JP5589945B2 - 吸気管温度推定装置 - Google Patents
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Description
請求項1に記載の発明は、内燃機関の吸気管内に流入するガスのエネルギと同吸気管内でガスから奪われるエネルギとに基づいて同吸気管内におけるガスの温度である吸気管温度の変化量を推定することにより吸気管温度を推定する吸気管温度推定装置において、機関停止中には前記吸気管温度の変化量の推定に際して前記吸気管内でガスから奪われるエネルギの寄与度合を機関運転中に比べて小さくすることをその要旨としている。
以下、図1〜図3を参照して本発明に係る吸気管温度推定装置を具体化した第1実施形態について詳細に説明する。尚、本実施形態では、本発明を車載ディーゼルエンジン(以下、内燃機関)に適用したものについて例示する。
Ein = Tga × GA + Tegr × Gegr ・・・(1)
ここで、「Tegr」はEGR通路40を介して還流される排気の温度(以下、EGR温度)である。すなわち、式(1)では、吸気マニホルド14内に流入するガスとして、スロットル弁11を介して流入する吸気(新気)と、EGR通路40を介して流入するEGRガスの双方が含まれている。尚、本実施形態では、排気温センサ53により検出される排気温TexをEGR温度Tegrとしている。また、以下のようにしてEGR量Gegrを算出している。すなわち、EGR弁41を閉弁した標準状態において、吸気管圧力PAと吸気マニホルド14に流入するガス量、すなわち筒内に導入されるガスの総量(以下、総ガス量Gtotal)との関係を予め実験等を通じて求めておく。また、吸気管圧力PAが一定であれば、EGR弁41が開弁されてEGR量Gegrが増大するほど吸気量GAは減少する。従って、次の式(2)からEGR量Gegrを算出する。
Gegr = Gtotal − GA ・・・(2)
また、吸気マニホルド14内で単位時間にガスから奪われるエネルギ(以下、放熱エネルギEloss)を次の式(3)から算出算出する。
Eloss = f{(Tga − Timw),Gtotal} ・・・(3)
ここで、「Timw」は吸気マニホルド14の管壁の温度(以下、吸気管壁温)であり、本実施形態では周知の態様により算出される推定値を用いている。すなわち、この関数fでは、吸気温Tgaと吸気管壁温Timwとの温度差が大きいときほど放熱エネルギElossが大きく算出される。また、上記温度差が一定であれば、総ガス量Gtotalが大きいときほど放熱エネルギElossが大きく算出される。
ΔTB = (Ein − Eloss)/Gtotal ・・・(4)
そして、前回の制御周期において算出された吸気管温度推定値TBと今回の制御周期において算出された変化量推定値ΔTBとに基づいて次の式(5)から吸気管温度推定値TBを算出する。
TB = TB + ΔTB ・・・(5)
尚、吸気管温度推定値TBの初期値には例えば水温センサ55により検出される冷却水温ThWに基づいて算出される値が用いられる。
尚、図3(d)において、本実施形態の電子制御装置50により算出される吸気管温度推定値TBを実線で示し、吸気管温度の実際値を二点鎖線で示す。また、参考として、従来の方法で算出される吸気管温度の推定値を一点鎖線で示す。
時刻t0において内燃機関の自動停止が行なわれ(a)、時刻t1において機関回転速度NEが「0」となることで(b)、吸気量GAが「0」となると(c)、算出される流入エネルギEinが「0」となる。ここで、内燃機関の自動停止中、すなわち時刻t1から時刻t2までは時刻t1の直前に算出された吸気管温度推定値TBが吸気管温度推定値TBとして算出される。すなわち、実線で示すように内燃機関の自動停止中においては吸気管温度推定値TBは一定の値として算出される。これに対して、二点鎖線で示すように吸気管温度の実際値は緩やかに低下する。従って、本実施形態の電子制御装置50により算出される吸気管温度推定値TBは、一点鎖線で示す従来の吸気管温度の推定値よりも吸気管温度の実際値との乖離度合が小さくなる。
(1)電子制御装置50は、流入エネルギEinと放熱エネルギElossとに基づいて吸気マニホルド14内におけるガスの温度である吸気管温度の変化量の推定値(変化量推定値ΔTB)を算出することにより吸気管温度推定値TBを算出するようにしている。また、内燃機関の自動停止中には当該機関運転が停止される直前に算出された吸気管温度推定値TBを当該吸気管温度推定値TBとして算出するようにしている。こうした構成によれば、内燃機関の自動停止中には吸気管温度推定値TBとして機関運転が停止される直前に推定された値が保持されることになり、吸気管温度推定値TBと実際値との乖離度合を小さくすることができる。従って、内燃機関の自動停止中において吸気管温度推定値TBを精度良く算出することができる。また、内燃機関の再始動に際して精度の良い吸気管温度推定値TBに基づいて機関運転状態を的確に把握することができ、機関制御を的確に行なうことができる。
次に、本発明に係る吸気管温度推定装置の第2実施形態について詳細に説明する。
本実施形態では、上記式(4)に代えて、以下の式(6)を用いるとともに、内燃機関の自動停止中における変化量推定値ΔTBの算出に際して放熱エネルギElossに「1」よりも小さい正の補正係数K1を乗じることにより放熱エネルギElossの寄与度合を機関運転中に比べて小さくする点が先の第1実施形態と異なっている。
ΔTB = (Ein − K×Eloss)/Gtotal ・・・(6)
次に、図4を参照して、吸気管温度推定値TBの算出処理の手順について説明する。尚、図4に示す一連の処理は、電子制御装置50への通電中に所定周期毎に繰り返し実行される。
尚、図5(d)において、本実施形態の電子制御装置50により算出される吸気管温度推定値TBを実線で示し、吸気管温度の実際値を二点鎖線で示す。また、参考として、従来の方法で算出される吸気管温度の推定値を一点鎖線で示す。
(2)内燃機関の自動停止中には変化量推定値ΔTBの算出に際して放熱エネルギElossの寄与度合を機関運転中に比べて小さくするようにしている。こうした構成によれば、内燃機関の自動停止中に流入エネルギEinが「0」とされ、放熱エネルギElossとしてそのままの値を用いると変化量推定値ΔTBが実際の低下量に対して過度に大きく算出される状況下にあって、算出される変化量推定値ΔTBを実際の低下量に近づけることができる。このため、内燃機関の自動停止中における吸気管温度推定値TBと実際値との乖離度合を小さくすることができる。従って、内燃機関の自動停止中において吸気管温度推定値TBを精度良く推定することができる。
・上記各実施形態では、本発明をディーゼルエンジンに対して適用しているが、ガソリンエンジンに対しても同様にして本発明を適用することができる。
Claims (8)
- 内燃機関の吸気管内に流入するガスのエネルギと同吸気管内でガスから奪われるエネルギとに基づいて同吸気管内におけるガスの温度である吸気管温度の変化量を推定することにより吸気管温度を推定する吸気管温度推定装置において、
機関停止中には前記吸気管温度の変化量の推定に際して前記吸気管内でガスから奪われるエネルギの寄与度合を機関運転中に比べて小さくする
ことを特徴とする吸気管温度推定装置。 - 請求項1に記載の吸気管温度推定装置において、
機関運転が停止されてから所定時間が経過するまでは前記吸気管内でガスから奪われるエネルギの寄与度合を「0」とする
ことを特徴とする吸気管温度推定装置。 - 請求項2に記載の吸気管温度推定装置において、
内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温検出手段を備え、
機関停止中には前記冷却水温検出手段により検出される冷却水温の変化量に基づいて当該吸気管温度の変化量を推定する
ことを特徴とする吸気管温度推定装置。 - 内燃機関の吸気管内に流入するガスのエネルギと同吸気管内でガスから奪われるエネルギとに基づいて同吸気管内におけるガスの温度である吸気管温度の変化量を推定することにより吸気管温度を推定する吸気管温度推定装置において、
機関運転が停止されてから所定時間が経過するまでは当該機関運転が停止される直前の吸気管温度の推定値を当該吸気管温度とする
ことを特徴とする吸気管温度推定装置。 - 請求項2〜請求項4のいずれか一項に記載の吸気管温度推定装置において、
内燃機関は機関運転中に所定の自動停止条件が成立したときに自動停止されるとともに、自動停止中に所定の再始動条件が成立したときに再始動されるものであり、
前記所定時間は内燃機関の自動停止が許容される最大値である
ことを特徴とする吸気管温度推定装置。 - 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の吸気管温度推定装置において、
前記吸気管に流入するガスの温度を推定するガス温度推定手段と、
前記吸気管に流入するガスの流量を推定するガス流量推定手段とを備え、
前記ガス温度推定手段により推定されるガスの温度と、前記ガス流量推定手段により推定されるガスの流量とに基づいて、前記吸気管に流入するガスのエネルギを算出する
ことを特徴とする吸気管温度推定装置。 - 請求項6に記載の吸気管温度推定装置において、
前記吸気管の上流には内燃機関の排気の一部を還流させる排気再循環通路が接続され、 還流ガスの温度を推定する還流ガス温度推定手段と、
還流ガスの流量を推定する還流ガス流量推定手段とを備え、
前記還流ガス温度推定手段により推定される還流ガスの温度と、前記還流ガス流量推定手段により推定される還流ガスの流量とに基づいて、前記吸気管に流入するガスのエネルギを算出する
ことを特徴とする吸気管温度推定装置。 - 請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の吸気管温度推定装置において、
前記吸気管に流入するガスの温度を推定するガス温度推定手段と、
前記吸気管の管壁の温度を推定する管壁温度推定手段と、
前記吸気管に流入するガスの流量を推定するガス流量推定手段とを備え、
前記ガス温度推定手段により推定されるガスの温度と前記管壁温度推定手段により推定される前記吸気管の管壁の温度との乖離度合と、前記ガス流量推定手段により推定されるガスの流量とに基づいて前記吸気管でガスから奪われるエネルギを算出する
ことを特徴とする吸気管温度推定装置。
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