JP2007063994A - Valve temperature estimating device of internal combustion engine and valve clearance quantity estimating device using this device - Google Patents

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Yoichi Oshimi
陽一 押味
Kazuhiko Abe
和彦 安倍
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To propose a valve temperature estimating device capable of accurately estimating the valve temperature in response to an operation condition. <P>SOLUTION: This valve temperature estimating device of an internal combustion engine is characterized by calculating a basic value TVISTD of the valve temperature on the basis of the engine cooling water temperature TWN as the temperature of a valve installing part in a cylinder, and calculating a correction value TVIHOS on the basis of any one or more of the suction air volume, an engine speed, a valve conversion angle or the target equivalent ratio, and calculating the valve temperature TVI by correcting its basic value TVISTD by the correction value TVIHOS. Since the valve temperature is calculated in response to the suction air volume, the engine speed, the valve conversion angle and the target equivalent ratio of reflecting the operation condition, the valve temperature can be highly accurately estimated in conformity with the operation condition. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は内燃機関に関し、特に、混合気の空燃比制御などのためにバルブ温度を推定する技術及びこれを利用してバルブクリアランス量を推定する技術に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly to a technique for estimating a valve temperature for air-fuel ratio control of an air-fuel mixture and a technique for estimating a valve clearance amount using the same.

内燃機関において混合気の空燃比をできるだけ正確に制御する目的のために、特許文献1〜3に記載されているような吸気側のバルブ温度を推定する技術が提案されている。特許文献1記載の技術は、バルブ温度を始動後経過時間に基づき算出している。また、特許文献2記載の技術は、バルブ温度をエンジン冷却水温度と点火回数とから算出している。そして、特許文献3記載の技術は、バルブ温度をエンジン冷却水温度と触媒温度や油温(冷却水と異なる物性温度)とから算出している。
特開平8−49581号公報(段落0027〜0028) 特開平8−61115号公報(段落0027〜0028) 特開平9−177578号公報(段落0024〜0027)
In order to control the air-fuel ratio of the air-fuel mixture as accurately as possible in an internal combustion engine, a technique for estimating the valve temperature on the intake side as described in Patent Documents 1 to 3 has been proposed. The technique described in Patent Document 1 calculates the valve temperature based on the elapsed time after starting. In the technique described in Patent Document 2, the valve temperature is calculated from the engine coolant temperature and the number of ignitions. And the technique of patent document 3 is calculating the valve temperature from engine cooling water temperature, catalyst temperature, and oil temperature (physical temperature different from cooling water).
JP-A-8-49581 (paragraphs 0027 to 0028) JP-A-8-61115 (paragraphs 0027 to 0028) JP-A-9-177578 (paragraphs 0024 to 0027)

上記従来技術のバルブ温度推定装置の場合、運転条件に即した温度推定ができないために誤差を無視できないという改善点がある。すなわち、特許文献1記載の技術の場合は、エンジン冷却水温度に始動後経過時間分の補正値を上乗せするだけでバルブ温度とするものであり、始動後の運転条件に応じた細かな温度推定はできず、大きな誤差が発生し得る。且つこの場合、始動時の冷却水温度毎に経過時間毎の補正値を記憶する必要があり、メモリ容量と演算負荷が大きい。また、特許文献2記載の技術の場合は、エンジン冷却水温度と点火回数からバルブ温度を算出するものであるが、同じ点火回数でも吸入空気量や目標当量比が変化する運転条件に対応できず、大きな誤差が発生し得る。さらに、特許文献3記載の技術の場合は、エンジン冷却水温度と触媒温度や油温との温度差から始動時のバルブ温度初期値を予測しているだけなので、これも運転条件に応じた細かな温度推定ができず、大きな誤差が発生し得る。   The above-described conventional valve temperature estimation apparatus has an improvement in that the error cannot be ignored because the temperature cannot be estimated according to the operating conditions. That is, in the case of the technique described in Patent Document 1, the valve temperature is obtained simply by adding the correction value for the elapsed time after the start to the engine coolant temperature, and a fine temperature estimation according to the operating conditions after the start is performed. Cannot be performed, and a large error may occur. In this case, it is necessary to store a correction value for each elapsed time for each coolant temperature at the time of starting, and the memory capacity and calculation load are large. Further, in the case of the technique described in Patent Document 2, the valve temperature is calculated from the engine coolant temperature and the number of ignitions, but it cannot cope with the operating conditions in which the intake air amount and the target equivalent ratio change even with the same number of ignitions. Large errors can occur. Furthermore, in the case of the technique described in Patent Document 3, the initial value of the valve temperature at the time of starting is only predicted from the temperature difference between the engine coolant temperature, the catalyst temperature, and the oil temperature. Temperature estimation cannot be performed, and a large error may occur.

このような改善点に鑑みて本発明は、運転条件に応じて精度良くバルブ温度を推定可能なバルブ温度推定装置を提案し、さらに、そのバルブ温度を利用したバルブクリアランス量推定装置も提案する。   In view of such improvements, the present invention proposes a valve temperature estimation device that can accurately estimate the valve temperature according to operating conditions, and further proposes a valve clearance amount estimation device that uses the valve temperature.

本発明による内燃機関のバルブ温度推定装置は、気筒におけるバルブ設置部位の温度に基づいてバルブ温度の基本値を算出し且つ吸入空気量、エンジン回転速度、バルブ変換角又は目標当量比のいずれか一つ以上に基づいて補正値を算出し、その基本値を補正値で補正することによりバルブ温度を算出することを特徴とする。   An internal combustion engine valve temperature estimation device according to the present invention calculates a basic value of a valve temperature based on the temperature of a valve installation site in a cylinder, and is any one of an intake air amount, an engine rotational speed, a valve conversion angle, or a target equivalent ratio. The valve temperature is calculated by calculating a correction value based on at least one and correcting the basic value with the correction value.

本発明のバルブ温度推定装置によれば、運転条件を反映している吸入空気量、エンジン回転速度、バルブ変換角、目標当量比に応じてバルブ温度を算出するので、運転条件に即した精度の高いバルブ温度の推定が可能となる。   According to the valve temperature estimation device of the present invention, the valve temperature is calculated according to the intake air amount, the engine rotation speed, the valve conversion angle, and the target equivalence ratio reflecting the operating conditions. A high valve temperature can be estimated.

図1に、本発明に係るバルブ温度推定装置を備えた多気筒ガソリンエンジンの実施形態について概略を示している。
当エンジンのシリンダヘッドには、各気筒毎の点火プラグ周囲に、可変動弁機構を備えた吸気バルブ1と排気バルブ2とが設けられている。これら吸気バルブ1及び排気バルブ2のリフト特性(開閉時期)が、吸気側と排気側とにそれぞれ設けられた可変動弁ソレノイド3,4でクランク軸に対するカム5,6の位相(バルブ変換角)を変化させてバルブタイミングを制御することにより、調整可能となっている。カム5,6のカム角は、カムセンサ7,8により計測される。
FIG. 1 schematically shows an embodiment of a multi-cylinder gasoline engine provided with a valve temperature estimating device according to the present invention.
The cylinder head of the engine is provided with an intake valve 1 and an exhaust valve 2 each having a variable valve mechanism around a spark plug for each cylinder. The lift characteristics (open / close timing) of the intake valve 1 and the exhaust valve 2 are such that the phase of the cams 5 and 6 with respect to the crankshaft (valve conversion angle) is determined by the variable valve solenoids 3 and 4 provided on the intake side and exhaust side, respectively By adjusting the valve timing, the valve timing can be controlled. The cam angles of the cams 5 and 6 are measured by cam sensors 7 and 8.

エアクリーナからサージタンク、マニホールドを通って吸気ポートへ至る吸気通路10には、吸入空気量を制御する電子制御スロットル弁11が設けられ、この電子制御スロットル弁11の上流側にエアフロメータ12、下流側に各気筒毎の吸気圧力センサ13が設置される。吸気バルブ1直前の吸気ポートにはインジェクタ14が臨ませてあり、混合気を形成する。インジェクタ14は、燃焼室内へ直接噴射する直噴式のものも可能である。一方、排気ポートからマニホールド、触媒を通ってマフラーへ至る排気通路20には、各気筒毎の排気圧力センサ21、排気温度センサ22、酸素センサ23が設けられている。   An electronic control throttle valve 11 for controlling the amount of intake air is provided in the intake passage 10 from the air cleaner to the intake port through the surge tank and manifold, and an air flow meter 12 and a downstream side of the electronic control throttle valve 11 are provided. In addition, an intake pressure sensor 13 for each cylinder is installed. An injector 14 faces the intake port immediately before the intake valve 1 to form an air-fuel mixture. The injector 14 may be a direct injection type that directly injects into the combustion chamber. On the other hand, an exhaust pressure sensor 21, an exhaust temperature sensor 22, and an oxygen sensor 23 for each cylinder are provided in the exhaust passage 20 from the exhaust port through the manifold and the catalyst to the muffler.

当該エンジンにおける可変動弁ソレノイド3,4、電子制御スロットル弁11、インジェクタ14の作動は、ECU(エンジンコントロールユニット)30により制御され、これに同期してECU30により、パワトラ内蔵点火コイル31(点火プラグ)つまり点火時期も制御される。
これらの制御のため、ECU30には、各種センサからの信号が入力される。すなわち、カム角を検出するカムセンサ7,8、吸入空気量を検出するエアフロメータ12、吸気圧力を検出する吸気圧力センサ13、排気圧力を検出する排気圧力センサ21、排気ガス温度を検出する排気温度センサ22、排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ23、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ32、クランク角を検出してエンジン回転速度を求めるためのクランク角センサ33、シリンダヘッドの壁温を検出する壁温センサ34、そして、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ35の各出力を受けて、演算処理を実行する。
The operations of the variable valve solenoids 3 and 4, the electronically controlled throttle valve 11, and the injector 14 in the engine are controlled by an ECU (engine control unit) 30, and in synchronization with this, the ECU 30 performs an internal power coil built-in ignition coil 31 (ignition plug). In other words, the ignition timing is also controlled.
For these controls, the ECU 30 receives signals from various sensors. That is, the cam sensors 7 and 8 for detecting the cam angle, the air flow meter 12 for detecting the intake air amount, the intake pressure sensor 13 for detecting the intake pressure, the exhaust pressure sensor 21 for detecting the exhaust pressure, and the exhaust temperature for detecting the exhaust gas temperature. Sensor 22, oxygen sensor 23 for detecting the oxygen concentration in the exhaust, water temperature sensor 32 for detecting the temperature of engine cooling water, crank angle sensor 33 for detecting the crank angle and obtaining the engine rotation speed, cylinder head wall temperature In response to the outputs of the wall temperature sensor 34 for detecting the acceleration and the accelerator opening sensor 35 for detecting the accelerator opening, the arithmetic processing is executed.

ECU30は、たとえば可変動弁ソレノイド3,4、電子制御スロットル弁11、インジェクタ14などにより混合気の空燃比を制御するに当たって、吸排気バルブ1,2の温度を推定してより精度の高い制御を実行する。そのためのバルブ温度推定装置について、吸気バルブ1に対するものから説明する。
本例においてバルブ温度を算出する演算手段となるECU30は、吸気バルブ温度TVIについて、バルブ設置部位(本実施形態の場合シリンダヘッド)の温度としてエンジン冷却水温度TWNに基づき基本値TVISTDを算出し、そして、本実施形態の場合は現在のエンジン回転速度Neに基づき補正値TVIHOSを算出することにより、次のようにして推定する。そのECU30の実行する演算処理の構成について、図2にブロック図で示してある。
The ECU 30 estimates the temperature of the intake / exhaust valves 1 and 2 and performs more accurate control when controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture by the variable valve solenoids 3 and 4, the electronically controlled throttle valve 11, the injector 14, and the like. Execute. A valve temperature estimation device for this purpose will be described starting with respect to the intake valve 1.
In this example, the ECU 30, which is a calculation means for calculating the valve temperature, calculates the basic value TVISTD based on the engine coolant temperature TWN as the temperature of the valve installation site (cylinder head in this embodiment) for the intake valve temperature TVI. In the case of this embodiment, the correction value TVIHOS is calculated based on the current engine speed Ne, and is estimated as follows. The configuration of the arithmetic processing executed by the ECU 30 is shown in a block diagram in FIG.

まず最初に、バルブ温度基本値算出ブロックB1においてECU30は、エンジン冷却水温度TWNに基づき吸気バルブ温度の基本値TVISTDを算出する。本例においては、予めROM等のメモリに記憶させてある基本値マップMTVISTDから該当する基本値TVISTDが読み出される。基本値マップMTVISTDは、エンジン冷却水温度TWNに関連させて基本値TVISTDをマッピングしたもので、これにより、現在の運転条件に応じた基本値TVISTDが算出されることになる。なお、バルブ設置部位の温度としては壁温センサ34によるシリンダヘッドの壁温を入力することも可能であるが、シリンダヘッド内を流れるエンジン冷却水温度を計測する方が、よりバルブに近い部位の温度を捉えられるので好ましい。   First, in the valve temperature basic value calculation block B1, the ECU 30 calculates a basic value TVISTD of the intake valve temperature based on the engine coolant temperature TWN. In this example, the corresponding basic value TVISTD is read from the basic value map MTVISTD stored in advance in a memory such as a ROM. The basic value map MTVISTD is obtained by mapping the basic value TVISTD in relation to the engine coolant temperature TWN, whereby the basic value TVISTD corresponding to the current operating condition is calculated. It is possible to input the wall temperature of the cylinder head by the wall temperature sensor 34 as the temperature of the valve installation site, but measuring the temperature of the engine coolant flowing through the cylinder head is closer to the valve. This is preferable because the temperature can be captured.

一方、バルブ温度補正値算出ブロックB2でECU30は、現在のエンジン回転速度Neに基づきバルブ温度の補正値TVHOSを算出する。本例においては、予めROM等のメモリに記憶させてある補正値マップMTVIHOSから該当する補正値TVIHOSが読み出される。補正値マップMTVIHOSは、エンジン回転速度Neに関連させて補正値TVIHOSをマッピングしたもので、この補正値TVIHOSにより、運転条件に細かく応じた精度の高いバルブ温度を算出することができるようになる。   On the other hand, in the valve temperature correction value calculation block B2, the ECU 30 calculates the valve temperature correction value TVHOS based on the current engine speed Ne. In this example, the corresponding correction value TVIHOS is read from the correction value map MTVIHOS stored in advance in a memory such as a ROM. The correction value map MTVIHOS is obtained by mapping the correction value TVIHOS in relation to the engine rotational speed Ne. With this correction value TVIHOS, it is possible to calculate a valve temperature with high accuracy corresponding to the operating conditions.

ECU30は、基本値算出ブロックB1による基本値TVISTD及び補正値算出ブロックB2による補正値TVIHOSを利用し、バルブ温度算出ブロックB3において、基本値TVISTDと補正値TVIHOSとを乗算することにより、吸気バルブ温度TVIを算出する。算出された吸気バルブ温度TVIは、たとえば後述のバルブクリアランス量推定装置による実バルブクリアランス量の推定に用いることができ、精度の高い実バルブクリアランス量の算出に大きく貢献する。   The ECU 30 uses the basic value TVISTD from the basic value calculation block B1 and the correction value TVIHOS from the correction value calculation block B2, and multiplies the basic value TVISTD by the correction value TVIHOS in the valve temperature calculation block B3, thereby obtaining the intake valve temperature. Calculate TVI. The calculated intake valve temperature TVI can be used, for example, for estimation of an actual valve clearance amount by a later-described valve clearance amount estimation device, and greatly contributes to the calculation of the actual valve clearance amount with high accuracy.

このような演算処理を実行することにより、運転条件の変化に応じた細かなバルブ温度を算出することができ、精度を大きく向上させられている。且つ、始動時の冷却水温度毎に経過時間毎の補正値を記憶するようなメモリ容量及び演算負荷は不要で、簡素な演算でメモリ容量及び演算負荷を増やすことなく推定精度を高められている。
当該演算処理のフローチャートにつき、図3に図示してある。
By executing such arithmetic processing, it is possible to calculate a fine valve temperature in accordance with changes in operating conditions, and the accuracy is greatly improved. In addition, the memory capacity and calculation load for storing the correction value for each elapsed time for each coolant temperature at the time of starting are unnecessary, and the estimation accuracy is increased by simple calculation without increasing the memory capacity and calculation load. .
A flowchart of the calculation process is shown in FIG.

まず、図3のステップS1で、ECU30はエンジン冷却水温度TWNを読み込み、そしてステップS2で、基本値マップMTVISTDから該当する基本値TVISTDを算出する(図2の基本値算出ブロックB1)。続いて(あるいは並行して)ステップS3でECU30は、エンジン回転速度Neを読み込む。そしてステップS4において、補正値マップMTVIHOSから補正値TVIHOSを算出し(図2の補正値算出ブロックB2)、ステップS5で、TVISTD×TVIHOSにより吸気バルブ温度TVIを算出する(図2のバルブ温度算出ブロックB3)。   First, in step S1 in FIG. 3, the ECU 30 reads the engine coolant temperature TWN, and in step S2, calculates a corresponding basic value TVISTD from the basic value map MTVISTD (basic value calculation block B1 in FIG. 2). Subsequently (or in parallel), in step S3, the ECU 30 reads the engine rotational speed Ne. In step S4, the correction value TVIHOS is calculated from the correction value map MTVIHOS (correction value calculation block B2 in FIG. 2), and in step S5, the intake valve temperature TVI is calculated from TVISTD × TVIHOS (valve temperature calculation block in FIG. 2). B3).

次に、排気バルブ2に対するバルブ温度推定装置を説明する。
本例においてバルブ温度を算出する演算手段となるECU30は、排気バルブ温度TVEについて、バルブ設置部位の温度として排気ガス温度TEXHに基づき基本値TVESTDを算出し、そして、本実施形態の場合は現在のエンジン回転速度Neに基づき補正値TVEHOSを算出することにより、次のようにして推定する。そのECU30の実行する演算処理の構成について、図4にブロック図で示してある。
Next, a valve temperature estimation device for the exhaust valve 2 will be described.
In this example, the ECU 30, which is a calculation means for calculating the valve temperature, calculates the basic value TVESTD based on the exhaust gas temperature TEXH as the temperature of the valve installation site for the exhaust valve temperature TVE. By calculating the correction value TVEHOS based on the engine speed Ne, it is estimated as follows. The configuration of arithmetic processing executed by the ECU 30 is shown in a block diagram in FIG.

まず最初に、バルブ温度基本値算出ブロックB10においてECU30は、排気ガス温度TEXHに基づき排気バルブ温度の基本値TVESTDを算出する。吸気バルブ同様、予めROM等のメモリに記憶させてある基本値マップMTVESTDから該当する基本値TVESTDが読み出される。基本値マップMTVESTDは、排気ガス温度TEXHに関連させて基本値TVESTDをマッピングしたもので、これにより、現在の運転条件に応じた基本値TVESTDが算出されることになる。なお、この場合のバルブ設置部位の温度としてはエンジン冷却水温度TWNを入力することも可能であるが、排気側の場合は排気バルブ2を通って排出された排気ガス温度TEXHを計測することができるので、本例ではこれを用いている。   First, in the valve temperature basic value calculation block B10, the ECU 30 calculates a basic value TVESTD of the exhaust valve temperature based on the exhaust gas temperature TEXH. Similar to the intake valve, the corresponding basic value TVESTD is read from the basic value map MVTESTD previously stored in a memory such as a ROM. The basic value map MVTESTD is obtained by mapping the basic value TVESTD in relation to the exhaust gas temperature TEXH, and thereby the basic value TVESTD corresponding to the current operating condition is calculated. In this case, it is possible to input the engine coolant temperature TWN as the temperature of the valve installation site, but in the case of the exhaust side, the exhaust gas temperature TEXH discharged through the exhaust valve 2 can be measured. This is used in this example because it is possible.

バルブ温度補正値算出ブロックB11では、現在のエンジン回転速度Neに基づきバルブ温度の補正値TVHOSを算出する。これも吸気バルブ同様、予めROM等のメモリに記憶させてある補正値マップMTVEHOSから該当する補正値TVEHOSが読み出される。補正値マップMTVEHOSは、エンジン回転速度Neに関連させて補正値TVEHOSをマッピングしたもので、この補正値TVEHOSにより、運転条件に細かく応じた精度の高いバルブ温度を算出することができるようになる。   In a valve temperature correction value calculation block B11, a valve temperature correction value TVHOS is calculated based on the current engine speed Ne. Similarly to the intake valve, the corresponding correction value TVEHOS is read from the correction value map MVEHOS stored in advance in a memory such as a ROM. The correction value map MTVEHOS is obtained by mapping the correction value TVEHOS in relation to the engine rotational speed Ne. With this correction value TVEHOS, it is possible to calculate a valve temperature with high accuracy according to the operating conditions.

ECU30は、基本値算出ブロックB10による基本値TVESTD及び補正値算出ブロックB11による補正値TVEHOSを利用し、バルブ温度算出ブロックB12において、基本値TVESTDと補正値TVEHOSとを乗算することにより、排気バルブ温度TVEを算出する。算出された排気バルブ温度TVEは、たとえば後述のバルブクリアランス量推定装置による実バルブクリアランス量の推定に用いることができ、精度の高い実バルブクリアランス量の算出に大きく貢献する。   The ECU 30 uses the basic value TVESTD by the basic value calculation block B10 and the correction value TVEHOS by the correction value calculation block B11. In the valve temperature calculation block B12, the ECU 30 multiplies the basic value TVESTD by the correction value TVEHOS, thereby TVE is calculated. The calculated exhaust valve temperature TVE can be used, for example, for estimation of an actual valve clearance amount by a later-described valve clearance amount estimation device, and greatly contributes to the calculation of the actual valve clearance amount with high accuracy.

このような演算処理を実行することにより、排気バルブ2の温度推定においても吸気バルブ1と同様の作用、効果を得ることができる。
当該排気バルブ温度に関する演算処理のフローチャートにつき、図5に図示してある。
まず、図5のステップS10で、ECU30は排気ガス温度TEXHを読み込み、そしてステップS11で、基本値マップMTVESTDから該当する基本値TVESTDを算出する(図4の基本値算出ブロックB10)。続いて(あるいは並行して)ステップS12でECU30は、エンジン回転速度Neを読み込む。そしてステップS13において、補正値マップMTVEHOSから補正値TVEHOSを算出し(図4の補正値算出ブロックB11)、ステップS14で、TVESTD×TVEHOSにより排気バルブ温度TVEを算出する(図4のバルブ温度算出ブロックB12)。
By executing such arithmetic processing, the same operation and effect as those of the intake valve 1 can be obtained in estimating the temperature of the exhaust valve 2.
FIG. 5 shows a flowchart of the calculation process related to the exhaust valve temperature.
First, in step S10 in FIG. 5, the ECU 30 reads the exhaust gas temperature TEXH, and in step S11, calculates the corresponding basic value TVESTD from the basic value map MVTESTD (basic value calculation block B10 in FIG. 4). Subsequently (or in parallel), in step S12, the ECU 30 reads the engine speed Ne. In step S13, the correction value TVEHOS is calculated from the correction value map MTVEHOS (correction value calculation block B11 in FIG. 4). In step S14, the exhaust valve temperature TVE is calculated by TVESTD × TVEHOS (valve temperature calculation block in FIG. 4). B12).

なお、上記の各実施形態では吸排気バルブの温度推定にエンジン回転速度Neを使用しているが、この他に運転条件を現す、吸入空気量、バルブ変換角、目標当量比のいずれか一つ、あるいはこれらの組み合わせに対し補正値TVIHOS,TVEHOSを予めマッピングして用いるようにしても良い。たとえばバルブ変換角Vaを使用した場合の補正値マップMTVIHOS,MTVEHOSは、図6(吸気バルブ)、図7(排気バルブ)に示すようになる。これによっても同様に、運転条件に細かく応じた精度の高いバルブ温度を算出することができる。   In each of the above embodiments, the engine speed Ne is used for estimating the temperature of the intake / exhaust valve. However, any one of the intake air amount, the valve conversion angle, and the target equivalence ratio, which expresses other operating conditions, is also used. Alternatively, the correction values TVIHOS and TVEHOS may be mapped in advance and used for these combinations. For example, the correction value maps MTVIHOS and MTVEHOS when the valve conversion angle Va is used are as shown in FIG. 6 (intake valve) and FIG. 7 (exhaust valve). In this way as well, it is possible to calculate a highly accurate valve temperature that closely corresponds to the operating conditions.

ECU30による可変動弁ソレノイド3,4及びこれに伴う点火時期の制御にあたっては、運転条件に応じた実バルブクリアランス量を算出することも重要である。そのためのバルブクリアランス量推定装置について説明する。
本例において実バルブクリアランス量を算出する演算手段となるECU30は、バルブクリアランスの基準量VCLRSTDを算出するために、気筒におけるバルブ設置部位の温度として、水温センサ32によるエンジン冷却水温度TWNを入力する。また、ECU30は、上記のバルブ温度推定装置によるバルブ温度TV(TVI,TVE)を使用して、バルブクリアランスの補正量VCLRVARを算出する。そして、ECU30は、算出したバルブクリアランスの基準量を補正量で補正することにより、現在の運転条件における実バルブクリアランス量を算出する。その演算処理のフローチャートを図8に、また当該演算処理の構成についてブロック図で図9に示している。
In controlling the variable valve solenoids 3 and 4 and the associated ignition timing by the ECU 30, it is also important to calculate the actual valve clearance amount according to the operating conditions. A valve clearance amount estimation device for this purpose will be described.
In this example, the ECU 30, which is a calculation means for calculating the actual valve clearance amount, inputs the engine coolant temperature TWN by the water temperature sensor 32 as the temperature of the valve installation part in the cylinder in order to calculate the reference amount VCLRSTD of the valve clearance. . Further, the ECU 30 calculates the valve clearance correction amount VCLRVAR using the valve temperature TV (TVI, TVE) by the valve temperature estimation device. Then, the ECU 30 calculates the actual valve clearance amount under the current operating conditions by correcting the calculated reference amount of the valve clearance with the correction amount. A flowchart of the calculation process is shown in FIG. 8, and the configuration of the calculation process is shown in a block diagram in FIG.

実バルブクリアランス量の推定処理が、所定周期あるいはバルブタイミング制御に伴い開始されると、ECU30はステップS20で、水温センサ32によるエンジン冷却水温度TWNを読み込む。そしてステップS21において、読み込んだエンジン冷却水温度TWNからバルブクリアランスの基準量VCLRSTDを算出する。この基準量算出が、図9の基準量算出ブロックB20にて実行される。   When the process for estimating the actual valve clearance amount is started with a predetermined period or valve timing control, the ECU 30 reads the engine coolant temperature TWN by the water temperature sensor 32 in step S20. In step S21, a reference amount VCLRSTD of the valve clearance is calculated from the read engine coolant temperature TWN. This reference amount calculation is executed in the reference amount calculation block B20 in FIG.

基準量算出ブロックB20では、エンジン冷却水温度TWNにバルブクリアランスの基準量VCLRSTDを関連付けた基準量マップMSTDをECU30のROM等に記憶してあり、実測されたエンジン冷却水温度TWNに従い基準量マップMSTDをアクセスすることで該当する基準量VCLRSTDを読み出すようにしている。基準量マップMSTDは、バルブクリアランス関連部品の熱変形によるバルブクリアランスの変化量をエンジン冷却水温度TWNに関連付けて予め作成し、メモリに記憶させたものである。そのバルブクリアランス関連部品とは、たとえばシリンダヘッド、バルブ、バルブシート、バルブガイド、バルブリフタ、リテーナ、カムベースサークルであり、これらバルブクリアランス関連部品の熱変形によるバルブクリアランスの総変化量が基準量VCLRSTDとして基準量マップMSTDに記憶される。   In the reference amount calculation block B20, a reference amount map MSTD in which the valve clearance reference amount VCLRSTD is associated with the engine coolant temperature TWN is stored in the ROM of the ECU 30, and the reference amount map MSTD is determined according to the actually measured engine coolant temperature TWN. The corresponding reference amount VCLRSTD is read out by accessing. The reference amount map MSTD is created in advance by associating the amount of change in valve clearance due to thermal deformation of the valve clearance-related components with the engine coolant temperature TWN and storing it in the memory. The valve clearance-related parts are, for example, a cylinder head, a valve, a valve seat, a valve guide, a valve lifter, a retainer, and a cam base circle. The total change amount of the valve clearance due to thermal deformation of these valve clearance-related parts is a reference amount VCLRSTD. It is stored in the reference amount map MSTD.

このようにマップを予め作成してアクセスする手法とすることにより、シリンダヘッド、バルブの熱変形量をそれぞれ算出したり、バルブの傘径方向と軸方向とに分けて熱変形量を算出したりする必要が無くなり、演算処理が簡素化され、演算負荷及びメモリ容量の軽減を図ることができる。また、エンジン冷却水温度から基準量を算出することにより、簡易な処理で済むようにしてある。   In this way, by creating and accessing a map in advance, the amount of thermal deformation of the cylinder head and the valve can be calculated, or the amount of thermal deformation can be calculated separately for the umbrella radial direction and the axial direction of the valve. This eliminates the need to perform calculation, simplifies the calculation process, and reduces the calculation load and memory capacity. In addition, by calculating the reference amount from the engine coolant temperature, simple processing is sufficient.

バルブクリアランスの基準量VCLRSTDの算出が終わると(あるいはこれと並行して)、ステップS22でバルブ温度TVを読み込み、続くステップS23でバルブクリアランスの補正量VCLRVARを算出する。この補正量算出は、図9の補正量算出ブロックB21にて実行される。
補正量算出ブロックB21では、バルブ温度TV、エンジン冷却水温度TWN、そして、予め分かっているバルブの熱膨張率THEREXP、同じくバルブのステム長さVSTEM及びステム長さに対する傘径の比VRATIOを利用して、数式1:VCLRVAR=VSTEM×VRATIO×THEREXP×(TV−TWN)により補正量VCLRVARを算出する。
When the calculation of the reference amount VCLRSTD of the valve clearance is completed (or in parallel), the valve temperature TV is read in step S22, and the correction amount VCLRVAR of the valve clearance is calculated in the subsequent step S23. This correction amount calculation is executed in the correction amount calculation block B21 in FIG.
In the correction amount calculation block B21, the valve temperature TV, the engine coolant temperature TWN, the previously known valve thermal expansion coefficient THEREXP, the valve stem length VSTEM, and the ratio of the umbrella diameter to the stem length VRATIO are used. Thus, the correction amount VCLRVAR is calculated by Formula 1: VCLRVAR = VSTEM × VRATIO × THEREXP × (TV−TWN).

そのバルブ温度TVとして、吸気バルブ1について演算する場合は上記のバルブ温度推定装置による吸気バルブ温度TVIを用い、排気バルブ2について演算する場合は上記バルブ温度推定装置による排気バルブ温度TVEを用いる。そのバルブ温度推定にあたっては、吸排気バルブ1,2とも基本値TVISTD,TVESTDの算出にエンジン冷却水温度TWNを利用する例が可能である。両者を同じエンジン冷却水温度TWNに基づき算出するので、メモリ容量及び演算負荷の低減に役立つ。あるいは、吸気バルブ1の基本値TVISTD算出にはエンジン冷却水温度TWNを利用し且つ排気バルブ2の基本値TVESTD算出には排気ガス温度TEXHを利用する例も可能である。これは、排気ポートに排気温度センサ22を備えている場合に有用である。   As the valve temperature TV, when calculating the intake valve 1, the intake valve temperature TVI by the valve temperature estimating device is used, and when calculating the exhaust valve 2, the exhaust valve temperature TVE by the valve temperature estimating device is used. In estimating the valve temperature, an example in which the engine cooling water temperature TWN is used for calculating the basic values TVISTD and TVESTD for both the intake and exhaust valves 1 and 2 is possible. Since both are calculated based on the same engine coolant temperature TWN, it is useful for reducing the memory capacity and the calculation load. Alternatively, an example in which the engine cooling water temperature TWN is used for calculating the basic value TVISTD of the intake valve 1 and the exhaust gas temperature TEXH is used for calculating the basic value TVESTD of the exhaust valve 2 is also possible. This is useful when the exhaust temperature sensor 22 is provided in the exhaust port.

数式1では、TV−TWNにより、エンジン冷却水温度と実際のバルブ温度との差を演算し、これに熱膨張率THEREXPを乗算することで、エンジン冷却水温度TWNから求められる基準量VCLRSTDについて、より実際の値に即するように精度を高める補正値を算出する。そして、吸排気バルブ1,2の各形状及び物性値となるステム長さVSTEM(初期値)とステム長さに対する傘径の比VRATIOを乗算することで係数とし、これをTHEREXP×(TV−TWN)に掛け合わせて補正量VCLRVARを算出している。VSTEM×VRATIOの演算を行うことにより、バルブの受放熱を解くことなく簡略化したモデル演算にて簡易に処理することができる。したがって、バルブの傘径方向と軸方向とに分けて熱変形量を算出する必要が無くなり、演算処理が簡素化され、演算負荷及びメモリ容量の軽減を図れる。   In Formula 1, the reference amount VCLRSTD obtained from the engine coolant temperature TWN is calculated by calculating the difference between the engine coolant temperature and the actual valve temperature by TV-TWN and multiplying this by the thermal expansion coefficient THEREPP. A correction value that increases accuracy is calculated so as to be more in line with the actual value. Then, by multiplying the stem length VSTEM (initial value), which is each shape and physical property value of the intake / exhaust valves 1 and 2, and the ratio VRATIO of the umbrella diameter to the stem length, a coefficient is obtained, and this is the THEREX × (TV-TWN ) To calculate the correction amount VCLRVAR. By performing the calculation of VSTEM × VRATIO, it is possible to easily process with a simplified model calculation without solving the heat receiving and radiating of the valve. Therefore, it is not necessary to calculate the amount of thermal deformation separately for the umbrella diameter direction and the axial direction of the valve, the calculation process is simplified, and the calculation load and the memory capacity can be reduced.

補正量VCLRVARが算出されると、ステップS24へ進んで実バルブクリアランス量VCLを算出する。当該演算を実行する図9の実バルブクリアランス量算出ブロックB22では、基準量VCLRSTDに補正量VCLRVARを合算して補正し、最終的に実バルブクリアランス量VCLを算出している。   When the correction amount VCLRVAR is calculated, the process proceeds to step S24 to calculate the actual valve clearance amount VCL. In the actual valve clearance amount calculation block B22 of FIG. 9 that executes this calculation, the correction amount VCLRVAR is added to the reference amount VCLRSTD to correct, and finally the actual valve clearance amount VCL is calculated.

本発明に係るバルブ温度推定装置を備えたエンジンの実施形態を示す概略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic which shows embodiment of the engine provided with the valve temperature estimation apparatus which concerns on this invention. 吸気バルブのバルブ温度演算の構成を説明するブロック図。The block diagram explaining the structure of the valve temperature calculation of an intake valve. 吸気バルブ温度演算処理過程の一例を示したフローチャート。The flowchart which showed an example of the intake valve temperature calculation process. 排気バルブのバルブ温度演算の構成を説明するブロック図。The block diagram explaining the structure of the valve temperature calculation of an exhaust valve. 排気バルブ温度演算処理過程の一例を示したフローチャート。6 is a flowchart showing an example of an exhaust valve temperature calculation process. 吸気バルブに関する補正値マップの他の例を示した図。The figure which showed the other example of the correction value map regarding an intake valve. 排気バルブに関する補正値マップの他の例を示した図。The figure which showed the other example of the correction value map regarding an exhaust valve. 実バルブクリアランス量演算処理の一例を示したフローチャート。The flowchart which showed an example of the actual valve clearance amount calculation process. 実バルブクリアランス量演算の構成を説明するブロック図。The block diagram explaining the structure of actual valve clearance amount calculation.

符号の説明Explanation of symbols

1,2 バルブ
3,4 可変動弁ソレノイド
5,6 カム
7,8 カムセンサ
12 エアフロメータ
30 ECU
32 水温センサ
33 クランク角センサ
B1,B10 バルブ温度基本値算出ブロック
B2,B11 バルブ温度補正値算出ブロック
B3,B12 バルブ温度算出ブロック
1, 2 Valve 3, 4 Variable valve solenoid 5, 6 Cam 7, 8 Cam sensor 12 Air flow meter 30 ECU
32 Water temperature sensor 33 Crank angle sensor B1, B10 Valve temperature basic value calculation block B2, B11 Valve temperature correction value calculation block B3, B12 Valve temperature calculation block

Claims (6)

気筒におけるバルブ設置部位の温度に基づいてバルブ温度の基本値を算出し且つ吸入空気量、エンジン回転速度、バルブ変換角又は目標当量比のいずれか一つ以上に基づいて補正値を算出し、前記基本値を前記補正値で補正することによりバルブ温度を算出することを特徴とする内燃機関のバルブ温度推定装置。   Calculating a basic value of the valve temperature based on the temperature of the valve installation site in the cylinder and calculating a correction value based on any one or more of the intake air amount, the engine rotation speed, the valve conversion angle, or the target equivalent ratio, A valve temperature estimation device for an internal combustion engine, wherein a valve temperature is calculated by correcting a basic value with the correction value. バルブ設置部位の温度として、エンジン冷却水温度を使用することを特徴とする請求項1記載の内燃機関のバルブ温度推定装置。   2. The valve temperature estimating device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the engine coolant temperature is used as the temperature of the valve installation site. バルブ設置部位の温度として、排気ガス温度を使用することを特徴とする請求項1記載の内燃機関のバルブ温度推定装置。   2. The valve temperature estimating apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein an exhaust gas temperature is used as the temperature of the valve installation site. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のバルブ温度推定装置により算出したバルブ温度に基づいて、実バルブクリアランス量を算出することを特徴とする内燃機関のバルブクリアランス量推定装置。   A valve clearance amount estimation device for an internal combustion engine, wherein an actual valve clearance amount is calculated based on the valve temperature calculated by the valve temperature estimation device according to any one of claims 1 to 3. 請求項2記載のバルブ温度推定装置により算出した吸気バルブ温度と排気バルブ温度とに基づいて、吸気バルブと排気バルブの各実バルブクリアランス量を算出することを特徴とする内燃機関のバルブクリアランス量推定装置。   3. A valve clearance amount estimation for an internal combustion engine, wherein the actual valve clearance amounts of the intake valve and the exhaust valve are calculated based on the intake valve temperature and the exhaust valve temperature calculated by the valve temperature estimation device according to claim 2. apparatus. 請求項2記載のバルブ温度推定装置により算出した吸気バルブ温度に基づいて吸気バルブの実バルブクリアランス量を算出し、請求項3記載のバルブ温度推定装置により算出した排気バルブ温度に基づいて排気バルブの実バルブクリアランス量を算出することを特徴とする内燃機関のバルブクリアランス量推定装置。
An actual valve clearance amount of the intake valve is calculated based on the intake valve temperature calculated by the valve temperature estimation device according to claim 2, and the exhaust valve temperature is calculated based on the exhaust valve temperature calculated by the valve temperature estimation device according to claim 3. An apparatus for estimating a valve clearance amount of an internal combustion engine, wherein an actual valve clearance amount is calculated.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015023835A1 (en) * 2013-08-16 2015-02-19 Eaton Corporation Detection apparatus for at least one of temperature and pressure in a cylinder of an internal combustion engine
CN115949513A (en) * 2023-03-15 2023-04-11 绵阳华博精工机械有限公司 Intelligent control and adjustment method and system for valve clearance

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07324643A (en) * 1994-05-31 1995-12-12 Nissan Motor Co Ltd Fuel injection control device for internal combustion engine
JP2004225650A (en) * 2003-01-24 2004-08-12 Nissan Motor Co Ltd Inside egr amount estimating device for internal combustion engine
JP2005016475A (en) * 2003-06-27 2005-01-20 Nissan Motor Co Ltd Valve clearance amount estimation device for internal combustion engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07324643A (en) * 1994-05-31 1995-12-12 Nissan Motor Co Ltd Fuel injection control device for internal combustion engine
JP2004225650A (en) * 2003-01-24 2004-08-12 Nissan Motor Co Ltd Inside egr amount estimating device for internal combustion engine
JP2005016475A (en) * 2003-06-27 2005-01-20 Nissan Motor Co Ltd Valve clearance amount estimation device for internal combustion engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015023835A1 (en) * 2013-08-16 2015-02-19 Eaton Corporation Detection apparatus for at least one of temperature and pressure in a cylinder of an internal combustion engine
US10047644B2 (en) 2013-08-16 2018-08-14 Eaton Corporation Detection apparatus for at least one of temperature and pressure in a cylinder of an internal combustion engine
CN115949513A (en) * 2023-03-15 2023-04-11 绵阳华博精工机械有限公司 Intelligent control and adjustment method and system for valve clearance

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