頼区間は、実際の分位数の値を、正確に９８％の事例の中に含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の制御方法。
【請求項８】
前記ノックセンサが、前記内燃エンジンのシリンダヘッドに配置された加速度計である、請求項１から７のいずれか１項に記載の制御方法。
【請求項９】
前記ノック測定値が、加速度計のフィルタリングされた信号の最大振幅である、請求項５に記載の制御方法。
【請求項１０】
前記ノック閾値が、エンジンのキャリブレーションのフェーズの間の、エンジンのベンチテストによって求められる、請求項１から９のいずれか１項に記載の制御方法。
【請求項１１】
前記分布の前記所定の分位数が８０％以上である、請求項１から１０のいずれか１項に記載の制御方法。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法を実現する手段を備えている、火花点火式内燃エンジンのための制御システム。
【請求項１３】
通信ネットワークからダウンロードすることができ、および／または、コンピュータで読み出し可読な媒体に記録することができ、および／または、プロセッサによって実行することができるコンピュータプログラム製品であって、前記プログラムがコンピュータで実行された時に請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法を実現するためのプログラムコード命令を含む、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火花点火式内燃エンジンの燃焼の制御の分野に関し、エンジンノック現象の低減を目的とする。
【背景技術】
【０００２】
このタイプのエンジンは少なくとも１つのシリンダを備えており、シリンダは、このシリンダの内部側壁と、このシリンダ内をスライドするピストンのクラウンと、シリンダヘッドと、によって画定された燃焼室を含んでいる。通常、気化混合物（carburetted mixture）がこの燃焼室に封入され、圧縮段階を経て、その後に点火プラグによる火花点火の影響による燃焼段階になる。これらの段階は、以下の説明では「燃焼フェーズ」という用語で分類されている。
【０００３】
火花点火エンジンでは、空気／ガソリン混合物の燃焼は、通常は点火後に始まる。火炎面が伝搬し、その爆風が混合物の一部をシリンダの壁およびピストンクラウンに押し付ける。圧力および温度の上昇は、時として、壁にトラップされた未燃焼混合物がその自動点火点に達して自然発火するために十分なほど大きいことがある。この現象は「ノック」と呼ばれる。したがってノックは、とりわけ、燃焼室における圧力波の進行の結果として生じるエンジンからの金属的な雑音によって外部から知ることができる、火花点火式エンジンにおける異常燃焼の現象である。
【０００４】
これらの寄生爆発（parasitic explosions）は、音響領域（acoustic domain）とそれを超える領域（５〜５０ｋＨｚ程度）の振動をもたらす。これらの振動は極めて激しく、直ちに局所的なオーバヒートを引き起こすことがある。ノックが激しくなると、ピストンの金属および／またはシリンダの壁およびピストンリングの金属が損傷する。（ノックの強度に応じた）ある時間が経過すると、ノックは、ピストン、ピストンリングまたはシリンダの壁の破壊をもたらす。
【０００５】
ノックを推定することによって燃焼を制御することができ、ノックの影響を制限し、シリンダの損傷を回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】フランス国特許出願第２９４９５１１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「ノック検出のための、再配分され円滑化された疑似的なウィグナー−ビレ分布の適用（Application of the Reallocated Smoothed Pseudo Wigner-Ville Distribution to Knock Detection）」 Olivier BOUBAL および Jacques OKSMAN, Traitement du Signal volume 15, 1998
【非特許文献２】「火花点火エンジンにおける燃料評価のためのノック測定（Knock measurement for fuel evaluation in spark ignition engines）」 C. Hudson, X. Gao, R. Stone, Fuel volume 80 (2001)
【非特許文献３】「ノック状態におけるシリンダ内の圧力発振のモデル化：圧力包絡線への導入（Modeling of In-cylinder Pressure Oscillations under Knocking Conditions: Introduction to Pressure Envelope Curve）」G. Brecq および O. Le Corre, SAE 2005
【非特許文献４】「ウェーブレット瞬時相関法を使用したノック検出（Knocking detection using wavelet instantaneous correlation method）」 Z. Zhang および E. Tomita, Journal of SAE Review volume 23 (2002)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
［技術水準］
内燃エンジンのノックを推定するためのいくつかの方法が知られている。これらの方法は、従来は、シリンダ圧力センサまたは加速度計から発せられる信号の記録に基づいている。第１の方法は、ノックを推定するために、オフラインすなわち後続する処理でこれらの信号にフーリエ変換法を適用するものである。このような方法は、以下の文献に記載されている。
【０００９】
「ノック検出のための、再配分され円滑化された疑似的なウィグナー−ビレ分布の適用（Application of the Reallocated Smoothed Pseudo Wigner-Ville Distribution to Knock Detection）」 Olivier BOUBAL および Jacques OKSMAN, Traitement du Signal volume 15, 1998。
【００１０】
「火花点火エンジンにおける燃料評価のためのノック測定（Knock measurement for fuel evaluation in spark ignition engines）」 C. Hudson, X. Gao, R. Stone, Fuel volume 80 (2001)。
【００１１】
第２の方法は、オフラインでノックを推定するために、信号にフィルタリング技術を適用し、最大値を検出するものである。このような方法は、以下の文献に記載されている。
【００１２】
「ノック状態におけるシリンダ内の圧力発振のモデル化：圧力包絡線への導入（Modeling of In-cylinder Pressure Oscillations under Knocking Conditions: Introduction to Pressure Envelope Curve）」 G. Brecq および O. Le Corre, SAE 2005。
【００１３】
シリンダ圧力センサから発せられる信号の記録に基づく別の方法も知られている。この場合、オフラインでノックを推定するために、信号にウェーブレット技術が適用される。このような方法は、以下の文献に記載されている。
【００１４】
「ウェーブレット瞬時相関法を使用したノック検出（Knocking detection using wavelet instantaneous correlation method）」 Z. Zhang および E. Tomita, Journal of SAE Review volume 23 (2002)。
【００１５】
しかしながら、これらの方法は、リアルタイムでノック強度を推定することを可能にしてはいない（一般的に、コンピュータにロードするために計算を５０μｓ未満で実施しなければならない）。
【００１６】
振動信号に基づいてリアルタイムでノック強度を推定するための方法は、フランス国特許出願第２９４９５１１号で知られている。この方法によれば、この信号のフーリエ分解の係数がリアルタイムで決定され、フーリエ分解のこれらの係数の二乗を加算することにより、信号に含まれているエネルギーが推定される。最後に、最大エネルギーの平方根に等しいノック強度と関連付けられたパラメータを決定することによって、ノック強度が推定される。
【００１７】
たとえばイオン化プローブ（ionization probe）などの他のセンサを用いることも想定されている。
【００１８】
ノック測定に関して、通常、１サイクルの間に生じた現象の強度を反映するスカラー数が求められる。指標（indicator）は、どのようなタイプであれノック指標（ＫＩ）と呼ばれる。連続するＫＩ測定値の可変性は、いかなる測定雑音にも無関係であり、エンジンの状態変化の特性の、時間スケールの全体にわたる時間平均の変化に関して重要である。個々に考察される測定値の分布ではなく、ＫＩ測定値の分布が、ノックサイクルを生じるエンジンの傾向に関する情報を与えるデータを含んでいる。ＫＩ値の平均を用いることを考えてもよい。しかしながら、エンジンを損傷する可能性がある高いＫＩの発生を予測するためには、ＫＩ値の平均のみによるこの分布の特性化（characterization）では不十分である。実際に、経験によれば、測定値の分散は測定値の平均と関連していない。ＫＩの平均を目標値に正確に制御するコントローラは、高い分布値が生じる可能性を制御せず、したがってノックを高い信頼性で制御することはできない。
【００１９】
これらの欠点を克服するために、本発明は、ＫＩノック測定値の分布を推定することによって、点火進角（ignition advance）が制御される、火花点火式内燃エンジンを制御する方法に関する。この推定により、これらの測定値に対して、ＫＩ分布の所定の分位数（quantile）の信頼区間（confidence interval）を決定することができる。したがって、測定値の数が限られていても、所定の割合のサイクルが危険な状態にあることを確実に考慮できるように、リアルタイムで内燃エンジンを制御できる。さらに、推定、好ましくはベイズ推定が、短い計算時間と、少ないメモリ量と、より少ないハードウェア資源とを必要とする簡単な計算（単純なスカラー演算）の実施を可能にする。さらに、本発明に係る方法は、ノックのレベルを細かく制御することによってエンジンの平均エネルギー効率を最大にする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、火花点火式内燃エンジンの制御方法に関し、前記内燃エンジンが、前記内燃エンジンに配置されたノックセンサを備えている。前記方法は、以下の段階を含む。
【００２１】
ａ）前記ノックセンサによってＮ回のノック測定（ＭＥＡＳ）を実施する。
【００２２】
ｂ）Ｎ個の測定値の分布の推定値を生成し、前記推定値が前記Ｎ個の測定値によって所定の分位数の信頼区間を決定する。
【００２３】
ｃ）前記信頼区間との比較の関数として前記内燃エンジン内の点火を制御し、
i）ノック閾値が前記所定の分位数の前記信頼区間の最小値よりも小さい場合には、点火進角を小さくし、
ii）前記ノック閾値が前記所定の分位数の前記信頼区間の最大値よりも大きい場合には、点火進角を大きくし、
iii）前記ノック閾値が前記信頼区間内に含まれている場合には、点火進角を変えない。
【００２４】
一実施態様では、前記推定値がベイズ推定値である。
【００２５】
一実施態様では、前記分布が数学的方法によって正規分布に関連付けることができる分布であり、好ましくは前記分布が対数正規分布である。
【００２６】
一態様では、前記推定値が前記所定の分位数の期待値ｑも決定する。
【００２７】
有利には、点火進角が、前記所定の分位数に対する前記期待値と前記ノック閾値との差に比例して小さく、または大きくされる。
【００２８】
一実施例では、Ｎが５から２０までの間、好ましくは７から１５までの間である。
【００２９】
一実施態様では、信頼区間が、実際の分位数の値を、正確に９８％の事例の中に含む。
【００３０】
有利には、前記ノックセンサが、前記内燃エンジンのシリンダヘッドに配置された加速度計である。
【００３１】
好ましくは、前記ノック測定値が、前記加速度計のフィルタリングされた信号の最大振幅である。
【００３２】
本発明の一実施態様では、前記ノック閾値が、エンジンのキャリブレーションのフェーズの間の、エンジンのベンチテストによって求められる。
【００３３】
一態様では、前記分布の前記所定の分位数が８０％以上である。
【００３４】
さらに、本発明は、前述した特徴のうちの１つに係る方法を実現する手段を備えている、火花点火式内燃エンジンのための制御システムに関する。
【００３５】
本発明は、通信ネットワークからダウンロードすることができ、および／または、コンピュータで読み出し可読な媒体に記録することができ、および／または、プロセッサによって実行することができるコンピュータプログラム製品であって、前記プログラムがコンピュータで実行された時に前述した特徴のうちの１つに係る方法を実現するためのプログラムコード命令を含む、コンピュータプログラム製品に関する。
【００３６】
本発明に係る方法の他の特徴および利点は、以下に記載する添付図面を参照し、実施形態の以下の説明を考察することで明らかになるであろう。ただし、以下に説明される実施形態に限定されるわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る方法の各段階を示す図である。
【図２】ノック測定値の分布を示す図である。
【図３】３つの例示的事例、すなわち閾値が信頼区間内にある事例と、閾値が信頼区間よりも大きい事例と、閾値が信頼区間よりも小さい事例とによる、比較段階を示す図である。
【図４】３つの例示的事例、すなわち閾値が信頼区間内にある事例と、閾値が信頼区間よりも大きい事例と、閾値が信頼区間よりも小さい事例とによる、比較段階を示す図である。
【図５】３つの例示的事例、すなわち閾値が信頼区間内にある事例と、閾値が信頼区間よりも大きい事例と、閾値が信頼区間よりも小さい事例とによる、比較段階を示す図である。
【図６ａ】点火進角と、本発明の実施形態に係る制御方法を用いて定常状態の動作で得られたその信頼区間の推定によって囲まれたノック測定値とを示す図である。
【図６ｂ】点火進角と、本発明の実施形態に係る制御方法を用いて定常状態の動作で得られたその信頼区間の推定によって囲まれたノック測定値とを示す図である。
【図７ａ】点火進角と、従来技術による制御方法を用いて定常状態の動作で得られたノック測定値とを示す図である。
【図７ｂ】点火進角と、従来技術による制御方法を用いて定常状態の動作で得られたノック測定値とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明に係る方法は、エンジンノック現象を考慮して内燃エンジンの燃焼を制御する方法に関する。燃焼と、考えられるノックの発現とを直接分類するために、この方法は、推定によって得られた数値（所定の分位数および信頼区間に関する期待値）をノック閾値と比較することを含み、確率値（stochastic value）は、ノックセンサから発せられた信号の処理に基づいて決定され、この信号は物理的な意義を有している。この方法は、燃焼の性質、使用されるセンサの技術、およびＫＩ指標には無関係である。
【００３９】
このタイプのエンジンは少なくとも１つのシリンダを備えており、シリンダは、シリンダの内部側壁と、シリンダ内をスライドするピストンのクラウンと、シリンダヘッドと、によって画定された燃焼室を含んでいる。通常、気化混合物がこの燃焼室に封入され、圧縮段階を経た後に、少なくとも点火プラグによる火花点火の影響で燃焼段階へ進行する。
【００４０】
本発明に係る制御方法のために使用されるノックセンサは、任意のタイプのノックセンサ、たとえば加速度計または圧力センサであってよい。
【００４１】
本発明の一実施形態によれば、ノックセンサは、内燃エンジンのシリンダヘッドに配置された加速度計である。
【００４２】
本発明に係る方法は以下の段階を含む。
【００４３】
１）ノック測定
２）推定値の生成
３）閾値との比較
４）内燃エンジン内の点火の制御
図１は本発明の一実施形態に係る方法の各段階を図示している。ただし、図１に示された例に限定されるわけではない。この方法は、ノックセンサによってＮ回の測定（Ｎ  ＭＥＡＳ）を実施する段階と、（任意に採用可能な）所定の分位数の期待値ｑおよび信頼区間ＩＮＴを決定する推定値（ＥＳＴ）を生成する段階と、閾値θと比較（ＣＯＭＰ）する段階と、リアルタイムで制御（ＣＯＮ）する段階と、を含む。この方法は、図１に示されているように所定の分位数に対する期待値ｑと閾値θとの差（ＤＩＦ）を決定する段階も任意に含むことができ、制御段階（ＣＯＮ）ではこの差を考慮することができる。
【００４４】
以下、図１を参照して、本発明に係る方法の様々な段階について説明する。
【００４５】
１）ノック測定（Ｎ  ＭＥＡＳ）
この段階では、ノックセンサによってＮ回のノック測定が実施される。各測定は、１回の燃焼サイクル毎に実施される測定である。これらの測定値は内部メモリに記録することができる。したがって、各サイクルにおいて、現在のサイクルより前のＮ回のサイクルの測定値が分かる。
【００４６】
ノックセンサが加速度計である本発明の実施形態の場合、測定値は、加速度計のフィルタリングされた信号の最大振幅であってもよい。この値はノック強度（ＫＩ）を反映している。
【００４７】
本発明の一実施形態によれば、数Ｎは５以上であり、好ましくは５から２０までの間であり、より好ましくは７から１５までの間である。実際には、少なくとも５つの値により、代表的な推定値を生成することができる。さらに、測定を２０回に制限することにより、反応的な推定値（reactive estimator）を生成することができ、本発明に係る方法のために使用されるランダムアクセスメモリを制限することができる。しかしながら、反応的な推定値を必要としない用途の場合には、考えられる最も大きな数Ｎを採用してもよい。
【００４８】
２）推定値（ＥＳＴ）の生成
これは、先行する段階で得られたＮ個の測定値によって予め決定された分位数に対する期待値を囲む信頼区間ＩＮＴを決定する推定値の生成である。信頼区間を推定することによって、確実な制御を行うことができる。さらに、推定値は、分位数に対する所定の期待値を決定することもできる。
【００４９】
この段階では、測定値は確率分布の法則に従うと見なされている。確率の法則は、好ましくは数学的方法によって正規分布に関連付けることができる分布であり、前述した分布は、好ましくは対数正規分布である。
【００５０】
この構成の場合、ノック測定値は対数正規分布に従うと見なされている。これは文字通り標準的な仮説である。このような考察は、以下の文献に記載されている。
【００５１】
Spelina, J. M.; Peyton Jones, J. C. & Frey, J.の「ノック強度分布の特性評価：第２部：パラメトリックモデル（Characterization of knock intensity distributions: Part 2: parametric models）」 Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, Sage Publications Sage UK: London, England, 2013, 227, 1650-1660。
【００５２】
実際に、ノックは、分布が実質的に対数スケールの正規分布に対応する指数関数的現象であるため、この分布はとりわけ適している。このような分布は、次の２つのパラメータ、すなわち平均と標準偏差とによって決定される。これらの値を使用することにより、この分布の任意の分位数を計算することができる。
【００５３】
本発明の一態様によれば、所定の分位数は少なくとも８０％に対応する。この高い分位数はノック状態の良好な指標であり、有害なサイクルは高いＫＩ値に対応する。好ましくは、所定の分位数は８０％、９５％、９９％または９９．７％であってよい。
【００５４】
このような推定は、限られた数の測定値を使用して速やかに実施することができ、それは、限られた必要メモリでリアルタイムの制御を可能にする。さらに、この推定値は、測定値の数に無関係に、本発明に係る方法の安定性に寄与する。
【００５５】
本発明の一実施形態によれば、推定値はベイズ推定値である。この推定値により、限られた数の測定値を使用して、分位数を反応的に推定するための信頼区間を決定することができる。
【００５６】
本発明の一実施形態によれば、信頼区間は、実際の分位数の値を、正確に９８％の事例の中に含む（contains the value of the real quantile in exactly 98% of cases）。言い換えると、実際の分位数の値は、１％の事例の信頼区間よりも小さく、かつ１％の事例の信頼区間よりも大きい。
【００５７】
信頼区間のベイズ推定の例は、（本明細書の最後にある）本願の補遺に記載されている。ただし、それに限定されるわけではない。
【００５８】
３）閾値との比較（ＣＯＭＰ）
この段階の間に、先行する段階で決定された期待値および信頼区間がノック閾値と比較される。言い換えると、ノック閾値が信頼区間内であるかどうかが検証される。
【００５９】
ノック閾値は、エンジンのキャリブレーションのフェーズの間のエンジンのベンチテストによって求めることができる。
【００６０】
図２〜図５はこの段階を図示したものであるが、図２〜図５に示された内容に限定されるわけではない。
【００６１】
図２は、ノックセンサのＫＩ信号強度に対する確率密度を示したものである。これは対数正規分布タイプである。この図にはノック閾値θも示されている。影付きの領域は、ノックが生じている領域を表している。
【００６２】
図３は、期待値ｑに代表される図２の確率密度と、その最小値ｑminおよび最大値ｑmaxによって画定された信頼区間とを示している。期待値および信頼区間は、Ｎ個の測定値によって所定の分位数（たとえば９５％）に対して求められている。この例の場合、ノック閾値θは、ベイズ推定値によって決定された信頼区間内にある。この構成は、１％の例示的な事例を表している。
【００６３】
図４は、期待値ｑに代表される図２の確率密度と、その最小値ｑminおよび最大値ｑmaxによって画定された信頼区間とを示している。期待値および信頼区間は、Ｎ個の測定値によって所定の分位数（たとえば９５％）に対して求められている。この例の場合、ノック閾値θは、ベイズ推定値によって決定された信頼区間よりも大きい。この構成は、９８％の例示的な事例を表している。
【００６４】
図５は、期待値ｑに代表される図２の確率密度と、その最小値ｑminおよび最大値ｑmaxによって画定された信頼区間とを示している。期待値および信頼区間は、Ｎ個の測定値によって所定の分位数（たとえば９５％）に対して求められている。この例の場合、ノック閾値θは、ベイズ推定値によって決定された信頼区間より小さい。この構成は、１％の例示的な事例を表している。
【００６５】
３’）差（ＤＩＦ）
これは、本発明に係る方法の、任意に実施可能な段階である。
【００６６】
この段階の間に、先行する段階で決定された所定の分位数の期待値ｑとノック閾値θとの差が決められる。
【００６７】
この差を決めることにより、制御においてこの差を考慮することができ、ノック強度に適合した制御を行うことができる。
【００６８】
４）エンジン内の点火制御（ＣＯＮ）
この段階の間に、３）の段階で実施された比較を考慮することにより、内燃エンジンのシリンダ内の点火進角がノックの関数（function of the knock）として制御される。本発明によれば、後続するサイクルの点火進角が制御される。言い換えると、サイクルｎの前のＮ回のサイクル（すなわちサイクルｎ−Ｎ，ｎ−Ｎ＋１，…，ｎ−２，ｎ−１）の測定値を使用して、サイクルｎの点火進角が制御される。
【００６９】
点火進角は、燃焼が始まる角度を、クランク角を介して決定する制御可能な自由度であることが想起される（recalled）。これは、エンジンがノックする傾向を低減する、（次のサイクルに直ちに適用される）瞬時作動アクチュエータである。
【００７０】
制御は以下のように実施される。
【００７１】
i）ノック閾値が所定の分位数の期待値を中心とした信頼区間の最小値より小さい場合には、点火進角を小さくする（図５の場合）。
【００７２】
ii）ノック閾値が所定の分位数の期待値を中心とした信頼区間の最大値より大きい場合には、点火進角を大きくする（図４の場合）。
【００７３】
iii）それ以外の場合（前述したノック閾値が前述した信頼区間（ｑmin，ｑmax）内に含まれている場合）には、点火進角を変えない（図３の場合）。言い換えると、先行するサイクルの点火進角が維持される。
【００７４】
したがって、本発明に係る方法によれば、関連する是正処置（relevant corrective actions）のみを行うことができる。点火制御は、分位数が信頼区間外に存在する確実性（たとえば信頼区間が分布の９８％の実現値を表している場合には９９％）がある場合にのみ変更される。したがって、変更が強いられるのは、定常状態動作における５０サイクルのうちのほぼ１サイクルのみであるため、点火進角の制御はより安定的である。短い時間スケールにおける制御のばらつきおよびエンジン状態の変化を小さくするためには、代わりに、ＫＩ測定値のより安定した分布、そのパラメータのより良好な推定、ひいてはノック限界の近くに到達する確率を伴い、これによりノックサイクルの数を制限しつつより良好な効率が得られる。
【００７５】
本発明の一実施形態によれば、この制御は、３’）の段階で求められた差を考慮することもできる。そのために、（以下に説明する状況ｉ）およびｉｉ）における）点火進角の拡大または縮小は、先行する段階で決定された所定の分位数の期待値ｑとノック閾値θとの差に比例してもよい。したがって、制御はノック強度に適合する。
【００７６】
さらに、本発明は、火花点火式内燃エンジンのための制御システムに関し、この制御システムは、本発明の方法の様々な例の既に説明した組合せのうちのいずれか１つに係る方法を実現する手段を備えている。
【００７７】
詳細には制御システムは、
ノックセンサと、
ノックセンサからの信号を処理する手段と、
Ｎ個の測定値（先行するＮ回の燃焼サイクルのノック信号）を記録するためのメモリと、
ベイズ推定値を生成し、比較を実施する計算手段と、
点火進角を制御する手段と、
を備えていてよい。
【００７８】
信号処理手段と、メモリと、計算手段と、制御手段とは、車両のオンボードコンピュータに組み込むことができる。
【００７９】
本発明は、このような制御システムを備えた内燃エンジンにも関する。
【００８０】
本発明は、通信ネットワークからダウンロードすることができ、および／または、コンピュータで読み出し可能な媒体（オンボードコンピュータ）に記録することができ、および／または、プロセッサによって実行することができるコンピュータプログラム製品にも関する。このプログラムは、コンピュータで実行されると、前述した方法を実施するためのプログラムコード命令を含んでいる。
【００８１】
［比較例］
本発明に係る方法の特徴および利点は、以下の比較例を読むことによってより明確に明らかになるであろう。
【００８２】
比較例は、直接噴射式の１．２Ｌの３シリンダ火花点火式内燃エンジンのシミュレーションに基づいている。この比較例は、内燃エンジンの１７５０ｒｐｍの定常状態動作に関する。
【００８３】
ノックは確率現象であることが想起される（recalled）。したがって、同じ条件下であっても個々のテストは唯一無二である。
【００８４】
実際の使用条件に対応するノック強度を得ることを目的として、先行するすべてのサイクルを使用して、動作点毎にノック強度に対する実験的な分布が決定される。
【００８５】
比較例のフレームワーク内で、点火進角がエンジンサイクル毎に僅かな値だけ大きくなり、測定されたノック値が所定の閾値を超えると著しく小さくなる従来技術による方法に対して、本発明に係る方法が比較される。従来は、僅かな値は０．０１°ＣＡ（クランク角）であり、著しく小さくなることは３°ＣＡ（クランク角）に対応している。この方策により、すべてのノックサイクルに対して速やかな反応時間が保証され、一方、サイクルの９９．７％が閾値値未満のノック強度になるように維持される。
【００８６】
本発明に係る方法の場合、Ｎ＝１０が使用され、分位数は予め９５％に決定されている。
【００８７】
図６ａおよび図６ｂは、本発明に係る方法によって得られた結果を示している。図６ａは、点火進角Ａを時間Ｔ（ｓ）の関数として、゜ＣＡ（クランク角）で示している。図６ｂは、同じ時間スケールにわたってＫＩの値を示している。図６ｂでは、閾値θは水平方向の直線によって示されており、各サイクルＫＩは点で表されており、各点と関連する信頼区間ＩＮＴは、垂直方向の直線線分で表されている。期待されるように、本発明に係る方法によれば、点火進角は、閾値が信頼区間外である場合にのみ変更される。図６ａでは、制御は極めて安定である（点火進角はほとんど変化しない）ことに留意されたい。
【００８８】
図７ａおよび図７ｂは、従来技術の方法によって得られた結果を示している。図７ａは、点火進角Ａを時間Ｔ（ｓ）の関数として、゜ＣＡ（クランク角）で示している。図７ｂは、同じ時間スケールにわたってＫＩの値を示している。図７ｂでは、閾値Threshは水平方向の直線によって示されており、各サイクルＫＩは点で表されている。図７ａでは、制御は極めて不安定であり、点火進角がおびただしく変化し、特に、進角が突然低減して、ノック領域に向かってゆっくり戻ることに留意されたい。
【００８９】
次に、これらの方法は燃料消費に関して比較されている。この比較の結果は、本発明に係る方法によれば、従来技術による方法に対して消費を１．１％節減できることを示している。
【００９０】
他の定常状態に対して同じテストが実施された。各試験において、本発明に係る方法によれば、従来技術の方法に対して消費を節減でき、この節減は０．６％から２．２％までの間である。
【００９１】
したがって、本発明に係る方法によれば、ノックを制限するとともに、さらに内燃エンジンの消費を低減することができる。
【００９２】
［補遺（Annex）］
分位数の信頼区間のベイズ推定
簡潔にするために、この補遺は、正規分布のベイズ推定に関する。このベイズ推定は、正規分布、特に対数正規分布に関連付けることができる任意の分布に適合できる。
【００９３】
I．論拠
ｎ個の測定値は、研究された物理現象として得ることができると仮定されており、その無作為性を無視することはできない。さらに、これらの測定値は独立しており、正規分布であることが認められる。Ｘ1，…，Ｘnで表されるＮ個の実現値が得られる。ｑはこの分布の正確に９５％の分位数であるとする。ベイズの公式によれば、観察された測定値Ｘ1，…，Ｘnに関するｑ値の分布を表すことができる。当然ながら、ｎ→∞である場合にはｑを不確かさなく推定できる。しかし、ｎ＜∞（たとえばｎ＝１０）である場合には、ｑを確実に推定することはもはや不可能である。
【００９４】
一方、ベイズ形式によれば、この同じ分布から得られるｎ個の実現値Ｘ１、…、Ｘｎの考えられるｎ組（ｎ−タプル）の９８％のｑを効率よく構成する区間を画定できる。
【００９５】
II．平均の信頼区間の推定
最初に、分布の既知の分散（variance）σ２を仮定しつつ、分布の平均μ（その９５％分位数ｑではない）を決定する方法が提示される。そのために、次のベイズの公式が取り入れられる。
【００９６】
【数１】
2019132269.tif 000003
【００９７】
πは確率であり、｜は条件付け演算子（conditioning operator）である。
【００９８】
標準化因子（normalization factor）はμに依存せず、定数として機能する。
【００９９】
事前分析（ア・プリオリ：a priori）の法則は、μの分布において利用することができる事前情報を反映している（引き続いて実施される観察には無関係である）。バイアスがかかった情報（この文脈では先入観をもったものと見なされる）が差し挟まれることを避けるために、無情報（non-informative）のπ（μ）∝１が用いられる。
【０１００】
実現値（Ｘ1，…，Ｘn）が条件的に独立していると仮定すると（μの情報において）、尤度（likelihood）を計数化（factorize）できる。
【０１０１】
【数２】
2019132269.tif 000004
【０１０２】
すべての分布係数に対する事後的（ポステリオリ：posteriori）な式が知られている。その計算を実施すると、
【０１０３】
【数３】
2019132269.tif 000005
【０１０４】
が得られる。これは、Ｘkの平均および標準偏差
【０１０５】
【数４】
2019132269.tif 000006
【０１０６】
を中心とする単純な標準法則（normal law）である。μの信頼区間、すなわち平均±定数×標準偏差が簡単に得られる。
【０１０７】
III．分位数の信頼区間の推定
実験データによれば、一方では仮説σ＝定数であることは許されず、他方では仮説σがμの関数であることは許されない。したがってパラメータの対（μ；σ）の並列推定（parallel estimation）を実施する必要がある。その方法は、平均の単純な推定との３つの主要な相違点を含む。
【０１０８】
対（μ；σ）の事前の分布（先験分布）は、推定の間、無情報を維持し、不当なバイアスが生じないように、慎重に選択しなければならない。事前のπ（μ）∝１は極めて自然な形態である。一方、μだけでなく（μ；σ）も推定される多次元の事例では、「無情報の」（先入観がない）概念の定義は、より高次の困難性を有している。情報のエントロピーの最大化のための相互情報の概念が用いられた。
【０１０９】
事後の分布は４つのパラメータを含んでおり、必要な計算能力を著しく低減するように適合された再標準化（くり込み）の段階が必要である（あらゆる微積分学を避けられる）。
【０１１０】
（μ；σ）の事後の分布は、９５％分位数ｑの事後の分布が得られるように処理しなければならない。ｑの事後の分布は（積分なしの）単純な分析形態を許容せず、計算を２段階、すなわちｑの分布の不変量の高コストのオフラインでの計算と、各サイクルにおける低コストのオンラインでの計算とに分けて実施することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【外国語明細書】
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