JP2006300031A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃焼ガスから燃焼室壁23が受ける熱量と燃焼室壁23からウォータジャケット4内の冷却水へ与える熱量との差および燃焼室壁23の熱容量から燃焼室壁温度の変化量を算出する第1の式と、燃焼室壁23からウォータジャケット4内の冷却水が受ける熱量および冷却水の熱容量から冷却水温度の変化量を算出する第2の式と、に基づいて燃焼室壁温度および内燃機関内部の冷却水温度を同時に推定する。必要となる燃焼ガスの温度は、内燃機関の運転状態に基づいて求める。
【選択図】図2
Description
内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段により検出される内燃機関の運転状態から燃焼室内のガス温度を推定するガス温度推定手段と、
燃焼ガスから燃焼室壁が受ける熱量と燃焼室壁から冷却水へ与える熱量との差および燃焼室壁の熱容量から燃焼室壁温度の変化量を算出する第1の式と、燃焼室壁から冷却水が受ける熱量および冷却水の熱容量から冷却水温度の変化量を算出する第2の式と、に基づいて燃焼室壁温度および内燃機関内部の冷却水温度を同時に推定する推定手段と、
を備えたことを特徴とする。
前記推定手段は、燃焼室壁温度の推定方法を冷却水の流量に基づいて変更することができる。
前記内燃機関から前記冷却水通路へ流れ出る冷却水の温度を計測する冷却水温度計測手段と、
をさらに備え、
前記推定手段は、前記ポンプの停止時には第1の式および第2の式に基づいて燃焼室壁温度および内燃機関内部の冷却水温度を同時に推定し、前記ポンプの作動時には前記冷却水温度計測手段により計測される冷却水温度に基づいて燃焼室壁温度を推定することができる。
、下部をピストン21で、側面をシリンダ20で囲われた空間により形成されている。そして、燃焼室壁23は、燃焼室22と、シリンダヘッド2およびシリンダブロック3に形成されたウォータジャケット4と、の隔壁となっている。
ただし、Ccは燃焼室壁23の熱容量、ΔTcは燃焼室壁23の温度の変化量、Hcは燃焼ガスから燃焼室壁23への熱伝達率(以下、燃焼ガス側熱伝達率という。)、Tgは燃焼ガスの温度、Tcは燃焼室壁23の温度、Hwは燃焼室壁23から冷却水への熱伝達率(以下、冷却水側熱伝達率という。)、Twは冷却水の温度である。ここで、冷却水温度Twは、電動ポンプ12作動時において冷却水温度センサ13から得られる計測値である。また、燃焼室壁23の熱容量Cc、燃焼ガス側熱伝達率Hc、および冷却水側熱伝達率Hwは夫々実験により得られる値である。さらに、冷却水側熱伝達率Hwは簡略化のため一定値とし、燃焼ガス温度Tgは200℃前後でほぼ一定としている。燃焼室壁23の熱容量Ccは、内燃機関1の熱容量としてもよい。
CwΔTw2=Hw(Tc−Tw2)・・・(4)式
ただし、Tw2は電動ポンプ12停止時の冷却水温度、Cwはウォータジャケット4内の冷却水の熱容量である。ここで、Cc、Cw、Hc、およびHwは夫々実験により得られる値である。また、燃焼ガス温度Tgは、機関回転数と機関負荷とから推定される値であり予め実験等により得ておき、さらにマップ化してECU14に記憶させておく。さらに、電動ポンプ12停止時にはウォータジャケット4内の冷却水量は一定であるため、Cwの値を一定とする。
Hc(Tg−Tc)で表され、燃焼室壁23から冷却水への熱伝達量がHw(Tc−Tw2)で表されており、燃焼室壁23の熱収支がHc(Tg−Tc)−Hw(Tc−Tw2)として表されている。そして、この熱収支と燃焼室壁23の熱容量Ccとから燃焼室壁温度の変化量ΔTcを得ることができる。
CΔT=A・T+B・u
で表される。この式を変形すると、
可変とする。これは、内燃機関1の冷間時には、燃焼室壁温度が低いために燃焼ガスから燃焼室壁23への熱伝達量が大きくなり、燃焼ガス温度Tgの低下が大きいことによる。
2 シリンダヘッド
3 シリンダブロック
4 ウォータジャケット
5 ラジエータ
6 第1循環通路
7 ヒータコア
8 第2循環通路
9 バイパス通路
10 第3循環通路
11 サーモスタット
12 電動ポンプ
13 冷却水温度センサ
14 ECU
15 アクセル開度センサ
16 クランクポジションセンサ
17 エアフローメータ
20 シリンダ
21 ピストン
22 燃焼室
23 燃焼室壁
Claims (5)
- 内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段により検出される内燃機関の運転状態から燃焼室内のガス温度を推定するガス温度推定手段と、
燃焼ガスから燃焼室壁が受ける熱量と燃焼室壁から冷却水へ与える熱量との差および燃焼室壁の熱容量から燃焼室壁温度の変化量を算出する第1の式と、燃焼室壁から冷却水が受ける熱量および冷却水の熱容量から冷却水温度の変化量を算出する第2の式と、に基づいて燃焼室壁温度および内燃機関内部の冷却水温度を同時に推定する推定手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 内燃機関の冷却水を循環させ且つ冷却水の流量を変更可能なポンプをさらに備え、
前記推定手段は、燃焼室壁温度の推定方法を冷却水の流量に基づいて変更することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 内燃機関の冷却水を該内燃機関の外部へ循環させる冷却水通路と、
前記内燃機関から前記冷却水通路へ流れ出る冷却水の温度を計測する冷却水温度計測手段と、
をさらに備え、
前記推定手段は、前記ポンプの停止時には第1の式および第2の式に基づいて燃焼室壁温度および内燃機関内部の冷却水温度を同時に推定し、前記ポンプの作動時には前記冷却水温度計測手段により計測される冷却水温度に基づいて燃焼室壁温度を推定することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記推定手段は、冷却水の流量および/または冷却水温度に基づいて、燃焼室壁から冷却水への熱伝達率を補正することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
- 前記推定手段は、燃焼室壁温度に基づいて、燃焼ガスから燃焼室壁への熱伝達率および/または燃焼ガス温度を補正することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
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