(57)【要約】【課題】内燃機関の適合値を簡単に求める。【解決手段】適合値を求めるべき供試機関のハードウェア諸元は基準機関のハードウェア諸元を部分的に変更したものであり、基準機関の適合値は別途求められて記憶されている。スロットル開度が最大開度のときの供試機関の体積効率を計測する。スロットル開度が最大開度のときの基準機関の体積効率は別途求められて記憶されている。基準機関の体積効率に対する供試機関の体積効率の偏差を算出し、この偏差が許容値よりも小さいか否かを判断する。偏差が許容値よりも小さいときには供試機関の適合値を基準機関の適合値に設定し、偏差が許容値よりも大きいときには供試機関の適合値を新たに求める。【選択図】図２
2007132842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試内燃機関の適合値を求めるための適合装置において、供試内燃機関のハードウェア諸元が基準内燃機関のハードウェア諸元を部分的に変更したものであり、該基準内燃機関の適合値が別途求められて記憶されており、予め定められた運転状態における供試内燃機関の体積効率を求め、該運転状態における基準内燃機関の体積効率が別途求められて記憶されており、該基準内燃機関の体積効率に対する該供試内燃機関の体積効率の偏差が許容値よりも小さいか否かを判断し、該偏差が該許容値よりも小さいときには供試内燃機関の適合値を基準内燃機関の適合値に設定するようにした内燃機関の適合装置。
【請求項２】
前記偏差が前記許容値よりも大きいときには供試内燃機関の適合値を新たに求めるようにした請求項１に記載の内燃機関の適合装置。
【請求項３】
複数の運転状態における供試内燃機関の体積効率をそれぞれ求め、これら複数の運転状態における基準内燃機関の体積効率が別途求められて記憶されており、該基準内燃機関の体積効率に対する該供試内燃機関の体積効率の偏差が許容値よりも小さい運転領域を決定し、該運転領域における供試内燃機関の適合値を基準内燃機関の適合値に設定するようにした請求項１に記載の内燃機関の適合装置。
【請求項４】
前記偏差が前記許容値よりも大きい運転領域を決定し、該運転領域における供試内燃機関の適合値を新たに求めるようにした請求項３に記載の内燃機関の適合装置。
【請求項５】
前記基準内燃機関の体積効率及び供試内燃機関の体積効率のうち少なくとも一方が、実機を用いて計測することにより求められる請求項１に記載の内燃機関の適合装置。
【請求項６】
前記基準内燃機関の体積効率及び供試内燃機関の体積効率のうち少なくとも一方が、対応する内燃機関をモデル化したモデルを用いて計算することにより求められる請求項１に記載の内燃機関の適合装置。
【請求項７】
前記予め定められた運転状態が、スロットル弁開度が最大開度の状態である請求項１に記載の内燃機関の適合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の適合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関の適合値を求める適合装置が知られている。この適合値は機関状態量を目標量に一致させるのに必要な制御パラメータであり、この制御パラメータとしては例えば点火時期、吸気弁開弁時期、燃料噴射時期及び量などが挙げられる。点火時期を例にとると、例えば最大トルクを与える点火時期ＭＢＴや、ノッキングが生じる限界点火時期であるトレースノック点火時期などが適合値として求められる。ＭＢＴの例では、例えばスロットル開度及び機関回転数を保持しつつ複数の点火時期における機関出力トルクをそれぞれ計測し、最大トルクを与える点火時期が適合値ＭＢＴとして求められる。
【０００３】
ところが、適合値を求めるためには多数回の計測が必要であり、多大な時間及び費用を要する。そこで、適合値をできるだけ簡単な方法で求めようとする試みがなされている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８５３５７号公報
【特許文献２】特開２００４−１７８２４７号公報
【特許文献３】特開平１０−１８４４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、或る車両に搭載されている既存の内燃機関を別の車両に搭載しようとする場合に例えば吸気管が長くて搭載できないときには、搭載できるように吸気管が短くされ、このようにして新たな内燃機関が構成される。この新たな内燃機関の適合値は既存の内燃機関の適合値とは別に新たに求める必要があるというのが一般的である。しかしながら、既存の内燃機関の適合値を新たな内燃機関の適合値として用いることができるならば、新たな内燃機関の適合値を新たに求める必要がない。
【０００６】
したがって、既存の内燃機関の適合値を新たな内燃機関の適合値として用いることができるか否かを判断する判断基準が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために１番目の発明によれば、供試内燃機関の適合値を求めるための適合装置において、供試内燃機関のハードウェア諸元が基準内燃機関のハードウェア諸元を部分的に変更したものであり、該基準内燃機関の適合値が別途求められて記憶されており、予め定められた運転状態における供試内燃機関の体積効率を求め、該運転状態における基準内燃機関の体積効率が別途求められて記憶されており、該基準内燃機関の体積効率に対する該供試内燃機関の体積効率の偏差が許容値よりも小さいか否かを判断し、該偏差が該許容値よりも小さいときには供試内燃機関の適合値を基準内燃機関の適合値に設定するようにしている。
【０００８】
また、２番目の発明によれば１番目の発明において、前記偏差が前記許容値よりも大きいときには供試内燃機関の適合値を新たに求めるようにしている。
【０００９】
また、３番目の発明によれば１番目の発明において、複数の運転状態における供試内燃機関の体積効率をそれぞれ求め、これら複数の運転状態における基準内燃機関の体積効率が別途求められて記憶されており、該基準内燃機関の体積効率に対する該供試内燃機関の体積効率の偏差が許容値よりも小さい運転領域を決定し、該運転領域における供試内燃機関の適合値を基準内燃機関の適合値に設定するようにしている。
【００１０】
また、４番目の発明によれば３番目の発明において、前記偏差が前記許容値よりも大きい運転領域を決定し、該運転領域における供試内燃機関の適合値を新たに求めるようにしている。
【００１１】
また、５番目の発明によれば１番目の発明において、前記基準内燃機関の体積効率及び供試内燃機関の体積効率のうち少なくとも一方が、実機を用いて計測することにより求められる。
【００１２】
また、６番目の発明によれば１番目の発明において、前記基準内燃機関の体積効率及び供試内燃機関の体積効率のうち少なくとも一方が、対応する内燃機関をモデル化したモデルを用いて計算することにより求められる。
【００１３】
また、７番目の発明によれば１番目の発明において、前記予め定められた運転状態が、スロットル弁開度が最大開度の状態である。
【発明の効果】
【００１４】
内燃機関の適合値を簡単に求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明による実施例の適合装置１の全体を示している。図１を参照すると、ＴＢは、適合値を求めるべき内燃機関である供試機関ＥＴが搭載されるようになっているテストベンチ、ＤＭはテストベンチＴＢに搭載されているダイナモメータ、ＣＤＭはダイナモメータを制御するためのダイナモメータ制御装置をそれぞれ示す。供試機関ＥＴは供試機関本体ＢＥＴと供試機関本体ＢＥＴを制御するための供試機関制御装置ＣＥＴとを備えている。供試機関ＥＴの適合値を求めるべきとき又は体積効率を計測すべきときには、供試機関本体ＢＥＴがテストベンチＴＢに搭載され、供試機関本体ＢＥＴのクランクシャフトがダイナモメータＤＭの入力軸に連結される。供試機関本体ＢＥＴに設けられた各種センサの出力は供試機関制御装置ＣＥＴに入力され、供試機関制御装置ＣＥＴでは供試機関ＥＴの例えば体積効率や空燃比が計算される。適合装置１にはさらに、ダイナモメータ制御装置ＣＤＭ及び供試機関制御装置ＣＥＴを制御するための適合制御装置ＣＡが設けられる。適合制御装置ＣＡは記憶装置ＭＥＭに接続されており、記憶装置ＭＥＭの記憶内容を読み込むことが可能になっている。
【００１６】
供試機関ＥＴはそのハードウェア諸元を、供試機関ＥＴとは異なる内燃機関である基準機関ＥＲのハードウェア諸元を部分的に変更することにより構成されている。ここで、ハードウェア諸元というのは例えば吸気管やエアクリーナなどの吸気系部品や排気系部品の寸法、形状、仕様等のことをいう。例えば、供試機関ＥＴは気筒数、排気量、燃料噴射位置などの点で基準機関ＥＲと構成を共通にし、しかしながら吸気管の長さの点で構成を異にしている。
【００１７】
基準機関ＥＲの適合値は別途求められており、記憶装置ＭＥＭ内に記憶されている。
【００１８】
次に、図２の適合判断ルーチンを参照しながら本発明の実施例の適合方法を説明する。
【００１９】
まず初めにステップ１０では、予め定められた運転状態における供試機関ＥＴの体積効率が計測される。例えば、スロットル開度ＴＡが最大開度ＴＡＭ（例えば９０°）のときの供試機関ＥＴの体積効率ηＴ（ＴＡＭ）が複数の機関回転数Ｎｅにおいて計測される。体積効率ηＴ（ＴＡＭ）の計測結果の一例が図３に実線で示されている。なお、どの機関回転数Ｎｅにおいて体積効率ηＴ（ＴＡＭ）を計測すべきかは、例えば実験計画法により決定することができる。
【００２０】
続くステップ１１では、同一の運転状態における基準機関ＥＲの体積効率ηＲ（ＴＡＭ）に対する、計測された供試機関ＥＴの体積効率ηＴ（ＴＡＭ）の偏差Δ（ＴＡＭ）が算出される。ここで、同一の運転状態というのは、スロットル開度ＴＡが同一の最大開度ＴＡＭというだけでなく、機関回転数Ｎｅ、吸気弁開弁時期、点火時期なども同一であることを意味する。基準機関ＥＲの体積効率ηＲ（ＴＡＭ）は別途求められており、記憶装置ＭＥＭ内に記憶されている。図３には基準機関ＥＲの体積効率ηＲ（ＴＡＭ）の一例が破線で示されている。
【００２１】
偏差Δ（ＴＡＭ）は例えば次式で表される。
【００２２】
Δ（ＴＡＭ）＝｛ηＴ（ＴＡＭ）−ηＲ（ＴＡＭ）｝／ηＲ（ＴＡＭ）
なお、偏差Δ（ＴＡＭ）を例えば差（ηＴ（ＴＡＭ）−ηＲ（ＴＡＭ））又は比（ηＴ（ＴＡＭ）／ηＲ（ＴＡＭ））の形で求めることもできる。
【００２３】
続くステップ１２では、偏差Δ（ＴＡＭ）が予め定められた許容値ΔＡＬよりも小さいか否かが判別される。いずれかの機関回転数ＮｅにおいてΔ（ＴＡＭ）≧ΔＡＬのときには、次いでステップ１３に進み、供試機関ＥＴの適合値が、基準機関ＥＲの適合値とは別に、新たに求められる。この場合には、供試機関ＥＴの適合値を基準機関ＥＲの適合値に設定しても、機関状態量を目標量に一致させることはできないからである。これに対し、すべての機関回転数ＮｅにおいてΔ（ＴＡＭ）＜ΔＡＬのときにはステップ１４に進み、供試機関ＥＴの適合値が基準機関ＥＲの適合値に設定される。すなわち、供試機関ＥＴの適合値として、基準機関ＥＲの適合値がそのまま使用される。したがって、供試機関ＥＴの適合値を新しく求める必要がない。
【００２４】
本発明による実施例において供試機関ＥＴの適合値を基準機関ＥＲの適合値に設定できるか否かを体積効率に基づいて判断しているのは、ハードウェア諸元を変更すると体積効率が特に大きく変動しうるからである。また、この判断を、スロットル開度ＴＡが最大開度ＴＡＭのときの体積効率の偏差Δ（ＴＡＭ）に基づいて行っているのは次の理由による。すなわち、体積効率の偏差はスロットル開度ＴＡが大きくなるにつれて大きくなり、スロットル開度ＴＡが最大開度ＴＡＭのときに最大となる。したがって、スロットル開度が最大開度ＴＡＭのときの偏差Δ（ＴＡＭ）が許容値ΔＡＬよりも小さければ、すべてのスロットル開度ＴＡにおける偏差Δ（ＴＡ）が許容値ΔＡＬよりも小さいことになり、このとき供試機関ＥＴの適合値を基準機関ＥＲの適合値に設定できると判断できる。
【００２５】
次に、本発明による別の実施例を説明する。
【００２６】
上述したように、Δ（ＴＡＭ）＜ΔＡＬであればすべてのスロットル開度ＴＡにおいてΔ（ＴＡ）＜ΔＡＬであることがわかる。しかし、Δ（ＴＡＭ）≧ΔＡＬであるといっても、すべてのスロットル開度ＴＡにおいてΔ（ＴＡＭ）≧ΔＡＬであるとは限らない。図４に示されるようにスロットル開度ＴＡが小さくなるにつれて偏差Δ（ＴＡ）も小さくなるからである。
【００２７】
ここで、偏差Δ（ＴＡ）が許容値ΔＡＬとなるスロットル開度をしきい開度ＴＡＴＨと称すると、ＴＡ＜ＴＡＴＨのときにはΔ（ＴＡ）＜ΔＡＬであるということになり、したがってこのとき供試機関ＥＴの適合値を新しく求める必要がなく、基準機関ＥＲの適合値に設定することができる。これに対し、ＴＡ≧ＴＡＴＨのときにはΔ（ＴＡ）＞ΔＡＬであるということになり、したがってこのとき供試機関ＥＴの適合値を新たに求める必要がある。
【００２８】
すなわち、図５に示されるように、ハッチングが施されたスロットル開度ＴＡが最大開度ＴＡＭからしきい開度ＴＡＴＨまでの運転領域ＡＮにおける供試機関ＥＴの適合値を新しく求める必要があり、スロットル開度ＴＡがしきい開度ＴＡＴＨからゼロまでの運転領域ＡＵＮにおける供試機関ＥＴの適合値を新しく求める必要がない。
【００２９】
そうすると、これら運転領域ＡＮ及び運転領域ＡＵＮをそれぞれ適合必要領域及び適合不要領域と称すると、しきい開度ＴＡＴＨを求めればこれら適合必要領域ＡＮ及び適合不要領域ＡＵＮを決定できることになる。これが本発明による別の実施例の考え方である。
【００３０】
図６は本発明による別の実施例の適合判断ルーチンを示している。図６を参照すると、まずステップ２０では、図２を参照して説明した本発明による実施例と同様に、スロットル開度ＴＡが最大開度ＴＡＭのときの供試機関ＥＴの体積効率ηＴ（ＴＡＭ）が複数の機関回転数Ｎｅにおいて計測され、ステップ２１ではスロットル開度ＴＡが最大開度ＴＡＭのときの偏差Δ（ＴＡＭ）が算出され、ステップ２２では偏差Δ（ＴＡＭ）が許容値ΔＡＬよりも小さいか否かが判別される。
【００３１】
いずれかの機関回転数ＮｅにおいてΔ（ＴＡＭ）≧ΔＡＬのときにはステップ２３に進み、スロットル開度ＴＡが最大開度ＴＡＭとは異なる第１の設定開度ＴＡ１（例えば６０°）及び第２の設定開度ＴＡ２（例えば３０°）のときの供試機関ＥＴの体積効率ηＴ（ＴＡＭ）が複数の機関回転数Ｎｅにおいてそれぞれ計測される。図７には、供試機関ＥＴの体積効率ηＴ（ＴＡＭ），ηＴ（ＴＡ１），ηＴ（ＴＡ２）の計測結果の一例が実線で示されている。
【００３２】
続くステップ２４では、基準機関ＥＲの体積効率ηＲ（ＴＡ１）に対する供試機関ＥＴの体積効率ηＴ（ＴＡ１）の偏差Δ（ＴＡ１）、及び基準機関ＥＲの体積効率ηＲ（ＴＡ２）に対する供試機関ＥＴの体積効率ηＴ（ＴＡ２）の偏差Δ（ＴＡ２）がそれぞれ算出される。図７には、基準機関ＥＲの体積効率ηＲ（ＴＡＭ），ηＲ（ＴＡ１），ηＲ（ＴＡ２）の一例が破線で示されている。なお、基準機関ＥＲの体積効率ηＲ（ＴＡ１），ηＲ（ＴＡ２）は別途求められており、記憶装置ＭＥＭ内に記憶されている。
【００３３】
続くステップ２５では、同一の機関回転数Ｎｅにおける偏差Δ（ＴＡＭ），Δ（ＴＡ１），Δ（ＴＡ２）に基づいて適合必要領域ＡＮ及び適合不要領域ＡＵＮが決定される。例えば、図８（Ａ）に示されるようにΔ（ＴＡＭ）＞ΔＡＬでありかつΔ（ＴＡ１），Δ（ＴＡ２）＜ΔＡＬのときには、最大開度ＴＡＭと第１の設定開度ＴＡ１間で内挿することによりしきい開度ＴＡＴＨが算出される。一方、図８（Ｂ）に示されるようにΔ（ＴＡＭ），Δ（ＴＡ１）＞ΔＡＬでありかつΔ（ＴＡ２）＜ΔＡＬのときには、第１の設定開度ＴＡ１と第２の設定開度ＴＡ２間で内挿することによりしきい開度ＴＡＴＨが算出される。Δ（ＴＡＭ），Δ（ＴＡ１），Δ（ＴＡ２）＞ΔＡＬのときには第１の設定開度ＴＡ１と第２の設定開度ＴＡ２間で外挿することによりしきい開度ＴＡＴＨが算出される。その上で、スロットル開度ＴＡが最大開度ＴＡＭからしきい開度ＴＡＴＨまでの運転領域が適合必要領域ＡＮとされ、スロットル開度ＴＡがしきい開度ＴＡＴＨからゼロまでの運転領域が適合不要領域ＡＵＮとされる（図５参照）。
【００３４】
続くステップ２６では、適合必要領域ＡＮにおける供試機関ＥＴの適合値が新たに求められ、適合不要領域ＡＵＮにおける供試機関ＥＴの適合値が基準機関ＥＲの適合値に設定される。
【００３５】
これに対し、すべての機関回転数ＮｅにおいてΔ（ＴＡＭ）＜ΔＡＬのときにはステップ２２からステップ２７に進み、供試機関ＥＴの適合値が基準機関ＥＲの適合値に設定される。
【００３６】
このように本発明による別の実施例では、複数の運転状態すなわちスロットル開度ＴＡが最大開度ＴＡＭと第１及び第２の設定開度ＴＡ１，ＴＡ２であるときの体積効率又は偏差に基づいて適合必要領域ＡＮ及び適合不要領域ＡＵＮを決定している。なお、二つのスロットル開度、例えば最大開度ＴＡＭと第１の設定開度ＴＡ１における体積効率又は偏差に基づいて適合必要領域ＡＮ及び適合不要領域ＡＵＮを決定するようにしてもよい。
【００３７】
上述した本発明による別の実施例では、しきい開度ＴＡＴＨは機関回転数Ｎｅによらず一定とされている。しかしながら、図９に示されるように、しきい開度ＴＡＴＨが機関回転数Ｎｅに応じて変化するようにしてもよい。
【００３８】
ところで、これまで述べてきた本発明による各実施例では、実機を用いて計測することにより供試機関ＥＴの体積効率を求めるようにしている。しかしながら、供試機関ＥＴをモデル化した計算モデルを用意し、この計算モデルを用いて計算することにより供試機関ＥＴの体積効率を求めるようにしてもよい。
【００３９】
同様に、基準機関ＥＲの体積効率を、実機を用いて計測することにより求めてもよいし、基準機関ＥＲをモデル化した計算モデルを用いて計算することにより求めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】適合装置の概略全体図である。
【図２】本発明による実施例の適合判断ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】体積効率を示す線図である。
【図４】偏差を示す線図である。
【図５】適合必要領域及び適合不要領域を説明するための図である。
【図６】本発明による別の実施例の適合判断ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】体積効率を示す線図である。
【図８】しきい開度の算出方法を説明するための図である。
【図９】しきい開度の別の実施例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    適合装置
ＴＢ    テストベンチ
ＥＴ    供試機関
ＥＲ    基準機関
ＣＡ    適合制御装置
ＭＥＭ    記憶装置
【図１】
2007132842.tif 000003
【図２】
2007132842.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007132842.tif 000008
【図７】
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【図８】
2007132842.tif 000010
【図９】
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