CN113464304B - 内燃机的温度取得装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种取得内燃机(1)的燃烧室(105)的温度的内燃机的温度取得装置(50)，具备：进气量取得部(34)，其取得内燃机(1)的吸入空气量；累计量计算部(502)，其基于由进气量取得部(34)取得的吸入空气量，计算吸入空气量的累计量；以及温度取得部(501)，其基于由累计量计算部(502)计算出的累计量，取得内燃机(1)的温度。

Description

内燃机的温度取得装置

技术领域

本发明涉及一种取得内燃机的燃烧室的温度的内燃机的温度取得装置。

背景技术

作为这种装置，以往已知有基于排气温度传感器的传感器值来取得发动机的缸内的温度即缸内温度的装置(例如参见专利文献1)。在专利文献1记载的装置中，由设置于排气通路的排气温度传感器对从发动机排出并在排气通路流动的排气的温度进行检测，通过乘以与传感器时间常数相对应的修正系数等来取得缸内温度。

然而，在专利文献1记载的装置中，是基于排气的温度来推断缸内的温度，没有考虑构成燃烧室的缸、活塞等的表面温度，因此难以用于以活塞冠面温度等为参数的控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-035331号公报(专利文献1)。

发明内容

本发明的一技术方案的内燃机的温度取得装置取得内燃机的燃烧室的温度。内燃机的温度取得装置具备：进气量取得部，其取得内燃机的吸入空气量；累计量计算部，其基于由进气量取得部取得的吸入空气量，计算吸入空气量的累计量；以及温度取得部，其基于由累计量计算部计算出的累计量，取得内燃机的温度。

附图说明

本发明的目的、特征和优点，通过与附图相关的以下实施方式的说明进一步阐明。

图1是示出搭载有应用本发明的实施方式的温度取得装置的内燃机的混合动力车辆的行驶驱动部的构成的简图。

图2是示出图1的发动机的主要部分构成的简图。

图3是示出应用本发明的实施方式的温度取得装置的内燃机的控制装置的主要部分构成的框图。

图4是示出图3的喷射模式切换部的喷射模式的转变的一例的图。

图5是示出与图4的附着减少模式相对应的喷射映射的一例的图。

图6是示出图3的状态判定部的功能性结构的框图。

图7是示出本发明的实施方式的内燃机的温度取得装置的主要部分构成的框图。

图8是用于说明图2的活塞冠面的升温的图。

图9是示出改变了发动机的冷机状态时的图8的试验结果的一例的图。

图10是用于说明图7的温度域判定部的判定的概要的图。

图11是用于说明图7的累计量计算部对累计量的修正的图。

图12是用于说明图7的累计量计算部对累计量的修正系数的图。

图13是用于说明图2的活塞冠面的冷却的图。

图14是用于说明图7的累计量计算部对累计量的重置的图。

图15是用说明图7的阈值设定部对阈值的重新设定的图。

图16是用于说明图7的阈值设定部对阈值的修正的图。

图17是用于说明图7的阈值设定部对阈值的修正值的图。

图18是用于说明图7的阈值设定部对阈值的修正和重新设定的图。

图19是用于说明图7的阈值设定部对与缸内暖机结束履历相对应的阈值的重新设定的图。

图20是用于说明在初次缸内暖机结束后从F/C模式复位为常规模式时由图7的阈值设定部重新设定的阈值的图。

图21是用于说明在初次缸内暖机结束后从运行停止模式复位为常规模式时由图7的阈值设定部重新设定的阈值的图。

图22是示出由图7的控制器执行的缸内暖机判定处理的一例的流程图。

图23是示出由图7的控制器执行的阈值设定处理的一例的流程图。

图24是示出由图7的控制器执行的累计量计算处理的一例的流程图。

图25是示出本发明的实施方式的内燃机的温度取得装置的动作的一例的时序图。

具体实施方式

以下，参照图1～图25，对本发明的一实施方式进行说明。本发明的实施方式的温度取得装置适用于作为内燃机的直喷式的汽油发动机。该发动机搭载于车辆即仅将发动机作为驱动源行驶的发动机车以及将发动机和马达作为驱动源行驶的混合动力车辆。以下尤其对在混合动力车辆上搭载具有温度取得装置的发动机的例子进行说明。

图1是示出搭载具有本发明的实施方式的温度取得装置的发动机的混合动力车辆的行驶驱动部的构成的简图。如图1所示，在发动机(ENG)1的输出轴1a连接第一电动发电机(MG1)2，在驱动轮4的旋转轴4a连接第二电动发电机3(MG2)。第一电动发电机2主要作为被发动机1驱动而产生电力的发电机发挥功能，从第一电动发电机2产生的电力经由未图示的逆变器，蓄电于电池(BAT)5。第二电动发电机3主要作为由从电池5经由未图示的逆变器供给的电力驱动的行驶用马达发挥功能。

在发动机1的输出轴1a与驱动轮4的旋转轴4a之间夹装离合器6，输出轴1a与旋转轴4a通过离合器6连结或断开。当输出轴1a与旋转轴4a断开时，车辆仅利用第二电动发电机3的动力行驶(EV(电动)行驶)。当输出轴1a与旋转轴4a经由离合器6连结起来时，车辆仅利用发动机1的动力行驶(发动机行驶)或利用发动机1和第二电动发电机3的动力行驶(混合动力行驶)。即，车辆能够将行驶模式变更为实施EV行驶的EV模式、实施发动机行驶的发动机模式以及实施混合动力行驶的混合动力模式。

图2是示出发动机1的主要部分构成的简图。发动机1是具有在车辆减速行驶等时停止向多个气缸供给燃料的停止供给燃料功能的火花点火式的内燃机，是在动作周期期间经过进气、压缩、膨胀以及排气这四个行程的四冲程发动机。方便起见，将进气行程开始到排气行程结束称为燃烧行程的一个循环或简称为一个循环。发动机1具有四气缸、六气缸、八气缸等多个气缸，但图2示出单个气缸的构成。需要说明的是，各气缸的构成彼此相同。

如图2所示，发动机1具有：缸102，其形成于缸体101；活塞103，其能够滑动地配置于缸102的内部；以及燃烧室105，其形成于活塞103的冠面(活塞冠面)103a与缸盖104之间。在活塞冠面103a，例如沿着缸内的滚流形成凹部103b。活塞103经由连杆106与曲轴107连结，活塞103沿缸102的内壁往复运动，由此曲轴107(相当于图1的输出轴1a)旋转。

在缸盖104设置进气口111和排气口112。燃烧室105经由进气口111与进气通路113连通，另一方面，经由排气口112与排气通路114连通。进气口111被进气阀115开闭，排气口112被排气阀116开闭。在进气阀115的上游侧的进气通路113设置节气门阀119。节气门阀119例如由蝶形阀构成，由节气门阀119调整向燃烧室105的吸入空气量。进气阀115和排气阀116由气门机构120驱动开闭。

在缸盖104，分别面对燃烧室105安装火花塞11和直喷式的喷射器12。火花塞11配置于进气口111与排气口112之间，利用电能产生火花，对燃烧室105内的燃料与空气的混合气进行点火。

喷射器12配置于进气阀115的附近，由电能被驱动，喷射燃料。更详细而言，高压的燃料从燃料箱经由燃料泵向喷射器12供给。喷射器12将燃料高微粒化，在规定的时机朝向斜下方向燃烧室105内喷射燃料。需要说明的是，喷射器12的配置并不局限于此，也能够配置于例如火花塞11的附近。

气门机构120具有进气凸轮轴121和排气凸轮轴122。进气凸轮轴121一体具有与各气缸(缸102)分别相对应的进气凸轮121a，排气凸轮轴122一体具有与各气缸分别相对应的排气凸轮122a。进气凸轮轴121与排气凸轮轴122经由未图示的同步带与曲轴107连结，曲轴107每旋转两周，进气凸轮轴121与排气凸轮轴122分别旋转一周。

进气阀115借助进气凸轮轴121的旋转，通过未图示的进气摇臂在与进气凸轮121a的轮廓相对应的规定的时机开闭。排气阀116借助排气凸轮轴122的旋转，通过未图示的排气摇臂，在与排气凸轮122a的轮廓相对应的规定的时机开闭。

在排气通路114上夹装用于净化排出气体的催化剂装置13。催化剂装置13是具有通过氧化还原作用来去除和净化排出气体中含有的HC、CO、Nox的功能的三效催化剂。需要说明的是，也能够使用对排出气体中的CO、HC进行氧化的氧化催化剂等其他催化剂装置。当催化剂装置13所包含的催化剂的温度升高时，催化剂活化，催化剂装置13对排出气体的净化作用提高。

发动机1为了降低油耗，具有在发动机行驶时当规定的停止供给燃料条件成立时停止从喷射器12喷射燃料的停止供给燃料功能。即，当停止供给燃料条件成立时，进入停止供给燃料模式(称为F/C模式)，燃料喷射停止。当例如检测出加速踏板的操作量(加速器开度)在规定值以下且曲轴107的转速(发动机转速)在规定值以上并且车速在规定值以上的状态时，停止供给燃料条件成立。例如在减速行驶时，停止供给燃料条件成立。在F/C模式下，继续向燃烧室105内进气。

而且发动机1为了降低油耗，具有当规定的怠速停止条件成立时停止从喷射器12喷射燃料的怠速停止功能。即，进入怠速停止条件成立的怠速停止模式(称为I/S模式)，燃料喷射停止。当例如停车时等车速在规定车速以下且没有操作加速踏板且检测出对制动踏板的操作时，怠速停止条件成立。在I/S模式下，发动机1的运行停止，与EV行驶时相同，停止向燃烧室105内进气。

发动机1具有使排出气体的一部分回流到进气系统的排出气体再循环装置、使窜气气体返回进气系统进行再燃烧的窜气气体还原装置以及对在燃料箱内蒸发出的燃料气体向进气系统的供给进行控制的吹扫控制装置等，省略图示。排出气体再循环装置包括：内部EGR(Exhaust Gas Re-circulation：废气再循环系统)，其通过气门机构120的控制使排出气体在燃烧室105再循环；和外部EGR，其将来自排气通路114的排出气体的一部分经由EGR通路和EGR阀引导到进气系统。吹扫控制装置具有：吹扫通路，其将在燃料箱内蒸发出的燃料气体引导到进气系统；和吹扫阀，其设置于吹扫通路的中途，对通过吹扫通路的气流进行控制。需要说明的是，发动机1还能够具备增压器。

如上构成的发动机1由内燃机的控制装置控制。图3是示出内燃机的控制装置的主要部分构成的框图。如图3所示，内燃机的控制装置以发动机控制用的控制器30为中心构成，具有与控制器30连接的各种传感器、执行器等。具体而言，在控制器30连接曲轴转角传感器31、加速器开度传感器32、水温传感器33、进气量传感器34、AF(空燃比)传感器35、火花塞11以及喷射器12。

曲轴转角传感器31设置于曲轴107，构成为与曲轴107的旋转相伴随而输出脉冲信号。控制器30基于来自曲轴转角传感器31的脉冲信号，确定以活塞103的进气行程开始时的上止点TDC的位置为基准的曲轴107的旋转角度(曲轴转角)并且计算发动机转速。

加速器开度传感器32设置于车辆的未图示的加速踏板，检测加速踏板的操作量(加速器开度)。根据加速器开度传感器32的检测值，指示发动机1的目标转矩。水温传感器33设置于供用于冷却发动机1的发动机冷却水流动的路径，检测发动机冷却水的温度(冷却水温)。进气量传感器34是检测吸入空气量的传感器，由例如配置于进气通路113(更具体而言为节气门阀的上游)的空气流量计构成。AF传感器35设置于催化剂装置13的上游的排气通路114，检测排气通路114中的排出气体的空燃比。

控制器30由电子控制单元(ECU)构成，包括具有CPU(中央处理器)等运算部、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)等存储部以及其他外围电路的计算机而构成。控制器30具有喷射模式切换部301、温度信息取得部302、状态判定部303、点火控制部304以及喷射器控制部305作为功能性结构。

喷射模式切换部301根据发动机1的运转状态，切换喷射模式。图4是示出例如通过开启点火开关而开始(启动)发动机1的运行后至通过关闭点火开关而停止(结束)发动机1的运行为止的期间的喷射模式的转变的一例的图。如图4所示，喷射模式包括启动模式M1、催化剂暖机模式M2、附着减少模式M3、均质提高模式M4、爆燃抑制模式M5以及燃料停止模式M6。均质提高模式M4和爆燃抑制模式M5是活塞温度(缸内温度)较高的高缸内温度状态，将均质提高模式M4与爆燃抑制模式M5并称为高缸内温度模式M7。

在图中的燃料停止模式以外的各模式M1～M5中，用以进气上止点TDC为起点的顺时针的圆的角度表示从进气行程开始(进气上止点TDC)到压缩行程结束(压缩上止点TDC)为止的区间的曲轴转角，并且用从圆的中心呈放射状延伸的扇形的阴影线表示燃料喷射的时机。进气行程是曲轴转角为0°以上且180°以下的范围，压缩行程是曲轴转角为180°以上且360以下的范围。需要说明的是，有时将曲轴转角为0°以上且90°以下的范围称为进气行程前半段，将90°以上且180°以下的范围称为进气行程后半段，将180°以上且270°以下的范围称为压缩行程前半段，将270°以上且360°以下的范围称为压缩行程后半段。

启动模式M1是用于启动发动机1的模式，在点火开关刚刚开启后或从EV模式、I/S模式复位时执行。在启动模式M1下，在发动机1起动后，如图所示，在压缩行程前半段分2次即通过二级压缩喷射燃料，生成混合气。该情况下的每次的喷射量彼此相等。通过在压缩行程中喷射燃料，能够提高发动机1的启动性。另外，通过在压缩行程前半段多级喷射燃料，能够抑制每次的燃料喷射量。其结果是，能够抑制燃料在活塞冠面103a、缸102的壁面上附着，能够抑制积碳的产生。

需要说明的是，只要能够兼得启动性的提高和积碳的抑制，启动模式M1就不局限于二级压缩，也可以是在压缩行程进行一次喷射(一级压缩)或在进气行程和压缩行程分别进行喷射(多级吸压)等的其他喷射方式的喷射。当启动模式M1结束时，进入催化剂暖机模式M2、附着减少模式M3以及高缸内温度模式M7(例如均质提高模式M4)中的任一喷射模式。

催化剂暖机模式M2是促进催化剂装置13的暖机，实现催化剂的提前活化的模式。在催化剂暖机模式M2中，如图所示，在进气行程中分2次即通过二级进气喷射燃料，生成混合气。该情况下的每次的喷射量彼此相等。并且，在催化剂暖机模式M2中，火花塞11的点火正时比获得最大转矩的最佳点火正时MBT延迟(滞后)。通过利用点火正时的延迟使混合气延迟燃烧，由此用于产生目标转矩的对燃烧室105的空气供给量增加，燃料喷射量增加，从而因混合气的燃烧而产生的热量增加，能够提前将催化剂装置13暖机。在催化剂暖机模式M2中，在预先存储于存储器中的、不会根据发动机转速、吸入空气量而变化的规定的时机喷射燃料。

在催化剂暖机模式M2中，通过以二级进气来喷射燃料，能够使混合气均质化，从而燃烧效率提高，能够抑制排放恶化。需要说明的是，只要能够抑制排放恶化，催化剂暖机模式M2并不局限于二级进气，也可以是在进气行程中一次喷射(一级进气)或多级吸压等其他喷射模式的喷射。当催化剂暖机模式M2结束时，进入附着减少模式M3或高缸内温度模式M7(例如均质提高模式M4)。

附着减少模式M3是在活塞温度为低温时为了减少积碳而执行的。在附着减少模式M3中，在进气行程开始时的进气上止点TDC和压缩行程结束时的压缩上止点TDC附近的规定的禁止喷射区域以外的区域，即活塞冠面103a与喷射器12分离的区域(可喷射区域)，喷射燃料。禁止喷射区域被设定为例如进气行程前半段的一部分或几乎全程和压缩行程后半段的一部分或几乎全程。

更详细而言，禁止喷射区域根据发动机转速而设定。发动机转速越高，在进气行程中活塞冠面103a从喷射器12退避的速度和在压缩行程中活塞冠面103a向喷射器12接近的速度就越快。因此，发动机转速越高，进气行程中的禁止喷射区域就变得越窄(禁止喷射区域的结束向提前侧移动)，压缩行程中的禁止喷射区域就变得越大(禁止喷射区域的开始向滞后侧移动)。

燃料在可喷射区域中的喷射次数和喷射时机根据预先存储于存储器中的映射例如图5所示的映射来决定。即，如图5所示，根据与发动机转速Ne和目标喷射量Q所对应的最大输出转矩的特性f1相对应地预先决定的映射来决定，在1次～4次的范围，规定喷射次数。喷射次数为多次时的每次的喷射量彼此相等。需要说明的是，目标喷射量Q作为实际空燃比达到目标空燃比那样的值被计算，根据吸入空气量来规定。因此，也能够与图4的均质提高模式M4的映射相同，将图5的映射改写为发动机转速Ne与吸入空气量G的映射。

为了抑制燃料在活塞冠面103a上的附着，优选增加喷射次数，减少每次的喷射量。但是，根据喷射器12的规格来规定喷射器12的每次的最小喷射量Qmin，喷射器12无法实施比最小喷射量Qmin小的量的喷射(MinQ约束)。因此，在目标喷射量较少的区域，喷射次数为1次，随着目标喷射量Q的增加，喷射次数以2次、3次以及4次的方式逐渐增加。

另一方面，为了增加喷射次数，需要高速驱动喷射器12。因此，例如需要短时间反复实施控制器30的喷射器驱动用电路中的电容器的充放电。在该情况下，发动机转速Ne越高，越需要加快喷射器12的驱动速度，控制器30的电负荷越增大，控制器30的发热量越增大。其结果是，因为控制器30的热约束(ECU热约束)，喷射次数受到限制。即，在发动机转速Ne较小的区域，喷射次数为4次，但随着发动机转速Ne的增加，喷射次数以3次、2次以及1次的方式逐渐被限制。

综上所述，在例如发动机转速Ne小于规定值N1且目标喷射量Q为规定值Q3以上的区域AR1，喷射次数设定为4次(四级喷射)。在发动机转速Ne小于规定值N2且目标喷射量Q为规定值Q2以上的除区域AR1以外的区域AR2，喷射次数设定为3次(三级喷射)。在发动机转速Ne小于规定值N3且目标喷射量Q为规定值Q1以上的除区域AR1、AR2以外的区域AR3，喷射次数设定为2次(二级喷射)。在发动机转速Ne为规定值N3以上或目标喷射量Q小于规定值Q1的区域AR4，喷射次数设定为1次(单发喷射)。

需要说明的是，规定值N1～N3具有N1＜N2＜N3的关系，规定值Q1～Q3具有Q1＜Q2＜Q3的关系。规定值N1～N3、Q1～Q3预先通过实验规定，存储于存储器。附着减少模式M3中的最大喷射次数根据喷射器12、控制器30等的规格和喷射器12的安装位置等规定，存在少于4次或多于4次的情况。当附着减少模式结束时，进入高缸内温度模式M7(例如均质提高模式M4)或燃料停止模式M6。

均质提高模式M4是油耗为最佳的喷射模式。在均质提高模式中，按照预先存储于存储器中的发动机转速Ne和吸入空气量G所对应的控制映射，实施一级进气或二级进气的燃料喷射。即，如图4所示，在发动机转速Ne较低且吸入空气量G较多的高负荷低转速的区域中，通过二级进气来喷射燃料，在发动机转速Ne较高或吸入空气量G较低的区域，通过一级进气来喷射燃料。该情况下的控制映射根据冷却水温而变化。需要说明的是，二级进气的每次的喷射量彼此相等。在均质提高模式中，通过一级进气或二级进气来喷射燃料，由此利用滚流使燃烧室105内的混合气均质化，能够提高燃烧效率。

而且在均质提高模式M4中，主要根据发动机转速Ne和吸入空气量G来控制火花塞11的点火正时。具体而言，在不产生或难以产生爆燃的区域，将点火正时控制为比压缩上止点TDC靠提前角侧的预先存储于存储器中的最佳点火正时MBT。另一方面，在产生或容易产生爆燃的区域，例如发动机转速较低且吸入空气量较多的高负荷低转速的区域，为了抑制爆燃的产生，而根据预先存储于存储器中的特性，使点火正时比最佳点火正时MBT延迟。需要说明的是，还可以设置对爆燃的产生进行检测的爆燃传感器，当由爆燃传感器检测出爆燃的产生时，使点火正时延迟。当规定的爆燃抑制条件成立时，均质提高模式M4切换为爆燃抑制模式M5。

爆燃抑制模式M5是抑制爆燃的产生的喷射模式。当进入爆燃抑制模式M5时，延迟了的点火正时返回MBT侧(被提前)，并且在进气行程(例如进气行程前半段)中喷射一次燃料，且在压缩行程(例如压缩行程前半段)中喷射一次燃料(多级吸压)。在该情况下，压缩行程中的喷射量为最小喷射量Qmin，在进气行程中，喷射从目标喷射量Q减去最小喷射量Qmin所得的量。通过在压缩行程中喷射燃料，由此因汽化潜热，燃烧室105内的尾气温度降低。

由此，既能抑制点火正时的延迟量，也能抑制爆燃的产生。因此，与使点火正时延迟、仅在进气行程中实施燃料喷射的情况相比，能够提高燃烧效率。当爆燃抑制模式结束时，即当爆燃抑制条件不成立时，切换为均质提高模式。即，在为高缸内温度状态(高缸内温度模式M7)时，根据爆燃抑制条件成立与否，喷射模式在均质提高模式M4与爆燃抑制模式M5之间切换。

燃料停止模式M6是燃料喷射停止、在燃烧室105内燃烧停止了时的模式，在EV模式时、F/C模式时以及I/S模式时中的任一模式时，切换为燃料停止模式M6。例如当在附着减少模式M3下燃烧停止时或者在高缸内温度模式M7下停止燃烧时，切换为燃料停止模式M6。当燃料停止模式M6结束时，喷射模式切换为启动模式M1、附着减少模式M3以及高缸内温度模式M7中的任一模式。

图3的温度信息取得部302取得缸102内的温度信息。该温度信息是对缸102内的燃料的附着造成影响的缸内温度的信息，与活塞冠面103a的温度相对应。因此，如果能够设置能高精度地检测活塞冠面103a的温度的传感器，则温度信息取得部302只要取得来自该传感器的信息即可。但是，由于活塞冠面103a面向高温的燃烧室105在缸102内往复运动，因此难以利用传感器直接高精度地检测活塞冠面103a的温度。

另一方面，活塞冠面103a的温度与为了燃烧室105中的燃烧而供给到燃烧室105内的吸入空气量G具有相关关系。即，吸入空气量G的累计量越多，在燃烧室105内产生的热量越增加，因此与缸内温度相对应的活塞冠面103a的温度越上升。故而，温度信息取得部302取得来自进气量传感器34的信号，并且基于所取得的信号计算吸入空气量G的累计量。

状态判定部303判定与喷射模式的切换相关的发动机1的运转状态。图6是示出状态判定部303的功能性结构的框图。如图6所示，状态判定部303具有启动判定部303A、催化剂暖机判定部303B、缸内温度判定部303C、爆燃判定部303D以及停止供给燃料判定部303E。

启动判定部303A在图4的启动模式M1下判定发动机1是否结束了启动。具体而言，基于来自曲轴转角传感器31的信号计算出的发动机起动后的发动机转速在上升至能够自行维持旋转的自持转速后，根据是否计数了规定计数值来判定启动是否结束了。当由启动判定部303A判定为发动机1的启动结束了时，喷射模式切换部301将喷射模式从启动模式M1切换为催化剂暖机模式M2、附着减少模式M3或高缸内温度模式M7(例如均质提高模式M4)。

启动判定部303A不仅判定发动机1的启动结束，还判定是否需要启动发动机1。即，在图4的燃料停止模式M6下判定是否需要将行驶模式从EV模式切换为发动机模式或混合动力模式和是否需要从I/S模式复位。当由启动判定部303A判定为需要切换为发动机模式或者需要从I/S模式复位时，喷射模式切换部301将喷射模式从燃料停止模式M6切换为启动模式M1。

催化剂暖机判定部303B在图4的催化剂暖机模式M2下判定催化剂装置13的暖机(催化剂暖机)是否结束了。该判定是对发动机1的总功是否达到了催化剂暖机所需的目标总功的判定。目标总功使用预先存储的关系式、特性或映射，根据在发动机1的启动时由水温传感器33检测出的冷却水温进行设定。例如当冷却水温较低时，发动机1未被暖机，因此催化剂暖机需要时间。考虑到这一点，冷却水温越低，目标总功设定为越大的值。

催化剂暖机判定部303B首先基于来自水温传感器33的信号，计算与冷却水温相对应的发动机1的总功。然后，当总功达到目标总功时，判定为催化剂暖机结束了。当由催化剂暖机判定部303B判定为催化剂暖机结束了时，喷射模式切换部301将喷射模式从催化剂暖机模式M2切换为附着减少模式M3或高缸内温度模式M7(例如均质提高模式M4)。

催化剂暖机判定部303B在图4的启动模式M1下，还判定是否需要催化剂暖机。例如在从EV行驶复位等冷却水温较高的情况下，目标总功设定为0，判定为不需要催化剂暖机。在该情况下，喷射模式切换部301将喷射模式从启动模式M1切换为附着减少模式M3或高缸内温度模式M7(例如均质提高模式M4)。另一方面，在启动模式M1下，目标总功设定为大于0的值，当判定为需要催化剂暖机时，喷射模式切换部301将喷射模式从启动模式M1切换为催化剂暖机模式M2。

缸内温度判定部303C基于由温度信息取得部302取得的吸入空气量G的累计量，判定与活塞冠面103a的温度相对应的缸内温度是否在规定值(例如100℃)以上。即，判定缸内温度是规定值以上的高缸内温度还是小于规定值的低缸内温度。缸内温度判定部303C在图4的启动模式M1、催化剂暖机模式M2以及燃料停止模式M6下，分别判定缸内温度是否为高缸内温度。

爆燃判定部303D在图4的均质提高模式M4下，判定爆燃抑制条件是否成立。该判定是对用于抑制爆燃的产生的点火正时的延迟量是否在规定值以上的判定，是对是否需要切换为抑制爆燃的产生的喷射模式的判定。爆燃在发动机转速较高时和冷却水温较低时不易产生。考虑到这一点，爆燃抑制条件在点火正时相对于最佳点火正时MBT的延迟量在规定值以上且冷却水温在规定值以上且发动机转速在规定值以下时成立。当由爆燃判定部303D判定为爆燃抑制条件成立了时，喷射模式切换部301将喷射模式从均质提高模式M4切换为爆燃抑制模式M5。

另一方面，在爆燃抑制模式M5下，当由爆燃判定部303D判定为爆燃抑制条件不成立时，喷射模式切换部301将喷射模式从爆燃抑制模式M5切换为均质提高模式M4。需要说明的是，也有时喷射模式从附着减少模式M3不经由均质提高模式M4便切换为爆燃抑制模式M5。即，在附着减少模式M3下，当由缸内温度判定部303C判定为高缸内温度时，也有时切换为爆燃抑制模式M5。由此，当推定为从低缸内温度状态变为规定的高缸内温度状态时，能够不经由均质提高模式M4而迅速地进入爆燃抑制模式M5，从而能够提高燃烧效率。

停止供给燃料判定部303E在图4的催化剂暖机模式M2、附着减少模式M3以及高缸内温度模式M7下，判定是否需要停止供给燃料。即，判定是否需要切换为EV模式、F/C模式或I/S模式。当由停止供给燃料判定部303E判定为需要停止供给燃料时，喷射模式切换部301将喷射模式从催化剂暖机模式M2、附着减少模式M3或高缸内温度模式M7切换为燃料停止模式M6。

图3的点火控制部304以点火正时达到预先存储于存储器的基于运转状态所对应的映射、特性的目标点火正时的方式，向火花塞11输出控制信号。例如，在催化剂暖机模式M2下，以点火正时比最佳点火正时MBT延迟的方式，向火花塞11输出控制信号。在均质提高模式M4下，以点火正时达到最佳点火正时MBT的方式或为了抑制爆燃的产生而以点火正时延迟的方式，向火花塞11输出控制信号。在爆燃抑制模式M5下，以点火正时从延迟向MBT侧复位(提前)的方式，向火花塞11输出控制信号。

喷射器控制部305一边实施由AF传感器35检测出的实际空燃比达到目标空燃比(例如理论空燃比)那样的反馈控制一边根据由进气量传感器34检测出的吸入空气量计算每一循环的目标喷射量。而且，根据图4的喷射模式，计算每次的目标喷射量(单位目标喷射量)，以喷射器12在规定的时机喷射该单位目标喷射量的方式，向喷射器12输出控制信号。

以如上所述的构成为前提，对本发明的实施方式的内燃机的温度取得装置的构成进行说明。本实施方式的内燃机的温度取得装置是将图6的缸内温度判定部303C的构成更加具体化的装置。

图7是示出本发明的实施方式的内燃机的温度取得装置(以下称装置)50的主要部分构成的框图。如图7所示，装置50具有与控制器30连接的曲轴转角传感器31、水温传感器33以及进气量传感器34。还具有温度域判定部501、累计量计算部502、阈值设定部503、信息取得部504以及运转状态判定部505，作为控制器30的功能性结构。

信息取得部504取得发动机1的点火正时IG的信息。例如，从图3的点火控制部304取得目标点火正时的信息。运转状态判定部505判定发动机1的运转状态。具体而言，判定是实施空气的吸入和燃料的喷射的常规模式、仅实施空气的吸入的F/C模式、从冷机状态进行启动的冷机启动模式、停止空气的吸入和燃料的喷射的运行停止模式(EV模式和I/S模式)中的哪一个。

温度域判定部501基于发动机1的功来判定是否为活塞冠面103a(图2)的温度Tp在规定温度Tp0(例如100℃)以上的高缸内温度状态(缸内暖机判定)。在汽油发动机的情况下，发动机1的输出(功率)与吸入空气量G具有相关关系，发动机1的功(总功)与吸入空气量G的累计量ΣG具有相关关系。构成燃烧室105的缸102和活塞103具有与各自的材质和质量相对应的热容量，因此要使这些构成部件升温，需要与各自的热容量相对应的一定的热量，即，一定的功。

图8是用于说明活塞冠面103a的升温的图，示出在从冷机状态起对发动机1进行暖机时使用测量仪测量出的积碳排出量的时序变化的一例。图8所示的活塞冠面103a的温度Tp为推断值，冷却水温Tw为水温传感器33的检测值。另外，吸入空气量G的累计量ΣG是由累计量计算部502基于由进气量传感器34检测出的吸入空气量G计算出的计算值。

如图8所示，在发动机1的冷机状态下，包括活塞冠面103a和发动机冷却水在内的发动机1整体的温度是均等的，发动机1的冷机状态能够以发动机1启动时的冷却水温Tw的方式由水温传感器33检测。在发动机1暖机过程中，吸入空气量G的累计量ΣG(因燃烧而产生的热量、功)增大，活塞冠面103a的温度Tp上升。当活塞冠面103a的温度Tp上升时，包括活塞冠面103a在内的发动机1整体从燃烧室105侧起逐渐被暖机，冷却水温Tw上升。当发动机1被暖机时，发动机冷却水通过未图示的散热器，由此冷却水温Tw维持在规定温度Tw0(例如90℃)以下，由发动机冷却水冷却发动机1。

如图8所示，积碳排出量至时刻t1为止都大体恒定，在时刻t1急剧降低，低于目标排出量。对这一点进行说明，则如图2所示，从喷射器12喷射出的燃料会附着于活塞冠面103a(凹部103b)。此时，当活塞冠面103a的温度Tp达到规定温度Tp0(例如100℃)时，所附着的燃料立即蒸发，因此不易产生积碳。另一方面，当活塞冠面103a的温度Tp未达到规定温度Tp0时，所附着的燃料不完全燃烧，因此容易产生积碳。

通过实施图8所示那样的积碳排出量的确认试验，能够预先掌握活塞冠面103a的温度Tp从发动机1启动时的冷却水温Tw至达到规定温度Tp0所需的吸入空气量G的累计量(阈值)ΣG0。温度域判定部501判定吸入空气量G的累计量ΣG是否在阈值ΣG0以上，当判定为在阈值ΣG0以上时，判定为处于高缸内温度状态。由此，无需由传感器直接检测活塞冠面103a的温度Tp，就能判定活塞冠面103a的温度Tp是否达到了规定温度Tp0。

图8所示那样的阈值ΣG0因发动机1的冷机状态即启动时的冷却水温Tw而不同。图9是改变发动机1的冷机状态来实施与图8相同的确认试验时的试验结果的一例，示出阈值ΣG0相对于发动机1启动时的冷却水温Tw的特性。

如图9所示，发动机1启动时的冷却水温Tw越低，至到达高缸内温度状态所需的吸入空气量G的累计量ΣG的阈值ΣG0越大，冷却水温Tw越高，至到达高缸内温度状态所需的吸入空气量G的累计量ΣG的阈值ΣG0越小。图9所示那样的阈值ΣG0相对于发动机1启动时的冷却水温Tw的特性预先存储于存储器中。阈值设定部503按照预先存储于存储器中的特性来设定阈值ΣG0。

图10是用于说明温度域判定部501的判定的概要的图。如图10所示，当发动机1从冷机状态启动时，由阈值设定部503设定与发动机1启动时的冷却水温Tw相对应的阈值ΣG0。由此，能够根据发动机1的冷机状态可靠地设定能够缸内暖机的阈值ΣG0。

在时刻t2，当由累计量计算部502计算出的吸入空气量G的累计量ΣG达到阈值ΣG0时，由温度域判定部501判定为发动机1从低缸内温度状态达到了高缸内温度状态，缸内暖机结束履历标志设定为“1”。当由温度域判定部501判定为缸内暖机结束时，由阈值设定部503根据发动机1启动时的冷却水温Tw设定的阈值ΣG0重置为“0”。

以下有时将发动机1从冷机状态启动后至在时刻t2由温度域判定部501首次判定为处于高缸内温度状态为止的期间(缸内暖机结束履历标志为“0”的期间)称为“初次缸内暖机时”。另外，有时将在时刻t2由温度域判定部501首次判定为处于高缸内温度状态后的期间(缸内暖机结束履历标志为“1”的期间)称为“初次缸内暖机结束后”。

在时刻t3，当由运转状态判定部505判定为发动机1的运转状态从常规模式进入了F/C模式或运行停止模式时，由累计量计算部502计算出的吸入空气量G的累计量ΣG重置为“0”。即，在F/C模式、运行停止模式下发动机1不做功，吸入空气量G无助于活塞冠面103a的升温，因此吸入空气量G的累计量ΣG被重置。

当从时刻t3至时刻t4持续为F/C模式或运行停止模式时，由温度域判定部501判定为发动机1从高缸内温度状态返回到了低缸内温度状态。即，在F/C模式下，通过使进气贯通吹过来冷却缸内，由此当在F/C模式中由累计量计算部502计算出的吸入空气量G的累计量ΣG达到规定值ΣGc时，撤销温度域判定部501的缸内暖机结束判定。另外，在运行停止模式中，由于不产生热量，缸内温度随时间经过而降低，因此当进入运行停止模式后的经过时间Δt达到规定时间Δtc时，撤销温度域判定部501的缸内暖机结束判定。

并且，当从时刻t4至时刻t5持续为F/C模式或运行停止模式时，在时刻t5复位为常规模式时，由阈值设定部503重新设定兼顾了从缸内暖机状态起的冷却量的阈值ΣG0。即，重新设定与在F/C模式中由累计量计算部502计算出的吸入空气量G的累计量ΣG相对应的阈值ΣG0。另外，还重新设定与进入运行停止模式后的经过时间Δt相对应的阈值ΣG0。

图11是用于说明累计量计算部502对累计量ΣG的修正的图，用虚线表示在最佳点火正时MBT对发动机1进行暖机时的活塞冠面103a的温度Tp，用实线表示延迟点火正时IG进行暖机时的温度Tp。

当使点火正时IG比最佳点火正时MBT延迟从而使混合气延迟燃烧时，通过将燃烧气体在燃烧后立即排气，由此因燃烧而产生的热量的一部分不用于缸内暖机，而是有助于催化剂装置13的升温(图4的催化剂暖机模式M2)。因此，如图11所示，在至点火正时IG延迟的时刻t6为止的期间，活塞冠面103a的温度Tp的上升比在最佳点火正时MBT进行暖机时缓慢。

另一方面，图9所示那样的阈值ΣG0的特性通过在最佳点火正时MBT实施图8的确认试验而预先决定。因此，如图11所示，当在时刻t7吸入空气量G的累计量ΣG达到阈值ΣG0时，在活塞冠面103a的温度Tp达到规定温度Tp0前，判定为缸内暖机结束。

累计量计算部502以考虑无助于缸内暖机的功、在活塞冠面103a的温度Tp达到规定温度Tp0后判定为缸内暖机结束的方式，修正吸入空气量G的累计量ΣG。具体而言，通过将图12所示那样的与点火正时IG相对于最佳点火正时MBT的延迟量ΔIG相对应的修正系数k乘以吸入空气量G来修正累计量ΣG。

如图11所示，与没有修正累计量ΣG的情况相比，考虑延迟量ΔIG而修正了的累计量ΣG缓慢增加，在活塞冠面103a的温度Tp达到规定温度Tp0的时刻t8，达到阈值ΣG0。由此，能够在考虑了因点火正时IG的延迟而变得缓慢的缸内温度的升温速度的适当的时期，判定为缸内暖机结束。

图13是用于说明对活塞冠面103a的冷却的图，示出反复进行常规模式以及F/C模式或运行停止模式来运转发动机1时所测量出的活塞冠面103a的温度Tp的一例。如图13所示，在F/C模式中、运行停止模式中，因进气贯通吹过、温度随时间而降低，使得活塞冠面103a被冷却，活塞冠面103a的温度Tp降低。即，当进入F/C模式、运行停止模式时，无论此前缸内暖机是否结束，活塞冠面103a的温度Tp都有可能低于规定温度Tp0。

图14是用于说明累计量计算部502的累计量ΣG的重置的图。如图14所示，在缸内暖机未结束的时刻t9、t10，当进入F/C模式或运行停止模式时，吸入空气量G的累计量ΣG被重置。另外，如图10所示，即使在缸内暖机结束后的时刻t3进入F/C模式或运行停止模式，吸入空气量G的累计量ΣG也被重置。

图15是用于说明阈值设定部503对阈值ΣG0的重新设定的图。如图15所示，在时刻t11当发动机1从冷机状态启动时，设定与时刻t11的冷却水温Tw相对应的阈值ΣG0。在时刻t12，当进入F/C模式或运行停止模式时，吸入空气量G的累计量ΣG被重置，因此在时刻t13，当复位为常规模式时，重新设定与时刻t13的冷却水温Tw相对应的阈值ΣG0。即，按照图9所示那样的阈值ΣG0相对于冷却水温Tw的特性，重新设定与复位为常规模式时的冷却水温Tw相对应的阈值ΣG0。

如图9所示，复位为常规模式时的冷却水温Tw比从完全冷机状态启动时的冷却水温Tw高，与复位为常规模式时的冷却水温Tw相对应的阈值ΣG0比与从完全冷机状态启动时的冷却水温Tw相对应的阈值ΣG0小。这样的阈值ΣG0之差ΔΣG0与在图15的时刻t11～t12的期间因燃烧而产生的热量相当，与已经帮助活塞冠面103a的升温的功相当。这样，通过根据复位为常规模式时刻的发动机1的暖机状态来重新设定阈值ΣG0，能够设定至缸内暖机结束为止所需的足够的功。

图16是用于说明阈值设定部503对阈值ΣG0的修正的图，示出在发动机1暖机过程中从常规模式进入了F/C模式时的活塞冠面103a的温度Tp的一例。如图16所示，因为在F/C模式中通过进气贯通吹过来冷却活塞冠面103a，因此有时活塞冠面103a的温度Tp降低而低于冷却水温Tw。

在这样的情况下，在从F/C模式复位为常规模式时，当仅基于复位为常规模式时的冷却水温Tw重新设定阈值ΣG0时，有时会将至缸内暖机结束为止所需的功估算得过小。因此，阈值设定部503会考虑F/C模式中的进气的贯通吹过对活塞冠面103a的冷却来修正阈值ΣG0。具体而言，通过加上与在F/C模式中由累计量计算部502计算出的吸入空气量G的累计量ΣG相对应的修正值ΣG0c，由此修正与复位为常规模式时的冷却水温Tw相对应的阈值ΣG0。

图17是用于说明阈值ΣG0的修正值ΣG0c的图，示出在暖机至规定的冷却水温Tw的状态下从常规模式进入F/C模式时的、阈值ΣG0的修正值ΣG0c相对于F/C模式中的吸入空气量G的累计量ΣG的特性。如图17所示，F/C模式中的吸入空气量G的累计量ΣG越大，在复位为常规模式后重新设定的阈值ΣG0的修正值ΣG0c越大。

图17所示那样的阈值ΣG0的修正值ΣG0c相对于F/C模式中的吸入空气量G的累计量ΣG的特性通过针对每个从常规模式进入F/C模式时的冷却水温Tw实施图16那样的确认试验而预先决定，预先存储于存储器。阈值设定部503将基于图17的特性计算出的修正值ΣG0c与基于图9的特性计算出的复位为常规模式时的冷却水温Tw所对应的阈值ΣG0相加，重新设定常规模式复位后的阈值ΣG0。

图18是用于说明阈值设定部503对阈值ΣG0的修正和重新设定的图。如图18所示，在时刻t14当从常规模式进入F/C模式时，缸内暖机判定用的吸入空气量G的累计量ΣG被重置，开始进行对F/C模式中的吸入空气量G的累计。在时刻t15当从F/C模式复位为常规模式时，基于进入F/C模式时的冷却水温Tw、F/C模式中的吸入空气量G的累计量ΣG以及复位为常规模式时的冷却水温Tw，重新设定复位为常规模式后的阈值ΣG0。

需要说明的是，如图16所示，当从F/C模式复位为常规模式时，活塞冠面103a的温度Tp在短时间内恢复，超过冷却水温Tw。因此，因F/C模式中的进气贯通吹过而对阈值ΣG0的修正被限制在从复位为常规模式时到下一次进入F/C模式时为止(在图18的例子中为时刻t15～t16)，修正值ΣG0c在下一次进入F/C模式时(时刻t16)被重置。

图19是用于说明阈值设定部503对阈值ΣG0的重新设定的图，说明基于缸内暖机结束履历的有无对阈值ΣG0的重新设定。如图19所示，在时刻t17当吸入空气量G的累计量ΣG达到阈值ΣG0时，活塞冠面103a的温度Tp达到规定温度Tp0(例如100℃)，根据之后的发动机1的运转状态，以高温推移。另一方面，当发动机1被暖机时，冷却水通过散热器，由此冷却水温Tw维持在规定温度Tw0(例如90℃)以下。

即使在这样的初次缸内暖机结束后的状态下进入F/C模式、运行停止模式(EV模式和I/S模式)，如果各模式的持续时间短，活塞冠面103a的温度Tp也会保持比冷却水温Tw高的温度推移。

更具体而言，在从时刻t18至时刻t19为止的F/C模式中，通过进气贯通吹过来冷却缸内，但至F/C模式中的吸入空气量G的累计量ΣG达到规定值ΣGc为止都维持高缸内温度状态。另外，在从时刻t21至时刻t22为止的运行停止模式中，不产生因燃烧所致的热量，随着时间经过，缸内温度降低，但是至进入运行停止模式后的经过时间Δt达到规定时间Δtc为止都维持高缸内温度状态。

因此，在像这样在短时间内从F/C模式、运行停止模式复位为常规模式时，如果仅基于复位为常规模式时的冷却水温Tw重新设定阈值ΣG0，则会将至缸内暖机结束为止所需的功估算得过大。换言之，会将复位为常规模式时的缸内温度视为与冷却水温Tw相当，估算得比实际低，而重新设定与复位为常规模式时从冷却水温Tw升温到规定温度Tp0所需的功相当的过大的阈值ΣG0。

当这样重新设定过大的阈值ΣG0时，在复位为常规模式后的时刻t19～t20和时刻t22～t23，会与实际的缸内温度相反地，判定为处于低缸内温度状态。当判定为低缸内温度状态时，会如图4所示将喷射模式控制为以减少积碳为目的的附着减少模式M3而不是油耗最佳的均质提高模式M4，因此油耗的改善受到阻碍。

因此，阈值设定部503根据进入F/C模式、运行停止模式时有无缸内暖机结束履历(缸内暖机结束履历标志)，来切换复位为常规模式时的阈值ΣG0的重新设定方法。即，像图15的时刻t13那样，在缸内暖机结束履历标志为“0”的初次缸内暖机时进入了F/C模式、运行停止模式后复位为常规模式时(冷机启动模式)，使用初次缸内暖机时的阈值ΣG01。另一方面，像图10的时刻t5那样，在缸内暖机结束履历标志为“1”的初次缸内暖机结束后进入了F/C模式、运行停止模式后复位为常规模式时，使用初次缸内暖机结束后的阈值ΣG02或阈值ΣG03。

初次缸内暖机时的复位为常规模式时的阈值ΣG01与初次启动时相同，基于图9的特性，根据复位为常规模式时的冷却水温Tw，重新设定。另一方面，关于初次缸内暖机结束后的复位为常规模式时的阈值ΣG02和阈值ΣG03，考虑从缸内暖机状态起的冷却量来重新设定。

图20是用于说明初次缸内暖机结束后从F/C模式复位为常规模式时由阈值设定部503重新设定的阈值ΣG02的图。另外，图21是用于说明在初次缸内暖机结束后从运行停止模式复位为常规模式时重新设定的阈值ΣG03的图。

如图20所示，考虑到从缸内暖机状态起因进气的贯通吹过所致的冷却量，F/C模式中的吸入空气量G的累计量ΣG越大，在初次缸内暖机结束后从F/C模式复位为常规模式后重新设定的阈值ΣG02越大。更具体而言，撤销缸内暖机结束判定后的F/C模式中的吸入空气量G的累计量ΣG越大，从F/C模式复位为常规模式后重新设定的阈值ΣG02越大。

另外，如图21所示，考虑到运行停止模式中的温度随时间经过而降低，进入运行停止模式后的经过时间Δt越长，在初次缸内暖机结束后从运行停止模式复位为常规模式复位后重新设定的阈值ΣG03越大。更具体而言，撤销缸内暖机结束判定后的运行停止模式的经过时间Δt越长，从运行停止模式复位为常规模式复位后重新设定的阈值ΣG03越大。

像图20、图21所示那样在初次缸内暖机结束后的复位为常规模式时重新设定的阈值ΣG02、ΣG03的特性通过在发动机1被暖机、冷却水温Tw稳定了的状态下实施确认试验来预先决定，预先存储于存储器。阈值设定部503在初次缸内暖机时的复位为常规模式时(冷机启动模式)，基于图9的特性，重新设定与复位为常规模式时的冷却水温Tw相对应的初次缸内暖机时的阈值ΣG01。另外，初次缸内暖机结束后的复位为常规模式时，基于图20或图21的特性，重新设定考虑了从缸内暖机状态起的冷却量的初次缸内暖机结束后的阈值ΣG02或阈值ΣG03。

图22至图24是示出按照预先存储于存储器中的程序在控制器30中执行的处理的一例的流程图。该流程图所示的处理例如当通过点火开关打开而指示发动机1的运行开始时开始，以规定周期反复实施。

如图22所示，首先，在S1(S：处理步骤)中，读入来自曲轴转角传感器31、水温传感器33以及进气量传感器34的信号。接下来，在S2中，判定前一次的缸内暖机判定的结果是否为“高缸内温度状态”。前一次的缸内暖机判定的结果在初始时刻为“低缸内温度状态”。当在S2中为肯定(S2：是)时，进入S3，当为否定(S2：否)时，跳过S3～S5，进入S6。

接下来，在S3中，判定发动机1的运转状态是否为F/C模式或运行停止模式。当在S3中为肯定(S3：是)时，进入S4，当为否定(S3：否)时，跳过S4～S5进入S6。接下来，在S4中，判定F/C模式中的吸入空气量G的累计量ΣG是否为规定值ΣGc以上或者进入运行停止模式后的经过时间Δt是否在规定时间Δtc以上。当S4为肯定(S4：是)时，进入S5，当为否定(S4：否)时，跳过S5，进入S6。在S5中，撤销缸内暖机结束判定，切换为“低缸内温度状态”。

接下来，在S6中，设定缸内暖机判定用的阈值ΣG0，在S7中，计算缸内暖机判定用的吸入空气量G的累计量ΣG，进入S8的缸内暖机判定。在S8中，判定在S7中计算出的吸入空气量G的累计量ΣG是否在S6中设定的阈值ΣG0以上。当S8为否定(S8：否)时，进入S9，判定为“低缸内温度状态”。另一方面，当S8为肯定(S8：是)时，进入S10，判定为“高缸内温度状态”，在S11中将缸内暖机结束履历标志设定为1。

图23是示出与图22的流程图的S6相对应的阈值设定处理的一例的流程图。如图23所示，首先，在S20中，判定发动机1的运转状态是否为从完全冷机状态启动、从F/C模式复位为常规模式、从运行停止模式复位为常规模式中的任一个。当S20为肯定(S20：是)时，进入S21，当为否定(S20：否)时，跳过S21～S25，结束阈值设定处理。

在S21中，判定缸内暖机结束履历标志是否为“1”。当S21为否定(S21：否)时，进入S22～S24，设定初次缸内暖机时的阈值ΣG01。当S21为肯定(S21：是)时，进入S25～S27，设定初次缸内暖机结束后的阈值ΣG02或阈值ΣG03。

在S22中，基于图9的特性设定与冷却水温Tw相对应的阈值ΣG01。接下来，在S23中，判定是否是从F/C模式复位为常规模式。当S23为否定(S23：否)时，将在S22中设定的阈值ΣG01确定为阈值ΣG0，结束阈值设定处理。当在S23中为肯定(S23：是)时，进入S24，将在S22中设定的阈值ΣG01与F/C模式中的吸入空气量G的累计量ΣG所对应的修正值ΣG0c相加，确定为阈值ΣG0，结束阈值设定处理。

在S25中，判定是否是从F/C模式复位为常规模式。当S25为肯定(S25：是)时，进入S26，基于图20的特性，将与F/C模式中的吸入空气量G的累计量ΣG相对应的阈值ΣG02设定为阈值ΣG0，结束阈值设定处理。当S25为否定(S25：否)时，进入S27，基于图21的特性将进入运行停止模式后的经过时间Δt所对应的阈值ΣG03设定为阈值ΣG0，结束阈值设定处理。

图24是示出与图22的流程图的S7相对应的累计量计算处理的一例的流程图。如图24所示，首先，在S30中判定发动机1的运转状态是否为常规模式。当S30为否定(S30：否)时，进入S31，将吸入空气量G的累计量ΣG重置为“0”，结束累计量计算处理。当S30为肯定(S30：是)时，进入S32。

在S32中，基于来自进气量传感器34的信号，检测吸入空气量G。接下来，在S33中，将在S32中检测出的吸入空气量G与延迟量ΔIG所对应的修正系数k相乘。接下来，在S34中，将吸入空气量G的累计量ΣG的前一次值与在S33中修正的此次的吸入空气量G相加，计算吸入空气量G的累计量ΣG的此次值，结束累计量计算处理。

参见图25，更具体地说明本实施方式的控制装置的主要动作。在时刻t30当发动机1从完全冷机状态启动时，基于图9的特性设定与启动时的冷却水温Tw相对应的阈值ΣG01(S20～S22)。因为预先考虑活塞103等的热容量确认活塞冠面103a的暖机所需的发动机1的功即吸入空气量G的累计量ΣG(图8)，因此能够根据发动机1的冷机状态，可靠地设定能够缸内暖机的阈值ΣG0。

在时刻t31当从常规模式进入F/C模式时，将吸入空气量G的累计量ΣG重置(S30～S31)。在F/C模式、运行停止模式下，发动机1不做功，吸入空气量G无助于活塞冠面103a的升温，因此重置累计量ΣG。

在初次缸内暖机时的时刻t31进入F/C模式后，当在时刻t32复位为常规模式时，将复位为常规模式时的冷却水温Tw所对应的阈值ΣG01与F/C模式中的累计量ΣG所对应的修正值ΣG0c相加(S20～S24)。通过根据发动机1的冷机状态设定阈值ΣG0并且考虑F/C模式中的因进气的贯通吹过所致的冷却量，能够更加可靠地进行缸内暖机。

在时刻t33当吸入空气量G的累计量ΣG达到阈值ΣG0时，判定为到达了高缸内温度状态，初次缸内暖机结束，阈值ΣG0被重置(S8、S10～S11)。当缸内暖机结束，达到不易产生积碳的充分必要的缸内温度时，喷射模式从以减少积碳为目的的附着减少模式M3切换为油耗为最佳的均质提高模式M4，因此既能抑制积碳又能降低油耗(图4)。

在初次暖机结束后的时刻t34～t35，当在F/C模式中的吸入空气量G的累计量ΣG达到规定值ΣGc之前复位为常规模式时，不撤销而维持缸内暖机判定(S2～S4)。另外，在时刻t36～t37，当在运行停止模式的经过时间Δt达到规定时间Δtc之前复位为常规模式时，不撤销而维持缸内暖机判定(S2～S4)。初次缸内暖机后，即使因进气的贯通吹过、温度随时间而降低使得活塞冠面103a暂时被冷却，具有一定热容量的活塞103整体也不会立即被冷却。因此，在F/C模式、运行停止模式为短时间的情况下，不撤销缸内暖机判定。

另一方面，在时刻t38～t39，当F/C模式中的吸入空气量G的累计量ΣG达到规定值ΣGc时，撤销缸内暖机判定(S2～S5)。同样，在时刻t41～t42，当运行停止模式的经过时间Δt达到规定时间Δtc时，撤销缸内暖机判定(S2～S5)。当撤销缸内暖机判定，判定为低缸内温度时，喷射模式切换为以减少积碳为目的的附着减少模式M3，因此在时刻t40、t43复位为常规模式后的积碳的排出被抑制(图4)。

在初次缸内暖机结束后的时刻t38进入F/C模式后，当在时刻t40复位为常规模式时，基于图20的特性，设定时刻t39～t40的从缸内暖机状态起的冷却量所对应的阈值ΣG02(S20～S21、S25～S26)。同样，在初次缸内暖机结束后的时刻t41进入运行停止模式后，当在时刻t43复位为常规模式时，基于图21的特性，设定时刻t42～t43的冷却量所对应的阈值ΣG03(S20～S21、S25、S27)。因为根据进入F/C模式、运行停止模式时有无缸内暖机结束履历来切换复位为常规模式时的阈值ΣG0的设定方法，因此不会将至缸内暖机结束所需的功估算得过大，不会妨碍油耗的降低。

采用本实施方式，能够起到如下作用效果。

(1)装置50取得发动机1的燃烧室105的温度(图2)。装置50具备：进气量传感器34，其取得发动机1的吸入空气量G；累计量计算部502，其基于由进气量传感器34取得的吸入空气量G，计算吸入空气量G的累计量ΣG；以及温度域判定部501，其基于由累计量计算部502计算出的累计量ΣG，取得发动机1的温度(图7)。即，基于有助于发动机1的升温的发动机1的吸入空气量G的累计量ΣG(功)，取得发动机1的温度(温度状态的信息)，所述发动机1具备具有与材质和质量相对应的热容量的活塞103等构成部件。因此，能够考虑具有热容量的构成部件的表面温度，取得正确反映了燃烧室105的从发动机1的冷机状态到暖机状态的温度的温度。

(2)温度域判定部501基于由累计量计算部502计算出的累计量ΣG，判定发动机1是否处于构成燃烧室105的活塞103的活塞冠面103a为规定温度Tp0以上的高缸内温度状态，由此取得发动机1的温度。由此，无需通过传感器直接检测活塞冠面103a的温度Tp，就能简单地取得燃烧室105的温度。

(3)装置50还具备对由累计量计算部502计算出的累计量ΣG的阈值ΣG0进行设定的阈值设定部503(图7)。温度域判定部501判定由累计量计算部502计算出的累计量ΣG是否在由阈值设定部503设定的阈值ΣG0以上，当判定为在阈值ΣG0以上时，判定为发动机1处于高缸内温度状态。

例如，将发动机1被暖机至几乎不排出积碳为止所需的吸入空气量G的累计量ΣG设定为阈值ΣG0。由此，无需通过传感器直接检测活塞冠面103a的温度，就能判定活塞冠面103a的温度是否达到了能够使所附着的燃料立即蒸发的规定温度Tp0(例如100℃)。

(4)装置50还具备检测发动机1的冷却水温Tw的水温传感器33(图7)。阈值设定部503基于由水温传感器33检测出的冷却水温Tw，冷却水温Tw越高，将阈值ΣG0设定为越小的值。因为考虑冷却水温Tw，不会过度设定至暖机为止所需的吸入空气量G的累计量ΣG的阈值ΣG0，能够抑制过度暖机运转所致的油耗恶化。

(5)装置50还具备取得发动机1的点火正时IG的信息的信息取得部504(图7)。累计量计算部502基于由信息取得部504取得的点火正时IG的信息，以点火正时IG比最佳点火正时MBT越滞后、增加量变得越小的方式，计算累计量ΣG。

即，在催化剂暖机模式M2中，通过使点火正时比最佳点火正时MBT延迟，使混合气延迟燃烧，由此使因燃烧而产生的热量即发动机1的功的一部分不是作用于活塞冠面103a而是有助于催化剂装置13的升温。通过考虑这样的无助于活塞冠面103a的升温的功来判定缸内暖机状态，能够正确取得燃烧室105的温度。

(6)装置50还具备运转状态判定部505，所述运转状态判定部505判定发动机1的运转状态是包括发动机1实施空气的吸入和燃料的喷射的常规模式以及发动机1仅实施空气的吸入的F/C模式在内的多个运转状态中的哪一个(图7)。累计量计算部502基于运转状态判定部505的判定结果，当发动机1的运转状态从常规模式进入F/C模式、运行停止模式时，将累计量ΣG重置。即，在F/C模式、运行停止模式下，发动机1不做功，吸入空气量G有助于活塞冠面103a的升温，因此重置累计量ΣG。

(7)阈值设定部503基于运转状态判定部505的判定结果，当发动机1的运转状态从F/C模式进入常规模式时，在发动机1的运转状态为F/C模式时，由累计量计算部502计算出的累计量ΣG越大，将阈值ΣG0重新设定为越大的值。

在F/C模式中，持续向缸102内进气，因进气的贯通吹过，使得活塞冠面103a被冷却。即，吸入空气量G不是有助于活塞冠面103a的升温而是有助于冷却。通过考虑这样的有助于活塞冠面103a的冷却的F/C模式中的累计量ΣG来判定缸内暖机状态，能够正确取得燃烧室105的温度。

(8)多个运转状态还包括发动机1从冷机状态起启动的冷机启动模式。当由运转状态判定部505判定为发动机1的运转状态为冷机启动模式时，阈值设定部503将阈值ΣG0设定为初次缸内暖机时的阈值ΣG01，之后，当由温度域判定部501判定为发动机1处于高缸内温度状态时，将阈值ΣG0设定为比初次缸内暖机时的阈值ΣG01小的初次缸内暖机结束后的阈值ΣG02或者阈值ΣG03。

活塞冠面103a超过冷却水温Tw而升温，在达到高缸内温度状态后，即使在F/C模式等下活塞冠面103a暂时被冷却，具有与材质和质量相对应的热容量的活塞103整体也不会立即被冷却。在到达高缸内温度状态后，例如，在存在规定时间以上的F/C模式等的情况下，通过考虑因进气的贯通吹过所致的冷却来判定缸内暖机状态，能够正确取得燃烧室105的温度。

(9)多个运转状态还包括发动机1停止空气的吸入和燃料的喷射的运行停止模式。当由运转状态判定部505判定为发动机1的运转状态是F/C模式时，温度域判定部501判定在发动机1的运转状态进入F/C模式后由累计量计算部502计算出的累计量ΣG是否在规定值ΣGc以上，当判定为在规定值ΣGc以上时，判定为发动机1处于低缸内温度状态。

另外，当由运转状态判定部505判定为发动机1的运转状态是运行停止模式时，判定发动机1的运转状态进入运行停止模式后的经过时间Δt是否在规定时间Δtc以上，当判定为在规定时间Δtc以上时，判定为发动机1处于低缸内温度状态。

阈值设定部503基于发动机1的运转状态进入F/C模式后由累计量计算部502计算出的累计量ΣG，设定初次缸内暖机结束后的阈值ΣG02。或者，基于发动机1的运转状态进入运行停止模式后的经过时间Δt，设定初次缸内暖机结束后的阈值ΣG03。

在到达高缸内温度状态后，当在规定时间以上的F/C模式下返回到低缸内温度状态时，考虑F/C模式下的因进气的贯通吹过所致的冷却，来判定缸内暖机状态。另外，当在规定时间以上的运行停止模式下返回到低缸内温度状态时，考虑运行停止模式下温度随时间经过而降低来判定缸内暖机状态。由此，能够正确取得燃烧室105的温度。

(10)对发动机1的燃烧室105的温度进行推断的装置50还具备温度域判定部501，所述温度域判定部501基于作为与发动机1的转矩(功率)相关的参数的吸入空气量G，判定发动机1是否处于构成燃烧室105的活塞103的活塞冠面103a在规定温度Tp0以上的高缸内温度状态(图7)。即，基于同对具有与材质和质量相对应的热容量的活塞103的表面即活塞冠面103a的升温有助的发动机1的输出转矩具有相关关系的物理量(参数)来判定缸内暖机状态。因此，能够正确推断燃烧室105的从缸内冷机状态至到达缸内暖机状态为止的温度。

需要说明的是，在上述实施方式中，设定为在搭载于混合动力车辆的直喷式的汽油发动机1中，取得燃烧室105的温度，但由温度取得装置取得燃烧室的温度的内燃机并不局限于此。例如，也可以取得柴油发动机、转子发动机的燃烧室的温度。

在上述实施方式中，设定为取得活塞103的活塞冠面103a的温度Tp作为缸内温度，但构成内燃机的燃烧室的构成部件并不局限于此。例如，也可以取得往复式发动机的缸壁面、转子发动机的转子表面的温度。

在上述实施方式中，使用吸入空气量G的累计量ΣG作为发动机1的功，但内燃机的功并不局限于此。例如，也可以使用燃料喷射量作为内燃机的功。

在上述实施方式中，着眼于积碳的排出量，设定单一的规定温度Tp0，判定是处于小于规定温度Tp0的低缸内温度状态还是处于规定温度Tp0以上的高缸内温度状态，但温度域判定部的判定并不局限于此。即，可以构成为，根据在控制内燃机方面所着眼的状态的数量设定多个温度阈值，判定处于3个以上的温度域中的哪一个。

在上述实施方式中，基于来自进气量传感器34的信号，检测吸入空气量G，计算累计量ΣG，但进气量取得部、累计量计算部并不局限于此。也可以构成为，例如基于对节气门阀的控制指令值，取得吸入空气量，计算累计量。

在上述实施方式中，着眼于积碳的排出量，设定吸入空气量G的累计量ΣG的阈值ΣG0(图8)，但阈值设定部所设定的阈值并不局限于此。即，只要设定与在控制内燃机方面所着眼的状态相对应的边界值，就可以为任何阈值。

在上述实施方式中，根据由水温传感器33检测出的冷却水温Tw来设定阈值ΣG0，但温度传感器并不局限于此。阈值的设定所使用的温度只要代表内燃机的温度，就可以是任何温度，也可以使用检测发动机油的温度的油温传感器等作为温度传感器。

在上述实施方式中，根据发动机1的总功是否达到了目标总功来判定催化剂装置13的暖机运转是否结束了。然而，在例如车辆是不具有作为行驶驱动源的马达的车辆的情况下，也可以根据发动机启动时的冷却水温，来设定用于在催化剂暖机模式M2下实施暖机运转的目标时间，当经过目标时间时，判定为暖机运转结束了。

在上述实施方式中，按照示出发动机转速Ne与根据由进气量传感器34检测出的吸入空气量G而规定的目标喷射量Q之间的关系的映射(图5)，决定附着减少模式M3下的喷射方式。另外，按照示出发动机转速Ne与由进气量传感器34检测出的吸入空气量G之间的关系的映射(图4)，决定均质提高模式M4下的喷射方式。即，基于来自进气量传感器34的信号，检测发动机输出转矩，但也可以构成为对与发动机输出转矩具有相关关系的其他物理量进行检测。

在上述实施方式中，将附着减少模式M3下的最大喷射次数设为4次，将均质提高模式M4下的最大喷射次数设为2次，但只要附着减少模式M3下的最大喷射次数比均质提高模式M4的最大喷射次数多，最大喷射次数就不局限于上述情况。例如均质提高模式M4的最大喷射次数也可以是3次。

在上述实施方式中，在爆燃抑制模式M5中，在进气行程前半段和压缩行程前半段分别喷射燃料，但只要以与附着减少模式M3、均质提高模式M4不同的方式实施抑制爆燃那样的燃料喷射，就不局限于此。

既能够将上述实施方式与变形例的一个或多个任意组合，也能够组合变形例彼此。

根据本发明，能够取得考虑了构成部件的表面温度的燃烧室的温度。

以上，结合优选实施方式说明了本发明，但本领域技术人员应理解为能够在不脱离后述的权利要求书的公开范围的情况下进行各种修正和变更。

Claims (8)

1.一种内燃机(1)的温度取得装置(50)，为取得内燃机(1)的燃烧室(105)的温度的内燃机(1)的温度取得装置(50)，其特征在于，具备：

进气量取得部(34)，其取得所述内燃机(1)的吸入空气量；

累计量计算部(502)，其基于由所述进气量取得部(34)取得的吸入空气量，计算吸入空气量的累计量；

温度取得部(501)，其基于由所述累计量计算部(502)计算出的累计量，取得所述内燃机(1)的温度；

阈值设定部(503)，其对由所述累计量计算部(502)计算出的累计量的阈值进行设定；以及

运转状态判定部(505)，其判定所述内燃机(1)的运转状态是包括所述内燃机(1)实施空气的吸入和燃料的喷射的第一运转状态以及所述内燃机(1)仅实施空气的吸入的第二运转状态在内的多个运转状态中的哪一个，

所述累计量计算部(502)基于所述运转状态判定部(505)的判定结果，当所述内燃机(1)的运转状态从第一运转状态进入第二运转状态时，重置累计量；

所述阈值设定部(503)基于所述运转状态判定部(505)的判定结果，当所述内燃机(1)的运转状态从第二运转状态进入第一运转状态时，在所述内燃机(1)的运转状态处于第二运转状态时，由所述累计量计算部(502)计算出的累计量越大，将所述阈值重新设定为越大的值。

2.根据权利要求1所述的内燃机的温度取得装置(50)，其特征在于，

所述温度取得部(501)通过基于由所述累计量计算部(502)计算出的累计量，判定所述内燃机(1)是否处于构成所述燃烧室(105)的构成部件(103)的表面(103a)在规定温度以上的高缸内温度状态，由此取得所述内燃机(1)的温度。

3.根据权利要求1所述的内燃机的温度取得装置(50)，其特征在于，

所述温度取得部(501)判定由所述累计量计算部(502)计算出的累计量是否在由所述阈值设定部(503)设定的阈值以上，当判定为在阈值以上时，判定为所述内燃机(1)处于高缸内温度状态。

4.根据权利要求3所述的内燃机的温度取得装置(50)，其特征在于，

还具备对冷却所述内燃机(1)的冷却水的水温或润滑所述内燃机(1)的润滑油的油温进行检测的温度传感器(33)，

所述阈值设定部(503)基于由所述温度传感器(33)检测出的水温或油温，水温或油温越高，将所述阈值设定为越小的值。

5.根据权利要求1所述的内燃机的温度取得装置(50)，其特征在于，

还具备取得所述内燃机(1)的点火正时的信息的信息取得部(504)，

所述累计量计算部(502)基于由所述信息取得部(504)取得的点火正时的信息，以点火正时比最佳点火正时越滞后、增加量变得越小的方式，修正累计量。

6.根据权利要求1所述的内燃机的温度取得装置(50)，其特征在于，

所述多个运转状态还包括所述内燃机(1)从冷机状态启动的第三运转状态，

当由所述运转状态判定部(505)判定为所述内燃机(1)的运转状态处于第三运转状态时，所述阈值设定部(503)将所述阈值设定为第一规定值，之后，当由所述温度取得部(501)判定为所述内燃机(1)处于高缸内温度状态时，将所述阈值设定为比所述第一规定值小的第二规定值。

7.根据权利要求6所述的内燃机的温度取得装置(50)，其特征在于，

所述多个运转状态还包括所述内燃机(1)停止空气的吸入和燃料的喷射的第四运转状态，

当由所述运转状态判定部(505)判定为所述内燃机(1)的运转状态为第二运转状态时，所述温度取得部(501)判定在所述内燃机(1)的运转状态进入第二运转状态后由所述累计量计算部(502)计算出的累计量是否在规定值以上，当判定为在规定值以上时，判定为所述内燃机(1)处于低缸内温度状态，并且，

当由所述运转状态判定部(505)判定为所述内燃机(1)的运转状态为第四运转状态时，判定所述内燃机(1)的运转状态进入第四运转状态后的经过时间是否在规定时间以上，当判定为在规定时间以上时，判定为所述内燃机(1)处于低缸内温度状态，

所述阈值设定部(503)基于所述内燃机(1)的运转状态进入第二运转状态后由所述累计量计算部(502)计算出的累计量或者所述内燃机(1)的运转状态进入第四运转状态后的经过时间，设定所述第二规定值。

8.一种内燃机的温度取得装置(50)，为推断内燃机(1)的燃烧室的温度的内燃机的温度取得装置(50)，其特征在于，

物理量取得部，其取得所述内燃机(1)的转矩相关的物理量；

累计量计算部(502)，其基于由所述物理量取得部取得的物理量，计算物理量的累计量；

温度域判定部，其基于由所述累计量计算部计算出的累计量，判定所述内燃机(1)是否处于构成所述燃烧室(105)的构成部件(103)的表面(103a)在规定温度以上的高缸内温度状态；

阈值设定部(503)，其对由所述累计量计算部(502)计算出的累计量的阈值进行设定；以及

运转状态判定部(505)，其判定所述内燃机(1)的运转状态是包括所述内燃机(1)实施空气的吸入和燃料的喷射的第一运转状态以及所述内燃机(1)仅实施空气的吸入的第二运转状态在内的多个运转状态中的哪一个，

所述累计量计算部(502)基于所述运转状态判定部(505)的判定结果，当所述内燃机(1)的运转状态从第一运转状态进入第二运转状态时，重置累计量；

所述阈值设定部(503)基于所述运转状态判定部(505)的判定结果，当所述内燃机(1)的运转状态从第二运转状态进入第一运转状态时，在所述内燃机(1)的运转状态处于第二运转状态时，由所述累计量计算部(502)计算出的累计量越大，将所述阈值重新设定为越大的值。

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