JP2016050508A - Temperature estimation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンのシリンダ壁の温度、及びエンジンのシリンダブロックのウォータージャケット内の冷媒の温度の少なくとも一方を推定する温度推定装置に関する。 The present invention relates to a temperature estimation device that estimates at least one of a temperature of a cylinder wall of an engine and a temperature of a refrigerant in a water jacket of an engine cylinder block.
従来、エンジンの駆動中においては、当該エンジンのシリンダブロックのウォータージャケットに常時、冷媒が流通されていたため、ウォータージャケットを流通する冷媒の温度とエンジンの温度状況との間に相関関係があった。このため、ウォータージャケットを流通後の冷媒の温度を検出することにより、エンジンの温度状況を把握することができ、当該温度に応じて点火制御や噴射制御を行うことが可能であった。しかしながら、近年、冷間時の暖機促進による燃費向上を図り、冷間時にはウォータージャケットに流通させる冷媒を遮断したり、流量を制限したりする制御が行われるようになってきた。このような制御は、エンジンの各部で温度分布を生じさせ、ウォータージャケット内において局所的に冷媒が沸騰する可能性もあった。このため、従来、行われていたウォータージャケットを流通後の冷媒の温度に基づく最適な点火制御や噴射制御が困難になり、対策が検討されてきた(例えば特許文献1−3)。 Conventionally, during the driving of the engine, since the refrigerant is always circulated through the water jacket of the cylinder block of the engine, there is a correlation between the temperature of the refrigerant flowing through the water jacket and the temperature state of the engine. For this reason, the temperature state of the engine can be grasped by detecting the temperature of the refrigerant after flowing through the water jacket, and ignition control and injection control can be performed according to the temperature. In recent years, however, fuel consumption has been improved by promoting warm-up during cold weather, and control has been performed to shut off the refrigerant circulating in the water jacket and limit the flow rate during cold weather. Such control causes a temperature distribution in each part of the engine, and the coolant may boil locally in the water jacket. For this reason, it has become difficult to perform optimal ignition control and injection control based on the temperature of the refrigerant after circulation through a water jacket that has been conventionally performed, and countermeasures have been studied (for example, Patent Documents 1-3).
特許文献1の可変ウォータポンプの制御装置は、エンジンの暖機時に、冷却水を圧送する可変ウォータポンプの駆動を停止する制御を行う停止制御手段を備えて構成される。この可変ウォータポンプの制御装置は、エンジン始動時の冷却水温や、エンジンの暖機時にエンジンの所定部分の冷却水温の推定結果に応じて、可変ウォータポンプを駆動したり、停止したりする。
The control device for a variable water pump disclosed in
特許文献2の内燃機関の制御装置は、冷媒の温度を冷媒温検出値として検出する冷媒温度検出手段と、内燃機関の燃焼室外の温度を室外温検出値として検出する室外温度検出手段と、内燃機関の特定部位の温度を冷媒温検出値に基づいて推定する特定部位温推定手段と、を備えて構成される。特定部位温推定手段は、冷媒が燃焼室外から与えられた熱量と、特定部位と冷媒との受熱量の比とにより特定部位の燃焼室外から与えられた熱量を算出し、冷媒温検出値と、室外温検出値と、特定部位が与えられた熱量とに基づいて特定部位の温度を補正する。
The control apparatus for an internal combustion engine disclosed in
特許文献3の内燃機関の制御装置は、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、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る。当該推定手段は、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推定する。
An internal combustion engine control apparatus disclosed in
特許文献1に記載の技術は、冷却水温に基づいて可変ウォータポンプの運転を制御している。冷却水の流通を停止した際には、停止後の経過時間に応じて冷却水温が変化するので、推定誤差が大きくなってしまう。また、冷却水の流量を微量に設定した場合の冷却水温の推定やエンジン再始動時の冷却水温の推定を行うことも想定されていない。また、特許文献2及び3に記載の技術は、各部の熱量の差や、冷媒の温度や、外気温度等を用いてシリンダ壁の温度やシリンダブロックのウォータージャケットを流通する冷媒の温度を推定しているが、冷媒の温度は、シリンダブロックのウォータージャケットを流通後しか考慮されていないので、冷媒の流通を停止した際のシリンダブロックのウォータージャケットに存在する冷媒の温度を正確に推定することができない。
The technique described in
本発明の目的は、上記問題に鑑み、エンジンのシリンダ壁の温度、及びエンジンのシリンダブロックのウォータージャケット内の冷媒の温度の少なくとも一方を精度良く推定することが可能な温度推定装置を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a temperature estimation device capable of accurately estimating at least one of the temperature of the cylinder wall of the engine and the temperature of the refrigerant in the water jacket of the cylinder block of the engine. It is in.
上記目的を達成するための本発明に係る温度推定装置の特徴構成は、エンジンのシリンダ壁の温度、前記エンジンのシリンダブロックのウォータージャケット内の冷媒の温度、及び前記ウォータージャケットを流通後の前記冷媒の温度が、温度推定に係る基準点として設定され、前記基準点に基づいて、前記エンジンのシリンダ壁における熱収支を第1熱収支として演算する第1熱収支演算部と、前記基準点に基づいて、前記エンジンのシリンダブロックのウォータージャケット内の冷媒における熱収支を第2熱収支として演算する第2熱収支演算部と、前記基準点に基づいて、前記ウォータージャケットを流通後の前記冷媒における熱収支を第3熱収支として演算する第3熱収支演算部と、前記第1熱収支と前記第2熱収支と前記第3熱収支とに基づいて、前記ウォータージャケットに前記冷媒が流通していない状態における、前記シリンダ壁の温度及び前記ウォータージャケット内の前記冷媒の温度の少なくとも一方を推定する温度推定部と、を備えている点にある。 In order to achieve the above object, the temperature estimation apparatus according to the present invention has the following features: the temperature of the cylinder wall of the engine, the temperature of the refrigerant in the water jacket of the cylinder block of the engine, and the refrigerant after circulation through the water jacket Is set as a reference point for temperature estimation, and based on the reference point, a first heat balance calculation unit that calculates a heat balance in the cylinder wall of the engine as a first heat balance based on the reference point A second heat balance calculator that calculates a heat balance in the refrigerant in the water jacket of the cylinder block of the engine as a second heat balance, and heat in the refrigerant after flowing through the water jacket based on the reference point. A third heat balance calculating unit for calculating a balance as a third heat balance, the first heat balance, the second heat balance, and the third heat balance. And a temperature estimation unit that estimates at least one of the temperature of the cylinder wall and the temperature of the refrigerant in the water jacket in a state where the refrigerant does not flow through the water jacket. It is in.
このような特徴構成とすれば、従来、エンジンの各部の温度を推定していた場合に比べて温度推定に係る基準点を増やして、エンジンの各部の温度を推定することができるので、エンジンのシリンダ壁の温度、及びエンジンのシリンダブロックのウォータージャケット内の冷媒の温度等を精度良く推定することができる。したがって、冷間時におけるエンジンの暖機中であっても、エンジンの温度状況を精度良く把握することができるので、最適な点火制御や噴射制御を行うことが可能となる。 With such a characteristic configuration, it is possible to estimate the temperature of each part of the engine by increasing the reference point for temperature estimation compared to the case where the temperature of each part of the engine has been estimated conventionally. It is possible to accurately estimate the temperature of the cylinder wall, the temperature of the refrigerant in the water jacket of the cylinder block of the engine, and the like. Therefore, even when the engine is warming up in the cold state, the temperature state of the engine can be accurately grasped, so that optimal ignition control and injection control can be performed.
また、前記第1熱収支、前記第2熱収支、及び前記第3熱収支の演算に前記冷媒の濃度によって変化するパラメータとして用いられ、前記温度推定部は、前記ウォータージャケットに前記冷媒が流通している状態において前記パラメータのみを変更して、前記ウォータージャケット内の前記冷媒の温度を所定の濃度毎に予め推定し、予め推定されている前記所定の濃度毎の前記冷媒の温度のうち、前記ウォータージャケットに前記冷媒を流通した後の温度センサにより検出された前記冷媒の温度に最も近い冷媒の温度の推定に用いたパラメータで現在の前記パラメータを更新する更新部を備えると好適である。 In addition, the temperature estimation unit is used as a parameter that varies depending on the concentration of the refrigerant in the calculation of the first heat balance, the second heat balance, and the third heat balance, and the temperature estimation unit causes the refrigerant to flow through the water jacket. In the state where only the parameter is changed, the temperature of the refrigerant in the water jacket is estimated in advance for each predetermined concentration, and the temperature of the refrigerant for each predetermined concentration estimated in advance is It is preferable to provide an update unit that updates the current parameter with the parameter used to estimate the temperature of the refrigerant closest to the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor after the refrigerant flows through the water jacket.
このような構成とすれば、使用に応じて冷媒の特性が変化した場合であっても、第1熱収支、第2熱収支、及び第3熱収支の夫々の演算に用いられる冷媒の濃度のパラメータを現在の冷媒の状態に基づいて更新するので、温度推定部により推定された推定結果に含まれる冷媒の特性変化に起因した誤差を低減することができる。したがって、冷媒の特性が変化した場合であっても、各部の温度を精度良く推定することが可能となる。 With such a configuration, even if the characteristics of the refrigerant change according to use, the concentration of the refrigerant used for each calculation of the first heat balance, the second heat balance, and the third heat balance Since the parameter is updated based on the current state of the refrigerant, it is possible to reduce an error caused by a change in the characteristic of the refrigerant included in the estimation result estimated by the temperature estimation unit. Therefore, even when the characteristics of the refrigerant change, it is possible to accurately estimate the temperature of each part.
また、前記温度推定部が前記シリンダ壁の温度及び前記ウォータージャケット内の前記冷媒の温度の少なくとも一方を推定する前の前記エンジンの周囲温度と、前記温度推定部により推定された推定結果との差が大きい程、大きい補正量で前記推定結果を低温側に補正する補正部を備えると好適である。 Further, the difference between the ambient temperature of the engine before the temperature estimation unit estimates at least one of the temperature of the cylinder wall and the temperature of the refrigerant in the water jacket, and the estimation result estimated by the temperature estimation unit It is preferable that a correction unit that corrects the estimation result to a low temperature side with a large correction amount is provided as the value is larger.
例えば、エンジンの各部の熱分布が一様になるまでに、エンジンの運転と停止とを繰り返した場合、温度推定部による推定結果は実際の温度よりも高い値となり、エンジンの1回目の始動前のエンジンの周囲温度と温度推定部により推定された推定結果との差が大きい程、温度推定部による推定結果と実際の温度との差が大きくなることが本願の発明者により見出されている。そこで、本構成によれば、補正部は、温度推定部が温度推定を行う前のエンジンの周囲温度と温度推定部の推定結果との差に応じて設定された補正量を用いて温度推定部による推定結果を補正するので、推定結果を実際の温度に近づけることができる。したがって、エンジンの運転と停止とを繰り返すことが多い例えばハイブリッド車両やアイドリングストップ機能を備えた車両であっても、各部の温度を精度良く推定することができる。 For example, when the engine is repeatedly started and stopped until the heat distribution in each part of the engine becomes uniform, the estimation result by the temperature estimation unit becomes a value higher than the actual temperature, and before the first start of the engine The inventors of the present application have found that the larger the difference between the ambient temperature of the engine and the estimation result estimated by the temperature estimation unit, the greater the difference between the estimation result by the temperature estimation unit and the actual temperature. . Therefore, according to this configuration, the correction unit uses the correction amount set according to the difference between the ambient temperature of the engine before the temperature estimation unit performs temperature estimation and the estimation result of the temperature estimation unit. Since the estimation result is corrected, the estimation result can be brought close to the actual temperature. Therefore, the temperature of each part can be accurately estimated even if the engine is frequently operated and stopped, for example, a hybrid vehicle or a vehicle having an idling stop function.
本発明に係る温度推定装置は、エンジンのシリンダ壁の温度、及びエンジンのシリンダブロックのウォータージャケット内の冷媒の温度の少なくとも一方を精度良く推定することができる機能を備えて構成される。以下、本実施形態の温度推定装置1について説明する。図1は温度推定装置1の構成を模式的に示したブロック図であり、図2は温度推定装置1による推定に係る熱収支を示したモデル図である。
The temperature estimation device according to the present invention is configured to have a function capable of accurately estimating at least one of the temperature of the cylinder wall of the engine and the temperature of the refrigerant in the water jacket of the cylinder block of the engine. Hereinafter, the
図1に示されるように、温度推定装置1は、第1熱収支演算部11、第2熱収支演算部12、第3熱収支演算部13、温度推定部14、更新部15、補正部16の各機能部を備えて構成される。これらの各機能部は、エンジンEのシリンダ壁21の温度、及びエンジンEのシリンダブロック22のウォータージャケット23内の冷媒の温度の推定に係る種々の処理を行うためにCPUを中核部材としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。
As shown in FIG. 1, the
温度推定装置1は、エンジンEのシリンダ壁21の温度及びエンジンEのシリンダブロック22のウォータージャケット23内の冷媒の温度を精度良く推定するために、3つの基準点(以下「熱点」とする)を設定して温度推定を行っている。本実施形態では、この3つの熱点は、図2に示されるように、ウォータージャケット23を流通した後、温度センサ31により検出された冷媒の温度T1、シリンダ壁21の温度T2、ウォータージャケット23内の冷媒の温度T3にあたる。本実施形態では、これらの3つの熱点に基づいて、夫々以下に示される第1熱収支演算部11、第2熱収支演算部12、第3熱収支演算部13により熱収支が演算される。
In order to accurately estimate the temperature of the
第1熱収支演算部11は、エンジンEのシリンダ壁21における熱収支を第1熱収支として演算する。エンジンEのシリンダ壁21とは、エンジンEの燃料である例えばガソリン等を燃焼させる燃焼室の壁部に相当する。熱収支とは放熱量及び受熱量の総和である。したがって、第1熱収支演算部11は、エンジンEのシリンダ壁21に係る放熱量及び受熱量の総和を第1熱収支として演算する。この第1熱収支は、シリンダ壁21の温度T2の微分値とシリンダ壁21の熱容量との積にあたる。
The first heat
具体的には、シリンダ壁21の熱収支である第1熱収支は、エンジンEの燃焼により発生する熱量Q0、シリンダ壁21からウォータージャケット23内の冷媒への熱移動量Q1、シリンダ壁21からウォータージャケット23外の冷媒への熱移動量Q2、及びシリンダ壁21から外気へ放熱される熱量Q6の総和にあたり、受熱量を正、放熱量を負とすると、第1熱収支は、Q0−Q1−Q2−Q6で演算することができる。なお、図2中の白抜き矢印は、熱量及び熱移動量の向きのみを示すものであり、大きさを示すものでは無い。
Specifically, the first heat balance, which is the heat balance of the
第2熱収支演算部12は、エンジンEのシリンダブロック22のウォータージャケット23内の冷媒における熱収支を第2熱収支として演算する。エンジンEのシリンダブロック22とは、ピストン24を収容するシリンダ25を構成するハウジングに相当する。シリンダブロック22のウォータージャケット23とは、シリンダブロック22に設けられ、シリンダ25を冷却する冷媒の流通路である。したがって、第2熱収支演算部12は、ウォータージャケット23内の流通路にある冷媒に係る放熱量及び受熱量の総和を第2熱収支として演算する。この第2熱収支は、ウォータージャケット23内の冷媒の温度T3の微分値と、ウォータージャケット23内の冷媒の密度と、ウォータージャケット23内の冷媒の体積と、ウォータージャケット23内の冷媒の熱容量との積にあたる。
The second heat
具体的には、シリンダブロック22のウォータージャケット23内の冷媒の熱収支である第2熱収支は、ウォータージャケット23を流通後の冷媒の熱容量W1、ウォータージャケット23内の冷媒の熱容量W2、シリンダ壁21からウォータージャケット23内の冷媒への熱移動量Q1、冷媒がウォータージャケット23内からウォータージャケット23外へ流通する際の熱移動量Q3、及びウォータージャケット23を流通する冷媒が外気から受熱される熱量Q5の総和となり、受熱量を正、放熱量を負とすると、第2熱収支は、W1−W2+Q1−Q3+Q5で演算することができる。
Specifically, the second heat balance, which is the heat balance of the refrigerant in the
第3熱収支演算部13は、ウォータージャケット23を流通後の冷媒における熱収支を第3熱収支として演算する。ウォータージャケット23を流通後の冷媒とは、ウォータージャケット23から排出される冷媒である。したがって、第3熱収支演算部13は、ウォータージャケット23から排出された冷媒に係る放熱量及び受熱量の総和を第3熱収支として演算する。この第3熱収支は、温度センサ31により検出された冷媒の温度T1の微分値と、ウォータージャケット23を流通後の冷媒の密度と、ウォータージャケット23を流通後の冷媒の体積と、ウォータージャケット23を流通後の冷媒の熱容量との積にあたる。
The third heat
具体的には、シリンダブロック22を流通後の冷媒の熱収支である第3熱収支は、ウォータージャケット23を流通後の冷媒の熱容量W1、ウォータージャケット23内の冷媒の熱容量W2、シリンダ壁21からウォータージャケット23外の冷媒への熱移動量Q2、冷媒がウォータージャケット23内からウォータージャケット23外へ流通する際の熱移動量Q3、及びウォータージャケット23を流通後の冷媒から外気へ放熱される熱量Q4の総和となり、受熱量を正、放熱量を負とすると、第3熱収支は、W2−W1+Q2+Q3−Q4で演算することができる。
Specifically, the third heat balance, which is the heat balance of the refrigerant after flowing through the
ここで、熱量Q0は、エンジン回転数と出力トルクとにより求めることができる。また、熱移動量Q1は、温度T2と温度T3との差に、所定の係数(シリンダ壁21からウォータージャケット23内の冷媒への熱伝導率と、シリンダ壁21に対するウォータージャケット23の接地面積との積)を掛けて求めることができる。また、熱移動量Q2は、温度T2と温度T1との差に、所定の係数(シリンダ壁21からウォータージャケット23内の冷媒への熱伝導率と、シリンダ壁21に対するウォータージャケット23外の冷媒の流通路の接地面積との積)を掛けて求めることができる。また、熱移動量Q3は、温度T3と温度T1との差に、所定の係数(ウォータージャケット23内からウォータージャケット23外に流通する冷媒の熱伝導率と、ウォータージャケット23内の流通路とウォータージャケット23外の流通路との接地面積との積を、ウォータージャケット23内の冷媒が連通する流通路と温度センサ31との距離で除した値)を掛けて求めることができる。また、熱量Q6は、温度T2と外気温度との差に、所定の係数(シリンダ壁21からウォータージャケット23内の冷媒への熱伝導率と、シリンダ壁21に対する外気の接地面積との積)を掛けて求めることができる。また、熱容量W1は、ウォータージャケット23を流通後の冷媒の比熱と、温度T1と、ウォータージャケット23を流通した冷媒の流量との積により求めることができる。また、ウォータージャケット23内の冷媒の熱容量W2は、シリンダブロック22内の冷媒の比熱と、温度T3と、シリンダブロック22内を流通する冷媒の流量との積により求めることができる。
Here, the heat quantity Q0 can be obtained from the engine speed and the output torque. Further, the amount Q1 of heat transfer depends on a difference between the temperature T2 and the temperature T3, a predetermined coefficient (thermal conductivity from the
温度推定部14は、第1熱収支と第2熱収支と第3熱収支とに基づいて、ウォータージャケット23に冷媒が流通していない状態における、シリンダ壁21の温度T2及びウォータージャケット23内の冷媒の温度T3を推定する。第1熱収支は第1熱収支演算部11から伝達される。第2熱収支は第2熱収支演算部12から伝達される。第3熱収支は第3熱収支演算部13から伝達される。ウォータージャケット23に冷媒が流通していない状態とは、例えば冷間時(エンジンEの周囲温度が低い時)にエンジンEの暖機運転中等を目的としてウォータージャケット23に冷媒を流通させていない状態をいう。温度推定部14は、このような状態下において、第1熱収支、第2熱収支、及び第3熱収支に関する微分方程式を解くことにより、シリンダ壁21の温度T2及びウォータージャケット23内の冷媒の温度T3を演算する。この演算結果が温度推定部14による推定結果にあたる。
Based on the first heat balance, the second heat balance, and the third heat balance, the
具体的には、ウォータージャケット23内の冷媒の温度T3を推定する場合には、第1熱収支、第2熱収支、及び第3熱収支に関する微分方程式をラプラス変換して、ラプラス変換後の第2熱収支と第3熱収支との差について解き、ウォータージャケット23内の冷媒の所定時間における温度変化量を算出する。この結果に、温度センサ31で検出された冷媒の温度T1を加算することにより求めることができる。また、シリンダ壁21の温度T2を推定する場合には、第1熱収支、第2熱収支、及び第3熱収支に関する微分方程式をラプラス変換して、第1熱収支と第3熱収支との差について解き、シリンダ壁21の所定時間における温度変化量を算出する。この結果に、温度センサ31で検出された冷媒の温度T1を加算することにより求めることができる。
Specifically, when the temperature T3 of the refrigerant in the
また、ウォータージャケット23内の冷媒の温度T3は、ウォータージャケット23内の冷媒における熱収支である第2熱収支を演算し、当該第2熱収支による温度変化量を求めて、この温度変化量に温度センサ31により検出された冷媒の温度T1を加算することにより求めることもできる。また、シリンダ壁21の温度T2は、シリンダ壁21における熱収支である第1熱収支を演算し、当該第1熱収支による温度変化量を求めて、この温度変化量に温度センサ31により検出された冷媒の温度T1を加算することにより求めることもできる。なお、第1熱収支による温度変化量は、Q=mcΔTにより求めることが可能である。ただし、Qは第1熱収支であり、mはシリンダブロック22の質量、cはシリンダブロック22の比熱、ΔTは温度変化量である。また、第2熱収支による温度上昇も、Q=mcΔTにより求めることが可能であり、Qは第2熱収支であり、mはウォータージャケット23内の冷媒の質量、cは当該冷媒の比熱、ΔTは温度変化量である。
The temperature T3 of the refrigerant in the
ここで、第1熱収支、第2熱収支、及び第3熱収支の演算に冷媒の濃度によって変化する比熱、粘度、熱伝導率がパラメータとして用いられる。例えば、ウォータージャケット23に冷媒が流通している状態においては、温度推定部14により推定された温度センサ31付近の冷媒の温度T1と、温度センサ31により検出された冷媒の温度T1とは略等しい値となるはずである。しかしながら、例えば冷媒が交換、劣化する等して、冷媒の濃度が変化した場合、濃度に依存している比熱、粘度、熱伝導率のパラメータが初期の値から変化してしまい、温度推定部14による温度T1と、温度センサ31による冷媒の温度T1との間に差が生じ、温度推定部14による冷媒の温度T3に誤差が含まれることになる。
Here, specific heat, viscosity, and thermal conductivity that change according to the refrigerant concentration are used as parameters for calculating the first heat balance, the second heat balance, and the third heat balance. For example, in a state where the refrigerant is circulating in the
そこで、温度推定部14は、ウォータージャケット23に冷媒が流通している状態においてパラメータのみを変更して、ウォータージャケット23内の冷媒の温度を所定の濃度毎に予め推定する。すなわち、現在の冷媒をウォータージャケット23内に流通させて、冷媒の濃度に関するパラメータのみを変更して、推定結果を取得する。この推定結果は、所定の濃度毎(例えば10%毎)にパラメータを変更して取得される。このようにして得られた冷媒の濃度毎の推定結果が図3の(1)−(5)で示される。
Therefore, the
次に、更新部15は、予め推定されている所定の濃度毎の前記冷媒の温度のうち、ウォータージャケット23に実際に冷媒を流通した後の温度センサ31により検出された冷媒の温度T1に最も近い冷媒の温度の推定に用いたパラメータで現在の冷媒の濃度に関するパラメータを更新する。すなわち、上述した温度推定部14により所定の濃度毎にパラメータを変更してウォータージャケット23内の冷媒の温度を推定した際に用いた冷媒の温度を温度センサ31で検出し、この検出結果に最も近い推定結果に係るパラメータで現在のパラメータを更新する。図3の例によれば、温度センサ31により検出された温度T1は、破線で示された推定結果(1)−(5)のうち、(4)に最も近いので当該(4)の推定に用いたパラメータで現在のパラメータを更新することになる。これにより、仮に冷媒の特性が変化していても、パラメータを更新することにより、精度良く各部の温度を推定することが可能となる。
Next, the
ここで、上述したように温度推定部14はシリンダ壁21の温度T2及びウォータージャケット23内の冷媒の温度T3を推定するが、図4に示されるようにエンジンEが動作と停止とを繰り返した場合には、エンジンEの各部の温度分布が均一とならず、推定値に含まれる誤差が多くなる傾向がある。この誤差は、エンジンEの始動時の当該エンジンの周囲温度と、温度推定部14による推定結果との差が大きい程、大きくなり、温度推定部14により推定結果が高い値となる。
Here, as described above, the
そこで、補正部16は、温度推定部14がシリンダ壁21の温度T2及びウォータージャケット23内の冷媒の温度を推定する前のエンジンEの周囲温度と、温度推定部14により推定された推定結果との差が大きい程、大きい補正量で推定結果を低温側に補正する。エンジンEの周囲温度は、例えば冷媒を流通前の温度センサ31やエンジンEの周囲に備えられる温度センサにより検出可能である。図4に示されるように、エンジンEを始動前のエンジンEの周囲温度をT0とすると、温度推定部14により推定された結果(図4において破線で示される)は、温度T0よりも高い程、実際の温度(図4において実線で示される)よりも高い値となってしまう。そこで、補正部16は、エンジンEを始動前のエンジンEの周囲温度と、温度推定部14により推定された結果との差が大きい程、大きい補正量を用いて推定結果を小さくするように補正する。これにより、エンジンEの各部の温度分布が均一でない場合でも、精度良くエンジンEの各部の温度を推定することが可能となる。
Therefore, the
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、温度推定部14がシリンダ壁21の温度及びウォータージャケット23内の冷媒の温度を推定するとして説明したが、温度推定部14は、シリンダ壁21の温度及びウォータージャケット23内の冷媒の温度の一方を推定する構成とすることも可能である。
[Other Embodiments]
In the above embodiment, the
上記実施形態では、更新部15は、温度推定部が温度推定に用いる冷媒の濃度に関するパラメータを更新するとして説明したが、更新部15がパラメータを更新しないように構成することも可能である。この場合には、温度推定部14はウォータージャケット23に冷媒が流通している状態においてパラメータを変更してウォータージャケット23内の冷媒の温度T3を推定しなくても良い。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、補正部16は、温度推定部14がシリンダ壁21の温度T2及びウォータージャケット23内の冷媒の温度を推定する前のエンジンEの周囲温度と、温度推定部14により推定された推定結果との差が大きい程、大きい補正量で推定結果を低温側に補正するとして説明したが、補正部16が温度推定部14の推定結果を補正しないように構成することも可能である。また、温度推定部14がシリンダ壁21の温度T2及びウォータージャケット23内の冷媒の温度を推定する前のエンジンEの周囲温度と、温度推定部14により推定された推定結果との差に拘らず、一定の補正量で推定結果を低温側に補正する構成とすることも可能である。
In the above embodiment, the
本発明は、エンジンのシリンダ壁の温度、及びエンジンのシリンダブロックのウォータージャケット内の冷媒の温度の少なくとも一方を推定する温度推定装置に利用することが可能である。 The present invention can be used in a temperature estimation device that estimates at least one of the temperature of the cylinder wall of the engine and the temperature of the refrigerant in the water jacket of the cylinder block of the engine.
1:温度推定装置
11:第1熱収支演算部
12:第2熱収支演算部
13:第3熱収支演算部
14:温度推定部
15:更新部
16:補正部
21:シリンダ壁
22:シリンダブロック
23:ウォータージャケット
31:温度センサ
E:エンジン
T1:温度(ウォータージャケットを流通後の冷媒の温度)
T2:温度(ウォータージャケット内の冷媒の温度)
T3:温度(シリンダ壁の温度)
1: Temperature estimation device 11: First heat balance calculation unit 12: Second heat balance calculation unit 13: Third heat balance calculation unit 14: Temperature estimation unit 15: Update unit 16: Correction unit 21: Cylinder wall 22: Cylinder block 23: Water jacket 31: Temperature sensor E: Engine T1: Temperature (the temperature of the refrigerant after distribution through the water jacket)
T2: Temperature (temperature of the refrigerant in the water jacket)
T3: Temperature (cylinder wall temperature)
Claims (3)
前記基準点に基づいて、前記エンジンのシリンダ壁における熱収支を第1熱収支として演算する第1熱収支演算部と、
前記基準点に基づいて、前記エンジンのシリンダブロックのウォータージャケット内の冷媒における熱収支を第2熱収支として演算する第2熱収支演算部と、
前記基準点に基づいて、前記ウォータージャケットを流通後の前記冷媒における熱収支を第3熱収支として演算する第3熱収支演算部と、
前記第1熱収支と前記第2熱収支と前記第3熱収支とに基づいて、前記ウォータージャケットに前記冷媒が流通していない状態における、前記シリンダ壁の温度及び前記ウォータージャケット内の前記冷媒の温度の少なくとも一方を推定する温度推定部と、
を備える温度推定装置。 The temperature of the cylinder wall of the engine, the temperature of the refrigerant in the water jacket of the cylinder block of the engine, and the temperature of the refrigerant after flowing through the water jacket are set as reference points for temperature estimation,
A first heat balance calculation unit that calculates a heat balance in the cylinder wall of the engine as a first heat balance based on the reference point;
A second heat balance calculation unit that calculates a heat balance of the refrigerant in the water jacket of the cylinder block of the engine as a second heat balance based on the reference point;
Based on the reference point, a third heat balance calculation unit that calculates a heat balance in the refrigerant after flowing through the water jacket as a third heat balance;
Based on the first heat balance, the second heat balance, and the third heat balance, the temperature of the cylinder wall and the refrigerant in the water jacket in a state where the refrigerant does not flow through the water jacket. A temperature estimation unit for estimating at least one of the temperatures;
A temperature estimation device comprising:
前記温度推定部は、前記ウォータージャケットに前記冷媒が流通している状態において前記パラメータのみを変更して、前記ウォータージャケット内の前記冷媒の温度を所定の濃度毎に予め推定し、
予め推定されている前記所定の濃度毎の前記冷媒の温度のうち、前記ウォータージャケットに前記冷媒を流通した後の温度センサにより検出された前記冷媒の温度に最も近い冷媒の温度の推定に用いたパラメータで現在の前記パラメータを更新する更新部を備える請求項1に記載の温度推定装置。 The first heat balance, the second heat balance, and the third heat balance are used as parameters that change according to the concentration of the refrigerant in the calculation of the third heat balance,
The temperature estimating unit changes only the parameter in a state where the refrigerant is circulating in the water jacket, and estimates the temperature of the refrigerant in the water jacket for each predetermined concentration in advance.
Used to estimate the temperature of the refrigerant closest to the temperature of the refrigerant detected by the temperature sensor after circulating the refrigerant through the water jacket, of the temperature of the refrigerant for each predetermined concentration estimated in advance. The temperature estimation apparatus according to claim 1, further comprising an update unit that updates the current parameter with a parameter.
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