JP2006063899A - Control device for internal combustion engine, automobile equipped with the same and method for estimating temperature of fuel injection valve of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置およびこれを搭載する自動車並びに内燃機関における燃料噴射弁の温度の推定方法に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, an automobile equipped with the same, and a method for estimating the temperature of a fuel injection valve in the internal combustion engine.
従来、この種の内燃機関の制御装置としては、始動時の吸気温と冷却水温とに基づいて燃料噴射弁の先端温度を推定するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、推定した燃料噴射弁の先端温度がEGR温度以上となったときにEGRの実行を開始する。
しかしながら、上述の内燃機関の制御装置では、始動時の吸気温を燃料噴射弁の先端温度の初期値として用いて燃料噴射弁の先端温度を推定するから、内燃機関を自動停止したり自動始動する場合には、燃料噴射弁の先端温度を適正に推定することができない。これは、自動停止したり自動始動する内燃機関では、自動始動するときには燃料噴射弁の先端は吸気温より高い温度となっていることに基づく。したがって、こうした不適正な推定温度を用いて内燃機関を始動すれば、内燃機関を適正に始動できない場合が生じる。 However, in the above-described control device for an internal combustion engine, the tip temperature of the fuel injection valve is estimated using the intake air temperature at the time of start as the initial value of the tip temperature of the fuel injection valve, so the internal combustion engine is automatically stopped or automatically started. In this case, the tip temperature of the fuel injection valve cannot be estimated properly. This is based on the fact that in an internal combustion engine that automatically stops or automatically starts, the tip of the fuel injection valve is higher than the intake air temperature when the engine is automatically started. Therefore, if the internal combustion engine is started using such an inappropriate estimated temperature, the internal combustion engine may not be started properly.
本発明の内燃機関の制御装置およびこれを搭載する自動車並びに内燃機関における燃料噴射弁の温度の推定方法は、内燃機関の自動停止や自動始動に拘わらず、燃料噴射弁の温度をより適正に推定することを目的とする。 The control apparatus for an internal combustion engine, the automobile equipped with the same, and the method for estimating the temperature of the fuel injection valve in the internal combustion engine according to the present invention more appropriately estimate the temperature of the fuel injection valve regardless of whether the internal combustion engine is automatically stopped or automatically started. The purpose is to do.
本発明の内燃機関の制御装置およびこれを搭載する自動車並びに内燃機関における燃料噴射弁の温度の推定方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。 In order to achieve at least a part of the above object, the control device for an internal combustion engine, the automobile equipped with the same, and the method for estimating the temperature of the fuel injection valve in the internal combustion engine of the present invention employ the following means.
本発明の内燃機関の制御装置は、
内燃機関の制御装置であって、
所定の停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止すると共に所定の始動条件が成立したときに該自動停止した内燃機関を自動始動する自動始動停止手段と、
前記内燃機関の状態を検出する状態検出手段と、
前記内燃機関が運転されているときには運転中温度推定ロジックにより該内燃機関の燃料噴射弁の温度を推定し、前記内燃機関が自動停止されているときには自動停止中ロジックにより該内燃機関の燃料噴射弁の温度を推定する噴射弁温度推定手段と、
を備えることを要旨とする。
The control device for an internal combustion engine of the present invention comprises:
A control device for an internal combustion engine,
Automatic start / stop means for automatically stopping the internal combustion engine when a predetermined stop condition is satisfied and automatically starting the internal combustion engine that has been automatically stopped when the predetermined start condition is satisfied;
State detecting means for detecting the state of the internal combustion engine;
When the internal combustion engine is operating, the temperature of the fuel injection valve of the internal combustion engine is estimated by an operating temperature estimation logic, and when the internal combustion engine is automatically stopped, the fuel injection valve of the internal combustion engine is determined by the automatic stop logic. Injection valve temperature estimating means for estimating the temperature of
It is a summary to provide.
この本発明の内燃機関の制御装置では、内燃機関が運転されているときには運転中温度推定ロジックにより内燃機関の燃料噴射弁の温度を推定し、内燃機関が自動停止されているときには自動停止中ロジックにより内燃機関の燃料噴射弁の温度を推定する。したがって、内燃機関を運転している最中でも内燃機関を自動停止している最中でも燃料噴射弁の温度をより適正に推定することができる。 In the control device for an internal combustion engine according to the present invention, the temperature of the fuel injection valve of the internal combustion engine is estimated by the operating temperature estimation logic when the internal combustion engine is operated, and the automatic stop logic is operated when the internal combustion engine is automatically stopped. Thus, the temperature of the fuel injection valve of the internal combustion engine is estimated. Accordingly, the temperature of the fuel injection valve can be estimated more appropriately even while the internal combustion engine is being operated and while the internal combustion engine is being automatically stopped.
こうした本発明の内燃機関の制御装置において、前記状態検出手段は前記内燃機関の冷却系の冷却媒体の温度と前記燃料噴射弁から噴射した燃料噴射量と外気の温度とを含む物理量を検出する手段であり、前記噴射弁温度推定手段は、前記冷却媒体の温度と前記燃料噴射量とに基づいて前記内燃機関が運転されているときの前記燃料噴射弁の温度を推定し、前記内燃機関を自動停止する直前に前記運転中温度推定ロジックにより推定された前記燃料噴射弁の温度と前記冷却媒体の温度と前記外気の温度とに基づいて前記内燃機関が自動停止されているときの前記燃料噴射弁の温度を推定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記噴射弁温度推定手段は、前記内燃機関を自動停止する前の該内燃機関の運転状態に基づいて該内燃機関が自動停止されているときの前記燃料噴射弁の温度を推定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より正確に燃料噴射弁の温度を推定することができる。 In such a control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the state detection means detects a physical quantity including the temperature of the cooling medium of the cooling system of the internal combustion engine, the fuel injection amount injected from the fuel injection valve, and the temperature of the outside air. The injection valve temperature estimation means estimates the temperature of the fuel injection valve when the internal combustion engine is operating based on the temperature of the cooling medium and the fuel injection amount, and automatically operates the internal combustion engine. The fuel injection valve when the internal combustion engine is automatically stopped based on the temperature of the fuel injection valve, the temperature of the cooling medium, and the temperature of the outside air estimated by the operating temperature estimation logic immediately before stopping. It can also be a means for estimating the temperature. In this case, the injection valve temperature estimation means estimates the temperature of the fuel injection valve when the internal combustion engine is automatically stopped based on the operating state of the internal combustion engine before the internal combustion engine is automatically stopped. It can also be assumed. In this way, the temperature of the fuel injection valve can be estimated more accurately.
また、本発明の内燃機関の制御装置において、前記噴射弁温度推定手段は、前記燃料噴射弁の先端温度を推定する手段であるものとすることもできる。あるいは、本発明の内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射弁は前記内燃機関の筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁であるものとすることでもきる。 In the control device for an internal combustion engine of the present invention, the injection valve temperature estimation means may be means for estimating the tip temperature of the fuel injection valve. Alternatively, in the control device for an internal combustion engine of the present invention, the fuel injection valve may be a fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder of the internal combustion engine.
さらに、本発明の内燃機関の制御装置において、前記自動停止始動手段は、前記噴射弁温度推定手段により推定された前記内燃機関が自動停止されているときの前記燃料噴射弁の温度を用いて該内燃機関を自動始動する手段であるものとすることもできるし、前記所定の始動条件が成立したときには前記自動停止中ロジックにより推定された前記燃料噴射弁の温度を用いて前記内燃機関を自動始動する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関をより適正に自動始動することができる。 Furthermore, in the control device for an internal combustion engine of the present invention, the automatic stop start means uses the temperature of the fuel injection valve when the internal combustion engine is automatically stopped, which is estimated by the injection valve temperature estimation means. The internal combustion engine may be a means for automatically starting, or when the predetermined start condition is satisfied, the internal combustion engine is automatically started using the temperature of the fuel injection valve estimated by the automatic stop logic. It can also be a means to do. If it carries out like this, an internal combustion engine can be automatically started more appropriately.
本発明の自動車は、内燃機関と、該内燃機関を制御する制御装置として上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関の制御装置、即ち、基本的には、内燃機関の制御装置であって、所定の停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止すると共に所定の始動条件が成立したときに該自動停止した内燃機関を自動始動する自動始動停止手段と、前記内燃機関の状態を検出する状態検出手段と、前記内燃機関が運転されているときには運転中温度推定ロジックにより該内燃機関の燃料噴射弁の温度を推定し、前記内燃機関が自動停止されているときには自動停止中ロジックにより該内燃機関の燃料噴射弁の温度を推定する噴射弁温度推定手段と、を備える内燃機関の制御装置を搭載し、該内燃機関からの動力を用いて走行することを要旨とする。 The automobile of the present invention is an internal combustion engine and a control device for an internal combustion engine according to any one of the above-described embodiments as a control device for controlling the internal combustion engine, that is, basically a control device for an internal combustion engine. An automatic start / stop means for automatically starting the internal combustion engine when a predetermined stop condition is satisfied and automatically starting the internal combustion engine when the predetermined start condition is satisfied; and detecting the state of the internal combustion engine When the internal combustion engine is in operation, the state detecting means estimates the temperature of the fuel injection valve of the internal combustion engine by operating temperature estimation logic, and when the internal combustion engine is automatically stopped, the internal combustion engine uses the automatic stop logic. The gist of the present invention is to mount a control device for an internal combustion engine including an injection valve temperature estimation means for estimating the temperature of a fuel injection valve of the engine, and to travel using the power from the internal combustion engine.
この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関の制御装置を搭載するから、本発明の内燃機関の制御装置が奏する効果、例えば、内燃機関を運転している最中でも内燃機関を自動停止している最中でも燃料噴射弁の温度をより適正に推定することができる効果などと同様な効果を奏することができる。 Since the automobile of the present invention is equipped with the control device for an internal combustion engine of the present invention according to any one of the above-described aspects, the effects of the control device for the internal combustion engine of the present invention, for example, while the internal combustion engine is being operated. While the internal combustion engine is automatically stopped, it is possible to achieve the same effect as the effect that the temperature of the fuel injection valve can be estimated more appropriately.
本発明の他の内燃機関の制御装置は、
内燃機関の制御装置であって、
所定の停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止すると共に所定の始動条件が成立したときに該自動停止した内燃機関を自動始動する自動停止始動手段と、
前記内燃機関の状態を検出する状態検出手段と、
前記内燃機関の自動停止に拘わらず該内燃機関の燃料噴射弁の温度を推定する噴射弁温度推定手段と、
該推定された燃料噴射弁の温度を用いて前記内燃機関が自動始動されるよう前記自動停止始動手段を制御する始動時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
Another control device for an internal combustion engine of the present invention is:
A control device for an internal combustion engine,
Automatic stop start means for automatically stopping the internal combustion engine when a predetermined stop condition is satisfied and automatically starting the internal combustion engine that has been automatically stopped when the predetermined start condition is satisfied;
State detecting means for detecting the state of the internal combustion engine;
Injection valve temperature estimating means for estimating the temperature of the fuel injection valve of the internal combustion engine regardless of the automatic stop of the internal combustion engine;
Start-up control means for controlling the automatic stop start means so that the internal combustion engine is automatically started using the estimated temperature of the fuel injection valve;
It is a summary to provide.
この本発明の他の内燃機関の制御装置では、内燃機関の自動停止に拘わらず内燃機関の燃料噴射弁の温度を推定し、推定した燃料噴射弁の温度を用いて自動停止した内燃機関を自動始動する。したがって、推定した燃料噴射弁の温度を用いて内燃機関をより適正に自動始動することができる。 In the control device for another internal combustion engine of the present invention, the temperature of the fuel injection valve of the internal combustion engine is estimated regardless of the automatic stop of the internal combustion engine, and the internal combustion engine that has been automatically stopped using the estimated temperature of the fuel injection valve is automatically detected. Start. Therefore, the internal combustion engine can be automatically started more appropriately using the estimated temperature of the fuel injection valve.
本発明の内燃機関における燃料噴射弁の温度の推定方法は、
所定の停止条件が成立したときに自動停止されると共に所定の始動条件が成立したときに自動始動される内燃機関における燃料噴射弁の温度の推定方法であって、
(a)前記内燃機関の状態を検出し、
(b)前記内燃機関が運転されているときには運転中温度推定ロジックにより該内燃機関の燃料噴射弁の温度を推定し、前記内燃機関が自動停止されているときには自動停止中ロジックにより該内燃機関の燃料噴射弁の温度を推定する
ことを要旨とする。
The method of estimating the temperature of the fuel injection valve in the internal combustion engine of the present invention is as follows:
A method for estimating the temperature of a fuel injection valve in an internal combustion engine that is automatically stopped when a predetermined stop condition is satisfied and that is automatically started when a predetermined start condition is satisfied,
(A) detecting the state of the internal combustion engine;
(B) When the internal combustion engine is operating, the temperature of the fuel injection valve of the internal combustion engine is estimated by an operating temperature estimation logic, and when the internal combustion engine is automatically stopped, the internal combustion engine logic of the internal combustion engine is The gist is to estimate the temperature of the fuel injector.
この本発明の内燃機関の制御方法によれば、内燃機関が運転されているときには運転中温度推定ロジックにより内燃機関の燃料噴射弁の温度を推定し、内燃機関が自動停止されているときには自動停止中ロジックにより内燃機関の燃料噴射弁の温度を推定するから、内燃機関を運転している最中でも内燃機関を自動停止している最中でも燃料噴射弁の温度をより適正に推定することができる。 According to the control method for an internal combustion engine of the present invention, the temperature of the fuel injection valve of the internal combustion engine is estimated by the operating temperature estimation logic when the internal combustion engine is operating, and the automatic stop is performed when the internal combustion engine is automatically stopped. Since the temperature of the fuel injection valve of the internal combustion engine is estimated by the middle logic, the temperature of the fuel injection valve can be estimated more appropriately even during the operation of the internal combustion engine and during the automatic stop of the internal combustion engine.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例である内燃機関の制御装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して複数のピニオンギヤ33を連結するキャリア34が接続されると共にギヤ機構37とデファレンシャルギヤ38を介して駆動輪39a、39bにリングギヤ32が連結されたリングギヤ軸32aが接続された遊星歯車30と、この遊星歯車30のサンギヤ31に接続された発電可能なモータMG1と、遊星歯車30のリングギヤ32にリングギヤ軸32aと減速ギヤ35とを介して接続されたモータMG2と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a
エンジン22は、図2に示すように、筒内に直接ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料を噴射する筒内用燃料噴射バルブ125(図1には125a〜125fと表示)を備える内燃機関として構成されている。エンジン22は、エアクリーナ122により清浄された空気をスロットルバルブ124と吸気バルブ128とを介して燃焼室に吸入すると共に吸気行程の途中あるいは圧縮行程に至ってから筒内用燃料噴射バルブ125から燃焼室内に直接燃料を噴射し、圧縮行程後の上死点近傍で点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化装置(三元触媒)134を介して外気へ排出される。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fには、燃料タンク60から燃料ポンプ62により供給されると共にクランクシャフト26の動力によって駆動する高圧燃料ポンプ64により加圧された燃料がデリバリパイプ66によって供給されている。高圧燃料ポンプ64は、例えば、クランクシャフト26の回転により回転駆動するカムシャフトの凹凸による上下運動を用いて駆動させることができる。なお、図示しないが、高圧燃料ポンプ64の吐出側には燃料の逆流を防止すると共にデリバリパイプ66内の燃料圧力を保持するチェックバルブが取り付けられている。また、デリバリパイプ66は、燃料圧力が過剰となるのを防止するリリーフバルブ67を介して燃料を燃料タンク60に戻すリリーフパイプ68が取り付けられている。
As shown in FIG. 1, in-cylinder
エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により制御されている。エンジンECU24には、エンジン22の状態などを検出する種々のセンサからの信号が図示しない入力ポートを介して入力されている。例えば、エンジンECU24には、エアクリーナ122に取り付けられた温度センサ123からの吸気温Taやクランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140からのクランクポジション,エンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温Tw,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ128や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカムポジション,スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットルポジション,エンジン22の負荷としての吸入空気量を検出するバキュームセンサ148からの吸入空気量,筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fに燃料を供給するデリバリパイプに取り付けられた燃圧センサ69からの燃圧,車両外部に取り付けられた外気温センサ152からの外気温Toutなどが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号が図示しない出力ポートを介して出力されている。例えば、エンジンECU24からは、筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fへの駆動信号やスロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動信号,イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への制御信号,吸気バルブ128の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構150への制御信号,燃料ポンプ62への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータを出力する。
The
モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介して電力ライン54により接続されたバッテリ50と電力のやりとりを行なう。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。
Both the motor MG1 and the motor MG2 are configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as electric motors, and are connected to a
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。バッテリECU52では、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)も演算している。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。ここで、トルク変換運転モードは、充放電運転モードにおいてバッテリ50の充放電電力が値0のときであるから、充放電運転モードの一態様として考えることができる。したがって、実施例のハイブリッド自動車20は、エンジン22を停止した状態でモータMG2からの動力により走行するモータ運転モードとエンジン22を運転した状態でエンジン22から動力を用いて走行する充放電運転モードとを切り替えて、即ち、エンジン22の自動停止と自動始動とを伴いながら走行することになる。なお、実施例では、エンジン22の自動停止の条件としては、バッテリ50の残容量(SOC)が所定値以上で駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求動力(パワー)が所定パワー(例えば、2kWや4kW,6kWなど)以下でエンジン22の冷却水温Twが所定温度(例えば、50℃や60℃など)以上などの条件のすべてを満たしたときに成立し、エンジン22の自動始動の条件としては自動停止の条件のいずれかが満たされなくなったときに成立するものとした。
The
次に、こうしてエンジン22の自動停止と自動始動とを伴って走行するハイブリッド自動車20におけるエンジン22の筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度の推定処理について説明する。図3は、エンジンECU24により実行される燃料噴射弁先端温度推定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、イグニッションスイッチ80がオンしたときからオフされるまで所定時間毎(例えば、100msec毎や1秒毎)に繰り返し実行される。
Next, processing for estimating the tip temperatures of the cylinder
この燃料噴射弁先端温度推定ルーチンが実行されると、エンジンECU24は、まず、エンジン22が運転中であるか否か、即ち、エンジン22が自動停止中であるか否かを判定する(ステップS100)。この判定は、エンジン22への燃料噴射制御や点火制御が行なわれているか否かなどにより容易に行なうことができる。エンジン22が運転中であるときには水温センサ142からの冷却水温Twや筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fから噴射した燃料噴射量τを入力し(ステップS110)、冷却水温Twや燃料噴射量τを用いてエンジン運転中ロジックにより筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定し(ステップS120)、本ルーチンを終了する。
When this fuel injection valve tip temperature estimation routine is executed, the
エンジン運転中ロジックとしては、例えば、走行に最も多く用いられる最多運転ポイント(例えば、回転数が2000rpmでトルクがその回転数でエンジン22を最も効率よく運転することができるトルク)でエンジン22を定常運転したときの筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjや冷却水温Tw,燃料噴射量τを定常先端温度Tconや定常水温Tset,定常噴射量τsetとして実験などにより予め求めておき、エンジン22の運転中の冷却水温Twと定常水温Tsetとに基づいて補正係数K1を計算すると共に燃料噴射量τと定常噴射量τsetとに基づいて補正係数K2を計算し、定常先端温度Tconに補正係数K1,K2を乗じることにより筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定する、などのロジックを用いることができる。このエンジン運転中ロジックの一例のエンジン運転中温度推定ルーチンを図4に示す。このルーチンでは、まず、冷却水温Twと定常水温Tsetとの差を定常水温Tsetで割ったものに係数t1を乗じて値1を加えることにより補正係数K1を計算すると共に燃料噴射量τと定常噴射量τsetとの差を定常噴射量τsetで割ったものに係数t2を乗じて値1を加えることにより補正係数K2を計算し(ステップS200)、計算した補正係数K1,K2を定常先端温度Tconに乗じて先端温度Tinjを計算する(ステップS210)。ここで、係数t1,t2は適合値である。なお、エンジン運転中ロジックの一例として冷却水温Twと燃料噴射量τとに基づく補正係数K1,K2を定常先端温度Tconに乗じるものを説明したが、冷却水温Twと燃料噴射量τとに基づいて筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定するものであれば、他の如何なるロジックを用いるものとしてもよい。
As the logic during engine operation, for example, the
一方、ステップS100でエンジン22が運転停止中(自動停止中)であると判定されると、エンジン22を自動停止する直前に推定されたり検出された筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjやエンジン回転数Ne,吸入空気量Ga,エンジン22を自動停止してから経過時間t,現在の冷却水温Tw,外気温Toutなどを入力し(ステップS130)、入力したこれらのデータを用いてエンジン運転停止中ロジックにより筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定し(ステップS140)、本ルーチンを終了する。
On the other hand, if it is determined in step S100 that the
エンジン運転停止中ロジックとしては、例えば、基準外気温Tost(例えば25℃)で上述の最多運転ポイントで定常運転していたエンジン22を停止したときの筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjと冷却水温Twの時間変化を基準先端温度の変化と基準冷却水温度の変化として実験などにより求めておき、この基準先端温度の変化に対して定常先端温度Tconと停止時の先端温度Tinjとの差を加算して推定用先端温度の変化を求め、これに、最多運転ポイントにおけるエンジン回転数Nstや吸入空気量Gastと停止直前のエンジン回転数Neや吸入空気量Gaとから計算される停止時補正係数K3と、自動停止からの経過時間tにおける基準冷却水温度Twstや基準外気温Tostと現在の冷却水温Twや外気温Toutとから計算される停止後補正係数K4とを乗じて先端温度Tinjを計算するなどのロジックを用いることができる。このエンジン運転停止中ロジックの一例のエンジン運転停止中温度推定ルーチンを図5に示す。このルーチンでは、まず、エンジン22を停止した直後であるか否かを判定し(ステップS300)、エンジン22を停止した直後であるときには基準先端温度の変化にエンジン22を停止したときの先端温度Tinjと定常先端温度Tconとの差を加えて推定用先端温度T(t)の変化を設定する(ステップS310)。基準先端温度の変化と推定用先端温度の変化の一例を図6に示す。続いて、エンジン回転数Neと最多運転ポイントにおけるエンジン回転数Nstとの差を最多運転ポイントにおけるエンジン回転数Nstで割ったものに係数t3を乗じて値1を加えることにより停止時補正係数K3を計算すると共に吸入空気量Gaと最多運転ポイントにおける吸入空気量Gastとの差を最多運転ポイントにおける吸入空気量Gastで割ったものに係数t4を乗じて値1を加えることにより停止時補正係数K4を計算する(ステップS320)。次に、現在の冷却水温Twと経過時間tにおける基準冷却水温度Tw(t)との差を経過時間tにおける基準冷却水温度Tw(t)で割ったものに係数t5を乗じて値1を加えることにより停止後補正係数K5を計算すると共に外気温Toutと基準外気温Tostとの差を基準外気温Tostで割ったものに係数t6を乗じて値1を加えることにより補正後補正係数K6を計算する(ステップS330)。そして、計算した停止時補正係数K3,K4と停止後補正係数K5,K6とを経過時間tにおける推定用先端温度T(t)に乗じて先端温度Tinjを計算する(ステップS340)。基準冷却水温度Tw(t)の一例を図7に示す。ここで、係数t3〜t6は適合値である。なお、エンジン運転停止中ロジックの一例として、エンジン22の停止時におけるエンジン回転数Neと吸入空気量Gaとに基づく停止時補正係数K3,K4と冷却水温Twと外気温Toutとに基づく停止後補正係数K5,K6とを最多運転ポイントで定常運転していたエンジン22を停止したときの基準先端温度の変化とエンジン22の停止時に推定された先端温度Tinjとに基づいて設定された推定用先端温度T(t)に乗じることにより先端温度Tinjを推定したが、エンジン22の停止時に推定された先端温度Tinjやエンジン22の停止直前の状態,エンジン22の停止からの経過時間t,現在の冷却水温Tw,外気温Toutなどに基づいてエンジン22を停止している最中の筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定するものであれば、他の如何なるロジックを用いるものとしてもよい。
As the engine shutdown logic, for example, the tip temperature of the in-cylinder
こうして推定された筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjは、エンジン22の運転制御に用いられる。例えば、エンジン運転中ロジックにより推定された筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjは、エンジン22を運転している最中のエンジン22の運転制御に用いられ、エンジン運転停止中ロジックにより推定された筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjは、自動停止されたエンジン22を自動始動する際に用いられる。
The estimated tip temperatures Tinj of the in-cylinder
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、エンジン22を自動停止中にはエンジン22が運転中に用いられるエンジン運転中ロジックとは異なるエンジン運転停止中ロジックにより筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定するから、筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjをより適正に推定することができる。しかも、エンジン22を自動停止する直前に推定されたり検出された筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjやエンジン回転数Ne,吸入空気量Ga,エンジン22を自動停止してから経過時間t,現在の冷却水温Tw,外気温Toutなどに基づいて筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定するから、より適正に筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定することができる。また、実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22を自動停止している最中に推定した筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjをエンジン22の始動時に用いるから、エンジン22をより適正に始動することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22を運転しているときにはエンジン運転中ロジックにより筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定し、エンジン22を自動停止しているときにはエンジン運転停止中ロジックにより筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定するものとしたが、エンジン22の運転の有無に拘わらず筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定することができるロジックを用いるものとすれば、エンジン22の運転の有無に拘わらずそのロジックを用いて筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定するものとしてもよい。この場合でも、エンジン22を自動停止しているときに筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定するから、推定した先端温度Tinjをエンジン22の始動時に用いることができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22を自動停止する直前に推定されたり検出された筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjやエンジン回転数Ne,吸入空気量Ga,エンジン22を自動停止してから経過時間t,現在の冷却水温Tw,外気温Toutなどを用いてエンジン運転停止中ロジックにより筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定するものとしたが、これらのデータに加えて、他のデータを用いて筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定するものとしてもよいし、これらのデータの一部を用いて筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定するものとしてもよい。この場合、エンジン運転停止中ロジックは異なるものとなる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fを備える筒内噴射式のエンジン22を搭載するものとしたが、吸気ポートに燃料噴射するポート用燃料噴射バルブを備える吸気ポート噴射式のエンジンを搭載するものとしてもよい。この場合、エンジンを運転しているときにはエンジン運転中ロジックによりポート用燃料噴射バルブの先端温度を推定し、エンジンを自動停止しているときにはエンジン運転停止中ロジックによりポート用燃料噴射バルブの先端温度を推定すればよい。さらに、筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fに加えてポート用燃料噴射バルブも備えるエンジンを搭載するものとしてもよい。この場合、エンジンを運転しているときには筒内用エンジン運転中ロジックにより筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定すると共にポート用エンジン運転中ロジックによりポート用燃料噴射バルブの先端温度を推定し、エンジンを自動停止しているときには筒内用エンジン運転停止中ロジックにより筒内用燃料噴射バルブ125a〜125fの先端温度Tinjを推定すると共にポート用エンジン運転停止中ロジックによりポート用燃料噴射バルブの先端温度を推定すればよい。
In the
実施例では、エンジン22を自動停止したり自動始動する内燃機関の制御装置をハイブリッド自動車20に搭載したものとして説明したが、内燃機関を自動停止したり自動始動する制御装置をハイブリッド自動車以外の自動車、例えば駆動用のモータを搭載しない通常のガソリンエンジンを搭載した自動車に搭載するものとしてもよい。この場合、内燃機関の自動停止や自動始動は、アイドルストップ制御などを考えることができる。また、内燃機関を自動停止したり自動始動する内燃機関の制御装置を自動車以外の列車などの車両や船舶,航空機などの移動体に搭載するものとしたり、建設設備などの移動しない設備に組み込まれるものとしてもよい。
In the embodiment, the control device for the internal combustion engine that automatically stops or automatically starts the
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 遊星歯車、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、37 ギヤ機構、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 燃料タンク、62 燃料ポンプ、64 高圧燃料ポンプ、66 デリバリパイプ、67 リリーフバルブ、68 リリーフパイプ、69 燃圧センサ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、122 エアクリーナ、123 温度センサ、124 スロットルバルブ、125,125a〜125f 筒内用燃料噴射バルブ、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、134 浄化装置、136 スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 バキュームセンサ、150 可変バルブタイミング機構、152 外気温センサ、MG1,MG2 モータ。
20 hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 planetary gear, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 35 reduction gear, 37 Gear mechanism, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51 temperature sensor, 52 battery electronic control unit (Battery ECU), 54 power line, 60 fuel tank, 62 fuel pump, 64 high pressure fuel pump, 66 delivery pipe, 67 relief valve, 68 relief pipe, 69 fuel pressure sensor, 70 electronic control unit for hybrid 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 122 air cleaner , 123 Temperature sensor, 124 Throttle valve, 125, 125a to 125f In-cylinder fuel injection valve, 128 Intake valve, 130 Spark plug, 132 Piston, 134 Purifier, 136 Throttle motor, 138 Ignition coil, 140 Crank position sensor, 142 Water temperature sensor, 144 cam position sensor, 146 throttle valve position sensor, 148 vacuum sensor, 150 variable valve timing mechanism, 52 outside air temperature sensor, MG1, MG2 motor.
Claims (7)
所定の停止条件が成立したときに内燃機関を自動停止すると共に所定の始動条件が成立したときに該自動停止した内燃機関を自動始動する自動始動停止手段と、
前記内燃機関の状態を検出する状態検出手段と、
前記内燃機関が運転されているときには運転中温度推定ロジックにより該内燃機関の燃料噴射弁の温度を推定し、前記内燃機関が自動停止されているときには自動停止中ロジックにより該内燃機関の燃料噴射弁の温度を推定する噴射弁温度推定手段と、
を備える内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine,
Automatic start / stop means for automatically stopping the internal combustion engine when a predetermined stop condition is satisfied and automatically starting the internal combustion engine that has been automatically stopped when the predetermined start condition is satisfied;
State detecting means for detecting the state of the internal combustion engine;
When the internal combustion engine is operating, the temperature of the fuel injection valve of the internal combustion engine is estimated by an operating temperature estimation logic, and when the internal combustion engine is automatically stopped, the fuel injection valve of the internal combustion engine is detected by the automatic stop logic. Injection valve temperature estimating means for estimating the temperature of
A control device for an internal combustion engine.
前記状態検出手段は、前記内燃機関の冷却系の冷却媒体の温度と前記燃料噴射弁から噴射した燃料噴射量と外気の温度とを含む物理量を検出する手段であり、
前記噴射弁温度推定手段は、前記冷却媒体の温度と前記燃料噴射量とに基づいて前記内燃機関が運転されているときの前記燃料噴射弁の温度を推定し、前記内燃機関を自動停止する直前に前記運転中温度推定ロジックにより推定された前記燃料噴射弁の温度と前記冷却媒体の温度と前記外気の温度とに基づいて前記内燃機関が自動停止されているときの前記燃料噴射弁の温度を推定する手段である
内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to claim 1,
The state detection means is means for detecting a physical quantity including a temperature of a cooling medium of a cooling system of the internal combustion engine, a fuel injection amount injected from the fuel injection valve, and a temperature of outside air,
The injection valve temperature estimating means estimates the temperature of the fuel injection valve when the internal combustion engine is operated based on the temperature of the cooling medium and the fuel injection amount, and immediately before automatically stopping the internal combustion engine. The temperature of the fuel injection valve when the internal combustion engine is automatically stopped based on the temperature of the fuel injection valve estimated by the operating temperature estimation logic, the temperature of the cooling medium, and the temperature of the outside air. A control device for an internal combustion engine which is means for estimating.
(a)前記内燃機関の状態を検出し、
(b)前記内燃機関が運転されているときには運転中温度推定ロジックにより該内燃機関の燃料噴射弁の温度を推定し、前記内燃機関が自動停止されているときには自動停止中ロジックにより該内燃機関の燃料噴射弁の温度を推定する
燃料噴射弁の温度の推定方法。
A method for estimating the temperature of a fuel injection valve in an internal combustion engine that is automatically stopped when a predetermined stop condition is satisfied and that is automatically started when a predetermined start condition is satisfied,
(A) detecting the state of the internal combustion engine;
(B) When the internal combustion engine is operating, the temperature of the fuel injection valve of the internal combustion engine is estimated by an operating temperature estimation logic, and when the internal combustion engine is automatically stopped, the internal combustion engine logic of the internal combustion engine is A method for estimating a temperature of a fuel injection valve.
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WO2012032859A1 (en) * | 2010-09-07 | 2012-03-15 | ヤマハ発動機株式会社 | Saddled vehicle, engine unit, and control device |
US8688402B2 (en) | 2009-09-23 | 2014-04-01 | Robert Bosch Gmbh | Systems and methods for estimating a temperature of a fluid injector used in a hot environment |
JP2015086718A (en) * | 2013-10-28 | 2015-05-07 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
JP2015090122A (en) * | 2013-11-06 | 2015-05-11 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine |
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