JP2005180220A - Combustion temperature estimation method for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a combustion temperature estimation method for an internal combustion engine, for accurately estimating a combustion temperature in a cylinder (combustion chamber) of the internal combustion engine, with simple structure. <P>SOLUTION: Upon each arrival of fuel injection start timing, a pre-combustion temperature of cylinder interior gas at the time of ignition (ignition-time compressed cylinder interior gas temperature Tpump) is estimated on the basis of the fact that the state of the cylinder interior gas changes adiabatically. The quantity of heat generated as a result of combustion of fuel is divided by the product of a post-combustion mole amount and constant-pressure specific heat of the cylinder interior gas, which can be obtained from the concentration proportions of gas components contained in intake gas, to thereby estimate a rise in temperature of the cylinder interior gas stemming from combustion (combustion ascribable temperature increase ΔTburn). Further, a rise in temperature of the cylinder interior gas stemming from an increase in combustion speed (combustion-speed ascribable temperature increase ΔTb_velo) is estimated on the basis of fuel injection pressure and an engine speed, which are factors affecting the combustion speed. Then, the highest combustion temperature Tflame is estimated by equation Tflame = Tpump + ΔTburn + ΔTb_velo. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、内燃機関の筒内(燃焼室内)における燃焼温度を推定する燃焼温度推定方法に関する。   The present invention relates to a combustion temperature estimation method for estimating a combustion temperature in a cylinder (combustion chamber) of an internal combustion engine.

火花点火式内燃機関、ディーゼル機関等の内燃機関から排出されるNOx等のエミッションの量は、筒内における燃焼温度(最高燃焼温度、最高火炎温度)に強い相関を有している。従って、NOx等のエミッションの排出量を低減するためには燃焼温度を所定温度に制御することが有効である。一方、この燃焼温度を実測することは非常に困難である。よって、燃焼温度を所定温度に制御するためには同燃焼温度を精度良く推定する必要がある。   The amount of emissions such as NOx discharged from an internal combustion engine such as a spark ignition type internal combustion engine or a diesel engine has a strong correlation with the combustion temperature (maximum combustion temperature, maximum flame temperature) in the cylinder. Therefore, it is effective to control the combustion temperature to a predetermined temperature in order to reduce the emission amount of NOx and the like. On the other hand, it is very difficult to actually measure the combustion temperature. Therefore, in order to control the combustion temperature to a predetermined temperature, it is necessary to accurately estimate the combustion temperature.

このため、下記特許文献1に記載の内燃機関の燃焼室内温度状態推定装置は、機関の燃焼室から排出される排ガスの温度を同燃焼室外で検出する排気温度センサを備え、この排気温度センサが検出した燃焼室外排気温度検出値に基づいて、この検出値と相関性の高い燃焼終了後の燃焼室内温度(従って、上記筒内における燃焼温度)を推定するようになっている。
特開2002−54491号公報
For this reason, the combustion chamber temperature state estimation device for an internal combustion engine described in Patent Document 1 below includes an exhaust temperature sensor that detects the temperature of exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine outside the combustion chamber. Based on the detected value outside the combustion chamber exhaust temperature, the temperature in the combustion chamber after the end of combustion having high correlation with the detected value (accordingly, the combustion temperature in the cylinder) is estimated.
JP 2002-54491 A

上記装置においては、筒内における燃焼温度の推定に際し、燃焼室外排気温度と同燃焼温度との間に強い相関があることを前提としている。しかしながら、実際には両者間に常に強い相関があるわけではないから、この結果、上記燃焼温度を精度良く推定できない場合がある。また、排気温度センサが必須の構成となっているため、製造コストが増大し、且つ構成が複雑化するという問題がある。   In the above apparatus, it is assumed that there is a strong correlation between the exhaust temperature outside the combustion chamber and the combustion temperature when estimating the combustion temperature in the cylinder. However, in practice, there is not always a strong correlation between the two, and as a result, the combustion temperature may not be accurately estimated. Moreover, since the exhaust temperature sensor has an essential configuration, there are problems that the manufacturing cost increases and the configuration becomes complicated.

本発明は、かかる課題に対処するためになされたものであって、その目的は、内燃機関の筒内(燃焼室内)における燃焼温度を簡易な構成で精度良く推定し得る内燃機関の燃焼温度推定方法を提供することにある。   The present invention has been made to cope with such a problem, and an object of the present invention is to estimate the combustion temperature of the internal combustion engine that can accurately estimate the combustion temperature in the cylinder (combustion chamber) of the internal combustion engine with a simple configuration. It is to provide a method.

本発明による内燃機関の燃焼温度推定方法では、先ず、少なくとも筒内に存在する筒内ガスが同筒内で圧縮されることを利用して、着火時における燃焼前の筒内ガス温度である着火時圧縮筒内ガス温度が推定される。ここにおいて、着火時は、例えば、火花点火式内燃機関については点火プラグの点火時であり、ディーゼル機関については燃料噴射時期(少なくとも1回のパイロット噴射の後にメイン噴射が実行される場合においてはメイン噴射時期)から所定の着火遅れ時間が経過した時点である。   In the method for estimating the combustion temperature of an internal combustion engine according to the present invention, first, by using the fact that at least the in-cylinder gas existing in the cylinder is compressed in the cylinder, the ignition that is the in-cylinder gas temperature before combustion at the time of ignition. The gas temperature in the compression cylinder is estimated. Here, the ignition time is, for example, when the spark plug is ignited for a spark ignition type internal combustion engine, and for the diesel engine, the fuel injection timing (main injection is performed when main injection is performed after at least one pilot injection). This is the time when a predetermined ignition delay time has elapsed from the injection timing.

この着火時圧縮筒内ガス温度は、例えば、圧縮行程(及び膨張行程)における燃焼前の筒内ガスの状態(即ち、温度、圧力)が断熱変化するとの仮定のもと、ポリトロープ指数を用いた断熱変化を表す一般的な式と、上記着火時における筒内容積とに基づいて正確、且つ容易に求めることができる。   The compression in-cylinder gas temperature at the time of ignition is, for example, based on the assumption that the state of the in-cylinder gas (ie, temperature and pressure) before combustion in the compression stroke (and the expansion stroke) changes adiabatically. It can be accurately and easily obtained based on a general expression representing the adiabatic change and the in-cylinder volume at the time of ignition.

また、この推定方法では、少なくとも前記筒内に吸入されるガスの組成と、噴射された燃料の燃焼による発熱量とに基づいて、燃焼による前記筒内ガスの温度上昇量である燃焼起因温度上昇量が推定される。一般に、燃焼による筒内ガスの温度上昇量(従って、燃焼起因温度上昇量)は、燃料の燃焼による発熱量を、燃焼後の同燃焼に関与した筒内ガスの比熱(定圧比熱)と、燃焼後の同燃焼に関与した筒内ガスの量(モル数)とで除することで求めることができる。   Further, in this estimation method, a combustion-induced temperature rise that is a temperature rise amount of the in-cylinder gas due to combustion based on at least a composition of the gas sucked into the cylinder and a calorific value due to combustion of the injected fuel The quantity is estimated. In general, the amount of temperature rise of in-cylinder gas due to combustion (and hence the amount of temperature rise due to combustion) is calculated based on the amount of heat generated by combustion of fuel, the specific heat (constant pressure specific heat) of cylinder gas involved in the combustion after combustion, and combustion It can be determined by dividing by the amount (in moles) of the in-cylinder gas involved in the subsequent combustion.

ここで、上記燃焼に関与した筒内ガスの定圧比熱、及びモル数は、筒内に吸入されるガス(以下、「吸気」と云うこともある。)の組成(吸気を構成する複数成分(例えば、酸素、不活性ガス)の濃度割合)により変化する値であって、例えば、吸気中の不活性ガスの濃度割合の増大により共に増大する値である(詳細は後述する。)。従って、この燃焼起因温度上昇量は、吸気の組成(例えば、吸気中の不活性ガスの濃度割合等)に基づいて正確に求められ得る上記燃焼に関与した筒内ガスの定圧比熱及びモル数、並びに燃料の燃焼による発熱量に基づいて精度良く求めることができる。   Here, the constant-pressure specific heat and the number of moles of the in-cylinder gas involved in the combustion are the composition of the gas sucked into the cylinder (hereinafter also referred to as “intake”) (a plurality of components constituting the intake ( For example, it is a value that changes with the concentration ratio of oxygen and inert gas), for example, a value that increases with an increase in the concentration ratio of the inert gas in the intake air (details will be described later). Therefore, this combustion-induced temperature rise amount is the constant pressure specific heat and the number of moles of the in-cylinder gas involved in the combustion, which can be accurately obtained based on the composition of the intake air (for example, the concentration ratio of the inert gas in the intake air). In addition, it can be obtained with high accuracy based on the amount of heat generated by the combustion of fuel.

更に、この推定方法では、筒内の燃焼速度に影響を与える因子に基づいて同燃焼速度の増大による前記筒内ガスの温度上昇量である燃焼速度起因温度上昇量が推定される。一般に、ディーゼル機関においては、着火時が圧縮上死点に対応する時期よりも後の時点(即ち、膨張行程に対応する時点)である場合が多い。膨張行程では、筒内ガス温度は時間経過に従って低下する。   Further, in this estimation method, the temperature increase amount due to the combustion speed, which is the temperature increase amount of the in-cylinder gas due to the increase in the combustion speed, is estimated based on a factor that affects the combustion speed in the cylinder. Generally, in a diesel engine, the ignition time is often later than the time corresponding to the compression top dead center (that is, the time corresponding to the expansion stroke). In the expansion stroke, the in-cylinder gas temperature decreases with time.

従って、この場合、着火時点(即ち、燃焼開始時点)から筒内ガス温度が最高燃焼温度に達するまでの時間が短いほど同最高燃焼温度が高くなる。換言すれば、燃焼開始後における筒内の燃焼速度が大きいほど筒内ガスの(最高)燃焼温度が高くなる。かかる筒内ガスの温度上昇量が前記筒内の燃焼速度に影響を与える因子に基づいて燃焼速度起因温度上昇量として求められる。   Therefore, in this case, the maximum combustion temperature becomes higher as the time from the ignition time (that is, the combustion start time) until the in-cylinder gas temperature reaches the maximum combustion temperature is shorter. In other words, the higher the combustion speed in the cylinder after the start of combustion, the higher the (maximum) combustion temperature of the in-cylinder gas. The temperature rise amount of the in-cylinder gas is obtained as the combustion rate-induced temperature rise amount based on a factor that affects the in-cylinder combustion rate.

前記筒内の燃焼速度に影響を与える因子としては、例えば、前記燃料の噴射圧力、前記機関の回転速度、前記筒内に吸入されるガスのスワール比、前記機関に過給機が配設されている場合における同過給機による過給圧、及び前記筒内に吸入されるガス中の酸素濃度が挙げられる。   Factors that affect the in-cylinder combustion speed include, for example, the fuel injection pressure, the rotational speed of the engine, the swirl ratio of gas sucked into the cylinder, and a supercharger disposed in the engine. The supercharging pressure by the same supercharger and the oxygen concentration in the gas sucked into the cylinder are mentioned.

そして、この推定方法では、前記着火時圧縮筒内ガス温度に、前記燃焼起因温度上昇量と前記燃焼速度起因温度上昇量とを加えた値を筒内における(最高)燃焼温度として推定される。このようにして推定される筒内における最高燃焼温度は、以下のごとく、種々の実際の現象を精度良く表す値となり得る。   In this estimation method, a value obtained by adding the combustion-induced temperature increase amount and the combustion speed-induced temperature increase amount to the ignition compression cylinder gas temperature is estimated as the (maximum) combustion temperature in the cylinder. The maximum combustion temperature in the cylinder estimated in this way can be a value that accurately represents various actual phenomena as follows.

即ち、例えば、燃料の噴射時期を遅らせることで(膨張行程にある)着火時が遅れると、同着火時の筒内容積の増大により上記推定される着火時圧縮筒内ガス温度が低下し、この結果、上記推定される筒内における最高燃焼温度が低下する。この推定結果は、燃料噴射時期を遅らせるとNOx発生量が減少するという実際の現象に沿うものである。   That is, for example, if the ignition timing is delayed by delaying the fuel injection timing (in the expansion stroke), the estimated cylinder gas temperature during ignition decreases due to the increase in the cylinder volume during the ignition, and this As a result, the estimated maximum combustion temperature in the cylinder is lowered. This estimation result is in line with the actual phenomenon that the NOx generation amount decreases when the fuel injection timing is delayed.

また、例えば、EGR率(吸気量に対するEGRガス量の割合)の増大により吸気中の不活性ガス(例えば、CO等)の濃度を増大させると、上述のごとく上記燃焼に関与した筒内ガスの定圧比熱及びモル数が共に増大するから上記推定される燃焼起因温度上昇量が低下し、この結果、上記推定される筒内における最高燃焼温度が低下する。この推定結果は、EGR率を増大させるとNOx発生量が減少するという実際の現象に沿うものである。 Further, for example, when the concentration of the inert gas (for example, CO 2 ) in the intake air is increased by increasing the EGR rate (the ratio of the EGR gas amount to the intake air amount), the in-cylinder gas involved in the combustion as described above. Since the constant pressure specific heat and the number of moles of both increase, the estimated increase in combustion-induced temperature decreases, and as a result, the estimated maximum combustion temperature in the cylinder decreases. This estimation result is in line with the actual phenomenon that the NOx generation amount decreases as the EGR rate increases.

また、例えば、燃料の噴射圧力を増大させ、且つ機関の回転速度を大きくすることで筒内の燃焼速度を速くすると、上記推定される燃焼速度起因温度上昇量が増大し、この結果、上記推定される筒内における最高燃焼温度が増大する。この推定結果は、燃料の噴射圧力を増大させ、且つ機関の回転速度を大きくするとNOx発生量が増加するという実際の現象に沿うものである。以上、説明したように、上記本発明による燃焼温度推定方法によれば、筒内における最高燃焼温度を簡易な構成で実際の種々の現象に沿うように精度良く推定することができる。   Further, for example, if the in-cylinder combustion speed is increased by increasing the fuel injection pressure and increasing the engine rotational speed, the estimated temperature increase due to the combustion speed increases. The maximum combustion temperature in the cylinder is increased. This estimation result is in line with the actual phenomenon that the amount of NOx generated increases as the fuel injection pressure increases and the engine speed increases. As described above, according to the combustion temperature estimation method according to the present invention, it is possible to accurately estimate the maximum combustion temperature in the cylinder so as to follow various actual phenomena with a simple configuration.

上記本発明による燃焼温度推定方法においては、前記筒内に吸入されるガスの温度と、同吸入されるガスの組成と、前記燃焼前の筒内ガス温度を上昇せしめる因子とに基づいて推定される前記着火時圧縮筒内ガス温度の上昇量と、に基づいて同着火時圧縮筒内ガス温度を推定することが好適である。この場合、前記燃焼前の筒内ガス温度を上昇せしめる因子としては、例えば、前記燃料の噴射に先立ってパイロット噴射が行われる場合における同パイロット噴射された燃料の燃焼による発熱量、及びグロープラグへの通電が行われる場合における同通電による発熱量が挙げられる。   In the combustion temperature estimation method according to the present invention, it is estimated based on the temperature of the gas sucked into the cylinder, the composition of the sucked gas, and the factors that increase the cylinder gas temperature before the combustion. It is preferable to estimate the compression-in-cylinder gas temperature during ignition based on the amount of increase in the compression-in-cylinder gas temperature during ignition. In this case, the factors for increasing the in-cylinder gas temperature before combustion are, for example, the amount of heat generated by the combustion of the fuel injected by the pilot before the fuel injection, and the glow plug. The amount of heat generated by the energization when the energization is performed.

上記着火時圧縮筒内ガス温度は、当然に吸気温度により変化する。また、断熱変化する筒内ガスに使用すべきポリトロープ指数は吸気の組成(従って、筒内ガスの組成)により変化するから、(ポリトロープ指数を用いた断熱変化を表す一般的な式に基づく)上記着火時圧縮筒内ガス温度は、吸気の組成によっても変化する。   The gas temperature in the compression cylinder during ignition naturally varies depending on the intake air temperature. In addition, since the polytropic index to be used for in-cylinder gas that changes adiabatically changes depending on the composition of the intake air (and hence the composition of the in-cylinder gas), the above (based on a general formula representing the adiabatic change using the polytropic index) The gas temperature in the compression cylinder during ignition also varies depending on the composition of the intake air.

更には、燃焼前の筒内ガスに上記グロープラグへの通電等による熱量が与えられる場合、上記着火時圧縮筒内ガス温度は、同熱量に相当する分だけ上昇する。かかる筒内ガスの温度上昇量が上記着火時圧縮筒内ガス温度の上昇量として求められる。   Further, when the in-cylinder gas before combustion is given a heat quantity by energizing the glow plug or the like, the ignition-time compression in-cylinder gas temperature rises by an amount corresponding to the same heat quantity. The amount of increase in the temperature of the in-cylinder gas is obtained as the amount of increase in the temperature of the compression cylinder gas during ignition.

以上のことから、筒内に吸入されるガス(吸気)の温度、同吸入されるガス(吸気)の組成、及び、上記着火時圧縮筒内ガス温度の上昇量は、上記着火時圧縮筒内ガス温度に影響を与える値(パラメータ)となり得る。従って、上記のように、上記着火時圧縮筒内ガス温度の推定に際し、筒内ガスが筒内で圧縮されることに加えて上記3つのパラメータを考慮することで同着火時圧縮筒内ガス温度がより一層精度良く推定され得、この結果、筒内における(最高)燃焼温度もより一層精度良く推定され得る。   From the above, the temperature of the gas (intake) sucked into the cylinder, the composition of the gas (intake) sucked in, and the amount of increase in the temperature of the compression cylinder gas at the time of ignition are as follows. It can be a value (parameter) that affects the gas temperature. Therefore, as described above, when estimating the compression-in-cylinder gas temperature during ignition, in addition to the in-cylinder gas being compressed in the cylinder, the above-mentioned three parameters are taken into consideration, so that the compression-in-cylinder gas temperature during ignition is calculated. Can be estimated with higher accuracy, and as a result, the (maximum) combustion temperature in the cylinder can also be estimated with higher accuracy.

また、上記本発明による燃焼温度推定方法においては、前記着火時が圧縮上死点に対応する時期よりも前である場合、同着火時が同圧縮上死点に対応する時期と一致するものと仮定して、前記着火時圧縮筒内ガス温度を推定することが好適である。   Further, in the combustion temperature estimation method according to the present invention, when the ignition time is before the time corresponding to the compression top dead center, the ignition time coincides with the time corresponding to the compression top dead center. It is assumed that the gas temperature in the compression cylinder during ignition is estimated.

着火時が圧縮上死点に対応する時期よりも前である場合(即ち、着火時が圧縮行程に対応する時点である場合)、着火後の(即ち、燃焼中、或いは燃焼後の)筒内ガスそのものが圧縮上死点に対応する時期まで更に圧縮され続け、この結果、筒内における最高燃焼温度も圧縮上死点に対応する時期まで上昇していくと考えることができる。換言すれば、この場合における筒内における最高燃焼温度は、着火時が同圧縮上死点に対応する時期と一致する場合における最高燃焼温度と一致する。   When the ignition time is before the time corresponding to the compression top dead center (that is, when the ignition time corresponds to the compression stroke), the cylinder after ignition (that is, during combustion or after combustion) It can be considered that the gas itself continues to be further compressed until the time corresponding to the compression top dead center, and as a result, the maximum combustion temperature in the cylinder also rises to the time corresponding to the compression top dead center. In other words, the maximum combustion temperature in the cylinder in this case matches the maximum combustion temperature when the ignition time coincides with the timing corresponding to the compression top dead center.

従って、上記のように、着火時が圧縮上死点に対応する時期よりも前である場合、同着火時が同圧縮上死点に対応する時期と一致するものと仮定して着火時圧縮筒内ガス温度を推定することで、着火時が圧縮上死点に対応する時期よりも前である場合における筒内における最高燃焼温度が、更に一層精度良く推定され得る。   Therefore, as described above, when the ignition time is before the time corresponding to the compression top dead center, it is assumed that the ignition time coincides with the time corresponding to the compression top dead center. By estimating the internal gas temperature, the maximum combustion temperature in the cylinder in the case where the ignition time is before the time corresponding to the compression top dead center can be estimated even more accurately.

以下、本発明の実施形態に係る内燃機関の燃焼温度推定方法を実施するとともに、同方法により推定された燃焼温度を利用して筒内にて燃焼により発生するNOx発生量を推定する内燃機関(ディーゼル機関)の制御装置について図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an internal combustion engine (not shown) that implements a combustion temperature estimation method for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention and estimates the amount of NOx generated by combustion in a cylinder using the combustion temperature estimated by the method ( A control device of a diesel engine will be described with reference to the drawings.

図1は、係る内燃機関の制御装置を4気筒内燃機関(ディーゼル機関)10に適用したシステム全体の概略構成を示している。このシステムは、燃料供給系統を含むエンジン本体20、エンジン本体20の各気筒の燃焼室(筒内)にガスを導入するための吸気系統30、エンジン本体20からの排ガスを放出するための排気系統40、排気還流を行うためのEGR装置50、及び電気制御装置60を含んでいる。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a whole system in which the control device for an internal combustion engine is applied to a four-cylinder internal combustion engine (diesel engine) 10. This system includes an engine main body 20 including a fuel supply system, an intake system 30 for introducing gas into a combustion chamber (in a cylinder) of each cylinder of the engine main body 20, and an exhaust system for discharging exhaust gas from the engine main body 20. 40, an EGR device 50 for performing exhaust gas recirculation, and an electric control device 60.

エンジン本体20の各気筒の上部には燃料噴射弁(噴射弁、インジェクタ)21が配設されている。各燃料噴射弁21は、図示しない燃料タンクと接続された燃料噴射用ポンプ22に燃料配管23を介して接続されている。また、各気筒の上部には、燃料噴射弁21に隣接するようにグロープラグ24が配設されている。各グロープラグ24は、電気制御装置60と電気的に接続されていて、機関が暖機運転状態等の所定の運転状態にあるときにのみ同電気制御装置60からの信号により通電されて発熱し、各筒内に存在する筒内ガスに所定量の熱を供給するようになっている。   A fuel injection valve (injection valve, injector) 21 is disposed above each cylinder of the engine body 20. Each fuel injection valve 21 is connected to a fuel injection pump 22 connected to a fuel tank (not shown) via a fuel pipe 23. In addition, a glow plug 24 is disposed above each cylinder so as to be adjacent to the fuel injection valve 21. Each glow plug 24 is electrically connected to the electric control device 60 and is energized by a signal from the electric control device 60 and generates heat only when the engine is in a predetermined operation state such as a warm-up operation state. A predetermined amount of heat is supplied to the in-cylinder gas existing in each cylinder.

燃料噴射用ポンプ22は、電気制御装置60と電気的に接続されていて、同電気制御装置60からの駆動信号(後述する(指令)基本燃料噴射圧力Pcrbaseに応じた指令信号)により燃料の実際の噴射圧力(吐出圧力)が同指令基本燃料噴射圧力Pcrbaseになるように同燃料を昇圧するようになっている。   The fuel injection pump 22 is electrically connected to the electric control device 60, and the actual fuel is supplied by a drive signal from the electric control device 60 (command signal corresponding to (command) basic fuel injection pressure Pcrbase described later). The fuel is boosted so that the injection pressure (discharge pressure) becomes the command basic fuel injection pressure Pcrbase.

これにより、燃料噴射弁21には、燃料噴射用ポンプ22から前記基本燃料噴射圧力Pcrbaseまで昇圧された燃料が供給されるようになっている。また、燃料噴射弁21は、電気制御装置60と電気的に接続されていて、同電気制御装置60からの駆動信号(後述する(指令)燃料噴射量(質量)qfinに応じた指令信号)により所定時間だけ開弁し、これにより各気筒の燃焼室内に前記指令基本燃料噴射圧力Pcrbaseにまで昇圧された燃料を前記指令燃料噴射量qfinだけ直接噴射するようになっている。   Thereby, the fuel injection valve 21 is supplied with fuel whose pressure has been increased from the fuel injection pump 22 to the basic fuel injection pressure Pcrbase. The fuel injection valve 21 is electrically connected to the electric control device 60 and is driven by a drive signal from the electric control device 60 (a command signal corresponding to a (command) fuel injection amount (mass) qfin described later). The valve is opened for a predetermined time, whereby the fuel whose pressure has been increased to the commanded basic fuel injection pressure Pcrbase is directly injected into the combustion chamber of each cylinder by the commanded fuel injection amount qfin.

吸気系統30は、エンジン本体20の各気筒の燃焼室にそれぞれ接続された吸気マニホールド31、吸気マニホールド31の上流側集合部に接続され同吸気マニホールド31とともに吸気通路を構成する吸気管32、吸気管32内に回動可能に保持されたスロットル弁33、電気制御装置60からの駆動信号に応答してスロットル弁33を回転駆動するスロットル弁アクチュエータ33a、スロットル弁33の上流において吸気管32に順に介装されたインタクーラー34と過給機35のコンプレッサ35a、及び吸気管32の先端部に配設されたエアクリーナ36とを含んでいる。   The intake system 30 includes an intake manifold 31 connected to a combustion chamber of each cylinder of the engine body 20, an intake pipe 32 connected to an upstream side assembly of the intake manifold 31 and constituting an intake passage together with the intake manifold 31, an intake pipe A throttle valve 33 rotatably held in the throttle 32, a throttle valve actuator 33a for rotating the throttle valve 33 in response to a drive signal from the electric control device 60, and an intake pipe 32 upstream of the throttle valve 33. The mounted intercooler 34, the compressor 35a of the supercharger 35, and the air cleaner 36 disposed at the tip of the intake pipe 32 are included.

排気系統40は、エンジン本体20の各気筒にそれぞれ接続された排気マニホールド41、排気マニホールド41の下流側集合部に接続された排気管42、排気管42に配設された過給機35のタービン35b、及び排気管42に介装されたディーゼルパティキュレートフィルタ(以下、「DPNR」と称呼する。)43を含んでいる。排気マニホールド41及び排気管42は排気通路を構成している。   The exhaust system 40 includes an exhaust manifold 41 connected to each cylinder of the engine body 20, an exhaust pipe 42 connected to a downstream gathering portion of the exhaust manifold 41, and a turbine of the supercharger 35 disposed in the exhaust pipe 42. And a diesel particulate filter (hereinafter referred to as “DPNR”) 43 interposed in the exhaust pipe 42. The exhaust manifold 41 and the exhaust pipe 42 constitute an exhaust passage.

DPNR43は、コージライト等の多孔質材料から形成されたフィルタ43aを備え、通過する排気ガス中のパティキュレートを細孔表面にて捕集するフィルタである。DPNR43は、担体としてのアルミナに、カリウムK,ナトリウムNa,リチウムLi,セシウムCsのようなアルカリ金属、バリウムBa,カルシウムCaのようなアルカリ土類金属、及びランタンLa、イットリウムYのような希土類金属から選ばれた少なくとも一つを白金とともに担持し、NOxを吸収した後に同吸収したNOxを放出して還元する吸蔵還元型NOx触媒としても機能するようになっている。   The DPNR 43 is a filter that includes a filter 43a formed of a porous material such as cordierite and collects particulates in exhaust gas that passes through the surface of the pores. DPNR43 includes alumina as a carrier, alkali metal such as potassium K, sodium Na, lithium Li, and cesium Cs, alkaline earth metal such as barium Ba and calcium Ca, and rare earth metal such as lanthanum La and yttrium Y. At least one selected from the above is supported together with platinum and functions as an NOx storage reduction catalyst that absorbs NOx and then releases and reduces the absorbed NOx.

EGR装置50は、排気ガスを還流させる通路(EGR通路)を構成する排気還流管51と、排気還流管51に介装されたEGR制御弁52と、EGRクーラー53とを備えている。排気還流管51はタービン35bの上流側排気通路(排気マニホールド41)とスロットル弁33の下流側吸気通路(吸気マニホールド31)を連通している。EGR制御弁52は電気制御装置60からの駆動信号に応答し、再循環される排気ガス量(排気還流量、EGRガス流量)を変更し得るようになっている。   The EGR device 50 includes an exhaust recirculation pipe 51 that constitutes a passage for recirculating exhaust gas (EGR passage), an EGR control valve 52 interposed in the exhaust recirculation pipe 51, and an EGR cooler 53. The exhaust gas recirculation pipe 51 communicates the upstream exhaust passage (exhaust manifold 41) of the turbine 35b and the downstream intake passage (intake manifold 31) of the throttle valve 33. The EGR control valve 52 can change the amount of exhaust gas to be recirculated (exhaust gas recirculation amount, EGR gas flow rate) in response to a drive signal from the electric control device 60.

電気制御装置60は、互いにバスで接続されたCPU61、CPU61が実行するプログラム、テーブル(ルックアップテーブル、マップ)、及び定数等を予め記憶したROM62、CPU61が必要に応じてデータを一時的に格納するRAM63、電源が投入された状態でデータを格納するとともに同格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップRAM64、並びにADコンバータを含むインターフェース65等からなるマイクロコンピュータである。   The electrical control device 60 is connected to each other via a bus 61, a ROM 62 that stores programs executed by the CPU 61, tables (look-up tables, maps), constants, and the like, and the CPU 61 temporarily stores data as necessary. The microcomputer includes a RAM 63, a backup RAM 64 that stores data while the power is on, and holds the stored data while the power is shut off, an interface 65 including an AD converter, and the like.

インターフェース65は、空気流量(新気流量)計測手段であって吸気管32に配置された熱線式エアフローメータ71、スロットル弁33の下流であって排気還流管51が接続された部位よりも下流の吸気通路に設けられた吸気温センサ72、スロットル弁33の下流であって排気還流管51が接続された部位よりも下流の吸気通路に配設された吸気管圧力センサ73、クランクポジションセンサ74、アクセル開度センサ75、及び、スロットル弁33の下流であって排気還流管51が接続された部位よりも下流の吸気通路に設けられた吸気酸素濃度センサ76と接続されていて、これらのセンサからの信号をCPU61に供給するようになっている。また、インターフェース65は、燃料噴射弁21、燃料噴射用ポンプ22、スロットル弁アクチュエータ33a、及びEGR制御弁52と接続されていて、CPU61の指示に応じてこれらに駆動信号を送出するようになっている。   The interface 65 is an air flow rate (fresh air flow rate) measuring means, and is downstream of the hot-wire air flow meter 71 and the throttle valve 33 disposed in the intake pipe 32 and downstream of the portion to which the exhaust gas recirculation pipe 51 is connected. An intake air temperature sensor 72 provided in the intake passage, an intake pipe pressure sensor 73 disposed in the intake passage downstream of the throttle valve 33 and downstream of the portion to which the exhaust gas recirculation pipe 51 is connected, a crank position sensor 74, Connected to an accelerator opening sensor 75 and an intake oxygen concentration sensor 76 provided in an intake passage downstream of the throttle valve 33 and downstream of a portion to which the exhaust gas recirculation pipe 51 is connected. This signal is supplied to the CPU 61. The interface 65 is connected to the fuel injection valve 21, the fuel injection pump 22, the throttle valve actuator 33a, and the EGR control valve 52, and sends drive signals to these in accordance with instructions from the CPU 61. Yes.

熱線式エアフローメータ71は、吸気通路内を通過する吸入空気(新気)の質量流量(単位時間あたりの吸入新気量)を計測し、同質量流量Ga(吸入新気流量Ga)を表す信号を発生するようになっている。吸気温センサ72は、前述した吸気の温度を検出し、同吸気温度Tbを表す信号を発生するようになっている。吸気管圧力センサ73は、吸気の圧力(即ち、吸気管圧力)を検出し、同吸気管圧力Pbを表す信号を発生するようになっている。   The hot-wire air flow meter 71 measures the mass flow rate (intake fresh air amount per unit time) of intake air (fresh air) passing through the intake passage, and indicates the same mass flow rate Ga (intake fresh air flow rate Ga). Is supposed to occur. The intake air temperature sensor 72 detects the intake air temperature and generates a signal representing the intake air temperature Tb. The intake pipe pressure sensor 73 detects the pressure of intake air (that is, intake pipe pressure) and generates a signal representing the intake pipe pressure Pb.

クランクポジションセンサ74は、各気筒の絶対クランク角度を検出し、クランク角度CAを表すとともにエンジン10の回転速度であるエンジン回転速度NEをも表す信号を発生するようになっている。アクセル開度センサ75は、アクセルペダルAPの操作量を検出し、アクセル操作量Accpを表す信号を発生するようになっている。吸気酸素濃度センサ76は、吸気中の酸素濃度(即ち、吸気酸素濃度)を検出し、同吸気酸素濃度RO2_inを表す信号を発生するようになっている。   The crank position sensor 74 detects the absolute crank angle of each cylinder and generates a signal that represents the crank angle CA and also represents the engine rotation speed NE that is the rotation speed of the engine 10. The accelerator opening sensor 75 detects an operation amount of the accelerator pedal AP and generates a signal representing the accelerator operation amount Accp. The intake oxygen concentration sensor 76 detects the oxygen concentration in the intake air (that is, the intake oxygen concentration) and generates a signal representing the intake oxygen concentration RO2_in.

(燃焼温度推定方法の概要)
次に、上記のように構成された内燃機関の制御装置(以下、「本装置」と云うこともある。)による本発明の実施形態に係る燃焼温度推定方法の概要について説明する。図2は、機関10の或る一つの気筒の筒内に吸気マニホールド31からガス(即ち、吸気)が吸入され、筒内に吸入されたガス(筒内ガス)が燃焼後に排気マニホールド41へ排出される様子を模式的に示した図である。
(Outline of combustion temperature estimation method)
Next, an outline of the combustion temperature estimation method according to the embodiment of the present invention by the internal combustion engine control apparatus configured as described above (hereinafter also referred to as “the present apparatus”) will be described. FIG. 2 shows that gas (that is, intake air) is sucked into the cylinder of one cylinder of the engine 10 from the intake manifold 31, and the gas sucked into the cylinder (in-cylinder gas) is discharged to the exhaust manifold 41 after combustion. It is the figure which showed the mode that it was done typically.

図2に示したように、吸気(従って、筒内ガス)には、吸気管32の先端部からスロットル弁33を介して吸入された新気と、排気還流管51からEGR制御弁52を介して吸入されたEGRガスが含まれる。吸入される新気量(新気質量)と吸入されるEGRガス量(EGRガス質量)の和に対するEGRガス質量の割合(即ち、EGR率)は、運転状態に応じて電気制御装置60(CPU61)により適宜制御されるスロットル弁33の開度、及びEGR制御弁52の開度に応じて変化する。   As shown in FIG. 2, fresh air sucked from the front end portion of the intake pipe 32 through the throttle valve 33 and intake air (and hence in-cylinder gas) from the exhaust recirculation pipe 51 through the EGR control valve 52. Inhaled EGR gas is included. The ratio of the EGR gas mass to the sum of the inhaled fresh air amount (fresh air mass) and the inhaled EGR gas amount (EGR gas mass) (that is, the EGR rate) depends on the electric control device 60 (CPU 61) according to the operating state. ) And the opening degree of the throttle valve 33 and the opening degree of the EGR control valve 52 which are appropriately controlled.

吸気(即ち、新気、及びEGRガスから構成されるガス)は、吸気行程において開弁している吸気弁Vinを介してピストンの下降に伴って筒内に吸入されて筒内ガスとなる。筒内ガスは、ピストンが下死点に達した時点(以下、「ATDC-180°」と称呼する。)で吸気弁Vinが閉弁することにより筒内に密閉され、その後の圧縮行程においてピストンの上昇に伴って圧縮される。そして、ピストンが圧縮上死点(以下、「ATDC0°」と称呼する。)近傍に達っすると(具体的には、後述する最終燃料噴射時期finjfinが到来すると)、本装置は、前記指令燃料噴射量qfinに応じた所定時間だけ燃料噴射弁21を開弁することで燃料を筒内に直接噴射する。この結果、噴射された燃料は、時間の経過に伴って同筒内ガスと混ざり合いながら混合気となって筒内において拡散していき、所定の着火遅れ時間が経過すると自己着火が発生することに起因して燃焼する。   Intake (that is, gas composed of fresh air and EGR gas) is sucked into the cylinder as the piston descends via the intake valve Vin opened in the intake stroke, and becomes in-cylinder gas. The in-cylinder gas is sealed in the cylinder by closing the intake valve Vin when the piston reaches bottom dead center (hereinafter referred to as “ATDC-180 °”). Compressed as the rise of. When the piston reaches the vicinity of the compression top dead center (hereinafter referred to as “ATDC 0 °”) (specifically, when the final fuel injection timing finjfin described later arrives), the apparatus The fuel is directly injected into the cylinder by opening the fuel injection valve 21 for a predetermined time corresponding to the injection amount qfin. As a result, the injected fuel mixes with the in-cylinder gas as time passes and diffuses in the cylinder as a mixture, and self-ignition occurs when a predetermined ignition delay time elapses. Burns due to

係る燃焼は、本実施例では、後述するように推定される燃焼領域(以下、「B領域」と云うこともある。図2を参照。)においてのみ発生し、燃焼室内におけるB領域を除いた領域である非燃焼領域(以下、「A領域」と云うこともある。図2を参照。)では発生しないと仮定する。そして、燃焼後に燃焼室内に存在する筒内ガスは、排ガスとなって、排気行程において開弁している排気弁Voutを介してピストンの上昇に伴って排気マニホールド41へ排出される。係る排ガスは、その一部が排気還流管51を介してEGRガスとなって吸気側に還流され、残りの排ガスは排気管42を介して外部へと排出されていく。   In this embodiment, such combustion occurs only in a combustion region estimated as described later (hereinafter also referred to as “B region”, see FIG. 2), and excludes the B region in the combustion chamber. It is assumed that it does not occur in the non-combustion region (hereinafter also referred to as “A region”, see FIG. 2). The in-cylinder gas existing in the combustion chamber after combustion becomes exhaust gas and is discharged to the exhaust manifold 41 as the piston rises through the exhaust valve Vout that is open in the exhaust stroke. A part of the exhaust gas becomes EGR gas through the exhaust gas recirculation pipe 51 and is recirculated to the intake side, and the remaining exhaust gas is discharged to the outside through the exhaust pipe 42.

以下、本装置が実施する具体的な燃焼温度推定方法について説明していく。この燃焼温度推定方法では、燃料が噴射される対象となる気筒(以下、「燃料噴射気筒」と称呼する。)について上記最終燃料噴射時期finjfinが到来する毎に、その直後(上記所定の着火遅れ時間経過後)において上記B領域にて発生する燃焼による筒内ガスの最高燃焼温度Tflameが推定されていく。本装置は、下記(1)式に従って最高燃焼温度Tflameを求める。   Hereinafter, a specific combustion temperature estimation method implemented by the present apparatus will be described. In this combustion temperature estimation method, every time the final fuel injection timing finjfin arrives for a cylinder to which fuel is to be injected (hereinafter referred to as “fuel injection cylinder”) (the predetermined ignition delay). After the elapse of time), the maximum combustion temperature Tflame of the in-cylinder gas due to the combustion generated in the region B is estimated. This device calculates the maximum combustion temperature Tflame according to the following equation (1).

Tflame=Tpump+ΔTburn+ΔTb_velo ・・・(1) Tflame = Tpump + ΔTburn + ΔTb_velo (1)

上記(1)式において、Tpumpは着火時における燃焼前の筒内ガス温度である着火時圧縮筒内ガス温度である。ΔTburnは燃焼による筒内ガスの温度上昇量である燃焼起因温度上昇量である。ΔTb_veloは燃焼速度の増大による筒内ガスの温度上昇量である。以下、これらの値の取得方法について個別に説明する。   In the above equation (1), Tpump is the in-cylinder gas temperature during compression, which is the in-cylinder gas temperature before combustion during ignition. ΔTburn is a combustion-induced temperature rise amount that is a temperature rise amount of the in-cylinder gas due to combustion. ΔTb_velo is the amount of temperature increase of the in-cylinder gas due to the increase in combustion speed. Hereinafter, the acquisition method of these values is demonstrated separately.

<着火時圧縮筒内ガス温度Tpumpの取得>
着火時圧縮筒内ガス温度Tpumpを取得するため、先ず、圧縮行程、及び膨張行程において筒内ガスと外部との熱交換がないと仮定するものとする。そうすると、係る筒内ガスの状態は断熱変化するから、筒内ガス温度Taは、図3に実線にて示すように、クランク角度CA(ATDC)に応じて変化し、着火時の筒内ガス温度(即ち、着火時圧縮筒内ガス温度Tpump)は、断熱変化を表す一般的な式である下記(2)式に従って求めることができる。
<Acquisition of gas temperature Tpump in compression cylinder during ignition>
In order to obtain the ignition compression cylinder gas temperature Tpump, first, it is assumed that there is no heat exchange between the cylinder gas and the outside in the compression stroke and the expansion stroke. Then, the in-cylinder gas state changes adiabatically, so that the in-cylinder gas temperature Ta changes according to the crank angle CA (ATDC) as shown by the solid line in FIG. (In other words, the ignition-in-compression cylinder gas temperature Tpump) can be obtained according to the following equation (2), which is a general equation representing an adiabatic change.

Tpump=Ta0・(Va0/Vig)κ-1 ・・・(2) Tpump = Ta0 ・ (Va0 / Vig) κ-1 ... (2)

上記(2)式において、Ta0は、ATDC-180°における下死点時筒内ガス温度である。ATDC-180°において筒内ガス温度は吸気温度Tbと略等しいと考えられるから、下死点時筒内ガス温度Ta0は、ATDC-180°において吸気温センサ72により検出される吸気温度Tbとして取得することができる。Va0は、ATDC-180°における下死点時筒内容積である。筒内容積Vaは機関10の設計諸元に基づいてクランク角度CAの関数Va(CA)として表すことができるから、この関数に基づいて下死点時筒内容積Va0も求めることができる。   In the above equation (2), Ta0 is the in-cylinder gas temperature at the bottom dead center at ATDC-180 °. Since the in-cylinder gas temperature is considered to be substantially equal to the intake air temperature Tb at ATDC-180 °, the in-cylinder gas temperature Ta0 at the bottom dead center is acquired as the intake air temperature Tb detected by the intake air temperature sensor 72 at ATDC-180 °. can do. Va0 is the cylinder volume at the bottom dead center at ATDC-180 °. Since the in-cylinder volume Va can be expressed as a function Va (CA) of the crank angle CA based on the design specifications of the engine 10, the in-cylinder volume Va0 at the bottom dead center can also be obtained based on this function.

また、上記(2)式において、Vigは着火時における筒内容積である。ここで、着火時は燃料噴射時期から所定の着火遅れ時間が経過した時点であるから、図3に示したように、着火時におけるクランク角度CAigは、上記最終燃料噴射時期finjfinに相当する燃料噴射時クランク角度CAinjから上記着火遅れ時間に相当するクランク角度ΔCAdelayだけ遅角させた値として求めることができる。従って、上記着火時筒内容積Vigは、Va(CAig)として求めることができる。   In the above equation (2), Vig is the in-cylinder volume at the time of ignition. Here, since ignition is the time when a predetermined ignition delay time has elapsed from the fuel injection timing, as shown in FIG. 3, the crank angle CAig at the time of ignition is the fuel injection corresponding to the final fuel injection timing finjfin. It can be obtained as a value delayed from the current crank angle CAinj by the crank angle ΔCAdelay corresponding to the ignition delay time. Therefore, the cylinder volume Vig at the time of ignition can be obtained as Va (CAig).

また、上記(2)式において、κはポリトロープ指数である。ここで、断熱変化する筒内ガスに使用すべきポリトロープ指数κは吸気の組成(従って、筒内ガスの組成)により変化する。従って、本例では、吸気酸素濃度センサ76により検出された吸気酸素濃度RO2_in(具体的には、下死点時(ATDC-180°)に検出された吸気酸素濃度RO2_inである下死点時吸気酸素濃度RO2c)と、吸気酸素濃度からポリトロープ指数を求める関数gとに基づいて、ポリトロープ指数κは、g(RO2c)として求めることができる。   In the above equation (2), κ is a polytropic index. Here, the polytropic index κ to be used for the in-cylinder gas that changes adiabatically varies depending on the composition of the intake air (and hence the composition of the in-cylinder gas). Therefore, in this example, the intake oxygen concentration RO2_in detected by the intake oxygen concentration sensor 76 (specifically, the intake gas at the bottom dead center that is the intake oxygen concentration RO2_in detected at the bottom dead center (ATDC-180 °)). Based on the oxygen concentration RO2c) and the function g for obtaining the polytropic index from the intake oxygen concentration, the polytropic index κ can be obtained as g (RO2c).

以上のようにして、本装置は、原則的に、着火時圧縮筒内ガス温度Tpumpを上記(2)式に従って求める。この結果、図3に実線にて示したように、着火時圧縮筒内ガス温度Tpumpは、着火時(着火時クランク角度CAig)が圧縮上死点(ATDC0°)に対応する時期よりも前である場合(即ち、着火時が圧縮行程に対応する時点である場合)には同着火時が遅れるほど上昇し、一方、着火時が圧縮上死点に対応する時期よりも後である場合(即ち、着火時が膨張行程に対応する時点である場合)には同着火時が遅れるほど減少する。   As described above, in principle, the present apparatus obtains the compression-in-cylinder in-cylinder gas temperature Tpump according to the above equation (2). As a result, as shown by the solid line in FIG. 3, the compression-in-cylinder gas temperature Tpump is before the timing when ignition (ignition crank angle CAig) corresponds to compression top dead center (ATDC 0 °). In some cases (i.e., when the ignition time corresponds to the compression stroke), the ignition time rises later, while when the ignition time is later than the time corresponding to the compression top dead center (i.e. When the ignition time corresponds to the expansion stroke), the ignition time decreases as the ignition time is delayed.

ところで、着火時が圧縮上死点に対応する時期よりも前である場合、着火後の(即ち、燃焼中、或いは燃焼後の)筒内ガスそのものが圧縮上死点に対応する時期まで更に圧縮され続け、この結果、最終的な演算対象である上記(1)式に従う上記最高燃焼温度Tflameも圧縮上死点に対応する時期まで上昇していくと考えられる。即ち、この場合、上記最高燃焼温度Tflameは、着火時が圧縮上死点に対応する時期と一致する場合における最高燃焼温度と一致させる方が好ましい。   By the way, when the ignition time is before the time corresponding to the compression top dead center, the in-cylinder gas itself after ignition (that is, during or after combustion) is further compressed until the time corresponding to the compression top dead center. As a result, it is considered that as a result, the maximum combustion temperature Tflame according to the above equation (1), which is the final calculation target, also increases until the time corresponding to the compression top dead center. That is, in this case, the maximum combustion temperature Tflame is preferably matched with the maximum combustion temperature when the ignition time coincides with the timing corresponding to the compression top dead center.

そこで、着火時(即ち、着火時クランク角度CAig)が圧縮上死点に対応する時期よりも前である場合、着火時が圧縮上死点に対応する時期と一致するものと仮定し、本装置は、着火時筒内容積Vigの値をVa(CAig)に代えてATDC0°における筒内容積Vtop(一定値)として上記(2)式に従って着火時筒内ガス温度Tpumpを求める。この結果、図3に破線にて示したように、この場合の着火時圧縮筒内ガス温度Tpumpは、圧縮上死点における筒内ガス温度Ta1(一定値)として推定される。   Therefore, when the ignition time (that is, the ignition crank angle CAig) is before the time corresponding to the compression top dead center, it is assumed that the ignition time coincides with the time corresponding to the compression top dead center. Replaces the value of the in-cylinder volume Vig with Va (CAig) and determines the in-cylinder gas temperature Tpump at the time of ignition according to the above equation (2) as the in-cylinder volume Vtop (constant value) at ATDC 0 °. As a result, as shown by the broken line in FIG. 3, the ignition-time compressed cylinder gas temperature Tpump in this case is estimated as the cylinder gas temperature Ta1 (constant value) at the compression top dead center.

以上、圧縮行程、及び膨張行程において筒内ガスと外部との熱交換がないと仮定した場合について説明した。しかしながら、実際には、上記グロープラグ24が通電されている場合、圧縮行程、及び膨張行程にある筒内ガスは同グロープラグ24から所定量の熱を受け、この結果、着火時の筒内ガス温度(従って、着火時圧縮筒内ガス温度Tpump)はこの熱量に相当する分だけ上昇する。   The case where it is assumed that there is no heat exchange between the in-cylinder gas and the outside in the compression stroke and the expansion stroke has been described above. However, actually, when the glow plug 24 is energized, the in-cylinder gas in the compression stroke and the expansion stroke receives a predetermined amount of heat from the glow plug 24, and as a result, the in-cylinder gas at the time of ignition. The temperature (therefore, the in-cylinder in-cylinder gas temperature Tpump) rises by an amount corresponding to this amount of heat.

そこで、本装置は、グロープラグ24が通電されている場合、上記のように求めた着火時圧縮筒内ガス温度Tpumpに、上記熱量に相当する筒内ガス温度上昇量ΔTpump(=Tglow(本例では、一定値))を加えた値を最終的な着火時圧縮筒内ガス温度として推定する。以上のように、着火時圧縮筒内ガス温度Tpumpは、少なくとも、断熱圧縮に係る上記(2)式と、下死点時(ATDC-180°)における吸気温度Tbと、吸気の組成(上記下死点時吸気酸素濃度RO2c)と、上記筒内ガス温度上昇量ΔTpumpとに基づいて、上記最終燃料噴射時期finjfinが到来する毎に推定される。   Therefore, when the glow plug 24 is energized, the present apparatus adds the in-cylinder gas temperature increase ΔTpump (= Tglow (this example) corresponding to the heat amount to the compression-in-cylinder gas temperature Tpump during ignition determined as described above. Then, a value obtained by adding a constant value)) is estimated as a final ignition compression cylinder gas temperature. As described above, the in-cylinder gas temperature Tpump at the time of ignition includes at least the above equation (2) related to adiabatic compression, the intake temperature Tb at the bottom dead center (ATDC-180 °), and the composition of the intake air (the above lower This is estimated every time the final fuel injection timing finjfin arrives, based on the dead-center intake oxygen concentration RO2c) and the in-cylinder gas temperature rise amount ΔTpump.

<燃焼起因温度上昇量ΔTburnの取得>
燃焼による筒内ガスの温度上昇量である燃焼起因温度上昇量ΔTburnを取得するため、噴射された燃料の1molあたりの燃焼について考える。そうすると、燃焼起因温度上昇量ΔTburnは、下記(3)式にて表すことができる。
<Acquisition of combustion-induced temperature rise ΔTburn>
In order to obtain the combustion-induced temperature increase ΔTburn, which is the temperature increase of the in-cylinder gas due to combustion, the combustion per mol of injected fuel is considered. Then, the combustion-induced temperature increase amount ΔTburn can be expressed by the following equation (3).

ΔTburn=Qfuel/(Cp・ngas) ・・・(3) ΔTburn = Qfuel / (Cp ・ ngas) (3)

上記(3)式において、Qfuelは噴射された燃料1molあたりの燃焼による発熱量であって、燃料の組成により一義的に決定される既知の値(定数)である。Cpは1molの燃料の燃焼に関与する燃焼後の筒内ガスの定圧比熱である。ngasは1molの燃料の燃焼に関与する燃焼後の筒内ガスのモル数である。従って、上記(3)式に従って燃焼起因温度上昇量ΔTburnを求めるためには、上記定圧比熱Cp、及び上記モル数ngasを求める必要がある。ここで、吸気中の代表的なガス成分を含んだ燃料(C)1molあたりの燃焼についての化学反応式は下記(4)式にて表される。 In the above equation (3), Qfuel is a calorific value due to combustion per mol of injected fuel, and is a known value (constant) that is uniquely determined by the composition of the fuel. Cp is the constant pressure specific heat of the in-cylinder gas after combustion involved in the combustion of 1 mol of fuel. ngas is the number of moles of in-cylinder gas after combustion involved in the combustion of 1 mol of fuel. Therefore, in order to obtain the combustion-induced temperature increase ΔTburn according to the above equation (3), it is necessary to obtain the constant pressure specific heat Cp and the number of moles ngas. Here, the chemical reaction formula for the combustion per 1 mol of fuel (C m H n ) containing typical gas components in the intake air is expressed by the following formula (4).

Figure 2005180220
Figure 2005180220

上記(4)式において、値m、及び値nは噴射される燃料の組成により一義的に決定される値であって、例えば、ディーゼル機関に使用される標準的な燃料の場合、m=15.75,n=30.55である。α,β,γはそれぞれ、1molの燃料の燃焼に関与する不活性ガスであるCO,HO,Nのモル数である。即ち、ここでは、吸気中のガス成分としてOと、不活性ガスCO,HO,Nの4つの成分に着目している。上記(4)式の右辺から容易に理解できるように、1molの燃料の燃焼に関与する燃焼後の筒内ガスの上記モル数ngas、及び上記定圧比熱Cp(等価定圧比熱)はそれぞれ、下記(5)式、及び下記(6)式にて表すことができる。下記(6)式において、Cp_CO2,Cp_H2O,Cp_N2,はそれぞれ、CO,HO,Nの定圧比熱である。 In the above equation (4), the values m and n are uniquely determined by the composition of the injected fuel. For example, in the case of a standard fuel used in a diesel engine, m = 15.75 , N = 30.55. α, β, and γ are the number of moles of CO 2 , H 2 O, and N 2 that are inert gases involved in the combustion of 1 mol of fuel. That is, here, attention is paid to four components of O 2 and inert gases CO 2 , H 2 O, and N 2 as gas components in the intake air. As can be easily understood from the right side of the above equation (4), the number of moles ngas of the cylinder gas after combustion involved in the combustion of 1 mol of fuel and the constant pressure specific heat Cp (equivalent constant pressure specific heat) are as follows: It can be expressed by the formula (5) and the following formula (6). In the following formula (6), Cp_CO 2 , Cp_H 2 O, and Cp_N 2 are constant-pressure specific heats of CO 2 , H 2 O, and N 2 , respectively.

Figure 2005180220
Figure 2005180220

従って、上記(5)式、及び上記(6)式から理解できるように、上記モル数ngas、及び上記定圧比熱Cpを求めるためには、上記モル数α,β,γを求める必要がある。一方、これらの値は吸気の組成(具体的には、吸気を構成する上記4つの成分の吸気中の濃度(割合))に応じて変化するから、これらの値を求めるためには同4つの成分の吸気中の濃度(割合)を求める必要がある。そこで、以下、上記4つの成分の吸気中の各濃度の取得方法について説明する。   Therefore, as can be understood from the above equations (5) and (6), in order to obtain the number of moles ngas and the constant pressure specific heat Cp, it is necessary to obtain the number of moles α, β, and γ. On the other hand, these values change according to the composition of the intake air (specifically, the concentration (ratio) of the above four components constituting the intake air). It is necessary to determine the concentration (ratio) of the component in the intake air. Therefore, hereinafter, a method of acquiring the respective concentrations of the four components in the intake air will be described.

なお、以下において、[X]in、[X]egr、[X]air(X:O,CO,HO,N)は、成分Xの吸気中の質量濃度、成分XのEGRガス中の質量濃度、成分Xの新気中の質量濃度をそれぞれ表すものとする。また、[X]airは既知の値であるものとする(例えば、[CO]air=[HO]air=0、[O]air=0.233、[N]air=0.767)。 In the following, [X] in, [X] egr, and [X] air (X: O 2 , CO 2 , H 2 O, N 2 ) are the mass concentration of the component X in the intake air and the EGR of the component X The mass concentration in the gas and the mass concentration in the fresh air of the component X are respectively expressed. [X] air is a known value (eg, [CO 2 ] air = [H 2 O] air = 0, [O 2 ] air = 0.233, [N 2 ] air = 0.767).

また、以下において、Gcylは一吸気行程で筒内に吸入された吸気の総ガス質量(以下、「筒内総ガス量Gcyl」と称呼する。)であり、Gegrは一吸気行程で吸気の一部としてEGR装置50から筒内に吸入されたEGRガスの質量(以下、「EGRガス量」と称呼する。)であり、Gmは一吸気行程で吸気管32の先端部から吸気の一部として筒内に吸入された新気の質量(以下、「吸入新気量」と称呼する。)である。   In the following, Gcyl is the total gas mass of the intake air that has been sucked into the cylinder in one intake stroke (hereinafter referred to as “total in-cylinder gas amount Gcyl”), and Gegr is one of the intake air in one intake stroke. Is the mass of EGR gas sucked into the cylinder from the EGR device 50 (hereinafter referred to as “EGR gas amount”), and Gm is a part of the intake air from the tip of the intake pipe 32 in one intake stroke. The mass of fresh air sucked into the cylinder (hereinafter referred to as “intake fresh air amount”).

ここで、筒内総ガス量Gcylは、ATDC-180°における気体の状態方程式に基づく下記(7)式に従って求めることができる。   Here, the in-cylinder total gas amount Gcyl can be obtained according to the following equation (7) based on the gas state equation at ATDC-180 °.

Gcyl=(Pa0・Va0)/(R・Ta0) ・・・(7) Gcyl = (Pa0 ・ Va0) / (R ・ Ta0) (7)

上記(7)式において、Pa0は、ATDC-180°における下死点時筒内ガス圧力である。ATDC-180°において筒内ガス圧力は吸気管圧力Pbと略等しいと考えられるから、下死点時筒内ガス圧力Pa0は、ATDC-180°において吸気管圧力センサ73により検出される吸気管圧力Pbとして取得することができる。Rは筒内ガスのガス定数である。Ta0、及びVa0はそれぞれ、上記(2)式と同様、下死点時筒内ガス温度、及び下死点時筒内容積である。   In the above equation (7), Pa0 is the in-cylinder gas pressure at the bottom dead center at ATDC-180 °. Since the cylinder gas pressure is considered to be substantially equal to the intake pipe pressure Pb at ATDC-180 °, the cylinder gas pressure Pa0 at the bottom dead center is the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor 73 at ATDC-180 °. It can be acquired as Pb. R is the gas constant of the in-cylinder gas. Ta0 and Va0 are the bottom dead center in-cylinder gas temperature and the bottom dead center in-cylinder volume, respectively, as in equation (2) above.

また、吸入新気量Gmは、エアフローメータ71により計測される単位時間あたりの吸入新気量(吸入新気流量Ga)と、クランクポジションセンサ74の出力に基づくエンジン回転速度NEと、吸入新気流量Ga及びエンジン回転速度NEを引数とする一吸気行程あたりの吸入新気量を求めるための関数f(Ga,NE)とに基づいて求めることができる。吸入新気流量Ga及びエンジン回転速度NEとしては、ATDC-180°において各センサにより取得される下死点時吸入新気流量Ga0、及び下死点時エンジン回転速度NE0がそれぞれ使用される。   Further, the intake fresh air amount Gm includes the intake fresh air amount per unit time (intake fresh air flow rate Ga) measured by the air flow meter 71, the engine speed NE based on the output of the crank position sensor 74, and the intake fresh air. This can be obtained based on a function f (Ga, NE) for obtaining the intake fresh air amount per intake stroke using the flow rate Ga and the engine rotational speed NE as arguments. As the intake fresh air flow rate Ga and the engine rotational speed NE, the bottom fresh center intake fresh air flow rate Ga0 and the bottom dead center engine rotational speed NE0 acquired by each sensor at ATDC-180 ° are used, respectively.

また、上記筒内総ガス量Gcylは上記EGRガス量Gegrと上記吸入新気量Gmの和であるから、EGRガス量Gegrは、上記のように求められ得る筒内総ガス量Gcyl、及び吸入新気量Gmと、下記(8)式とに基づいて求めることができる。   Further, since the in-cylinder total gas amount Gcyl is the sum of the EGR gas amount Gegr and the intake fresh air amount Gm, the EGR gas amount Gegr can be obtained as described above, and the in-cylinder total gas amount Gcyl and the intake gas It can be obtained based on the fresh air amount Gm and the following equation (8).

Gegr=Gcyl-Gm ・・・(8) Gegr = Gcyl-Gm (8)

以下、先ず、吸気中のCOの濃度(以下、「吸気CO濃度」と称呼する。)[CO]inの取得方法について説明する。吸気CO濃度は、筒内に吸入された燃焼前の筒内ガス中のCO濃度に等しいから、筒内総ガス量Gcylに対する、「筒内に吸入された新気中のCO質量
[CO]air・Gm と、筒内に吸入されたEGRガス中のCO質量 [CO]egr・Gegr
の和」の質量割合として、下記(9)式に従って求めることができる。
Hereinafter, first, a method for obtaining the concentration of CO 2 in the intake air (hereinafter referred to as “intake CO 2 concentration”) [CO 2 ] in will be described. Since the intake CO 2 concentration is equal to the CO 2 concentration in the in-cylinder gas sucked into the cylinder before combustion, “the mass of CO 2 in fresh air sucked into the cylinder relative to the total gas amount Gcyl in the cylinder”
[CO 2 ] air · Gm and CO 2 mass in EGR gas sucked into the cylinder [CO 2 ] egr · Gegr
Can be determined according to the following equation (9).

Figure 2005180220
Figure 2005180220

ここで、EGRガス中のCO濃度[CO]egrは(排気弁Voutを通過する)排ガス中のCO濃度に等しいと考えられ、同排ガス中のCO濃度は燃焼後の筒内ガス中のCO濃度である。燃焼後の筒内ガス中のCO濃度は、「筒内総ガス量Gcylに今回の指令燃料噴射量(質量)qfinc(=qfin)を加えた値」に対する、「筒内に吸入された新気中のCO質量
[CO]air・Gm と、筒内に吸入されたEGRガス中のCO質量 [CO]egr・Gegr
と、燃焼により発生したCO質量の和」の質量割合である。
Here, the CO 2 concentration [CO 2] egr of the EGR gas (passing through the exhaust valve Vout) is considered equal to the CO 2 concentration in the exhaust gas, the CO 2 concentration of the same in the exhaust gas cylinder gas after combustion The concentration of CO 2 in the medium. The CO 2 concentration in the in-cylinder gas after combustion is “the value obtained by adding the current command fuel injection amount (mass) qfinc (= qfin) to the in-cylinder total gas amount Gcyl”. CO 2 mass in the air
[CO 2 ] air · Gm and CO 2 mass in EGR gas sucked into the cylinder [CO 2 ] egr · Gegr
And “the sum of the masses of CO 2 generated by combustion”.

燃焼により発生したCO質量は、単位質量あたりの燃料の燃焼により発生するCO質量をKCOとすると、KCO・qfinc と表すことができる。また、上記(4)式から理解できるように燃料(C)1molの燃焼によりm
molのCOが発生するから、燃料(C)の分子量をMfuel、COの分子量をMCO(=44)とすると、質量Mfuelの燃料の燃焼により質量(m・MCO)のCOが発生することになる。従って、KCOは、
m・(MCO/Mfuel) として求めることができる。以上より、EGRガス中のCO濃度[CO]egrは下記(10)式に従って求めることができ、下記(10)式を整理すると下記(11)式が得られる。
The mass of CO 2 generated by combustion can be expressed as KCO 2 · qfinc, where the mass of CO 2 generated by combustion of fuel per unit mass is KCO 2 . In addition, as can be understood from the above equation (4), the combustion of 1 mol of fuel (C m H n ) m
Since mol of CO 2 is generated, if the molecular weight of the fuel (C m H n ) is Mfuel, and the molecular weight of CO 2 is MCO 2 (= 44), the mass (m · MCO 2 ) CO 2 will be generated. Therefore, KCO 2 is
m · (MCO 2 / Mfuel). From the above, the CO 2 concentration [CO 2 ] egr in the EGR gas can be obtained according to the following formula (10), and the following formula (11) is obtained by arranging the following formula (10).

Figure 2005180220
Figure 2005180220

そして、上記(11)式を上記(9)式に代入すると、下記(12)式が得られ、下記(12)式に従って吸気CO濃度[CO]inを求めることができる。下記(12)式において、RはEGR率であって、R=Gegr/Gcylである。 Then, by substituting the above equation (11) into the above equation (9), the following equation (12) is obtained, and the intake CO 2 concentration [CO 2 ] in can be obtained according to the following equation (12). In the following formula (12), R is an EGR rate, and R = Gegr / Gcyl.

Figure 2005180220
Figure 2005180220

次に、吸気中のHOの濃度(以下、「吸気HO濃度」と称呼する。)[HO]inの取得方法について説明する。吸気HO濃度[HO]inは、上述した吸気CO濃度[CO]inの取得方法と全く同様にして、上記(9)〜(12)式における[CO]を[HO]に書き換え、且つ、KCOをKHOに書き換えることで求めることができる。即ち、吸気HO濃度[HO]inは、下記(13)式に従って求めることができる。 Next, a method for obtaining the concentration of H 2 O in the intake air (hereinafter referred to as “intake H 2 O concentration”) [H 2 O] in will be described. Intake H 2 O concentration [H 2 O] in is in the same manner as method of acquiring the intake CO 2 concentration [CO 2] in the above, the [CO 2] in the above (9) to (12) [H 2 O] and KCO 2 can be rewritten to KH 2 O. That is, the intake H 2 O concentration [H 2 O] in can be obtained according to the following equation (13).

Figure 2005180220
Figure 2005180220

上記(13)式において、KHOは、単位質量あたりの燃料の燃焼により発生するHO質量である。上記(4)式から理解できるように燃料(C)1molの燃焼により(n/2)
molのHOが発生するから、燃料(C)の分子量をMfuel、HOの分子量をMHO(=18)とすると、質量Mfuelの燃料の燃焼により質量{(n/2)・MHO}のHOが発生することになる。従って、KHOは、
(n/2)・(MHO/Mfuel) として求めることができる。
In the above equation (13), KH 2 O is the mass of H 2 O generated by the combustion of fuel per unit mass. As can be understood from the above equation (4), combustion of 1 mol of fuel (C m H n ) (n / 2)
Since mol of H 2 O is generated, assuming that the molecular weight of the fuel (C m H n ) is Mfuel and the molecular weight of H 2 O is MH 2 O (= 18), the mass {(n / 2) H 2 O of MH 2 O} is generated. Therefore, KH 2 O is
It can be calculated as (n / 2) · (MH 2 O / Mfuel).

次に、吸気中のNの濃度(以下、「吸気N濃度」と称呼する。)[N]inの取得方法について説明する。Nは、燃料(C)の燃焼により筒内で発生することはなく、また、筒内で消費されることもない。従って、吸気N濃度[N]inは、上記(9)〜(12)式における[CO]を[N]に書き換え、且つ、KCOの項を削除することで求めることができる。即ち、吸気N濃度[N]inは、下記(14)式に従って求めることができる。 Next, the concentration of N 2 in the air intake (hereinafter referred to as "intake N 2 concentration".) [N 2] obtaining method in described. N 2 is not generated in the cylinder by the combustion of the fuel (C m H n ), and is not consumed in the cylinder. Therefore, the intake N 2 concentration [N 2] in rewrites the a (9) ~ (12) [ CO 2] in formula [N 2], and can be obtained by deleting the term of KCO 2 . That is, the intake N 2 concentration [N 2 ] in can be obtained according to the following equation (14).

Figure 2005180220
Figure 2005180220

次に、吸気中のOの濃度(以下、「吸気O濃度」と称呼する。)[O]inの取得方法について説明する。筒内ガス中のOは、燃料(C)の燃焼により筒内で消費される。燃焼により消費されるO質量は、単位質量あたりの燃料の燃焼により消費されるO質量をKOとすると、KO・qfinc
と表すことができる。従って、吸気O濃度[O]inは、上記(9)〜(12)式における[CO]を[O]に書き換え、且つ、KCOを「−KO」に書き換えることで求めることができる。即ち、吸気O濃度[O]inは、下記(15)式に従って表すことができる。
Next, the concentration of O 2 in air (hereinafter, referred to as "the intake O 2 concentration".) [O 2] obtaining method in described. O 2 in the in-cylinder gas is consumed in the cylinder by combustion of fuel (C m H n ). O 2 mass consumed by combustion is KO 2 · qfinc, where O 2 mass consumed by combustion of fuel per unit mass is KO 2
It can be expressed as. Therefore, the intake O 2 concentration [O 2] in rewrites the a (9) ~ (12) [ CO 2] in formula [O 2], and is obtained by rewriting the KCO 2 to "-KO 2" be able to. That is, the intake O 2 concentration [O 2 ] in can be expressed according to the following equation (15).

Figure 2005180220
Figure 2005180220

ここで、上記(4)式から理解できるように燃料(C)1molの燃焼により(m+n/4) molのOが消費されるから、燃料(C)の分子量をMfuel、Oの分子量をMO(=32)とすると、質量Mfuelの燃料の燃焼により質量{(m+n/4)・MO}のOが消費されることになる。従って、上記(15)式におけるKOは、(m+n/4)・(MO/Mfuel)
として求めることができる。
Here, because the combustion of fuel (C m H n) 1 mol is (m + n / 4) O 2 in mol is consumed as can be understood from the above equation (4), Mfuel the molecular weight of the fuel (C m H n) When the molecular weight of O 2 is MO 2 (= 32), the mass {(m + n / 4) · MO 2 } of O 2 is consumed by the combustion of the fuel of mass Mfuel. Therefore, KO 2 in the above equation (15) is (m + n / 4) · (MO 2 / Mfuel)
Can be obtained as

なお、理論空燃比stoich=KO/[O]airの関係、及び、空気過剰率λ=Gm/(stoich・qfinc)の関係を利用して、上記(15)式からKOとGmを消去すると、下記(16)式が得られ、更には、下記(16)式において「(1/stoich)≒0」の関係を考慮すると、吸気O濃度[O]inは、下記(17)式に従って求めることができる。 It should be noted that KO 2 and Gm can be calculated from the above equation (15) using the theoretical air-fuel ratio stoich = KO 2 / [O 2 ] air and the excess air ratio λ = Gm / (stoich · qfinc). When deleted, the following equation (16) is obtained. Further, in consideration of the relationship of “(1 / stoich) ≈0” in the following equation (16), the intake O 2 concentration [O 2 ] in is expressed by the following (17 ) Can be obtained according to the equation.

Figure 2005180220
Figure 2005180220

以上のようにして、上記4つの成分の吸気中の質量濃度[X]in(X:O,CO,HO,N)をそれぞれ求めることができる。次に、この結果を利用して、上記モル数α,β,γを求める方法について説明する。上記4つの成分の吸気中の質量濃度が求められると、同4つの成分の吸気中の質量濃度の比率
[O]in:[CO]in:[HO]in:[N]in を得ることができる。そして、この4つの成分の吸気中の質量濃度の比率は、筒内に吸入された筒内ガス(より具体的には、上記燃料領域(B領域)に存在するガス)中の同4つの成分の質量濃度の比率として維持されると仮定する。
As described above, the mass concentration [X] in (X: O 2 , CO 2 , H 2 O, N 2 ) in the intake air of the above four components can be obtained. Next, a method for obtaining the number of moles α, β, γ using this result will be described. When the mass concentration in the intake of the above four components is obtained, the ratio of the mass concentration in the intake of the four components
[O 2 ] in: [CO 2 ] in: [H 2 O] in: [N 2 ] in can be obtained. The ratio of the mass concentration of the four components in the intake air is the same as the four components in the cylinder gas sucked into the cylinder (more specifically, the gas present in the fuel region (B region)). Is assumed to be maintained as a mass concentration ratio.

一方、筒内ガス中の上記4つの成分の質量濃度の比率は、同筒内ガス中の同4つの成分の質量の比率と等しい。また、上記(4)式から理解できるように、同筒内ガス中の同4つの成分のモル数の比率は (m+n/4):α:β:γ であるから、同筒内ガス中の同4つの成分の質量の比率は
(m+n/4)MO:αMCO:βMHO:γMN と表すことができる。以上のことから、下記(18)式が成立する。
On the other hand, the ratio of the mass concentration of the four components in the cylinder gas is equal to the ratio of the mass of the four components in the cylinder gas. As can be understood from the above equation (4), the ratio of the number of moles of the four components in the cylinder gas is (m + n / 4): α: β: γ. The mass ratio of the four components is
It can be expressed as (m + n / 4) MO 2 : αMCO 2 : βMH 2 O: γMN 2 . From the above, the following equation (18) is established.

Figure 2005180220
Figure 2005180220

上記(18)式を利用すれば、上記モル数α,β,γをそれぞれ、下記(19)〜(21)式に従って求めることができる。   If the above equation (18) is used, the number of moles α, β, γ can be determined according to the following equations (19) to (21).

Figure 2005180220
Figure 2005180220

このようにして、上記モル数α,β,γが求められると、上記(5)式、及び上記(6)式に従って上記モル数ngas、及び上記定圧比熱Cpを求めることができ、この結果、上記(3)式に従って燃焼起因温度上昇量ΔTburnを求めることができる。   Thus, when the number of moles α, β, γ is obtained, the number of moles ngas and the constant pressure specific heat Cp can be obtained according to the above formula (5) and the above formula (6). The combustion-induced temperature rise amount ΔTburn can be obtained according to the above equation (3).

以上、本装置は、上記(3)〜(21)式を利用して、少なくとも吸気の組成(吸気中のガス成分の濃度比率)と、噴射された燃料の燃焼による発熱量(Qfuel)とに基づいて、上記最終燃料噴射時期finjfinが到来する毎に、燃焼起因温度上昇量ΔTburnを求める。   As described above, this apparatus uses the above equations (3) to (21) to calculate at least the composition of the intake air (concentration ratio of gas components in the intake air) and the calorific value (Qfuel) due to combustion of the injected fuel. Based on this, every time the final fuel injection timing finjfin arrives, the combustion-induced temperature rise amount ΔTburn is obtained.

<燃焼速度起因温度上昇量ΔTb_veloの取得>
筒内ガス温度Taが、着火時における温度(即ち、着火時圧縮筒内ガス温度Tpump)から上記燃焼起因温度上昇量ΔTburnだけ上昇して温度(Tpump+ΔTburn)となるまで(即ち、着火時から筒内ガス温度Taが最高燃焼温度Tflameに到達するまで)には所定の時間(以下、「最高温度到達時間」と称呼する。)が必要である。他方、着火時が圧縮上死点に対応する時期よりも後の時点(即ち、膨張行程に対応する時点)である場合、時間経過に伴なって筒内容積Vaの増大に起因して筒内ガス温度Taが低下していく(燃焼による筒内ガス温度Taの上昇が抑制される)。
<Acquisition of combustion rate-induced temperature rise ΔTb_velo>
The in-cylinder gas temperature Ta rises from the temperature at the time of ignition (ie, the compressed in-cylinder gas temperature Tpump at the time of ignition) by the combustion-induced temperature increase ΔTburn to the temperature (Tpump + ΔTburn) (ie, from the time of ignition to the in-cylinder) A predetermined time (hereinafter referred to as “maximum temperature arrival time”) is required until the gas temperature Ta reaches the maximum combustion temperature Tflame. On the other hand, when the ignition time is later than the time corresponding to the compression top dead center (that is, the time corresponding to the expansion stroke), the cylinder volume Va increases as time elapses. The gas temperature Ta decreases (the increase in the in-cylinder gas temperature Ta due to combustion is suppressed).

従って、上記最高温度到達時間が短いほど筒内ガスの最高燃焼温度Tflameが高くなる。換言すれば、燃焼開始後における筒内の燃焼速度が大きいほど最高燃焼温度Tflameが高くなる。かかる筒内ガスの温度上昇量が燃焼速度起因温度上昇量ΔTb_veloに相当する。以下、この燃焼速度起因温度上昇量ΔTb_veloの求め方について図4を参照しながら説明する。   Therefore, the shorter the maximum temperature reaching time, the higher the maximum combustion temperature Tflame of the in-cylinder gas. In other words, the maximum combustion temperature Tflame increases as the in-cylinder combustion speed after the start of combustion increases. The temperature rise amount of the in-cylinder gas corresponds to the combustion rate-induced temperature rise amount ΔTb_velo. Hereinafter, a method of obtaining the combustion rate-induced temperature increase ΔTb_velo will be described with reference to FIG.

筒内の燃焼速度に影響を与える因子としては種々のものが考えられるが、本例では、(今回の)燃料噴射圧力Pcrc(=前記指令基本燃料噴射圧力Pcrbase)、及びエンジン回転速度NE(具体的には、下死点時エンジン回転速度NE0)を選択する。今回の燃料噴射圧力Pcrc、或いは下死点時エンジン回転速度NE0が増大すると、燃焼速度も増大する。   There are various factors that can affect the in-cylinder combustion speed. In this example, the fuel injection pressure Pcrc (= the commanded basic fuel injection pressure Pcrbase) and the engine speed NE (specifically) Specifically, select the engine speed NE0 at bottom dead center. If the current fuel injection pressure Pcrc or the bottom dead center engine speed NE0 increases, the combustion speed also increases.

ここで、今回の燃料噴射圧力Pcrc、及び下死点時エンジン回転速度NE0がそれぞれ、基準燃料噴射圧力Pcrref、及び基準エンジン回転速度NErefである場合における燃焼速度を通常燃焼速度と定義する。そして、筒内の燃焼速度が上記通常燃焼速度となるとき、筒内ガスの最高燃焼温度Tflameは、温度(Tpump+ΔTburn)(以下、「通常燃焼速度時最高燃焼温度Tig」と称呼する。)と等しくなるもの(従って、燃焼速度起因温度上昇量ΔTb_velo=0となるもの)とする。   Here, the combustion speed when the current fuel injection pressure Pcrc and the bottom dead center engine speed NE0 are the reference fuel injection pressure Pcrref and the reference engine speed NEref, respectively, is defined as the normal combustion speed. When the in-cylinder combustion speed becomes the normal combustion speed, the maximum combustion temperature Tflame of the in-cylinder gas is equal to the temperature (Tpump + ΔTburn) (hereinafter referred to as “maximum combustion temperature at normal combustion speed Tig”). (Accordingly, the combustion rate-induced temperature increase ΔTb_velo = 0).

そうすると、上記通常燃焼速度に相当する最高温度到達時間からの最高温度到達時間短縮量Δtadvは、今回の燃料噴射圧力Pcrc、及び下死点時エンジン回転速度NE0の関数として下記(22)式により表すことができる。   Then, the maximum temperature arrival time reduction amount Δtadv from the maximum temperature arrival time corresponding to the normal combustion speed is expressed by the following equation (22) as a function of the current fuel injection pressure Pcrc and the bottom dead center engine speed NE0. be able to.

Δtadv=t0+Ka・Pcrc+Kb・NE0 ・・・(22) Δtadv = t0 + Ka · Pcrc + Kb · NE0 (22)

上記(22)式において、t0は負の定数、Ka,Kbは正の定数である。t0,Ka,Kbは、今回の燃料噴射圧力Pcrc、及び下死点時エンジン回転速度NE0がそれぞれ、基準燃料噴射圧力Pcrref、及び基準エンジン回転速度NErefとなる場合にΔtadv=0となるように設定される値である。また、上記(22)式により求められる最高温度到達時間短縮量Δtadvに相当するクランク角度CAの進角量であるΔtadv相当進角量ΔCAadvは、同最高温度到達時間短縮量Δtadvと、下死点時エンジン回転速度NE0と、ΔtadvとNE0とを引数とする関数hと、に基づいてh(tadv,NE0)として求めることができる。   In the above equation (22), t0 is a negative constant, and Ka and Kb are positive constants. t0, Ka, Kb are set so that Δtadv = 0 when the current fuel injection pressure Pcrc and the bottom dead center engine speed NE0 are the reference fuel injection pressure Pcrref and the reference engine speed NEref, respectively. Is the value to be The Δtadv equivalent advance amount ΔCAadv, which is the advance amount of the crank angle CA corresponding to the maximum temperature arrival time reduction amount Δtadv obtained by the above equation (22), is equal to the maximum temperature arrival time reduction amount Δtadv and the bottom dead center. It can be obtained as h (tadv, NE0) based on the hour engine rotation speed NE0 and the function h having Δtadv and NE0 as arguments.

そして、図4に示したように、上記着火時クランク角度CAig(従って、着火時筒内容積Vig)において上記通常燃焼速度時最高燃焼温度Tigとなっている筒内ガスが、断熱変化して、同着火時クランク角CAigから上記Δtadv相当進角量ΔCAadvだけ進角したクランク角度である補正着火時クランク角度CAadv(従って、補正着火時筒内容積Vadv(=Va(CAadv)))まで断熱変化により圧縮されて温度Tadvになったものと仮定する。   Then, as shown in FIG. 4, the in-cylinder gas having the maximum combustion temperature Tig at the normal combustion speed at the ignition crank angle CAig (accordingly, the ignition in-cylinder volume Vig) changes adiabatically, Due to adiabatic change from the crank angle CAig during ignition to the corrected ignition crank angle CAadv (according to the above-mentioned Δtadv equivalent advance angle amount ΔCAadv) (accordingly, the corrected in-cylinder volume Vadv (= Va (CAadv))) It is assumed that the temperature is compressed to Tadv.

そうすると、この温度Tadvから上記通常燃焼速度時最高燃焼温度Tigを減じた値は、燃焼速度が上記通常燃焼速度となる場合に比して、筒内ガス温度が最高燃焼温度Tflameに到達する時期が、上記最高温度到達時間短縮量Δtadvに相当する分だけ早くなることに起因して発生する筒内ガス温度の上昇量(従って、上記燃焼速度起因温度上昇量ΔTb_velo)に相当すると考えることができる。従って、燃焼速度起因温度上昇量ΔTb_veloは、下記(23)式に従って求められる。   Then, the value obtained by subtracting the maximum combustion temperature Tig at the normal combustion speed from the temperature Tadv indicates that the time when the in-cylinder gas temperature reaches the maximum combustion temperature Tflame as compared with the case where the combustion speed becomes the normal combustion speed. It can be considered that this corresponds to the amount of increase in the in-cylinder gas temperature that is caused by the amount corresponding to the maximum temperature arrival time reduction amount Δtadv (accordingly, the combustion velocity-induced temperature increase ΔTb_velo). Therefore, the combustion rate-induced temperature rise amount ΔTb_velo is obtained according to the following equation (23).

ΔTb_velo=Tig・(Vig/Vadv)κ-1−Tig ・・・(23) ΔTb_velo = Tig ・ (Vig / Vadv) κ-1 −Tig (23)

以上、本装置は、上記(22)式、及び(23)式等を利用して、筒内の燃焼速度に影響を与える因子となる今回の燃料噴射圧力Pcrc、及び下死点時エンジン回転速度NE0に基づいて、上記最終燃料噴射時期finjfinが到来する毎に、燃焼起因温度上昇量ΔTb_veloを求める。   As described above, this apparatus uses the above formulas (22), (23), etc., and this time the fuel injection pressure Pcrc, which is a factor affecting the in-cylinder combustion speed, and the engine speed at bottom dead center Based on NE0, every time the final fuel injection timing finjfin arrives, a combustion-induced temperature rise amount ΔTb_velo is obtained.

そして、本装置は、上記最終燃料噴射時期finjfinが到来する毎に、上記(1)式に従って、上記着火時圧縮筒内ガス温度Tpumpに、上記燃焼起因温度上昇量ΔTburnと上記燃焼速度起因温度上昇量ΔTb_veloとを加えた値を筒内ガスの最高燃焼温度Tflameとして推定する。以上が、本発明による燃焼温度推定方法の概要である。   Then, every time the final fuel injection timing finjfin arrives, the present apparatus increases the combustion-induced temperature increase ΔTburn and the combustion speed-induced temperature increase to the compression cylinder gas temperature Tpump at the time of ignition according to the above equation (1). A value obtained by adding the amount ΔTb_velo is estimated as the maximum combustion temperature Tflame of the in-cylinder gas. The above is the outline of the combustion temperature estimation method according to the present invention.

(NOx発生量推定方法の概要)
次に、本装置が実施する、上記推定された最高燃焼温度Tflameを使用したNOx発生量推定方法の概要について説明していく。このNOx発生量推定方法では、燃料噴射気筒について上記最終燃料噴射時期finjfinが到来する毎に、その直後の爆発(膨張)行程において上記B領域において燃焼により発生する実NOx発生量NOxactが推定されていく。
(Outline of NOx generation amount estimation method)
Next, an outline of the NOx generation amount estimation method using the estimated maximum combustion temperature Tflame performed by the present apparatus will be described. In this NOx generation amount estimation method, every time the final fuel injection timing finjfin arrives for the fuel injection cylinder, the actual NOx generation amount NOxact generated by combustion in the region B is estimated in the immediately following explosion (expansion) stroke. Go.

実NOx量発生量NOxactは、単位燃料量あたりの燃焼発生NOx量(以下、「燃焼発生NOx率RNOx_burn」と称呼する。)に上記今回の指令燃料噴射量qfincを乗じた値として、下記(24)式に従って求めることができる。   The actual NOx amount generated NOxact is a value obtained by multiplying the amount of combustion generated NOx per unit fuel amount (hereinafter referred to as “combustion generated NOx rate RNOx_burn”) by the current command fuel injection amount qfinc (24 ) Can be obtained according to the equation.

NOxact=RNOx_burn・qfinc ・・・(24) NOxact = RNOx_burn ・ qfinc (24)

ここで、上記(24)式における燃焼発生NOx率RNOx_burnは下記(25)式にて推定される。下記(25)式において、eは自然対数の底である。上述したように、RO2cは下死点時吸気酸素濃度であり、qfincは今回の指令燃料噴射量であり、Pcrcは今回の指令燃料噴射圧力(=Pcrbase)であり、Tflameは上記(1)式にて求められる今回の爆発行程における最高燃焼温度である。また、K0〜K4は代表的な公知の所定の重回帰分析に基づいて後述するように決定された適合定数である。   Here, the combustion-generated NOx rate RNOx_burn in the above equation (24) is estimated by the following equation (25). In the following equation (25), e is the base of the natural logarithm. As described above, RO2c is the intake oxygen concentration at bottom dead center, qfinc is the current command fuel injection amount, Pcrc is the current command fuel injection pressure (= Pcrbase), and Tflame is the above equation (1) It is the maximum combustion temperature in the explosion process this time is required. K0 to K4 are fitness constants determined as will be described later based on typical known multiple regression analysis.

RNOx_burn=eK0・(RO2c)K1・(qfinc)K2・(Pcrc)K3・e(K4/Tflame) ・・・(25) RNOx_burn = e K0・ (RO2c) K1・ (qfinc) K2・ (Pcrc) K3・ e (K4 / Tflame)・ ・ ・ (25)

即ち、上記(25)式は、燃焼発生NOx率RNOx_burnを求めるための実験式である。上記(25)式にて推定される燃焼発生NOx率RNOx_burnは、上記下死点時吸気酸素濃度RO2c、上記今回の指令燃料噴射量qfinc、上記今回の指令燃料噴射圧力Pcrc、及び上記最高燃焼温度Tflameの関数であって、より具体的には、下死点時吸気酸素濃度RO2cのべき乗、今回の指令燃料噴射量qfincのべき乗、今回の指令燃料噴射圧力Pcrcのべき乗、及び、最高燃焼温度Tflameに応じて決定される値を指数とする指数関数、の積に基づいて計算される。   That is, the above equation (25) is an empirical equation for obtaining the combustion generation NOx rate RNOx_burn. The combustion generation NOx rate RNOx_burn estimated by the above equation (25) is the bottom dead center intake oxygen concentration RO2c, the current command fuel injection amount qfinc, the current command fuel injection pressure Pcrc, and the maximum combustion temperature. More specifically, it is a function of Tflame, and more specifically, the power of the bottom dead center intake oxygen concentration RO2c, the power of the current command fuel injection amount qfinc, the power of the current command fuel injection pressure Pcrc, and the maximum combustion temperature Tflame Is calculated on the basis of the product of an exponential function with the value determined according to the exponent.

適合定数K0〜K4は、例えば、以下のような実験を行うことにより決定され得る。即ち、先ず、EGR制御弁52を閉状態に維持して機関10を運転させることで、排気弁Voutから排出された排ガス(従って、同排ガス中のNOx)の総てが排気通路から外部へ排出されるようにしておく。これにより、排気通路から外部へ排出される排ガス中のNOx量は上記実NOx発生量NOxactと等しくなるから、NOx排出量を所定のNOx濃度センサの出力に基づいて計測することで実NOx発生量NOxact(従って、燃焼発生NOx率RNOx_burn(=NOxact/qfinc))を計測できるようになる。   The adaptation constants K0 to K4 can be determined by conducting the following experiment, for example. That is, first, by operating the engine 10 with the EGR control valve 52 closed, all the exhaust gas discharged from the exhaust valve Vout (and hence NOx in the exhaust gas) is discharged from the exhaust passage to the outside. To be done. As a result, the NOx amount in the exhaust gas discharged to the outside from the exhaust passage becomes equal to the actual NOx generation amount NOxact. Therefore, the actual NOx generation amount is measured by measuring the NOx emission amount based on the output of a predetermined NOx concentration sensor. NOxact (thus, combustion NOx rate RNOx_burn (= NOxact / qfinc)) can be measured.

次に、この状態にて、上記下死点時吸気酸素濃度RO2c、上記今回の指令燃料噴射量qfinc、上記今回の指令燃料噴射圧力Pcrc、及び上記(1)式にて求められる最高燃焼温度Tflameの各値の組み合わせを種々の所定パターンになるように順次変更していき、そのパターン毎に、燃焼発生NOx率RNOx_burnを順次計測していく。   Next, in this state, the bottom dead center intake oxygen concentration RO2c, the current commanded fuel injection amount qfinc, the current commanded fuel injection pressure Pcrc, and the maximum combustion temperature Tflame determined by the above equation (1) The combinations of these values are sequentially changed to form various predetermined patterns, and the combustion-generated NOx rate RNOx_burn is sequentially measured for each pattern.

そして、このような作業(実験)の結果得られた上記各値の組み合わせと、計測された燃焼発生NOx率RNOx_burnの値との関係に関する多数のデータに基づいて、上記公知の所定の重回帰分析を行って上記適合定数K0〜K4を求めることができる。ここにおいて、少なくとも、適合定数K1〜K3は正の値に決定され、適合定数K4は負の値に決定される。   And based on many data regarding the relationship between the combination of each said value obtained as a result of such an operation | work (experiment), and the value of the measured combustion generation NOx rate RNOx_burn, the said well-known predetermined multiple regression analysis Can be used to find the adaptation constants K0 to K4. Here, at least the adaptation constants K1 to K3 are determined to be positive values, and the adaptation constant K4 is determined to be a negative value.

従って、上記(25)式から理解できるように、(25)式に従って推定・計算される燃焼発生NOx率RNOx_burn(従って、実NOx発生量NOxact)は、下死点時吸気酸素濃度RO2c、今回の指令燃料噴射量qfinc、今回の指令燃料噴射圧力Pcrc、及び最高火炎温度Tflameのうちのどの値が増加しても増大する。このことは、以下の実際の現象に沿うものである。   Accordingly, as can be understood from the above equation (25), the combustion generation NOx rate RNOx_burn (accordingly, the actual NOx generation amount NOxact) estimated and calculated according to the equation (25) is the bottom dead center intake oxygen concentration RO2c, this time Any value among the command fuel injection amount qfinc, the current command fuel injection pressure Pcrc, and the maximum flame temperature Tflame increases. This is in line with the following actual phenomenon.

即ち、先ず、吸気酸素濃度RO2_inが増加すると実NOx発生量NOxactが増大する。これは、酸素はNOxを発生させる材料であって燃焼室内の酸素量が多くなると当然にNOxが発生し易くなることに基づく現象である。   That is, first, when the intake oxygen concentration RO2_in increases, the actual NOx generation amount NOxact increases. This is a phenomenon based on the fact that oxygen is a material that generates NOx, and naturally, when the amount of oxygen in the combustion chamber increases, NOx is easily generated.

また、燃料噴射量qfinが増加すると実NOx発生量NOxactが増大する。これは、燃料噴射量qfinの増加に応じて機関10に与えられる負荷の大きさが増大することから、燃焼室の内壁面温度の上昇に起因して、燃料噴射量qfinが増大するほど(即ち、機関に与えられる負荷が増加するほど)NOxが発生し易くなることに基づく現象である。   Further, when the fuel injection amount qfin increases, the actual NOx generation amount NOxact increases. This is because the load applied to the engine 10 increases as the fuel injection amount qfin increases, so that the fuel injection amount qfin increases as the temperature of the inner wall surface of the combustion chamber increases (i.e., This phenomenon is based on the fact that NOx is more likely to be generated as the load applied to the engine increases.

また、燃料噴射圧力Pcrが増加すると実NOx発生量NOxactが増大する。これは、燃料噴射圧力Pcrの増加に応じて燃料の噴射速度が増大すること等により同燃料の霧化の程度が大きくなるから、上述した空気過剰率の増大に起因して、燃料噴射圧力Pcrが増大するほど(即ち、噴射された燃料の霧化の程度が大きくなるほど)NOxが発生し易くなることに基づく現象である。   Further, when the fuel injection pressure Pcr increases, the actual NOx generation amount NOxact increases. This is because the degree of atomization of the fuel increases due to an increase in the fuel injection speed in accordance with the increase in the fuel injection pressure Pcr. This is a phenomenon based on the fact that NOx is more likely to be generated as the fuel consumption increases (that is, the degree of atomization of the injected fuel increases).

また、最高燃焼温度Tflameが増加すると実NOx発生量NOxactが増大する。これは、ガス温度が高くなるほど窒素からNOxが生成される化学反応が促進されることに基づく現象である。以上のことから、上記(25)式に従って燃焼発生NOx率RNOx_burnを計算すれば、少なくとも上記4つの実際の現象に沿うように同燃焼発生NOx率RNOx_burn(従って、上記(24)式に従う実NOx発生量NOxact)を精度良く推定することができる。以上が、NOx発生量推定方法の概要である。   Further, when the maximum combustion temperature Tflame increases, the actual NOx generation amount NOxact increases. This is a phenomenon based on the fact that the chemical reaction in which NOx is generated from nitrogen is promoted as the gas temperature increases. From the above, if the combustion-generated NOx rate RNOx_burn is calculated according to the above equation (25), the combustion-generated NOx rate RNOx_burn (accordingly, the actual NOx generation according to the above equation (24) is performed so as to follow at least the four actual phenomena. The amount NOxact) can be estimated with high accuracy. The above is the outline of the NOx generation amount estimation method.

(燃料噴射制御の概要)
上記NOx発生量推定方法を実施する本装置は、一作動サイクルあたりの目標NOx発生量NOxtを、上記燃料噴射量qfinとエンジン回転速度NEとに基づいて逐次計算する。そして、本装置は、前回推定された実NOx発生量NOxactが目標NOx発生量NOxtに一致するように、最終燃料噴射開始時期finjfin、及びEGR制御弁52の開度をフィードバック制御する。
(Overview of fuel injection control)
The present apparatus that implements the NOx generation amount estimation method sequentially calculates the target NOx generation amount NOxt per operation cycle based on the fuel injection amount qfin and the engine rotational speed NE. Then, the present apparatus feedback-controls the final fuel injection start timing finjfin and the opening degree of the EGR control valve 52 so that the previously estimated actual NOx generation amount NOxact matches the target NOx generation amount NOxt.

具体的には、前回推定された上記実NOx発生量NOxactの値が上記目標NOx発生量NOxtよりも大きいとき、今回の燃料噴射気筒についての最終燃料噴射開始時期finjfinを基本燃料噴射時期finjbaseよりも所定量だけ遅らせ、且つ、EGR制御弁52の開度を現時点での値から所定開度だけ大きくする。これにより、今回の燃料噴射気筒についての最高燃焼温度Tflameが低くなるように制御され、この結果、今回の燃料噴射気筒内で発生する実NOx発生量NOxactが上記目標NOx発生量NOxtに一致せしめられる。   Specifically, when the value of the actual NOx generation amount NOxact estimated last time is larger than the target NOx generation amount NOxt, the final fuel injection start timing finjfin for the current fuel injection cylinder is set to be greater than the basic fuel injection timing finjbase. The opening of the EGR control valve 52 is delayed by a predetermined amount, and is increased by a predetermined opening from the current value. As a result, the maximum combustion temperature Tflame for the current fuel injection cylinder is controlled to be low, and as a result, the actual NOx generation amount NOxact generated in the current fuel injection cylinder matches the target NOx generation amount NOxt. .

一方、前回推定された上記実NOx発生量NOxactの値が上記目標NOx発生量NOxtよりも小さいとき、今回の燃料噴射気筒についての最終燃料噴射開始時期finjfinを基本燃料噴射時期finjbaseよりも所定量だけ早め、且つ、EGR制御弁52の開度を現時点での値から所定開度だけ小さくする。これにより、今回の燃料噴射気筒についての最高燃焼温度Tflameが高くなるように制御され、この結果、今回の燃料噴射気筒内で発生する実NOx発生量NOxactが上記目標NOx発生量NOxtに一致せしめられる。以上が、燃料噴射制御の概要である。   On the other hand, when the value of the actual NOx generation amount NOxact estimated last time is smaller than the target NOx generation amount NOxt, the final fuel injection start timing finjfin for the current fuel injection cylinder is set by a predetermined amount from the basic fuel injection timing finjbase. The opening degree of the EGR control valve 52 is reduced from the current value by a predetermined opening degree earlier. As a result, the maximum combustion temperature Tflame for the current fuel injection cylinder is controlled to be higher, and as a result, the actual NOx generation amount NOxact generated in the current fuel injection cylinder is made to coincide with the target NOx generation amount NOxt. . The above is the outline of the fuel injection control.

(燃焼発生NOx率RNOx_burnの実際の演算方法)
上記(25)式に従って燃焼発生NOx率RNOx_burnを演算するためには、「べき乗」の演算、及び「掛け算」の演算が必要となる。しかしながら、一般に、マイクロコンピュータを使用して「べき乗」の演算を実行すると計算負荷が増大し、同マイクロコンピュータを使用して「掛け算」の演算を実行すると計算精度が低下する傾向がある。よって、「べき乗」の演算、及び「掛け算」の演算を避けるため、本装置(CPU61)は、実際には、上記(25)式において両辺の自然対数をとることで得られる下記(26)式を利用して、テーブル検索と「足し算」の演算のみで燃焼発生NOx率RNOx_burnを計算する。
(Actual calculation method of combustion-generated NOx rate RNOx_burn)
In order to calculate the combustion-generated NOx rate RNOx_burn according to the above equation (25), calculation of “power” and calculation of “multiplication” are required. However, generally, when a “power” operation is performed using a microcomputer, the calculation load increases, and when a “multiplication” operation is performed using the microcomputer, the calculation accuracy tends to decrease. Therefore, in order to avoid the operation of “power” and the operation of “multiplication”, this apparatus (CPU 61) actually obtains the natural logarithm of both sides in the above equation (25), and the following equation (26) Is used to calculate the combustion-generated NOx rate RNOx_burn only by the table search and the “addition” operation.

log(RNOx_burn)=K0+K1・log(RO2c)+K2・log(qfinc)+K3・log(Pcrc)+K4/Tflame ・・・(26) log (RNOx_burn) = K0 + K1 · log (RO2c) + K2 · log (qfinc) + K3 · log (Pcrc) + K4 / Tflame (26)

即ち、本装置は、上記(26)式の右辺の第2項〜第5項までの各項を求めるために予めROM62にそれぞれ記憶されているテーブルMaplog1(RO2c)、Maplog2(qfinc)、Maplog3(Pcrc)、及びMapinvpro(Tflame)に基づいて、テーブル検索値dataMap1(=K1・log(RO2c))、dataMap2(=K2・log(qfinc))、dataMap3(=K3・log(Pcrc))、及びdataMap4(=K4/Tflame)をそれぞれ決定し、「足し算」を伴う下記(27)式に従って「log(RNOx_burn)」を求める。   That is, the present apparatus obtains the tables Maplog1 (RO2c), Maplog2 (qfinc), Maplog3 () stored in advance in the ROM 62 in order to obtain the terms from the second term to the fifth term on the right side of the equation (26). Pcrc), and Mapinvpro (Tflame), table search values dataMap1 (= K1 · log (RO2c)), dataMap2 (= K2 · log (qfinc)), dataMap3 (= K3 · log (Pcrc)), and dataMap4 (= K4 / Tflame) is determined, and “log (RNOx_burn)” is obtained according to the following equation (27) accompanied by “addition”.

log(RNOx_burn)=K0+dataMap1+dataMap2+dataMap3+dataMap4 ・・・(27) log (RNOx_burn) = K0 + dataMap1 + dataMap2 + dataMap3 + dataMap4 (27)

そして、本装置は、上記(27)式に従って求められた「log(RNOx_burn)」から燃焼発生NOx率RNOx_burnを求めるために予めROM62に記憶されているテーブルMapinvlog(log(RNOx_burn))に基づいて同燃料発生NOx率RNOx_burnを求める。これにより、CPU61の計算負荷を軽減できるとともに計算精度の低下を防止できる。   Then, this apparatus is based on the table Mapinvlog (log (RNOx_burn)) stored in advance in the ROM 62 in order to obtain the combustion generation NOx rate RNOx_burn from “log (RNOx_burn)” obtained according to the above equation (27). The fuel generation NOx rate RNOx_burn is obtained. As a result, the calculation load on the CPU 61 can be reduced and a decrease in calculation accuracy can be prevented.

(実際の作動)
次に、上記のように構成された内燃機関の制御装置の実際の作動について説明する。
<燃料噴射量等の制御>
CPU61は、図5にフローチャートにより示した燃料噴射量等の制御を行うためのルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU61はステップ500から処理を開始し、ステップ505に進んでアクセル開度Accp、エンジン回転速度NE、及び図6に示したテーブル(マップ)Mapqfinから(指令)燃料噴射量qfinを求める。テーブルMapqfinは、アクセル開度Accp及びエンジン回転速度NEと燃料噴射量qfinとの関係を規定するテーブルであり、ROM62内に格納されている。
(Actual operation)
Next, actual operation of the control apparatus for an internal combustion engine configured as described above will be described.
<Control of fuel injection amount, etc.>
The CPU 61 is configured to repeatedly execute a routine for controlling the fuel injection amount and the like shown by the flowchart in FIG. 5 every elapse of a predetermined time. Therefore, when the predetermined timing is reached, the CPU 61 starts the process from step 500, proceeds to step 505 and proceeds to step 505 from the accelerator opening Accp, the engine speed NE, and the (command) fuel injection from the table (map) Mapqfin shown in FIG. Find the quantity qfin. The table Mapqfin is a table that defines the relationship between the accelerator opening degree Accp, the engine rotational speed NE, and the fuel injection amount qfin, and is stored in the ROM 62.

次いで、CPU61はステップ510に進み、燃料噴射量qfin、エンジン回転速度NE、及び図7に示したテーブルMapfinjbaseから基本燃料噴射時期finjbaseを決定する。テーブルMapfinjbaseは、燃料噴射量qfin及びエンジン回転速度NEと基本燃料噴射時期finjbaseとの関係を規定するテーブルであり、ROM62内に格納されている。   Next, the CPU 61 proceeds to step 510 and determines the basic fuel injection timing finjbase from the fuel injection amount qfin, the engine speed NE, and the table Mapfinjbase shown in FIG. The table Mapfinjbase is a table that defines the relationship between the fuel injection amount qfin and the engine rotational speed NE and the basic fuel injection timing finjbase, and is stored in the ROM 62.

その後、CPU61はステップ515に進んで、燃料噴射量qfin、エンジン回転速度NE、及び図8に示したテーブルMapPcrbaseから基本燃料噴射圧力Pcrbaseを決定する。テーブルMapPcrbaseは、燃料噴射量qfin及びエンジン回転速度NEと基本燃料噴射圧力Pcrbaseとの関係を規定するテーブルであり、ROM62内に格納されている。   Thereafter, the CPU 61 proceeds to step 515 to determine the basic fuel injection pressure Pcrbase from the fuel injection amount qfin, the engine speed NE, and the table MapPcrbase shown in FIG. The table MapPcrbase is a table that defines the relationship between the fuel injection amount qfin, the engine rotational speed NE, and the basic fuel injection pressure Pcrbase, and is stored in the ROM 62.

次に、CPU61はステップ520に進み、燃料噴射量qfin、エンジン回転速度NE、及び図9に示したテーブルMapNOxtから目標NOx発生量NOxtを決定する。テーブルMapNOxtは、燃料噴射量qfin及びエンジン回転速度NEと目標NOx排出量NOxtとの関係を規定するテーブルであり、ROM62内に格納されている。   Next, the CPU 61 proceeds to step 520, and determines the target NOx generation amount NOxt from the fuel injection amount qfin, the engine rotation speed NE, and the table MapNOxt shown in FIG. The table MapNOxt is a table that defines the relationship between the fuel injection amount qfin, the engine rotational speed NE, and the target NOx emission amount NOxt, and is stored in the ROM 62.

次いで、CPU61はステップ525に進んで、前記決定した目標NOx発生量NOxtから後述するルーチンにより求められている最新の(具体的には、前回の燃料噴射時期に演算された)実NOx発生量NOxactを減じた値をNOx発生量偏差ΔNOxとして格納する。   Next, the CPU 61 proceeds to step 525 to determine the latest actual NOx generation amount NOxact (specifically, calculated at the previous fuel injection timing) obtained from the determined target NOx generation amount NOxt by a routine described later. Is stored as the NOx generation amount deviation ΔNOx.

続いて、CPU61はステップ530に進んで、噴射時期補正値Δθを、前記NOx発生量偏差ΔNOxと図10に示したテーブルMapΔθとから決定する。テーブルMapΔθは、NOx発生量偏差ΔNOxと噴射時期補正値Δθとの関係を規定するテーブルであり、ROM62内に格納されている。   Subsequently, the CPU 61 proceeds to step 530 to determine the injection timing correction value Δθ from the NOx generation amount deviation ΔNOx and the table MapΔθ shown in FIG. The table MapΔθ is a table that defines the relationship between the NOx generation amount deviation ΔNOx and the injection timing correction value Δθ, and is stored in the ROM 62.

次いで、CPU61はステップ535に進み、基本噴射時期finjbaseを噴射時期補正値Δθで補正して最終燃料噴射時期finjfinを決定する。これにより、NOx発生量偏差ΔNOxに応じて噴射時期が補正されることになる。この場合、図10から明らかなように、NOx発生量偏差ΔNOxが正の大きい値になるほど噴射時期補正値Δθが正の大きな値となって最終燃料噴射時期finjfinが進角側となり、同NOx発生量偏差ΔNOxが負の大きい値(絶対値が大きい値)になるほど噴射時期補正値Δθは負の大きな値となって最終燃料噴射時期finjfinが遅角側に移行される。   Next, the CPU 61 proceeds to step 535 and corrects the basic injection timing finjbase with the injection timing correction value Δθ to determine the final fuel injection timing finjfin. Thus, the injection timing is corrected according to the NOx generation amount deviation ΔNOx. In this case, as is apparent from FIG. 10, as the NOx generation amount deviation ΔNOx becomes a positive value, the injection timing correction value Δθ becomes a positive value and the final fuel injection timing finjfin becomes the advance side, and the NOx generation occurs. The injection timing correction value Δθ becomes a large negative value as the quantity deviation ΔNOx becomes a large negative value (the absolute value is large), and the final fuel injection timing finjfin is shifted to the retard side.

続いて、CPU61はステップ540に進み、燃料噴射気筒についての噴射開始時期(即ち、上記決定された最終燃料噴射時期finjfin)が到来したか否かを判定し、「No」と判定する場合はステップ595に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。   Subsequently, the CPU 61 proceeds to step 540 to determine whether or not the injection start timing for the fuel injection cylinder (that is, the determined final fuel injection timing finjfin) has arrived. Immediately proceed to 595 to end the present routine tentatively.

一方、ステップ540の判定において「Yes」と判定する場合、CPU61はステップ545に進んで上記決定された(指令)燃料噴射量qfinの燃料を燃料噴射気筒についての燃料噴射弁21から上記決定された基本燃料噴射圧力Pcrbaseをもって噴射するとともに、続くステップ550にて上記NOx発生量偏差ΔNOxが正の値であるか否かを判定し、「Yes」と判定する場合、ステップ555に進んでEGR制御弁52の開度を現時点での値よりも所定開度だけ小さくした後、ステップ570に進む。   On the other hand, if “Yes” is determined in the determination of step 540, the CPU 61 proceeds to step 545 and determines the fuel of the determined (command) fuel injection amount qfin from the fuel injection valve 21 for the fuel injection cylinder. In addition to injecting at the basic fuel injection pressure Pcrbase, it is determined in the subsequent step 550 whether or not the NOx generation amount deviation ΔNOx is a positive value, and if “Yes” is determined, the process proceeds to step 555 and the EGR control valve After the opening degree of 52 is reduced by a predetermined opening degree from the current value, the process proceeds to step 570.

ステップ550の判定において「No」と判定する場合、CPU61はステップ560に進み、上記NOx発生量偏差ΔNOxが負の値であるか否かを判定する。ステップ560の判定において、CPU61は「Yes」と判定する場合、EGR制御弁52の開度を現時点での値よりも所定開度だけ大きくした後にステップ570に進む一方、「No」と判定する場合(即ち、NOx発生量偏差ΔNOxの値が「0」のとき)、EGR制御弁52の開度を変更することなくステップ570に進む。   If the determination in step 550 is “No”, the CPU 61 proceeds to step 560 and determines whether or not the NOx generation amount deviation ΔNOx is a negative value. In the determination of step 560, when the CPU 61 determines “Yes”, the CPU 61 proceeds to step 570 after increasing the opening of the EGR control valve 52 by a predetermined opening from the current value, and determines “No”. In other words, when the value of the NOx generation amount deviation ΔNOx is “0”, the routine proceeds to step 570 without changing the opening degree of the EGR control valve 52.

このようにして、NOx発生量偏差ΔNOxに応じてEGR制御弁52の開度が変更される。そして、ステップ570に進むと、CPU61は実際に噴射した上記燃料噴射量qfinの値を今回の燃料噴射量qfincとして格納し、続くステップ575にて実際の噴射圧力である上記基本燃料噴射圧力Pcrbaseの値を今回の燃料噴射圧力Pcrcとして格納した後、ステップ595に進んで本ルーチンを一旦終了する。以上により、燃料噴射量、燃料噴射時期、燃料噴射圧力、及びEGR制御弁52の開度の制御が達成される。   In this way, the opening degree of the EGR control valve 52 is changed according to the NOx generation amount deviation ΔNOx. In step 570, the CPU 61 stores the value of the actually injected fuel injection amount qfin as the current fuel injection amount qfinc. In the subsequent step 575, the CPU 61 stores the basic fuel injection pressure Pcrbase, which is the actual injection pressure. After the value is stored as the current fuel injection pressure Pcrc, the routine proceeds to step 595 and this routine is temporarily terminated. As described above, control of the fuel injection amount, the fuel injection timing, the fuel injection pressure, and the opening degree of the EGR control valve 52 is achieved.

<最高燃焼温度の計算>
また、CPU61は、図11にフローチャートにより示した最高燃焼温度Tflameの計算を行うためのルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU61はステップ1100から処理を開始し、ステップ1105に進んで現時点がATDC-180°に一致しているか否かを判定する。
<Calculation of maximum combustion temperature>
Further, the CPU 61 repeatedly executes a routine for calculating the maximum combustion temperature Tflame shown in the flowchart of FIG. 11 every elapse of a predetermined time. Accordingly, when the predetermined timing is reached, the CPU 61 starts processing from step 1100, proceeds to step 1105, and determines whether or not the current time coincides with ATDC-180 °.

いま、現時点がATDC-180°より前であるものとして説明を続けると、CPU61はステップ1105にて「No」と判定してステップ1145に直ちに進み、燃料噴射気筒についての燃料噴射開始時期(即ち、上記最終燃料噴射時期finjfin)が到来したか否かを判定する。現時点はATDC-180°よりも前であるから、CPU61はステッ1145にて「No」と判定し、ステッ1195に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。   Now, assuming that the current time is before ATDC-180 °, the CPU 61 makes a “No” determination at step 1105 to immediately proceed to step 1145, where the fuel injection start timing for the fuel injection cylinder (ie, It is determined whether or not the final fuel injection timing (finjfin) has arrived. Since the current time is before ATDC-180 °, the CPU 61 makes a “No” determination at step 1145 to immediately proceed to step 1195 to end the present routine tentatively.

以降、CPU61はATDC-180°が到来するまでの間、ステップ1100、1105、1145、1195の処理を繰り返し実行する。そして、ATDC-180°が到来すると、CPU61はステップ1105に進んだとき「Yes」と判定してステップ1110に進むようになり、ステップ1110にて、吸気温センサ72、吸気管圧力センサ73、エアフローメータ71、及びクランクポジションセンサ74によりそれぞれ検出される現時点(即ち、ATDC-180°)での吸気温度Tb、吸気管圧力Pb、吸入新気流量Ga、及びエンジン回転速度NEを、それぞれ、下死点時筒内ガス温度Ta0、下死点時筒内ガス圧力Pa0、下死点時吸入新気流量Ga0、及び下死点時エンジン回転速度NE0として格納する。   Thereafter, the CPU 61 repeatedly executes the processing of steps 1100, 1105, 1145, and 1195 until the arrival of ATDC-180 °. When ATDC-180 ° is reached, the CPU 61 determines “Yes” when it proceeds to step 1105, and proceeds to step 1110. In step 1110, the intake air temperature sensor 72, the intake pipe pressure sensor 73, and the air flow are determined. The intake air temperature Tb, the intake pipe pressure Pb, the intake fresh air flow rate Ga, and the engine rotational speed NE at the present time (that is, ATDC-180 °) detected by the meter 71 and the crank position sensor 74 are respectively dead. Stored as the in-cylinder gas temperature Ta0, the in-cylinder gas pressure Pa0 at the bottom dead center, the intake fresh air flow rate Ga0 at the bottom dead center, and the engine rotational speed NE0 at the bottom dead center.

次いで、CPU61はステップ1115に進み、吸気酸素濃度センサ76により検出される現時点(即ち、ATDC-180°)での吸気酸素濃度RO2_inを下死点時吸気酸素濃度RO2cとして格納し、続くステップ1120にて、上記(7)式に従って筒内総ガス量Gcylを求める。ここで、下死点時筒内ガス圧力Pa0、及び下死点時筒内ガス温度Ta0としては、ステップ1110にて格納されている値が用いられる。   Next, the CPU 61 proceeds to step 1115 to store the inspiratory oxygen concentration RO2_in at the present time (that is, ATDC-180 °) detected by the inspiratory oxygen concentration sensor 76 as the bottom dead center inspiratory oxygen concentration RO2c, and then to step 1120 Then, in-cylinder total gas amount Gcyl is obtained according to the above equation (7). Here, the values stored in step 1110 are used as the bottom dead center in-cylinder gas pressure Pa0 and the bottom dead center in-cylinder gas temperature Ta0.

続いて、CPU61はステップ1125に進んで、上記下死点時吸入新気流量Ga0と、上記下死点時エンジン回転速度NE0と、上記関数fとに基づいて吸入新気量Gmを求め、続くステップ1130にて、ステップ1120にて求めた筒内総ガス量Gcylと、前記吸入新気量Gmと、上記(8)式とに基づいてEGRガス量Gegrを求める。次に、CPU61はステップ1135に進んで、上記吸入新気量Gmと、上記EGRガス量Gegrと、ステップ1135内に記載の式とに基づいてEGR率Rを求め、続くステップ1140にて、上記吸入新気量Gmと、先のステップ570にて格納されている今回の燃料噴射量qfincと、ステップ1140内に記載の式とに基づいて空気過剰率λを求める。そして、CPU61はステップ1145に進んで「No」と判定してステップ1195に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。   Subsequently, the CPU 61 proceeds to Step 1125 to obtain the intake fresh air amount Gm based on the bottom dead center intake fresh air flow rate Ga0, the bottom dead center engine rotation speed NE0, and the function f. In step 1130, the EGR gas amount Gegr is obtained based on the in-cylinder total gas amount Gcyl obtained in step 1120, the intake fresh air amount Gm, and the above equation (8). Next, the CPU 61 proceeds to step 1135, obtains the EGR rate R based on the intake fresh air amount Gm, the EGR gas amount Gegr, and the formula described in step 1135, and in the subsequent step 1140, The excess air ratio λ is obtained based on the intake fresh air amount Gm, the current fuel injection amount qfinc stored in the previous step 570, and the formula described in step 1140. Then, the CPU 61 proceeds to step 1145 to determine “No”, immediately proceeds to step 1195, and once ends this routine.

以降、CPU61は燃料噴射時期(即ち、上記最終燃料噴射時期finjfin)が到来するまでの間、ステップ1100、1105、1145、1195の処理を再び繰り返し実行する。そして、上記最終燃料噴射時期finjfinが到来すると、CPU61はステップ1145にて「Yes」と判定してステップ1150に進むようになり、ステップ1150にて上記最終燃料噴射時期finjfinと上記所定の着火遅れ時間とから着火時クランク角度CAigを求める。   Thereafter, the CPU 61 repeatedly executes the processing of steps 1100, 1105, 1145, and 1195 again until the fuel injection timing (that is, the final fuel injection timing finjfin) comes. When the final fuel injection timing finjfin arrives, the CPU 61 makes a “Yes” determination at step 1145 to proceed to step 1150. At step 1150, the final fuel injection timing finjfin and the predetermined ignition delay time. From the above, obtain the crank angle CAig during ignition.

次いで、CPU61はステップ1155を経由して、図12にフローチャートにより示した着火時圧縮筒内ガス温度Tpumpの計算を行うためのルーチンを実行する。即ち、CPU61はステップ1200から処理を開始し、ステップ1205に進んで、先のステップ1115にて求めた最新の下死点時吸気酸素濃度RO2cと、上記関数gとに基づいてポリトロープ指数κを求める。   Next, the CPU 61 executes a routine for calculating the ignition compression in-cylinder gas temperature Tpump shown in the flowchart of FIG. That is, the CPU 61 starts processing from step 1200, proceeds to step 1205, and obtains the polytropic index κ based on the latest bottom dead center inspiratory oxygen concentration RO2c obtained in step 1115 and the function g. .

次に、CPU61はステップ1210に進み、先のステップ1150にて求めた最新の着火時クランク角度CAigがATDC0°よりも遅れた角度となっているか否かを判定し、「Yes」と判定する場合、ステップ1215に進んで同着火時クランク角度CAigに対応する筒内容積をそのまま着火時筒内容積Vigとして格納する。一方、ステップ1210にて「No」と判定する場合には、CPU61はステップ1220に進んで上死点(ATDC0°)に対応する筒内容積Vtopを着火時筒内容積Vigとして格納する。   Next, the CPU 61 proceeds to step 1210 to determine whether or not the latest ignition crank angle CAig obtained in the previous step 1150 is an angle delayed from ATDC 0 ° and determine “Yes”. Then, the process proceeds to step 1215, and the cylinder volume corresponding to the same ignition crank angle CAig is stored as it is as the ignition cylinder volume Vig. On the other hand, if “No” is determined in step 1210, the CPU 61 proceeds to step 1220 to store the in-cylinder volume Vtop corresponding to the top dead center (ATDC 0 °) as the ignition in-cylinder volume Vig.

続いて、CPU61はステップ1225に進み、グロープラグ24への通電がなされているか否かを判定し、「Yes」と判定する場合、ステップ1230に進んで前記所定値Tglowを筒内ガス温度上昇量ΔTpumpとして格納し、「No」と判定する場合、ステップ1235にて同筒内ガス温度上昇量ΔTpumpの値を「0」に設定する。   Subsequently, the CPU 61 proceeds to step 1225 to determine whether or not the glow plug 24 is energized. When determining “Yes”, the CPU 61 proceeds to step 1230 and sets the predetermined value Tglow to the in-cylinder gas temperature increase amount. If it is stored as ΔTpump and it is determined as “No”, the value of the in-cylinder gas temperature increase ΔTpump is set to “0” in step 1235.

そして、CPU61はステップ1240に進んで、先のステップ1110にて求めた最新の下死点時筒内ガス温度Ta0と、上記着火時筒内容積Vigと、上記筒内ガス温度上昇量ΔTpumpと、ステップ1240内に記載の式とに基づいて着火時圧縮筒内ガス温度Tpumpを求め、ステップ1295を経由して図11のステップ1160に進む。   Then, the CPU 61 proceeds to step 1240, and the latest bottom dead center in-cylinder gas temperature Ta0 obtained in the previous step 1110, the ignition in-cylinder volume Vig, the in-cylinder gas temperature increase amount ΔTpump, Based on the equation described in step 1240, the compression-in-cylinder in-cylinder gas temperature Tpump is obtained, and the process proceeds to step 1160 in FIG.

CPU61はステップ1160に進むと、図13にフローチャートにより示した燃焼起因温度上昇量ΔTburnの計算を行うためのルーチンを実行する。即ち、CPU61はステップ1300から処理を開始し、ステップ1305に進んで、先のステップ1135にて求めた最新のERG率Rと、ステップ1140にて求めた最新の空気過剰率λと、上記(17)式に相当するステップ1305内に記載の式とに基づいて吸気O濃度[O]inを求める。 When the CPU 61 proceeds to step 1160, the CPU 61 executes a routine for calculating the combustion-induced temperature increase ΔTburn shown in the flowchart of FIG. That is, the CPU 61 starts the process from step 1300 and proceeds to step 1305, where the latest ERG rate R obtained in the previous step 1135, the latest air excess rate λ obtained in the step 1140, and the above (17 ) The intake air O 2 concentration [O 2 ] in is obtained based on the formula described in step 1305 corresponding to the formula.

次いで、CPU61はステップ1310に進み、上記EGR率Rと、上記今回の燃料噴射量qfincと、先のステップ1125にて求めた最新の吸入新気量Gmと、上記(12)式に相当するステップ1310内に記載の式に基づいて吸気CO濃度[CO]inを求める。同様に、CPU61はステップ1315に進んで、上記(13)式に従って吸気HO濃度[HO]inを求め、続くステップ1320にて、上記(14)式に従って吸気N濃度[N]inを求める。 Next, the CPU 61 proceeds to step 1310, in which the EGR rate R, the current fuel injection amount qfinc, the latest intake fresh air amount Gm obtained in the previous step 1125, and the step corresponding to the above equation (12). The intake CO 2 concentration [CO 2 ] in is obtained based on the formula described in 1310. Similarly, the CPU 61 proceeds to step 1315 to obtain the intake H 2 O concentration [H 2 O] in according to the above equation (13), and then at step 1320, according to the above equation (14), the intake N 2 concentration [N 2]. ] Ask for.

続いて、CPU61はステップ1325に進んで、上記吸気CO濃度[CO]inと、上記吸気O濃度[O]inと、上記(19)式とに基づいて上記モル数αを求め、同様に、続くステップ1330にて上記(20)式に従って上記モル数βを求めるとともに、続くステップ1335にて上記(21)式に従って上記モル数γを求める。 Subsequently, the CPU 61 proceeds to step 1325 to obtain the mole number α based on the intake CO 2 concentration [CO 2 ] in, the intake O 2 concentration [O 2 ] in, and the equation (19). Similarly, in step 1330, the number of moles β is determined according to the above equation (20), and in step 1335, the number of moles γ is determined according to the above equation (21).

次に、CPU61はステップ1340に進んで、上記求めたモル数α,β,γと、上記(5)式とに基づいて燃焼後筒内ガスモル数ngasを求め、続くステップ1345にて同モル数α,β,γと、上記(6)式とに基づいて燃焼後筒内ガス定圧比熱Cpを求める。そして、CPU61はステップ1350に進んで、上記燃焼後筒内ガスモル数ngasと、上記燃焼後筒内ガス定圧比熱Cpと、上記(3)式とに基づいて燃焼起因温度上昇量ΔTburnを求め、ステップ1395を経由して図11のステップ1165に進む。   Next, the CPU 61 proceeds to step 1340 to obtain the post-combustion cylinder gas mole number ngas based on the obtained mole numbers α, β, γ and the above equation (5), and in step 1345, the same mole number. The post-combustion in-cylinder gas constant pressure specific heat Cp is obtained based on α, β, γ and the above equation (6). Then, the CPU 61 proceeds to step 1350, obtains the combustion-induced temperature increase ΔTburn based on the post-combustion cylinder gas mole number ngas, the post-combustion cylinder gas constant pressure specific heat Cp, and the above equation (3). The process proceeds to step 1165 in FIG.

CPU61はステップ1165に進むと、図14にフローチャートにより示した燃焼速度起因温度上昇量ΔTb_veloの計算を行うためのルーチンを実行する。即ち、CPU61はステップ1400から処理を開始し、ステップ1405に進んで、先のステップ1240にて求めた最新の着火時圧縮筒内ガス温度Tpumpに、先のステップ1350にて求めた最新の燃焼起因温度上昇量ΔTburnを加えた値を通常燃焼速度時最高燃焼温度Tigとして格納する。   When the CPU 61 proceeds to step 1165, the CPU 61 executes a routine for calculating the combustion rate-induced temperature increase ΔTb_velo shown by the flowchart in FIG. That is, the CPU 61 starts the process from step 1400, proceeds to step 1405, and adds the latest combustion in-cylinder gas temperature Tpump at the time of ignition calculated at the previous step 1240 to the latest combustion cause determined at the previous step 1350. The value obtained by adding the temperature rise ΔTburn is stored as the maximum combustion temperature Tig at the normal combustion speed.

次に、CPU61はステップ1410に進み、先のステップ575にて格納した今回の燃料噴射圧力Pcrcと、先のステップ1110にて格納した最新の下死点時エンジン回転速度NE0と、上記(22)式とに基づいて最高温度到達時間短縮量Δtadvを求め、続くステップ1415にて、同最高温度到達時間短縮量Δtadvと、同下死点時エンジン回転速度NE0と、上記関数hとに基づいてΔtadv相当進角量ΔCAadvを求める。   Next, the CPU 61 proceeds to step 1410, the current fuel injection pressure Pcrc stored in the previous step 575, the latest bottom dead center engine speed NE0 stored in the previous step 1110, and the above (22) The maximum temperature arrival time reduction amount Δtadv is obtained based on the equation, and in step 1415, Δtadv is calculated based on the maximum temperature arrival time reduction amount Δtadv, the bottom dead center engine speed NE0, and the function h. The equivalent advance amount ΔCAadv is obtained.

続いて、CPU61はステップ1420に進み、先のステップ1150にて求めた最新の着火時クランク角度CAigから上記Δtadv相当進角量ΔCAadvだけ進ませた角度を補正着火時クランク角度CAadvとして設定し、続くステップ1425にて上記補正着火時クランク角度CAadvがATDC0°よりも遅れた角度になっているか否かを判定する。   Subsequently, the CPU 61 proceeds to step 1420 to set an angle obtained by advancing by the Δtadv equivalent advance amount ΔCAadv from the latest ignition crank angle CAig obtained in the previous step 1150 as a corrected ignition crank angle CAadv, and then continues. In step 1425, it is determined whether or not the corrected ignition crank angle CAadv is an angle delayed from ATDC 0 °.

CPU61はステップ1425の判定において、「Yes」と判定する場合、ステップ1430に進んで同補正着火時クランク角度CAadvに対応する筒内容積をそのまま補正着火時筒内容積Vadvとして格納する。一方、ステップ1425にて「No」と判定する場合、CPU61はステップ1435に進んで上死点(ATDC0°)に対応する筒内容積Vtopを補正着火時筒内容積Vadvとして格納する。   If the determination in step 1425 is “Yes”, the CPU 61 proceeds to step 1430 and stores the in-cylinder volume corresponding to the same corrected ignition crank angle CAadv as the corrected ignition in-cylinder volume Vadv. On the other hand, if “No” is determined in step 1425, the CPU 61 proceeds to step 1435 and stores the in-cylinder volume Vtop corresponding to the top dead center (ATDC 0 °) as the corrected ignition in-cylinder volume Vadv.

次いで、CPU61はステップ1440に進んで、先のステップ1215、或いはステップ1220にて求めた着火時筒内容積Vigと、上記補正着火時筒内容積Vadvと、上記通常燃焼速度時最高燃焼温度Tigと、上記(23)式とに基づいて燃焼速度起因温度上昇量ΔTb_veloを求め、ステップ1495を経由して図11のステップ1170に進む。そして、CPU61はステップ1170に進むと、先のステップ1240にて求めた最新の着火時圧縮筒内ガス温度Tpumpと、先のステップ1350にて求めた最新の燃焼起因温度上昇量ΔTburnと、先のステップ1440にて求めた最新の燃焼速度起因温度上昇量ΔTb_veloと、上記(1)式とに基づいて筒内ガスの最高燃焼温度Tflameを求めた後、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU 61 proceeds to step 1440, where the ignition-time in-cylinder volume Vig obtained in the previous step 1215 or step 1220, the corrected ignition-time in-cylinder volume Vadv, and the normal combustion speed-time maximum combustion temperature Tig. Based on the above equation (23), the combustion rate-induced temperature increase ΔTb_velo is obtained, and the process proceeds to step 1170 in FIG. Then, when the CPU 61 proceeds to step 1170, the latest ignition compression cylinder gas temperature Tpump obtained in the previous step 1240, the latest combustion-induced temperature increase ΔTburn obtained in the previous step 1350, and the previous After obtaining the latest combustion rate-induced temperature rise amount ΔTb_velo obtained in step 1440 and the maximum combustion temperature Tflame of the in-cylinder gas based on the above equation (1), the routine proceeds to step 1195 to end the present routine tentatively. .

以降、CPU61は、次の燃料噴射気筒についてのATDC-180°が到来するまでの間、ステップ1100、1105、1145、1195の処理を繰り返し実行する。以上のようにして、新たな筒内ガスの最高燃焼温度Tflameが燃料噴射開始時期が到来する毎に求められていく。   Thereafter, the CPU 61 repeatedly executes the processing of steps 1100, 1105, 1145, and 1195 until ATDC-180 ° for the next fuel injection cylinder comes. As described above, the new maximum in-cylinder gas maximum combustion temperature Tflame is obtained each time the fuel injection start timing comes.

<NOx発生量の計算>
また、CPU61は、図15にフローチャートにより示した実NOx発生量NOxactの計算を行うためのルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU61はステップ1500から処理を開始し、ステップ1505に進んで燃料噴射開始時期(即ち、上記最終燃料噴射時期finjfin)が到来したか否かを判定し、「No」と判定する場合、ステップ1595に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。
<Calculation of NOx generation amount>
Further, the CPU 61 repeatedly executes a routine for calculating the actual NOx generation amount NOxact shown in the flowchart of FIG. 15 every elapse of a predetermined time. Accordingly, when the predetermined timing is reached, the CPU 61 starts processing from step 1500 and proceeds to step 1505 to determine whether or not the fuel injection start timing (that is, the final fuel injection timing finjfin) has arrived. If YES in step 1595, the flow immediately proceeds to step 1595 to end the present routine tentatively.

いま、燃料噴射開始時期が到来したものとすると、CPU61はステップ1510に進み、先のステップ1115にて求められている最新の下死点時吸気酸素濃度RO2cと前記テーブルMaplog1とに基づいて前記テーブル検索値dataMap1(=K1・log(RO2c))を求める。   Assuming that the fuel injection start time has arrived, the CPU 61 proceeds to step 1510, where the table is based on the latest bottom dead center intake oxygen concentration RO2c obtained in the previous step 1115 and the table Maplog1. The search value dataMap1 (= K1 · log (RO2c)) is obtained.

同様に、CPU61はステップ1515に進んで先のステップ570にて格納されている今回の燃料噴射量qfincと前記テーブルMaplog2とに基づいて前記テーブル検索値dataMap2(=K2・log(qfinc))を求め、続くステップ1520にて先のステップ575にて格納されている今回の燃料噴射圧力Pcrcと前記テーブルMaplog3とに基づいて前記テーブル検索値dataMap3(=K3・log(Pcrc))を求め、続くステップ1525にて先のステップ1170にて求めた最新の最高燃焼温度Tflameと前記テーブルMapinvproとに基づいて前記テーブル検索値dataMap4(=K4/Tflame)を求める。   Similarly, the CPU 61 proceeds to step 1515 to obtain the table search value dataMap2 (= K2 · log (qfinc)) based on the current fuel injection amount qfinc stored in the previous step 570 and the table Maplog2. In step 1520, the table search value dataMap3 (= K3 · log (Pcrc)) is obtained based on the current fuel injection pressure Pcrc stored in the previous step 575 and the table Maplog3. The table search value dataMap4 (= K4 / Tflame) is obtained based on the latest maximum combustion temperature Tflame obtained in the previous step 1170 and the table Mapinvpro.

次いで、CPU61はステップ1530に進んで、上記(27)式に従って「log(RNOx_burn)」を求め、続くステップ1535にて、同log(RNOx_burn)と前記テーブルMapinvlogとに基づいて燃焼発生NOx率RNOx_burnを求める。そして、CPU61はステップ1540に進んで、上記今回の燃料噴射量qfincと、上記燃焼発生NOx率RNOx_burnと、上記(24)式に従って実NOx発生量NOxactを求めた後、ステップ1595に進んで本ルーチンを一旦終了する。以降、CPU61は次の燃料噴射気筒についての燃料噴射開始時期が到来するまでの間、ステップ1500、1505、1595の処理を繰り返し実行する。   Next, the CPU 61 proceeds to step 1530 to obtain “log (RNOx_burn)” according to the above equation (27), and in subsequent step 1535, based on the log (RNOx_burn) and the table Mapinvlog, the combustion generation NOx rate RNOx_burn is calculated. Ask. Then, the CPU 61 proceeds to step 1540 to calculate the actual fuel injection amount qfinc, the combustion generation NOx rate RNOx_burn, and the actual NOx generation amount NOxact according to the above equation (24), and then proceeds to step 1595 to execute this routine. Is temporarily terminated. Thereafter, the CPU 61 repeatedly executes the processing of steps 1500, 1505 and 1595 until the fuel injection start timing for the next fuel injection cylinder comes.

以上のようにして、新たな実NOx発生量NOxactが燃料噴射開始時期が到来する毎に求められていく。そして、この新たな実NOx発生量NOxactは、前述のごとく、図5のステップ525にて使用され、この結果、次の燃料噴射気筒についての最終燃料噴射開始時期finjfin、及びEGR制御弁52の開度が同新たな実NOx発生量NOxactに基づいてフィードバック制御されていく。   As described above, a new actual NOx generation amount NOxact is obtained every time the fuel injection start time comes. The new actual NOx generation amount NOxact is used in step 525 of FIG. 5 as described above. As a result, the final fuel injection start timing finjfin for the next fuel injection cylinder and the opening of the EGR control valve 52 are opened. The feedback control is performed based on the new actual NOx generation amount NOxact.

以上、説明したように、本発明の実施形態に係る内燃機関の燃焼温度推定方法によれば、燃料噴射開始時期が到来する毎に、筒内ガスの状態が断熱変化することを原則的に利用して着火時における燃焼前の筒内ガス温度(着火時圧縮筒内ガス温度Tpump)を推定し、燃料の燃焼による発熱量Qfuelを、吸気中のガスの組成(ガス成分の濃度比率)から求められる燃焼に関与する燃焼後の筒内ガスのモル数ngas及び定圧比熱Cpの積で除することで燃焼による筒内ガスの温度上昇量(燃焼起因温度上昇量ΔTburn)を推定し、筒内の燃焼速度に影響を与える因子である燃料噴射圧力Pcrc及びエンジン回転速度NE0に基づいて同燃焼速度の増大による筒内ガスの温度上昇量(燃焼速度起因温度上昇量ΔTb_velo)を推定する。そして、着火時圧縮筒内ガス温度Tpumpに、燃焼起因温度上昇量ΔTburnと燃焼速度起因温度上昇量ΔTb_veloとを加えた値を筒内における最高燃焼温度Tflameとして推定する。従って、上述のごとく、筒内ガスの最高燃焼温度Tflameを簡易な構成で実際の種々の現象に沿うように精度良く推定することができた。   As described above, according to the combustion temperature estimation method for an internal combustion engine according to the embodiment of the present invention, the fact that the state of the in-cylinder gas adiabatically changes every time the fuel injection start timing arrives is used in principle. Then, estimate the in-cylinder gas temperature before combustion at ignition (compression cylinder gas temperature Tpump at ignition), and calculate the calorific value Qfuel from the combustion of the fuel from the composition of the gas in the intake air (concentration ratio of gas components) The amount of in-cylinder gas temperature rise due to combustion (combustion-induced temperature rise ΔTburn) is estimated by dividing the product by the product of the number of moles of in-cylinder gas after combustion involved in combustion, ngas, and constant-pressure specific heat Cp. Based on the fuel injection pressure Pcrc and the engine rotational speed NE0, which are factors affecting the combustion speed, the temperature rise amount of the in-cylinder gas due to the increase in the combustion speed (combustion speed-induced temperature rise amount ΔTb_velo) is estimated. Then, a value obtained by adding the combustion-induced temperature increase ΔTburn and the combustion speed-induced temperature increase ΔTb_velo to the compression-in-cylinder gas temperature Tpump during ignition is estimated as the maximum combustion temperature Tflame in the cylinder. Therefore, as described above, the maximum combustion temperature Tflame of the in-cylinder gas can be estimated with high accuracy so as to follow various actual phenomena with a simple configuration.

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態においては、筒内の燃焼速度に影響を与える因子として、燃料噴射圧力及びエンジン回転速度を採用しているが、筒内に吸入されるガスのスワール比、過給機による過給圧、筒内に吸入されるガス中の酸素濃度のうちの少なくとも1つを筒内の燃焼速度に影響を与える因子として採用してもよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be employed within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the fuel injection pressure and the engine speed are adopted as factors that affect the in-cylinder combustion speed. However, the swirl ratio of the gas sucked into the cylinder, the excess by the supercharger At least one of the supply pressure and the oxygen concentration in the gas sucked into the cylinder may be adopted as a factor that affects the combustion speed in the cylinder.

また、上記実施形態においては、着火時圧縮筒内ガス温度の上昇量(筒内ガス温度上昇量ΔTpump)を発生させる因子としてグローランプへの通電による発熱量が採用されているが、最終燃料噴射時期finjfin(メイン噴射)に先立ってパイロット噴射が行われる場合におけるパイロット噴射された燃料の燃焼による発熱量を同因子として採用してもよい。この場合、パイロット噴射による燃料の噴射量と、同パイロット噴射の時期(メイン噴射時期とパイロット噴射時期との時間間隔(インターバル))等に基づいてパイロット噴射された燃料の燃焼による発熱量(従って、筒内ガスの温度上昇量)を計算するように構成することが好適である。   In the above embodiment, the amount of heat generated by energizing the glow lamp is employed as a factor for generating the amount of increase in the compression cylinder gas temperature during ignition (cylinder gas temperature increase ΔTpump). The amount of heat generated by combustion of fuel injected by pilot injection when pilot injection is performed prior to time finjfin (main injection) may be employed as the same factor. In this case, the amount of heat generated by the combustion of the fuel injected by the pilot injection based on the injection amount of the fuel by the pilot injection and the timing of the pilot injection (the time interval (interval) between the main injection timing and the pilot injection timing), etc. It is preferable that the temperature rise amount of the in-cylinder gas is calculated.

本発明の実施形態に係る内燃機関の燃料温度推定方法を実施する内燃機関の制御装置を4気筒内燃機関(ディーゼル機関)に適用したシステム全体の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an entire system in which a control device for an internal combustion engine that implements a fuel temperature estimation method for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied to a four-cylinder internal combustion engine (diesel engine). 或る一つの気筒のシリンダ内(筒内)に吸気マニホールドからガスが吸入され、筒内に吸入された筒内ガスが排気マニホールドへ排出される様子を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically a mode that gas was suck | inhaled from the intake manifold in the cylinder (in-cylinder) of a certain cylinder, and the in-cylinder gas suck | inhaled in the cylinder was discharged | emitted to an exhaust manifold. 圧縮行程、及び膨張行程にて筒内ガスが断熱変化する場合におけるクランク角度と筒内ガス温度との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the crank angle and cylinder gas temperature in case cylinder gas carries out adiabatic change in a compression stroke and an expansion stroke. 燃焼速度の増大により筒内ガスの最高燃焼温度が上昇することを説明するための図である。It is a figure for demonstrating that the maximum combustion temperature of cylinder interior gas rises by the increase in a combustion speed. 図1に示したCPUが実行する燃料噴射量等を制御するためのルーチンを示したフローチャートである。2 is a flowchart showing a routine for controlling a fuel injection amount and the like executed by a CPU shown in FIG. 図1に示したCPUが図5に示したルーチンを実行する際に参照する燃料噴射量を決定するためのテーブルである。6 is a table for determining a fuel injection amount to be referred to when the CPU shown in FIG. 1 executes the routine shown in FIG. 図1に示したCPUが図5に示したルーチンを実行する際に参照する基本燃料噴射時期を決定するためのテーブルである。6 is a table for determining a basic fuel injection timing to be referred to when the CPU shown in FIG. 1 executes the routine shown in FIG. 図1に示したCPUが図5に示したルーチンを実行する際に参照する基本燃料噴射圧力を決定するためのテーブルである。6 is a table for determining a basic fuel injection pressure to be referred to when the CPU shown in FIG. 1 executes the routine shown in FIG. 図1に示したCPUが図5に示したルーチンを実行する際に参照する目標NOx発生量を決定するためのテーブルである。6 is a table for determining a target NOx generation amount to be referred to when the CPU shown in FIG. 1 executes the routine shown in FIG. 図1に示したCPUが図5に示したルーチンを実行する際に参照する噴射時期補正値を決定するためのテーブルである。6 is a table for determining an injection timing correction value to be referred to when the CPU shown in FIG. 1 executes the routine shown in FIG. 図1に示したCPUが実行する燃焼温度の計算を実行するためのルーチンを示したフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a routine for executing calculation of a combustion temperature executed by a CPU shown in FIG. 1. FIG. 図1に示したCPUが実行する着火時圧縮筒内ガス温度の計算を実行するためのルーチンを示したフローチャートである。3 is a flowchart showing a routine for executing calculation of an ignition compression in-cylinder gas temperature executed by a CPU shown in FIG. 1. 図1に示したCPUが実行する燃焼起因温度上昇量の計算を実行するためのルーチンを示したフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a routine for performing calculation of a combustion-induced temperature increase amount executed by a CPU shown in FIG. 1. FIG. 図1に示したCPUが実行する燃焼速度起因温度上昇量の計算を実行するためのルーチンを示したフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a routine for executing calculation of a combustion rate-induced temperature increase executed by a CPU shown in FIG. 1. FIG. 図1に示したCPUが実行するNOx発生量(実NOx発生量)の計算を実行するためのルーチンを示したフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a routine for performing calculation of a NOx generation amount (actual NOx generation amount) executed by a CPU shown in FIG. 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

21…燃料噴射弁、22…燃料噴射用ポンプ、24…グロープラグ、31…吸気マニホールド、32…吸気管、41…排気マニホールド、42…排気管、50…EGR装置、52…EGR制御弁、60…電気制御装置、61…CPU、71…エアフローメータ、72…吸気温センサ、73…吸気管圧力センサ、74…クランクポジションセンサ、76…吸気酸素濃度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Fuel injection valve, 22 ... Pump for fuel injection, 24 ... Glow plug, 31 ... Intake manifold, 32 ... Intake pipe, 41 ... Exhaust manifold, 42 ... Exhaust pipe, 50 ... EGR device, 52 ... EGR control valve, 60 ... Electric control device 61 ... CPU 71 ... Air flow meter 72 ... Intake air temperature sensor 73 ... Intake pipe pressure sensor 74 ... Crank position sensor 76 ... Intake oxygen concentration sensor

Claims (5)

内燃機関の筒内における燃焼温度を推定する内燃機関の燃焼温度推定方法であって、
少なくとも前記筒内に存在する筒内ガスが同筒内で圧縮されることを利用して、着火時における燃焼前の筒内ガス温度である着火時圧縮筒内ガス温度を推定し、
少なくとも前記筒内に吸入されるガスの組成と、噴射された燃料の燃焼による発熱量とに基づいて、燃焼による前記筒内ガスの温度上昇量である燃焼起因温度上昇量を推定し、
前記筒内の燃焼速度に影響を与える因子に基づいて同燃焼速度の増大による前記筒内ガスの温度上昇量である燃焼速度起因温度上昇量を推定するとともに、
前記着火時圧縮筒内ガス温度に、前記燃焼起因温度上昇量と前記燃焼速度起因温度上昇量とを加えた値を前記筒内における燃焼温度として推定する内燃機関の燃焼温度推定方法。
A method for estimating a combustion temperature of an internal combustion engine for estimating a combustion temperature in a cylinder of the internal combustion engine,
Using the fact that at least the in-cylinder gas existing in the cylinder is compressed in the cylinder, an in-cylinder gas temperature during ignition that is an in-cylinder gas temperature before combustion at the time of ignition is estimated,
Based on at least the composition of the gas sucked into the cylinder and the amount of heat generated by the combustion of the injected fuel, an amount of temperature increase due to combustion, which is the amount of temperature increase of the cylinder gas due to combustion, is estimated,
Based on a factor that affects the in-cylinder combustion speed, the temperature increase amount due to the combustion speed that is the temperature increase amount of the in-cylinder gas due to the increase in the combustion speed is estimated,
A combustion temperature estimation method for an internal combustion engine, wherein a value obtained by adding the combustion-induced temperature rise amount and the combustion speed-induced temperature rise amount to the compression-in-cylinder gas temperature during ignition is estimated as a combustion temperature in the cylinder.
請求項1に記載の内燃機関の燃焼温度推定方法において、
前記筒内に吸入されるガスの温度と、同吸入されるガスの組成と、前記燃焼前の筒内ガス温度を上昇せしめる因子に基づいて推定される前記着火時圧縮筒内ガス温度の上昇量と、
に基づいて同着火時圧縮筒内ガス温度を推定する内燃機関の燃焼温度推定方法。
The combustion temperature estimation method for an internal combustion engine according to claim 1,
Increase amount of the compression cylinder gas temperature at the time of ignition estimated based on the temperature of the gas sucked into the cylinder, the composition of the gas sucked, and the factors that increase the cylinder gas temperature before the combustion When,
A method for estimating a combustion temperature of an internal combustion engine that estimates a gas temperature in a compression cylinder during ignition based on the above.
請求項2に記載の内燃機関の燃焼温度推定方法において、
前記燃焼前の筒内ガス温度を上昇せしめる因子としての、前記燃料の噴射に先立ってパイロット噴射が行われる場合における同パイロット噴射された燃料の燃焼による発熱量、及びグロープラグへの通電が行われる場合における同通電による発熱量のうち少なくとも1つ、
に基づいて前記着火時圧縮筒内ガス温度の上昇量を推定する内燃機関の燃焼温度推定方法。
The method for estimating a combustion temperature of an internal combustion engine according to claim 2,
As a factor for raising the in-cylinder gas temperature before the combustion, when the pilot injection is performed prior to the fuel injection, the amount of heat generated by the combustion of the fuel injected by the pilot and the energization to the glow plug are performed. At least one of the heat generated by the same energization in the case,
A method for estimating the combustion temperature of an internal combustion engine that estimates the amount of increase in the temperature of the compression cylinder gas during ignition based on the above.
請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の内燃機関の燃焼温度推定方法において、
前記着火時が圧縮上死点に対応する時期よりも前である場合、同着火時が同圧縮上死点に対応する時期と一致するものと仮定して、前記着火時圧縮筒内ガス温度を推定する内燃機関の燃焼温度推定方法。
In the internal combustion engine combustion temperature estimation method according to any one of claims 1 to 3,
When the ignition time is earlier than the time corresponding to the compression top dead center, it is assumed that the ignition time coincides with the time corresponding to the compression top dead center. A method for estimating a combustion temperature of an internal combustion engine to be estimated.
請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の内燃機関の燃焼温度推定方法において、
前記筒内の燃焼速度に影響を与える因子としての、前記燃料の噴射圧力、前記機関の回転速度、前記筒内に吸入されるガスのスワール比、前記機関に過給機が配設されている場合における同過給機による過給圧、及び前記筒内に吸入されるガス中の酸素濃度のうち少なくとも1つ、
に基づいて前記燃焼速度起因温度上昇量を推定する内燃機関の燃焼温度推定方法。
In the combustion temperature estimation method of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
The fuel injection pressure, the rotational speed of the engine, the swirl ratio of the gas sucked into the cylinder, and the supercharger are provided in the engine as factors that affect the combustion speed in the cylinder. At least one of the supercharging pressure by the same supercharger and the oxygen concentration in the gas sucked into the cylinder,
A combustion temperature estimation method for an internal combustion engine that estimates the amount of increase in temperature due to combustion speed based on
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