(57)【要約】      （修正有）【課題】時間周波数共同領域解析および／またはウェーブレット解析を介した往復動エンジンに配置されるノックセンサの信号を処理するシステムおよび方法を提供する。【解決手段】燃焼エンジン１０の燃焼チャンバ１２内または付近に配置されるノックセンサ２３によって感知されたノイズ信号を受信することと、ノイズ信号を事前調整して事前調整ノイズ信号を生成することと、事前調整ノイズ信号を処理して、燃焼エンジンの燃焼チャンバにおけるピーク燃焼圧力の位置、時間、またはそれらの組み合わせを判断することとを含む。【選択図】図１
2016169735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、燃焼エンジン（１０）の燃焼チャンバ（１２）内または付近に配置されるノックセンサ（２３）によって感知されるノイズ信号を受信するステップと、
事前調整ノイズ信号を生成するために前記ノイズ信号を事前調整するステップと、
前記燃焼エンジン（１０）の前記燃焼チャンバ（１２）におけるピーク燃焼圧力の位置、時間、またはそれらの組み合わせを判断するために前記事前調整ノイズ信号を処理するステップと
を備える、方法。
【請求項２】
変換信号を生成するために変換関数を前記事前調整ノイズ信号に適用するステップを備え、ピーク燃焼圧力の前記位置、前記時間、またはそれらの前記組み合わせを判断するステップが、前記変換信号を解析するステップを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記変換信号を解析するステップが、スケイログラムプロットを生成および解析して、前記変換信号の中心を判断するステップを備え、前記中心の位置座標が、ピーク燃焼圧力の前記位置、前記時間、またはそれらの前記組み合わせと相関し、前記位置座標が、時間の単位、クランクシャフト（５４）位置の単位、またはそれらの組み合わせである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記変換信号を生成するために前記変換関数を前記事前調整ノイズ信号に適用するステップが、３次元表示を導出するためにウェーブレット変換関数を適用するステップを備える、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ウェーブレット変換関数を適用するステップが、メキシカンハットウェーブレット関数、マイヤーウェーブレット関数、またはモレットウェーブレット関数を適用するステップを備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記変換信号を生成するために前記変換関数を前記事前調整ノイズ信号に適用するステップが、時間周波数共同変換関数を適用するステップを備え、前記変換信号を解析するステップが、時間および周波数領域の両方において、同時に、前記変換信号を解析するステップを備える、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記時間周波数共同変換関数を適用するステップが、ウィグナー・ビレ分布関数、ガボール変換関数、チェ・ウィリアムズ分布関数、円錐状分布関数、またはコーヘン分布関数を適用するステップを備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記事前調整ノイズ信号を生成するために前記ノイズ信号を事前調整するステップが、ローパス、バンドパス、またはハイパスフィルタを用いて前記信号をフィルタリングするステップ、前記ノイズ信号を積分するステップ、またはその両方を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
システム（８）であって、
燃焼エンジン（１０）の燃焼チャンバ（１２）のピーク燃焼圧力をモニタリングするよう構成されるエンジン制御システムを備え、前記エンジン制御システムが、
前記燃焼エンジン（１０）の燃焼チャンバ（１２）内または付近に配置されるノックセンサ（２３）によって感知されるノイズ信号を受信し、
事前調整ノイズ信号を生成するために前記ノイズ信号を事前調整し、
前記ピーク燃焼圧力の位置、時間、またはそれらの組み合わせを判断するために前記事前調整ノイズ信号を処理する
よう構成されるプロセッサ（７２）を備える、システム（８）。
【請求項１０】
前記クランクシャフト（５４）の前記位置を感知するよう構成されるクランクシャフトセンサ（６６）を備え、前記プロセッサ（７２）が、さらに、
前記クランクシャフトセンサ（６６）から、前記クランクシャフト（５４）の前記位置を示すクランク角度信号を受信し、
前記ピーク燃焼圧力の前記位置を判断するために前記クランク角度信号と前記事前調整ノイズ信号とを関連づけるよう構成され、前記ピーク燃焼圧力の前記位置が、前記クランクシャフト（５４）の前記位置を備える、
請求項９に記載のシステム（８）。
【請求項１１】
前記プロセッサ（７２）が、変換信号を生成するために変換関数を前記事前調整ノイズ信号に適用するようさらに構成され、ピーク燃焼圧力の前記位置、時間、またはそれらの前記組み合わせを判断することが、前記変換信号を解析することを備える、請求項９に記載のシステム（８）。
【請求項１２】
前記プロセッサ（７２）が、前記変換信号の中心を判断するようさらに構成され、前記ピーク燃焼圧力の前記位置、前記時間、またはそれらの前記組み合わせが、前記変換信号の前記中心の位置および／または時間座標に対応する、請求項１１に記載のシステム（８）。
【請求項１３】
前記事前調整ノイズ信号を生成するために前記ノイズ信号を事前調整することが、ローパス、バンドパス、またはハイパスフィルタを用いて前記信号をフィルタリングすること、前記ノイズ信号を積分すること、またはその両方を備える、請求項９に記載のシステム（８）。
【請求項１４】
前記プロセッサ（７２）が、ウェーブレット変換関数または時間周波数共同変換関数を使用することなく、前記事前調整ノイズ信号を直接解析することによって、前記ピーク燃焼圧力の前記位置、前記時間、またはそれらの前記組み合わせを判断するよう構成される、請求項９に記載のシステム（８）。
【請求項１５】
非一時的コンピュータ読込み可能媒体であって、実行された場合に、プロセッサ（７２）に、
燃焼エンジン（１０）の燃焼チャンバ（１２）内または付近に配置されるノックセンサ（２３）によって感知されたノイズ信号を受信させ、
前記ノイズ信号を事前調整して事前調整ノイズ信号を生成させ、
変換関数を前記事前調整ノイズ信号に適用して変換信号を生成させ、
前記変換信号を解析して、前記燃焼エンジン（１０）の前記燃焼チャンバ（１２）におけるピーク燃焼圧力の位置、時間、またはそれらの組み合わせを判断させる、
実行可能命令を備える、非一時的コンピュータ読込み可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する発明の主題は、往復動エンジンに関し、より具体的には、時間周波数共同領域解析および／またはウェーブレット解析を介した往復動エンジン（例えば、内燃機関）のノックセンサからの信号を処理するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼エンジンは、典型的に、天然ガス、ガソリン、およびディーゼルなどの炭素質燃料を燃焼し、高温圧ガスの対応する膨張を用いて、エンジンの何らかの構成要素、例えば、エンジンのシリンダ内に配置されたピストンに力を加え、ある距離にわたって構成要素を動かす。それに応じて、炭素質燃料は、負荷を駆動するのに有用な、機械的運動に変換される。例えば、負荷は、電力を生成する発電機とすることができる。
【０００３】
ある実施形態において、燃焼エンジンのさまざまな動作または条件（例えば、ピーク燃焼圧力）のタイミングは、従来の技術を用いてモニタリングおよび推定することができる。しかしながら、従来のモニタリング技術は、正確ではない可能性があり、従来のモニタリング技術を使用した燃焼エンジンの補正測定値がエンジンの効率を下げてしまう可能性がある。したがって、ピーク燃焼圧力（および／または他の運用中動作事象）のモニタリングを改善することが有益であろう。
【発明の概要】
【０００４】
当初に特許請求される発明の範囲に対応する実施形態について、以下で概要を説明する。これらの実施形態は、特許請求される発明の範囲を限定するものではないが、これらの実施形態は、本開示の可能な形式の簡潔な概要を提供することのみを意図する。実際に、本開示は、以下に記載する実施形態と同様か、または異なる可能性のある、さまざまな形式を包含することができる。
【０００５】
第１の実施形態において、方法は、燃焼エンジンの燃焼チャンバ内または付近に配置されるノックセンサによって感知されるノイズ信号を受信することと、ノイズ信号を事前調整して、事前調整ノイズ信号を生成することと、事前調整ノイズ信号を処理して、燃焼エンジンの燃焼チャンバにおけるピーク燃焼圧力の位置、時間、またはそれらの組み合わせを判断することとを含む。
【０００６】
第２の実施形態において、システムは、燃焼エンジンの燃焼チャンバのピーク燃焼圧力をモニタリングするよう構成されるエンジン制御システムを含む。エンジン制御システムは、燃焼エンジンの燃焼チャンバ内または付近に配置されるノックセンサによって感知されるノイズ信号を受信する、ノイズ信号を事前調整して、事前調整ノイズ信号を生成する、および事前調整ノイズ信号を処理して、ピーク燃焼圧力の位置、時間、またはそれらの組み合わせを判断するよう構成されるプロセッサを含む。
【０００７】
第３の実施形態において、非一時的コンピュータ読込み可能媒体は、実行された場合に、プロセッサに、燃焼エンジン内または付近に配置されるノックセンサによって感知されたノイズ信号を受信させ、ノイズ信号を事前調整して事前調整ノイズ信号を生成させ、変換関数を事前調整ノイズ信号に適用して変換信号を生成させ、変換信号を解析して、燃焼エンジンの燃焼チャンバにおけるピーク燃焼圧力の位置、時間、またはそれらの組み合わせを判断させる、実行可能命令を含む。
【０００８】
本発明のこれらの、および他の特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明を添付図面を参照して読むと、より理解されるであろう。添付図面において、同様の参照符号は、図面を通じて、同様の項目を意味する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の一態様による、往復動エンジンの一実施形態のブロック図である。
【図２】本開示の一態様による、ノックセンサを有する図１の往復動エンジンに含まれるシリンダおよびピストンアセンブリの一実施形態の模式断面図である。
【図３】本開示の態様による、図２に示したノックセンサによって測定される生データのエンジンノイズプロットの一実施形態である。
【図４】本開示の態様による、図２に示したノックセンサによって測定される生データ、および生データのフィルタリングされたバージョンのエンジンノイズプロットの一実施形態である。
【図５】本開示の態様による、図４の生データのフィルタリングされたバージョンにウェーブレット変換を適用した後のスケイログラムまたはスペクトログラムプロットの一実施形態である。
【図６】本開示の態様による、図４の生データのフィルタリングされたバージョンにウィグナー・ビレ分布関数を適用した後のスケイログラムまたはスペクトログラムプロットの一実施形態である。
【図７】本開示の態様による、図２に示したノックセンサによって測定される生データ、および生データの積分されたバージョンのエンジンノイズプロットの一実施形態である。
【図８】本開示の一態様による、図７の生データの積分されたバージョンにウェーブレット変換を適用した後のスケイログラムまたはスペクトログラムプロットの一実施形態である。
【図９】本開示の一態様による、図７の生データの積分されたバージョンにウィグナー・ビレ分布関数を適用した後のスケイログラムまたはスペクトログラムプロットの一実施形態である。
【図１０】本開示の一態様による、図２の往復動エンジンの燃焼チャンバにおけるピーク燃焼圧力の位置を判断する方法を示す処理フロー図の一実施形態である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つまたは複数の特定の実施形態について以下で説明する。これらの実施形態に関する簡潔な説明を提供するために、実際の実装態様に関する全ての特徴について本明細書に説明するわけではない。いずれのそのような実際の実装態様の開発において、任意のエンジニアリングもしくは設計プロジェクトの場合と同様に、多数の実装形態特有の決定を、ある実装態様から他の実装態様に変更するなどの、システム関連の制約およびビジネス関連の制約との適合などの、開発者の特定の目的を達成するために行わなければならないことを認識すべきである。さらに、そのような開発努力は、複雑であり、時間を消費するものであろうが、本開示の利点を有する当業者とって、設計、製作、および製造の日常的な仕事であろうことを認識すべきである。
【００１１】
本発明のさまざまな実施形態の要素を導入する場合、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「ｓａｉｄ」は、その要素が１つまたは複数存在することを意味することを意図する。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、記載された要素以外の追加の要素が存在する可能性を含む、および意味することを意図する。
【００１２】
本開示は、往復動エンジンに関し、より具体的には、時間周波数共同領域解析および／またはウェーブレット解析を介した往復動エンジンに配置されるノックセンサの信号を処理するシステムおよび方法に関する。例えば、往復動エンジン（例えば、ディーゼルエンジンなどの内燃機関）は、図を参照して以下に詳細に説明され、シリンダおよびシリンダ内に配置されるピストンを含む。往復動エンジンは、ピストンに近接する（例えば、シリンダ内、およびピストン上部）燃焼チャンバ内で燃料−オキシダント（例えば、燃料−空気）混合物に点火するという点火特性を含む。燃料−空気混合物の点火から生成される高温燃焼ガスが、シリンダ内のピストンを駆動する。特に、高温燃焼ガスは、膨張し、膨張ストローク中のシリンダの上部から底部にピストンの位置を直線的に動かすピストンに対する圧力を及ぼす。ピストンは、高温燃焼ガス（およびピストンの直線運動）によって及ぼされた圧力を、１つまたは複数の負荷、例えば、発電機を駆動する回転運動に（例えば、ピストンおよびクランクシャフトに結合されて、ピストンおよびクランクシャフトの間に伸びる連接棒を介して）変換する。
【００１３】
一般に、往復動エンジンはまた、往復動エンジンの構成要素の振動（例えば、ノイズ、音、または動き）を検出する（例えば、モニタリングする）よう構成されるノックセンサと、シリンダ内のピストンの直線運動と共に動く（例えば、回転する）往復動エンジンのクランクシャフトの位置または位置づけ（例えば、クランク角度）を検出する（例えば、モニタリングする）よう構成されるクランクシャフトセンサとを含む。クランクシャフトセンサによってモニタリングされるクランク角度およびノックセンサによってモニタリングされる振動は、往復動エンジンの動作パラメータを判断するために、関連づけ、比較、または処理することができる。例えば、本実施形態によれば、振動（例えば、振動プロファイル）およびクランク角度をモニタリングおよび／または処理して、ピーク燃焼圧力（例えば、燃焼中の燃焼チャンバ内の最高圧力）が発生する（例えば、クランク角度での）位置を判断することができる。しかしながら、振動プロファイルは、クランク角度の代わりに時間に関してモニタリングしてもよいことに留意されたい。これは、時間が、動作中の往復動エンジンにおけるクランク角度と関連するためである。
【００１４】
有利には、本明細書で説明する技術は、生クランクシャフトセンサ信号に対してプロットされた（または、時間に対してプロットされた）生ノックセンサ信号の、時間周波数共同領域解析、ウェーブレット解析、ｃｈｉｒｐｌｅｔ解析、フィルタリング、積分、またはそれらの組み合わせを用いることができる。言い換えると、時間（または、クランク角度）にわたってプロットされた振動プロファイルは、本実施形態により、時間周波数共同領域解析、ウェーブレット解析、ｃｈｉｒｐｌｅｔ解析、フィルタリング、または積分の１つまたは複数を介して処理され、ピーク燃焼圧力が燃焼チャンバ内で生じる（クランク角度または時間で測定される）位置を判断することができる。
【００１５】
図を参照すると、図１は、エンジン駆動発電システム８の一部の一実施形態のブロック図を示す。以下に詳細に説明するように、システム８は、１つまたは複数の燃焼チャンバ１２（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、またはそれ以上の燃焼チャンバ１２）を有するエンジン１０（例えば、往復動内燃機関）を含む。空気供給装置１４は、各燃焼チャンバ１２に、空気、酸素、酸素富化空気、酸素減空気、またはそれらの任意の組み合わせなどの、加圧オキシダント１６をもたらすよう構成される。燃焼チャンバ１２はまた、燃料供給装置１９からの燃料１８（例えば、液体および／またはガス状燃料）を受け取るよう構成され、燃料−空気混合物を、各燃焼チャンバ１２内で点火および燃焼する。高温加圧燃焼ガスにより、各燃焼チャンバ１２に隣接するピストン２０が、シリンダ２６内で直線状に動かされ、ガスによって及ぼされた圧力を、回転運動に変換し、シャフト２２を回転させる。さらに、シャフト２２は、負荷２４に結合することができ、負荷２４は、シャフト２２の回転を介して動力供給される。例えば、負荷２４は、発電機などの、システム１０の回転出力を介して電力を生成することができる任意の適切な装置とすることができる。さらに、以下の説明は、空気をオキシダント１６としているが、任意の適切なオキシダントを、開示する実施形態で使用してもよい。同様に、燃料１８も、例えば、天然ガス、関連した石油ガス、プロパン、バイオガス、下水ガス、埋め立てガス、および炭鉱ガスなどの、任意の適切なガス状燃料とすることができる。
【００１６】
本明細書で開示するシステム８は、（例えば、産業用発電エンジンにおける）静止用途で、または（例えば、車または航空機における）移動用途で使用するために適合させることができる。エンジン１０は、２ストロークエンジン、３ストロークエンジン、４ストロークエンジン、５ストロークエンジン、または６ストロークエンジンとすることができる。エンジン１０はまた、任意の数の燃焼チャンバ１２、ピストン２０、および関連シリンダ（例えば、１から２４）を含むことができる。例えば、ある実施形態において、システム８は、シリンダ内で往復運動する４、６、８、１０、１６、２４、またはそれ以上のピストン２０を有する大型産業往復動エンジンを含むことができる。いくつかのそのような場合において、シリンダおよび／またはピストン２０は、約１３．５から３４センチメートル（ｃｍ）の間の直径を有することができる。いくつかの実施形態において、シリンダおよび／またはピストン２０は、約１０から４０ｃｍ、１５から２５ｃｍ、または約１５ｃｍの間の直径を有することができる。システム１０は、１０ｋＷから１０ＭＷの範囲の電力を生成することができる。いくつかの実施形態において、エンジン１０は、約１８００毎分回転数（ＲＰＭ）未満で動作することができる。いくつかの実施形態において、エンジン１０は、約２０００ＲＰＭ、１９００ＲＰＭ、１７００ＲＰＭ、１６００ＲＰＭ、１５００ＲＰＭ、１４００ＲＰＭ、１３００ＲＰＭ、１２００ＲＰＭ、１０００ＲＰＭ、９００ＲＰＭ、または７５０ＲＰＭ未満で動作することができる。いくつかの実施形態において、エンジン１０は、約７５０から２０００ＲＰＭ、９００から１８００ＲＰＭ、または１０００から１６００ＲＰＭの間で動作することができる。いくつかの実施形態において、エンジン１０は、約１８００ＲＰＭ、１５００ＲＰＭ、１２００ＲＰＭ、１０００ＲＰＭ、または９００ＲＰＭで動作することができる。例示的なエンジン１０は、例えば、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ＣｏｍｐａｎｙのＪｅｎｂａｃｈｅｒ  Ｅｎｇｉｎｅ（例えば、Ｊｅｎｂａｃｈｅｒ  Ｔｙｐｅ  ２、Ｔｙｐｅ  ３、Ｔｙｐｅ  ４、Ｔｙｐｅ  ６、またはＪ９２０  ＦｌｅＸｔｒａ）またはＷａｕｋｅｓｈａ  Ｅｎｇｉｎｅ（例えば、Ｗａｕｋｅｓｈａ  ＶＧＦ、ＶＨＰ、ＡＰＧ、２７５ＧＬ）とすることができる。
【００１７】
駆動発電システム８は、エンジン「ノック」を検出するのに適切な１つまたは複数のノックセンサ２３を含むことができる。ノックセンサ２３は、爆燃、過早点火、および／またはピンギングによる振動などの、エンジン１０に起因する振動を感知するよう構成される任意のセンサとすることができる。ノックセンサ２３は、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）２５に通信可能に接続されると示される。動作中、ノックセンサ２３からの信号は、ノッキング状態（例えば、ピンギング）が存在するかを判断するため、ＥＣＵ２５に通信される。その場合、ＥＣＵ２５は、ノッキング状態を改善または除去するために、あるエンジン１０パラメータを調整することができる。例えば、ＥＣＵ２５は、点火タイミングを調整し、および／またはブースト圧力を調整し、ノッキングを除去することができる。本明細書でさらに説明するように、ノックセンサ２３は、ある振動が、例えば、望まないエンジン状態を検出するためにさらに解析および分類されるべきであると、さらに導き出すことができる。
【００１８】
図２は、往復動エンジン１０のシリンダ２６（例えば、エンジンシリンダ）内に配置されるピストン２０を有するピストンアセンブリ２５の一実施形態の横断面図である。シリンダ２６は、円筒空洞３０（例えば、ボア）を規定する内側環状壁２８を有する。ピストン２０は、軸方向軸または軸方向３４、ラジアル軸またはラジアル方向３６、および周軸または周方向３８によって規定することができる。ピストン２０は、頂部４０（例えば、トップランド）を含む。頂部４０は、一般に、燃料１８および空気１６、または燃料−空気混合物３２が、ピストン２０の往復動中に、燃焼チャンバ１２から洩れることを防ぐ。
【００１９】
図のように、ピストン２０は、連接棒５６およびピン５８を介してクランクシャフト５４に取り付けられる。クランクシャフト５４は、ピストン２０の往復直線運動を、回転運動に変換する。ピストン２０が動くと、クランクシャフト５４は、上記のように、負荷２４（図１に示す）に動力を伝えるために回転する。図のように、燃焼チャンバ１２は、ピストン２０のトップランド４０に隣接して位置づけられる。燃料噴射器６０は、燃料１８を燃焼チャンバ１２にもたらし、吸気弁６２は、空気１６の燃焼チャンバ１２への送達を制御する。排気弁６４は、エンジン１０からの排気の放出を制御する。しかしながら、燃料１８および空気１６を燃焼チャンバ１２にもたらすための、ならびに／もしくは排気を放出するための、何らかの適切な要素および／または技術を使用してもよく、いくつかの実施形態において、何らの燃料注入も用いないことを理解すべきである。動作中、燃焼チャンバ１２での燃料１８と空気１６との燃焼により、ピストン２０は、シリンダ２６の空洞３０内での軸方向３４への往復運動（例えば、前後）するよう動かされる。
【００２０】
動作中、ピストン２０がシリンダ２６内の最も高い位置にある場合、上死点（ＴＤＣ）と呼ばれる位置にある。ピストン２０がシリンダ２６の最も低い位置にある場合、下死点（ＢＤＣ）と呼ばれる位置にある。ピストン２０が上死点から下死点へ、または下死点から上死点へ動くと、クランクシャフト５４は、半回転する。上死点から下死点へ、または下死点から上死点へのピストン２０の各動きは、ストロークと呼ばれ、エンジン１０の実施形態は、２ストロークエンジン、３ストロークエンジン、４ストロークエンジン、５ストロークエンジン、６ストロークエンジン、またはそれ以上を含むことができる。
【００２１】
エンジン１０が動作している間、吸気処理、圧縮処理、動力伝達処理、および排気処理を含むシーケンスが、通常は生じる。吸気処理により、燃料と空気などの可燃混合物をシリンダ２６に引き込むことが可能となり、したがって、吸気弁６２が開き、排気弁６４が閉じる。圧縮処理は、可燃混合物をより小さなスペースに圧縮し、それにより、吸気弁６２と排気弁６４との両方が閉じられる。動力伝達処理により、圧縮燃料−空気混合物が点火される。動力伝達処理には、点火プラグシステムを介したスパーク点火、および／または圧縮熱による圧縮点火を含むことができる。その場合、燃焼から生じた圧力は、ピストン２０をＢＤＣに押し出す。ピーク燃焼圧力は、動力伝達処理の間、燃焼チャンバ１２における最高圧力を示す。ピーク燃焼圧力の位置は、本実施形態により、後の図を参照して以下に詳細に説明するように、ＥＣＵ２５によってモニタリングすることができる。排気処理は、通常は、排気弁６４が開いている間、ピストン２０をＴＤＣに戻す。その場合、排気処理は、排気弁６４を通じて、送られてきた燃料−空気混合物を排出する。２つ以上の吸気弁６２および排気弁６４をシリンダ２６ごとに使用してもよいことに留意されたい。
【００２２】
示したエンジン１０はまた、クランクシャフトセンサ６６、ノックセンサ２３、およびエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）２５を含み、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）２５には、プロセッサ７２およびメモリ７４が含まれる。クランクシャフトセンサ６６は、クランクシャフト５４の位置および／または回転速度を感知する。それに応じて、クランク角度またはクランクタイミング情報を導出することができる。すなわち、燃焼エンジンをモニタリングする場合、タイミングは、クランクシャフト５４角度（例えば、クランク角度）の点からよく表される。例えば、４ストロークエンジン１０のフルサイクルは、７２０°サイクルとして測定することができる。ノックセンサ２３は、圧電性加速度計、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）センサ、ホール効果センサ、磁気歪みセンサならびに／もしくは振動、加速度、音、および／または動きを感知するよう設計される他の任意のセンサとすることができる。他の実施形態において、センサ２３は、従来の意味でのノックセンサではなく、振動、圧力、加速度、偏向、または運動を感知することができる任意のセンサとすることができ、エンジン「ノック」を検出するために使用されない可能性がある。
【００２３】
エンジン１０の衝撃性質のため、ノックセンサ２３は、シリンダ２６の外側（例えば、シリンダブロック）に取り付けられた場合でも、ノイズを検出することが可能となる可能性がある。しかしながら、ノックセンサ２３は、シリンダ２６内、またはシリンダ２６の周りのさまざまな位置に配置することができる。さらに、いくつかの実施形態において、単一のノックセンサ２３を、例えば、１つまたは複数の隣接シリンダ２６と共有することができる。他の実施形態において、各シリンダ２６は、１つまたは複数のノックセンサ２３を含むことができる。クランクシャフトセンサ６６およびノックセンサ２３は、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）２５と電子的に通信するものとして示される。ＥＣＵ２５は、プロセッサ７２およびメモリ７４を含む。メモリ７４は、プロセッサ７２によって実行することができるコンピュータ命令を格納することができる。ＥＣＵ２５は、例えば、燃焼タイミング（例えば、点火タイミング）を調整すること、弁６２、６４タイミング、ならびに燃料およびオキシダント（例えば、空気）の送達を調整することなどによって、エンジン１０の動作をモニタリングおよび制御する。
【００２４】
有利には、本明細書で説明する技術は、ＥＣＵ２５を使用して、クランクシャフトセンサ６６およびノックセンサ２３からデータを受信し、次いで、クランクシャフト５４の位置に対してノックセンサ２３データをプロットすることによって、ノイズプロファイル（例えば、音プロファイル、振動プロファイルなど）を生成することができる。次いで、ＥＣＵ２５は、ピーク燃焼圧力などのある動作事象および条件が生じた場合を判断するためにデータを解析する処理を行うことができる。例えば、ＥＣＵ２５は、ノイズプロファイルを事前調整し、事前調整ノイズプロファイルに変換関数を適用し、ピーク燃焼圧力の示す事前調整ノイズプロファイルの変換バージョンの（または、事前調整ノイズプロファイル自体の）特性を突き止めることができる。
【００２５】
図３は、ノックセンサ２３によって測定されるノイズデータの（例えば、ＥＣＵ２５によって）導出された生エンジンノイズプロット７５の一実施形態であり、ｘ軸７６は時間であるが、いくつかの実施形態において、クランクシャフトセンサ６６によってモニタリングされた場合の（例えば、クランク角度での）クランクシャフト５４の位置としてもよく、時間は、クランクシャフト５４の位置と相関関係にある。プロット７５は、ＥＣＵ２５（または、他のコンピューティングデバイス）が、エンジン１０の動作中にノックセンサ２３およびクランクシャフトセンサ６６から受信したデータを組み合わせた場合に生成される。示した実施形態において、ノックセンサ２３信号の振幅曲線７７（例えば、ノイズプロファイル）が示され、ｙ軸７８が振幅である。すなわち、振幅曲線７７は、ノックセンサ２３を介して感知され、クランク角度に対してプロットされる振動データ（例えば、ノイズ、音データ）の振幅測定値を含む。これは、単なるサンプルデータセットのプロットであり、ＥＣＵ２５によって生成されるプロットを制限する意図はないことを理解すべきである。例えば、図示したサンプルデータセットは、上記し、以下で詳細を記載するように、ＥＣＵ２５によって生成され、（例えば、時間またはクランク角度で）ピーク燃焼圧力の位置を判断することができる。
【００２６】
図４は、ノックセンサ２３によって測定された生ノイズデータのフィルタリング済みバージョンの（例えば、ＥＣＵ２５によって）導出される事前調整ノイズプロット９０の一実施形態であり、ｘ軸７６は時間であるが、いくつかの実施形態において、クランクシャフトセンサ６６によってモニタリングされた場合の（例えば、クランク角度での）クランクシャフト５４の位置とすることができる。事前調整ノイズプロット９０は、フィルタ済み曲線９２に加えて、図３の生振幅曲線７７を含む。すでに述べたように、生振幅曲線７７は、エンジン動作中に（例えば、感知または検出された）ノックセンサ２３によって記録された生ノイズデータから生成される。それに応じて、燃焼チャンバ１２におけるピーク燃焼圧力に関する情報が、生振幅曲線７７に、およびフィルタ済み曲線９２に、埋め込むことができる。フィルタ済み曲線９２は、フィルタを振幅曲線７７に適用することによって（例えば、ＥＣＵ２５または他のコンピューティングデバイスによって）導出される。例えば、図示した実施形態において、ローパスフィルタ（例えば、２ｋＨｚ未満）を振幅曲線７７に（例えば、ＥＣＵ２５によって）適用し、フィルタ済み曲線９２を導出する。ローパスフィルタは、カットオフ周波数（例えば、２ｋＨｚ）未満の周波数を伴う信号の部分をフィルタリングし、カットオフ周波数を超える周波数を伴う信号の部分を減衰し、それにより、不要データを減衰する。
【００２７】
ある実施形態において、異なるローパスフィルタを使用してもよく、バンドパスフィルタを使用してもよく、またはハイパスフィルタを使用してもよいことに留意されたい。振幅曲線７７に適用されるフィルタの種類は、ノックセンサ２３が取り付けられる特定のエンジンシステム１０に依存する可能性がある。さらに、振幅曲線７７に適用されるフィルタの種類は、モニタリングされる動作事象または条件に依存する可能性がある。例えば、図示した実施形態において、振幅曲線７７およびフィルタ済み曲線９２は、ピーク燃焼圧力などの、少なくとも１つの動作条件を示す１つまたは複数の部分を含む。いくつかの実施形態において、振幅曲線７７は、フィルタ済み曲線９２が振幅曲線７７から導出された後、フィルタ済み曲線９２と共にプロットされなくてもよいことに留意されたい。さらに、ある実施形態において、事前調整ノイズプロット９０は、積分曲線などの、振幅曲線７７およびフィルタ済み曲線９２に加えて、または振幅曲線７７およびフィルタ済み曲線９２の代わりに、他の曲線を含んでもよい。積分曲線および他の特徴は、後の図を参照して以下に詳細に説明する。
【００２８】
すでに述べたように、生エンジンノイズプロット７５および事前調整ノイズプロット９０は、軸７６および７８を含み、それぞれ、時間（または、クランク角度）および振幅を表す。したがって、プロット７５、９０は、時間領域における信号を示す。残念ながら、周波数成分は、時間領域で表された多くの非静止信号から容易に推定されない可能性がある。さらに、信号の周波数成分は、フーリエ変換を適用し、信号の周波数−振幅表現をプロットすることによって導出することができるが、時間成分は、周波数領域で表される多くの非静止信号から容易に推測されない可能性がある。言い換えると、時間成分および周波数成分の解析は、本開示により適用される場合、ハイゼンベルクの不確定性原理によって制限される可能性があり、時間および周波数を同時に観測することができる精度を限定する。したがって、本実施形態によれば、時間−周波数変換関数を、フィルタ済み曲線９２（または、事前調整曲線）に適用することができる。言い換えると、フィルタ済み曲線９２を導出した後、時間−周波数変換関数（例えば、ウェーブレット変換または分布変換関数）をフィルタ済み曲線９２に適用して、信号の時間−周波数および／または周波数−振幅表示で容易に入手できない情報を導出することができる。したがって、ＥＣＵ２５は、以下で説明するように、時間および周波数領域の両方で、同時に、変換された信号を解析することができる。
【００２９】
例えば、図５は、ウェーブレット変換を図４のフィルタ済み曲線９２に適用することによって導出されたスケイログラムプロット１００（例えば、スペクトログラムプロット）の一実施形態である（他の実施形態において、以下で説明するように、ウェーブレット変換は、生振幅曲線７７に、生振幅曲線７７の積分に、またはフィルタ済み曲線９２の積分に、適用することができる）。スケイログラムプロット１００は、３次元空間を表すプロットの非限定例の１つであるだけであり、ウォータフォールプロットなどの他の適切な３次元表示、または他の任意の適切な図、表、もしくは数値行列表現を、本実施形態により使用してもよいことに留意されたい。図示したスケイログラムプロット１００は、以下で詳細に説明するように、時間を表すｘ軸７６、周波数（または、ある実施形態において、「スケール」または周波数の逆数）を表すｙ軸７８、ウェーブレットの係数を表すｚ軸（例えば、図示した実施形態で示すような、色成分）を含む。さらに、本実施形態により、他の種類の変換関数（例えば、ウィグナー・ビレ分布関数）をフィルタ済み曲線９２に適用してもよく、後の図を参照して詳細に説明することに留意されたい。
【００３０】
図示した実施形態において、ウェーブレット変換は、ＥＣＵ２５がフィルタ済み曲線９２に実質的に「適合する」マザーウェーブレットを判断または導出した後、ＥＣＵ２５によってフィルタ済み曲線９２に適用される。例えば、ＥＣＵ２５は、例えば、ＥＣＵ２５のメモリ７４に格納されたマザーウェーブレットのウェーブレットバンクからマザーウェーブレットを選択してもよく、または格納されたマザーウェーブレットに基づいてバリアントを導出してもよい。ウェーブレットバンクは、リッカーウェーブレット（例えば、メキシカンハットウェーブレット）、マイヤーウェーブレット、モレットウェーブレット、またはいくつかの他のマザーウェーブレットなどの、任意の数のマザーウェーブレットを含むことができる。ＥＣＵ２５は、フィルタ済み曲線９２に対して適切なマザーウェーブレットが判断されるまで、またはマザーウェーブレットの全てが解析され、マザーウェーブレットの１つが最も良く適合すると判断されるまで、マザーウェーブレットのそれぞれを解析することができる。ＥＣＵ２５は、既存のマザーウェーブレットをさらに修正して、データにより良好に適合させることができる。
【００３１】
マザーウェーブレットを選択または修正した後、ＥＣＵ２５は、マザーウェーブレットをフィルタ済み曲線９２のセグメント（例えば、ウィンドウ）に適用し、各セグメントに対するウェーブレット係数を判断する。例えば、ウェーブレット係数は、処理されるフィルタ済み曲線９２の特定のセグメントにマザーウェーブレットを拡張、縮小、またはサイズ変更する。物理的に、ウェーブレット係数は、特定の時間での特定の周波数の振幅、またはエネルギー密度を表すことができる。いくつかの実施形態において、この係数は、フィルタ済み曲線９２の各特定のセグメントに、マザーウェーブレットがどれだけ良好に適合するかの割合を表す。通常は、ウェーブレット係数は、ＥＣＵ２５のメモリ７４に格納され、すでに述べたように、スケイログラムプロット１００のｚ軸（または、図示した実施形態において、色成分）として適用される。
【００３２】
スケイログラムプロット１００（またはウェーブレット変換信号を表すのに適切な何らかの他のプロット）を生成した後、ＥＣＵ２５は、色成分（例えば、ｚ軸）の点からスケイログラムプロット１００での変換信号の「最高温」部分１１０（例えば、中心、焦点、集束など）を判断し、最高温部分１１０の（例えば、ｘ軸７６での）時間座標１１４を判断する。例えば、最高温部分１１０は、赤部分１１１とすることができる。ＥＣＵ２５は、ピーク燃焼圧力の位置として、スケイログラムプロット１００での最高温部分１１０の（例えば、ｘ軸７６での）時間座標１１４を確認する。言い換えると、ＥＣＵ２５は、ピーク燃焼圧力が燃焼チャンバ１２において生じた時間として座標１１４を確認する。いくつかの実施形態において、スケイログラムプロット１００での変換信号の最高温部分１１０は、スケイログラムプロット１００の領域を含むことができる。したがって、ＥＣＵ２５は、最高温部分１１０内に位置する中心点１１２を判断し、中心点１１２のｘ軸７６座標１１４を判断する。さらに、いくつかの実施形態において、ｘ軸７６は、（例えば、クランク角度での）クランクシャフト５４の位置を含むことができ、ＥＣＵ２５は、時間座標１１４の代わりに（例えば、ｘ軸７６での）クランク角度座標１１４を判断し、燃焼チャンバ１２におけるピーク燃焼圧力の位置としてクランク角度座標１１４を確認する。
【００３３】
すでに述べたように、他の時間−周波数変換関数を、ウェーブレット変換の代わりに、またはウェーブレット変換に加えて、使用してもよい。図４のフィルタ済み曲線９２にウィグナー・ビレ分布関数を適用した後のスケイログラムプロット１００（例えば、スペクトログラムプロット）の一実施形態を図６に示す。スケイログラムプロット１００は、３次元空間を表すプロットの非限定例の１つであるだけであり、ウォータフォールプロットなどの他の適切な３次元表示を、本実施形態により使用してもよいことに留意されたい。図示したスケイログラムプロット１００は、時間（または、クランク角度）を表すｘ軸７６、周波数（または、ある実施形態において、「スケール」または周波数の逆数）を表すｙ軸７８、および振幅、強度、またはエネルギー分布を表すｚ軸（例えば、色成分）を含む。
【００３４】
ウィグナー・ビレ分布関数は、ある時間にわたって変化する周波数を含む信号から情報を変換および導出するための双線形時間−周波数分布関数である。本実施形態によれば、ガボール変換、チェ・ウィリアムズ分布関数、円錐状分布関数、またはコーヘン分布などの他の適切な分布関数を、ウィグナー・ビレ分布関数の代わりに、またはウィグナー・ビレ分布関数に加えて、使用してもよいことに留意されたい。本実施形態によれば、ＥＣＵ２５は、ウィグナー・ビレ分布関数をフィルタ済み曲線９２に適用し、フィルタ済み曲線９２の時間−周波数表現を生成する。スケイログラムプロット１００（または、変換信号を表すのに適切な何らかの他のプロット）を生成した後、ＥＣＵ２５は、色成分（例えば、ｚ軸）の点からスケイログラムプロット１００での「最高温」部分１１０（例えば、中心、焦点、集束など）を判断し、最高温部分１１０の（例えば、ｘ軸７６での）時間座標１１４を判断する。ＥＣＵ２５は、ピーク燃焼圧力の位置として、スケイログラムプロット１００での最高温部分１１０の（例えば、ｘ軸７６での）時間座標１１４を確認する。言い換えると、ＥＣＵ２５は、ピーク燃焼圧力が燃焼チャンバ１２において生じた時間として座標１１４を確認する。すでに述べたように、いくつかの実施形態において、ｘ軸７６は、（例えば、クランク角度での）クランクシャフト５４の位置を含むことができ、ＥＣＵ２５は、時間座標１１４の代わりに（例えば、ｘ軸７６での）クランク角度座標１１４を判断し、燃焼チャンバ１２におけるピーク燃焼圧力の位置としてクランク角度座標１１４を確認する。さらに、すでに述べたように、最高温部分１１０は、スケイログラムプロット１００での領域を含むことができ、ＥＣＵ２５は、最高温部分１１０における中心点１１２を判断し、ピーク燃焼圧力の位置として中心点１１２の時間またはクランク角度座標１１４を割り当てることができる。
【００３５】
いくつかの実施形態において、（例えば、図３に示すような）振幅曲線７７は、図４から図６を参照して説明したフィルタに加えて、またはフィルタの代わりに、事前調整してもよい。例えば、図７は、ノックセンサ２３によって測定された生ノイズデータの積分バージョンの（例えば、ＥＣＵ２５によって）導出される事前調整ノイズプロット１１６（例えば、図４における事前調整ノイズプロット９０と同様）の一実施形態であり、ｘ軸７６は時間であるが、いくつかの実施形態において、クランクシャフトセンサ６６によってモニタリングされた場合の（例えば、クランク角度での）クランクシャフト５４の位置とすることができる。事前調整ノイズプロット１１６は、積分曲線１２０に加えて、生振幅曲線１１８（例えば、図４における生振幅曲線７７と同様）を含む。ＥＣＵ２５は、ある時間にわたって、またはクランクシャフト５４の位置にわたって生振幅曲線１１８を積分することによって、積分曲線１２０を生成することができる。すでに述べたように、生振幅曲線１１８の事前調整は、フィルタリング、積分、またはその両方を含むことができる。
【００３６】
いくつかの実施形態において、ピーク燃焼圧力の位置は、積分曲線１２０を変換することなく、積分曲線１２０から直接判断することができることに留意されたい。例えば、ピーク燃焼圧力は、一般に、最高スロープを有するセグメントなどの、積分曲線１２０の最急傾斜セグメントに位置づけられる。ＥＣＵ２５は、積分曲線１２０のどのセグメントが最急傾斜かを（例えば、スロープ解析を介して）判断し、最急傾斜セグメントの（例えば、ｘ軸７６での）時間座標またはクランクシャフト５４の位置座標を判断し、ｘ軸７６での時間またはクランクシャフト５４の位置座標でピーク燃焼圧力の位置を確認することができる。セグメントがｘ軸７６座標の範囲全体を示す場合、ＥＣＵ２５は、最傾斜セグメントでの焦点（例えば、中心点）を選択し、ピーク燃焼圧力の位置として、前記焦点を割り当てることができる。
【００３７】
しかしながら、いくつかの実施形態において、積分曲線１２０を変換し、変換信号の時間−周波数表現を解析することによってピーク燃焼圧力の位置を判断することがより正確となる可能性がある。例えば、ウェーブレット変換関数または何らかの他の時間−周波数変換関数（例えば、ウィグナー・ビレ分布関数などの分布関数）を積分曲線１２０に適用して、時間−周波数表現を生成することができる。図８は、ウェーブレット変換を図７の積分曲線１２０に適用した後のスペクトログラムまたはスケイログラムプロット１３０（例えば、図５および図６のスケイログラムプロット１００と同様）の一実施形態であり、図９は、図７の積分曲線１２０にウィグナー・ビレ分布関数を適用した後のスケイログラムプロット１３０（例えば、スペクトログラムプロット）の一実施形態である。どちらの実施形態においても、図５および図６を参照して説明したように、ＥＣＵ２５は、図８のスケイログラムプロット１３０、図９のスケイログラムプロット１３０、またはその両方における色成分の点から最高温部分（例えば、中心、焦点、集束など）１１０を判断し、スケイログラムプロット１３０での最高温部分１１０（または、最高温部分１１０内の中心点１１２）のｘ軸７６座標１１４（例えば、時間またはクランクシャフト５４の位置）であるとしてピーク燃焼圧力の位置を確認することができる。
【００３８】
図１０は、図２の往復動エンジン１０の燃焼チャンバ１２におけるピーク燃焼圧力の位置を判断する方法１５０を示す処理フロー図の一実施形態である。図示した実施形態において、方法１５０は、ノックセンサ２３を介して往復動エンジン１０によって放出されたノイズを、ノックセンサ２３を介して検出することを含む（ブロック１５２）。すでに述べたように、ノックセンサ２３は、ノイズ、振動、加速度、圧力、または偏向を検出するための、任意の適切なセンサとすることができる。さらに、時間またはクランクシャフト５４の位置をクランクシャフトセンサ６６（または、他の何らかの適切なセンサ）によって記録することができ、ノイズは、時間またはクランクシャフト５４の位置（例えば、クランク角度）に対してプロットすることができる。
【００３９】
方法１５０はさらに、ノックセンサ信号を事前調整することを含む（例えば、図３における振幅曲線７７）（ブロック１５４）。振幅曲線７７、１１８を事前調整することは、（図４を参照して説明したように）振幅曲線７７、１１８をフィルタリングすること、（図７を参照して説明したように）振幅曲線７７、１１８を積分すること、またはその両方を含むことができる。いくつかの実施形態において、ＥＣＵ２５は、表示用ディスプレイに振幅曲線７７、１１８および事前調整曲線（例えば、フィルタ済み曲線９２および／または積分曲線１２０）をプロットすることができる。いくつかの実施形態において、ピーク燃焼圧力の位置は、積分曲線１２０の最傾斜点、セグメント、または部分の位置を特定し、最傾斜点、セグメント、または位置の時間またはクランクシャフト５４の位置座標を判断することによって、すでに述べたように、積分曲線１２０から直接判断することができる。
【００４０】
本実施形態によれば、方法１５０はまた、時間周波数共同変換関数を使用して事前調整信号を変換することを含む（ブロック１５６）。例えば、ウェーブレット変換関数を事前調整信号に適用してもよく、または分布関数（例えば、ウィグナー・ビレ分布関数）を事前調整信号に適用してもよい。上記のように、変換信号は、例えば、表示用ディスプレイに、ＥＣＵ２５によってプロットすることができる。
【００４１】
方法１５０は、さらに、ピーク燃焼圧力１５８の位置を判断することを含む（ブロック１５８）。例えば、すでに述べたように、ＥＣＵ２５は、（例えば、スケイログラムプロット１００、１３０での）変換信号を解析し、変換信号の最高温部分１１０を判断する。いくつかの実施形態において、最高温部分１１０は、スケイログラムプロット１００、１３０での変換信号の領域とすることができる。それに応じて、ＥＣＵ２５は、最高温部分１１０における中心点１１２を判断することができる。次いで、ＥＣＵ２５は、最高温部分１１０または最高温部分１１０における中心点１１２のｘ軸７６座標１１４（例えば、時間座標１１４またはクランク角度座標１１４）を判断し、ピーク燃焼圧力の位置として、ｘ軸７６座標１１４を割り当てることができる。
【００４２】
本明細書は最良の形態を含む本発明を開示するため、および、あらゆるデバイスまたはシステムを製作し、ならびに使用し、およびあらゆる組込方法を実行することを含む任意の当業者が本発明を実施することを可能にするための例を用いる。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にある。
［実施態様１］
方法であって、
燃焼エンジン（１０）の燃焼チャンバ（１２）内または付近に配置されるノックセンサ（２３）によって感知されるノイズ信号を受信するステップと、
事前調整ノイズ信号を生成するために前記ノイズ信号を事前調整するステップと、
前記燃焼エンジン（１０）の前記燃焼チャンバ（１２）におけるピーク燃焼圧力の位置、時間、またはそれらの組み合わせを判断するために前記事前調整ノイズ信号を処理するステップと
を備える、方法。
［実施態様２］
変換信号を生成するために変換関数を前記事前調整ノイズ信号に適用するステップを備え、ピーク燃焼圧力の前記位置、前記時間、またはそれらの前記組み合わせを判断するステップが、前記変換信号を解析するステップを備える、実施態様１に記載の方法。
［実施態様３］
前記変換信号を解析するステップが、スケイログラムプロットを生成および解析して、前記変換信号の中心を判断するステップを備え、前記中心の位置座標が、ピーク燃焼圧力の前記位置、前記時間、またはそれらの前記組み合わせと相関する、実施態様２に記載の方法。
［実施態様４］
前記位置座標が、時間の単位、クランクシャフト（５４）位置の単位、またはそれらの組み合わせである、実施態様３に記載の方法。
［実施態様５］
前記変換信号を生成するために前記変換関数を前記事前調整ノイズ信号に適用するステップが、３次元表示を導出するためにウェーブレット変換関数を適用するステップを備える、実施態様２に記載の方法。
［実施態様６］
前記ウェーブレット変換関数を適用するステップが、メキシカンハットウェーブレット関数、マイヤーウェーブレット関数、またはモレットウェーブレット関数を適用するステップを備える、実施態様５に記載の方法。
［実施態様７］
前記変換信号を生成するために前記変換関数を前記事前調整ノイズ信号に適用するステップが、時間周波数共同変換関数を適用するステップを備え、前記変換信号を解析するステップが、時間および周波数領域の両方において、同時に、前記変換信号を解析するステップを備える、実施態様２に記載の方法。
［実施態様８］
前記時間周波数共同変換関数を適用するステップが、ウィグナー・ビレ分布関数、ガボール変換関数、チェ・ウィリアムズ分布関数、円錐状分布関数、またはコーヘン分布関数を適用するステップを備える、実施態様７に記載の方法。
［実施態様９］
前記事前調整ノイズ信号を生成するために前記ノイズ信号を事前調整するステップが、ローパス、バンドパス、またはハイパスフィルタを用いて前記信号をフィルタリングするステップ、前記ノイズ信号を積分するステップ、またはその両方を備える、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１０］
システム（８）であって、
燃焼エンジン（１０）の燃焼チャンバ（１２）のピーク燃焼圧力をモニタリングするよう構成されるエンジン制御システムを備え、前記エンジン制御システムが、
前記燃焼エンジン（１０）の燃焼チャンバ（１２）内または付近に配置されるノックセンサ（２３）によって感知されるノイズ信号を受信し、
事前調整ノイズ信号を生成するために前記ノイズ信号を事前調整し、
前記ピーク燃焼圧力の位置、時間、またはそれらの組み合わせを判断するために前記事前調整ノイズ信号を処理する
よう構成されるプロセッサ（７２）を備える、システム（８）。
［実施態様１１］
前記クランクシャフト（５４）の前記位置を感知するよう構成されるクランクシャフトセンサ（６６）を備え、前記プロセッサ（７２）が、さらに、
前記クランクシャフトセンサ（６６）から、前記クランクシャフト（５４）の前記位置を示すクランク角度信号を受信し、
前記ピーク燃焼圧力の前記位置を判断するために前記クランク角度信号と前記事前調整ノイズ信号とを関連づけるよう構成され、前記ピーク燃焼圧力の前記位置が、前記クランクシャフト（５４）の前記位置を備える、
実施態様１０に記載のシステム（８）。
［実施態様１２］
前記プロセッサ（７２）が、変換信号を生成するために変換関数を前記事前調整ノイズ信号に適用するようさらに構成され、ピーク燃焼圧力の前記位置、時間、またはそれらの前記組み合わせを判断することが、前記変換信号を解析することを備える、実施態様１０に記載のシステム（８）。
［実施態様１３］
前記変換信号を生成するために前記変換関数を前記事前調整ノイズ信号に適用することが、ウェーブレット変換関数を適用することを備える、実施態様１２に記載のシステム（８）。
［実施態様１４］
前記ウェーブレット変換関数を適用することが、メキシカンハットウェーブレット関数、マイヤーウェーブレット関数、またはモレットウェーブレット関数を適用することを備える、実施態様１３に記載のシステム（８）。
［実施態様１５］
前記変換信号を生成するために前記変換関数を前記事前調整ノイズ信号に適用することが、時間周波数共同変換関数を適用することを備え、前記変換信号を解析することが、時間および周波数領域の両方において、前記変換信号を解析することを備える、実施態様１２に記載のシステム（８）。
［実施態様１６］
前記時間周波数共同変換関数を適用することが、ウィグナー・ビレ分布関数、ガボール変換関数、チェ・ウィリアムズ分布関数、円錐状分布関数、またはコーヘン分布関数を適用することを備える、実施態様１５に記載のシステム（８）。
［実施態様１７］
前記プロセッサ（７２）が、前記変換信号の中心を判断するようさらに構成され、前記ピーク燃焼圧力の前記位置、前記時間、またはそれらの前記組み合わせが、前記変換信号の前記中心の位置および／または時間座標に対応する、実施態様１２に記載のシステム（８）。
［実施態様１８］
前記事前調整ノイズ信号を生成するために前記ノイズ信号を事前調整することが、ローパス、バンドパス、またはハイパスフィルタを用いて前記信号をフィルタリングすること、前記ノイズ信号を積分すること、またはその両方を備える、実施態様１０に記載のシステム（８）。
［実施態様１９］
前記プロセッサ（７２）が、ウェーブレット変換関数または時間周波数共同変換関数を使用することなく、前記事前調整ノイズ信号を直接解析することによって、前記ピーク燃焼圧力の前記位置、前記時間、またはそれらの前記組み合わせを判断するよう構成される、実施態様１０に記載のシステム（８）。
［実施態様２０］
非一時的コンピュータ読込み可能媒体であって、実行された場合に、プロセッサ（７２）に、
燃焼エンジン（１０）の燃焼チャンバ（１２）内または付近に配置されるノックセンサ（２３）によって感知されたノイズ信号を受信させ、
前記ノイズ信号を事前調整して事前調整ノイズ信号を生成させ、
変換関数を前記事前調整ノイズ信号に適用して変換信号を生成させ、
前記変換信号を解析して、前記燃焼エンジン（１０）の前記燃焼チャンバ（１２）におけるピーク燃焼圧力の位置、時間、またはそれらの組み合わせを判断させる、
実行可能命令を備える、非一時的コンピュータ読込み可能媒体。
【符号の説明】
【００４３】
８  エンジン駆動発電システム
１０  エンジン、エンジンシステム
１２  燃焼チャンバ
１４  空気供給装置
１６  加圧オキシダント、空気
１８  燃料
１９  燃料供給装置
２０  ピストン
２２  シャフト
２３  ノックセンサ
２４  負荷
２５  エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）、ピストンアセンブリ
２６  シリンダ
２８  内側環状壁
３０  円筒空洞
３２  燃料−空気混合物
３４  軸方向軸、軸方向
３６  ラジアル軸、ラジアル方向
３８  周軸、周方向
４０  頂部、トップランド
５４  クランクシャフト
５６  連接棒
５８  ピン
６０  燃料噴射器
６２  吸気弁
６４  排気弁
６６  クランクシャフトセンサ
７２  プロセッサ
７４  メモリ
７５  生エンジンノイズプロット
７６  ｘ軸
７７  生振幅曲線、振幅曲線
７８  ｙ軸
９０  事前調整ノイズプロット
１００  スケイログラムプロット
１１０  最高温部分
１１１  赤部分
１１２  中心点
１１４  クランク角度座標、時間座標
１１６  事前調整ノイズプロット
１１８  生振幅曲線、振幅曲線
１２０  積分曲線
１３０  スケイログラムプロット
１５２  ブロック
１５４  ブロック
１５６  ブロック
１５８  ブロック、ピーク燃焼圧力
【図１】
2016169735.tif 000003
【図２】
2016169735.tif 000004
【図３】
2016169735.tif 000005
【図４】
2016169735.tif 000006
【図５】
2016169735.tif 000007
【図６】
2016169735.tif 000008
【図７】
2016169735.tif 000009
【図８】
2016169735.tif 000010
【図９】
2016169735.tif 000011
【図１０】
2016169735.tif 000012
【外国語明細書】
2016169735000001.pdf