JP6261840B1 - Internal combustion engine temperature prediction apparatus and temperature prediction method - Google Patents
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Abstract
内燃機関の温度予測装置および温度予測方法は、内燃機関が停止状態から始動を開始してから、内燃機関が回転を開始するまでの期間内のタイミングで外気圧力として取得した吸気圧と、内燃機関が回転を開始してから燃焼室内で燃焼を開始するまでの期間内のタイミングで吸気代表圧力として取得した吸気圧と、当該タイミングで取得した内燃機関回転数とに基づいて、内燃機関の初期温度を予測し、予測した初期温度を用いて燃焼開始以降の内燃機関の温度を予測するように構成されている。An internal combustion engine temperature predicting apparatus and a temperature predicting method include an intake pressure acquired as an outside air pressure at a timing within a period from when an internal combustion engine starts to start from a stopped state to when the internal combustion engine starts to rotate, and an internal combustion engine The initial temperature of the internal combustion engine based on the intake pressure acquired as the intake representative pressure at the timing within the period from the start of rotation to the start of combustion in the combustion chamber and the internal combustion engine speed acquired at the timing And the temperature of the internal combustion engine after the start of combustion is predicted using the predicted initial temperature.
Description
本発明は、吸気管内の吸気圧を利用して内燃機関の温度を予測する温度予測装置および温度予測方法に関する。 The present invention relates to a temperature predicting apparatus and a temperature predicting method for predicting the temperature of an internal combustion engine using intake pressure in an intake pipe.
従来、車両には、ECUと呼ばれる電子制御装置が搭載されている。ECUは、主にマイクロコンピュータを用いて構成されており、運転に関わる車両用の内燃機関の動作等を制御している。そのような内燃機関の動作制御には、様々なパラメータが関与している。制御に関与するパラメータの1つとして、内燃機関の温度情報が知られている。 Conventionally, an electronic control device called an ECU is mounted on a vehicle. The ECU is mainly configured using a microcomputer, and controls the operation of an internal combustion engine for a vehicle related to driving. Various parameters are involved in the operation control of such an internal combustion engine. As one of the parameters involved in the control, temperature information of the internal combustion engine is known.
ここで、内燃機関本体に専用の温度センサを配置して、その温度センサの測定結果を用いてECUが内燃機関の制御を行うフィードバック制御を採用する場合、その温度センサの測定時刻からECUの応答時刻への遅れが生じることから、適切な内燃機関の制御が困難である。 Here, when a dedicated temperature sensor is arranged in the internal combustion engine main body and the ECU adopts feedback control in which the ECU controls the internal combustion engine using the measurement result of the temperature sensor, the response of the ECU from the measurement time of the temperature sensor Due to the delay in time, it is difficult to control the internal combustion engine appropriately.
そこで、内燃機関起動時の内燃機関本体の温度と、任意の時間における吸気管の温度と、シミュレーション用のモデルとを用いて、その任意の時間における内燃機関本体の温度を予測する手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の従来技術では、内燃機関起動時の内燃機関本体の温度を知るための構成として、内燃機関本体の筐体に専用の温度センサを配置して、その温度センサによって内燃機関本体の温度を直接的に検出する直接検出構成と、内燃機関のエンジンオイルの温度または冷却水の温度を直接的に検出し、その検出結果に基づく温度予測によって内燃機関本体の温度を間接的に検出する間接検出構成とが提案されている。
Therefore, a method for predicting the temperature of the internal combustion engine body at an arbitrary time using the temperature of the internal combustion engine body at the start of the internal combustion engine, the temperature of the intake pipe at an arbitrary time, and a simulation model has been proposed. (For example, refer to Patent Document 1). In the prior art described in
また、内燃機関起動時の吸気管内の温度と大気温度とが一致すると仮定し、内燃機関のシリンダ内の圧力と内燃機関の周囲にある大気温度とに基づき、吸気管の温度を予測する手法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Also, assuming that the temperature in the intake pipe at the start of the internal combustion engine matches the atmospheric temperature, there is a technique for predicting the temperature of the intake pipe based on the pressure in the cylinder of the internal combustion engine and the atmospheric temperature around the internal combustion engine. It has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、内燃機関本体の温度を知るために、上記の直接検出構成を適用する場合、内燃機関本体の温度上昇に耐え得る耐熱性の温度センサを準備する必要がある。また、その温度センサの取り付け用の穴あけなどの加工を内燃機関本体の表面に施す作業、その温度センサを取り付ける作業等といった作業を行う必要がある。また、内燃機関本体の温度を知るために、上記の間接検出構成を適用する場合、上記と同様に、エンジンオイルまたは冷却水の温度上昇に耐えうる耐熱性の温度センサを準備する必要があり、さらに、上記のような作業を行う必要がある。 However, in order to know the temperature of the internal combustion engine body, when applying the direct detection configuration described above, it is necessary to prepare a heat-resistant temperature sensor that can withstand the temperature rise of the internal combustion engine body. In addition, it is necessary to perform operations such as drilling for mounting the temperature sensor on the surface of the internal combustion engine main body, mounting the temperature sensor, and the like. In addition, when applying the indirect detection configuration described above in order to know the temperature of the internal combustion engine body, it is necessary to prepare a heat-resistant temperature sensor that can withstand the temperature rise of engine oil or cooling water, as described above. Furthermore, it is necessary to perform the above operations.
つまり、特許文献1に記載の従来技術では、内燃機関本体の温度を知るために、直接検出構成および間接検出構成のいずれを適用した場合であっても、配線および部品の増大によって、製造コストおよび作業負担の増大を招く虞がある。その結果、部品ならびに製造コストが高止まりする虞がある。
That is, in the prior art described in
特許文献2に記載の従来技術では、上述したとおり、内燃機関起動時の吸気管内の温度と大気温度とが一致すると仮定している。そのため、内燃機関起動時と内燃機関停止時との時間間隔に基づいて、仮定範囲にばらつきが見られ、温度の予測精度が悪化しうる。したがって、例えば、特許文献1に記載の従来技術において、特許文献2に記載の従来技術を適用することで予測した吸気管の温度を用いて、内燃機関本体の温度を予測した場合、内燃機関本体の温度の予測精度がさらに悪化する虞がある。
In the prior art described in
本発明は、上記のような事情を鑑みてなされたものであり、高温対応の専用の温度センサを用いなくても、比較的低コストで内燃機関の温度を予測することのできる内燃機関の温度予測装置および温度予測方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the temperature of the internal combustion engine that can predict the temperature of the internal combustion engine at a relatively low cost without using a dedicated temperature sensor for high temperatures. An object is to obtain a prediction device and a temperature prediction method.
本発明に係る内燃機関の温度予測装置は、吸気管から燃焼室内に外気を吸入する吸気工程を行い、吸気工程で吸入される外気に対して噴射した燃料を着火することによって燃焼室内で燃焼を起こすように構成された内燃機関の温度を予測する温度予測装置において、内燃機関が停止状態から始動を開始してから、内燃機関が回転を開始するまでの期間内のタイミングで、吸気管内の吸気圧を外気圧力として取得する外気圧力取得部と、内燃機関が回転を開始してから燃焼を開始するまでの期間内のタイミングで、吸気圧を吸気代表圧力として取得する吸気代表圧力取得部と、内燃機関の単位時間当たりの回転数を取得するパラメータ情報取得部と、外気圧力取得部が取得した外気圧力、吸気代表圧力取得部が取得した吸気代表圧力およびパラメータ情報取得部が取得した回転数に基づいて、始動を開始してから燃焼を開始するまでの期間における内燃機関の初期温度を予測する初期温度予測部と、初期温度予測部が予測した初期温度を用いて、燃焼の開始以降の内燃機関の温度を予測する温度予測部と、を備えたものである。 An internal combustion engine temperature predicting apparatus according to the present invention performs an intake step of taking outside air from an intake pipe into a combustion chamber, and ignites the injected fuel to the outside air sucked in the intake step, thereby causing combustion in the combustion chamber. In a temperature predicting apparatus for predicting the temperature of an internal combustion engine configured to wake up, the intake pipe in the intake pipe has a timing within a period from when the internal combustion engine starts to start from a stopped state to when the internal combustion engine starts to rotate. An outside air pressure acquisition unit that acquires an atmospheric pressure as an outside air pressure; an intake air representative pressure acquisition unit that acquires an intake air pressure as an intake air representative pressure at a timing within a period from the start of rotation of the internal combustion engine to the start of combustion; A parameter information acquisition unit for acquiring the number of revolutions per unit time of the internal combustion engine, an outside air pressure acquired by the outside air pressure acquisition unit, an intake representative pressure and a parameter acquired by the intake representative pressure acquisition unit. An initial temperature prediction unit that predicts an initial temperature of the internal combustion engine in a period from the start to the start of combustion based on the number of revolutions acquired by the data information acquisition unit, and an initial value predicted by the initial temperature prediction unit And a temperature prediction unit that predicts the temperature of the internal combustion engine after the start of combustion using the temperature.
本発明に係る内燃機関の温度予測方法は、吸気管から燃焼室内に外気を吸入する吸気工程を行い、吸気工程で吸入される外気に対して噴射した燃料を着火することによって燃焼室内で燃焼を起こすように構成された内燃機関の温度を予測する温度予測方法において、内燃機関が停止状態から始動を開始してから、内燃機関が回転を開始するまでの期間内のタイミングで、吸気管内の吸気圧を外気圧力として取得するステップと、内燃機関が回転を開始してから燃焼を開始するまでの期間内のタイミングで、吸気圧を吸気代表圧力として取得するとともに内燃機関の単位時間当たりの回転数を取得するステップと、取得した外気圧力、吸気代表圧力および回転数に基づいて、始動を開始してから燃焼を開始するまでの期間における内燃機関の初期温度を予測するステップと、予測した初期温度を用いて、燃焼の開始以降の内燃機関の温度を予測するステップと、を備えたものである。 An internal combustion engine temperature predicting method according to the present invention performs an intake step of sucking outside air from an intake pipe into a combustion chamber, and ignites the injected fuel to the outside air sucked in the intake step to cause combustion in the combustion chamber. In the temperature prediction method for predicting the temperature of an internal combustion engine configured to occur, the intake pipe in the intake pipe is at a timing within a period from when the internal combustion engine starts to start from a stopped state to when the internal combustion engine starts to rotate. The intake pressure is acquired as the intake representative pressure at the timing from the step of acquiring the atmospheric pressure as the outside air pressure and the period from the start of rotation of the internal combustion engine to the start of combustion, and the number of rotations per unit time of the internal combustion engine On the basis of the acquired outside air pressure, the representative intake air pressure, and the rotational speed, the initial value of the internal combustion engine in the period from the start to the start of combustion. And predicting the temperature by using the initial temperature expected, those having the steps of: predicting a temperature of the internal combustion engine since the start of combustion, the.
本発明によれば、高温対応の専用の温度センサを用いなくても、比較的低コストで内燃機関の温度を予測することのできる内燃機関の温度予測装置および温度予測方法を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an internal combustion engine temperature predicting apparatus and temperature predicting method capable of predicting the temperature of an internal combustion engine at a relatively low cost without using a dedicated temperature sensor for high temperatures.
以下、添付図面を参照して、本願が開示する内燃機関の温度予測装置および温度予測方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一部分または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of a temperature prediction device and a temperature prediction method for an internal combustion engine disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same portions or corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
また、以下の実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、本発明が適用される内燃機関は、例えば、車両用の内燃機関であり、以下の実施の形態では、本発明が車両用の内燃機関に適用される場合を例示する。 The following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments. Furthermore, the internal combustion engine to which the present invention is applied is, for example, a vehicle internal combustion engine. In the following embodiments, the case where the present invention is applied to a vehicle internal combustion engine will be exemplified.
実施の形態1.
実施の形態1に係る内燃機関の温度予測装置121について、図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る内燃機関の温度予測装置121を備えた内燃機関100の構成図である。
The internal combustion engine
内燃機関100は、吸気管101aから燃焼室105内に外気を吸入する吸気工程を行い、吸気工程で吸入される外気に対して噴射した燃料を着火することによって燃焼室105内で燃焼を起こすように構成された原動機である。より具体的には、内燃機関100は、吸気工程、圧縮工程、膨張行程、排気工程の4工程を1燃焼サイクルとして運転される4サイクルガソリン内燃機関である。
The
内燃機関100は、吸気通路101と、エアフィルタ102と、スロットルバルブ103と、吸気圧センサ104と、燃焼室105と、バイパス流路106と、アイドルスピードコントロールバルブ107と、燃料ポンプ108と、燃料タンク109と、インジェクタ110と、吸気バルブ111と、点火プラグ112と、ピストン113と、コンロッド114と、クランク軸115と、排気バルブ116と、排気通路117と、クランク角センサ118と、三元触媒119と、酸素センサ120と、温度予測装置121を含んで構成される。
The
内燃機関本体100aは、シリンダに覆われているピストン113、コンロッド114およびクランク軸115と、シリンダヘッドに据え付けられている吸気バルブ111、排気バルブ116および点火プラグ112と、ピストン113上部に位置し、ピストン113とシリンダヘッドに挟まれている燃焼室105とを含んで構成される。
The internal
内燃機関100の吸気通路101には、上流側から順に、エアフィルタ102、スロットルバルブ103および吸気圧センサ104が設けられている。
In an
吸気圧センサ104は、スロットルバルブ103よりも下流側の吸気通路101に相当する吸気管101a内のガスの吸気圧を検出する。吸気圧センサ104は、後述する温度予測装置121と通信可能に接続されており、その検出結果を吸気圧情報として温度予測装置121に与える。
The
吸気通路101には、スロットルバルブ103に対する上流側と下流側が連通するようにバイパス流路106とアイドルスピードコントロールバルブ107が設けられている。
The
吸気管101aにおいて、吸気圧センサ104よりも下流側には、燃料タンク109から燃料ポンプ108によって汲み上げられた燃料を吸気ポート近傍に噴射供給するインジェクタ110が設けられている。インジェクタ110は、後述する温度予測装置121と通信可能に接続されている。
In the
内燃機関本体100aの燃焼室105には、吸気用の吸気バルブ111が設けられており、吸気通路101は、吸気バルブ111を経由して燃焼室105と繋がっている。また、燃焼室105には、排気用の排気バルブ116が設けられており、燃焼室105は、排気バルブ116を経由して、排気通路117に繋がっている。
The
燃焼室105の上部には、電極が突出した点火プラグ112が設けられている。点火プラグ112は、後述する温度予測装置121と通信可能に接続されている。燃焼室105の下部には、上下に往復運動するピストン113が設けられている。ピストン113は、コンロッド114を通じて、クランク軸115と連結されている。
At the upper part of the
クランク軸115付近には、クランク軸115の回転角度を検出するクランク角センサ118が設けられている。クランク角センサ118は、後述する温度予測装置121と通信可能に接続されており、その検出結果をクランク角情報として温度予測装置121に与える。
A
排気通路117の下流側には、燃焼室105からの燃焼排ガスのNOx、HCおよびCOを浄化する三元触媒119が設けられている。排気通路117において、三元触媒119よりも上流側には、排ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ120が設けられている。酸素センサ120は、後述する温度予測装置121と通信可能に接続されており、その検出結果を酸素情報として温度予測装置121に与える。
A three-
スロットルバルブ103は、スロットルの開度を調整する。エアフィルタ102によってダストが除去された空気は、吸気通路101を通って燃焼室105へ供給される。スロットルバルブ103は、スロットルの開度調整によって燃焼室105へ供給される空気流量を制御する。運転側からの視点で見ると、スロットルバルブ103は、運転手が操作するアクセル(図示せず)の操作量に応じて、スロットルの開度調整の制御を行うものである。なお、バイパス流路106に設けられたアイドルスピードコントロールバルブ107は、内燃機関100のアイドル運転時に内燃機関100の回転数を制御するために、バイパス流路106を流れる空気流量を調整する。
The
インジェクタ110は、吸気バルブ111の手前にて、吸気管101aを流通した空気に燃料を噴射して混合気を形成する。吸気バルブ111は、形成された混合気を燃焼室105に供給する。燃焼室105に設けられた点火プラグ112は、燃焼室105に供給された混合気に対して放電火花によって着火を行い、混合気を燃焼する。
The
混合気の燃焼によって、外部へ仕事がなされる。具体的には、ピストン113およびコンロッド114を介してクランク軸115が回転し、混合気の燃焼から回転エネルギが取り出される。排気バルブ116は、混合気の燃焼によって生じた排ガスを開動作によって排気通路117に排出する。
Work is done outside by the combustion of the air-fuel mixture. Specifically, the
クランク軸115と一体で回転するロータの外周部には、周方向に等間隔で複数の突起が設けられている。これらの突起がこのクランク角センサ118を横切る時に、クランク角センサ118は、矩形状のクランク信号をクランク角情報として出力する。なお、実施の形態1では、具体例として、複数の突起は、クランク軸115の中心を基準に30度ごとに設けられているものとする。
A plurality of protrusions are provided at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the rotor that rotates integrally with the
なお、ロータの外周部には、等間隔で設けられた複数の突起のうち、一部の突起を欠けた状態にした欠歯部が設けられている。このような構成によって、クランク軸115が最大で360度回転すれば、温度予測装置121は、クランク角センサ118の検出値から、ピストン113の位置を判別することができる。したがって、温度予測装置121は、ピストン113が上死点および下死点に達したことを認識することができる。また、内燃機関100が4サイクル内燃機関であれば、温度予測装置121は、クランク角センサ118の検出値と、吸気圧センサ104の検出値とから、内燃機関本体100aの4工程(すなわち、吸気工程、圧縮工程、膨張行程および排気工程)の判別と、ピストン113の詳細な位置を認識することできる。
In addition, the outer peripheral part of the rotor is provided with a missing tooth portion in which a part of the plurality of protrusions provided at equal intervals is missing. With such a configuration, if the
温度予測装置121は、ピストン113の位置に応じて、インジェクタ110に燃料噴射の指令を出力することで、燃料噴射量、空燃比等の内燃機関100の制御を行う。
The
上述したとおり、温度予測装置121は、吸気圧センサ104、インジェクタ110、点火プラグ112、クランク角センサ118、および酸素センサ120等と通信可能に接続されている。
As described above, the
温度予測装置121は、例えば、演算処理を実行するマイクロコンピュータと、プログラムデータ、固定値データ等のデータを記憶するROM(Read Only Memory)と、格納されているデータを更新して順次書き換えられるRAM(Random Access Memory)と、電源と、出力処理回路と、入力処理回路と、A/D変換回路と、パワーデバイスと、通信IC等によって実現される。
The
温度予測装置121は、吸気圧センサ104の検出値に基づいて、内燃機関本体100aの温度(以下、本体温度と称す)を予測する。また、温度予測装置121は、予測した本体温度に基づいてインジェクタ110からの燃料噴射量の制御を行う。
The
次に、内燃機関100の始動について、図2を参照しながら説明する。図2は、本発明の実施の形態1に係る内燃機関100の吸気管101aの圧力変化を示す模式図である。図2において、横軸はピストンの位置を示すクランク番号、縦軸は、吸気管101aの内圧である吸気圧Pmを示している。
Next, starting of the
なお、図2では、1燃焼サイクルでクランク軸115が2回転する場合を考えているので、クランク軸115と一体で回転するロータの外周部に30°ごとに設けられる複数の突起のそれぞれについて2回転分のクランク番号が付されている。図2に示すように、1燃焼サイクルにおいて、クランク軸115の1回転目(すなわち、圧縮工程および膨張行程)では、各突起に0〜11の番号が順に付され、クランク軸115の2回転目(すなわち、排気工程および吸気工程)では、各突起に12〜23の番号が順に付される。
In FIG. 2, since the case where the
内燃機関100を停止させて内燃機関100の電源をOFFにすると、温度予測装置121の電源もOFFになり、温度予測装置121への電力供給が停止となる。この場合、温度予測装置121が吸気圧センサ104、クランク角センサ118および酸素センサ120からこれまでに取得していた各情報は、メモリに特別に記憶させない限り消失する。
When the
次に、内燃機関100の電源がONになるのに伴って温度予測装置121の電源がONになると、温度予測装置121への電力供給が行われる。この場合、温度予測装置121は、吸気圧センサ104、クランク角センサ118および酸素センサ120からの各情報の取得を開始する。内燃機関100の電源がONになる直後に吸気圧センサ104から取得される吸気圧情報は、内燃機関100が搭載される車両の周囲の大気圧情報として扱うことができる。
Next, when the power of the
次に、内燃機関本体100aの始動において、セルモータ等がクランク軸115を回転させることでピストン113を動かす。このような内燃機関本体100aの始動の過程で、温度予測装置121は、クランク角センサ118および吸気圧センサ104から取得する各情報によって、内燃機関本体100aが吸気工程であることを検出する。
Next, when starting the internal
吸気工程では、ピストン113が下死点に向かって下がり、吸気バルブ111が開き、排気バルブ116が閉まるので、吸気管101a内のガスが燃焼室105内に導入され、吸気管101a内のガス圧力が負圧になる。ピストン113が下死点を通過すると、吸気バルブ111が閉まり、その後、吸気工程から圧縮工程へと移行する。
In the intake process, the
圧縮工程は、クランク軸115の回転に伴ってシリンダ内を上下方向に移動するピストン113によって燃焼室105内のガスを圧縮させる工程である。圧縮工程から移行する膨張行程は、ピストン113によって燃焼室105内のガスを膨張させる工程である。
The compression process is a process in which the gas in the
より具体的には、圧縮工程では、燃焼室105内に導入された空気を主成分とするガスは、燃焼室105内でピストン113の上昇に伴って圧縮される。さらに、ピストン113が上死点付近に達すると、インジェクタ110により燃料が噴射されつつ、吸気バルブ111が開くので、その燃料が燃焼室105内に導入される。そして、吸気バルブ111が閉まるとともに、点火プラグ112によって燃焼室105内で燃料が着火されると、燃焼が起こる。その間、吸気バルブ111および排気バルブ116の両方が閉まったまま、膨張行程となり、ピストン113が下死点に向かって下降する。その後、ピストン113が下死点付近に達すると、排気バルブ116が開き、燃焼室105内の燃焼ガスが排気通路117によって排出される。
More specifically, in the compression step, the gas mainly composed of air introduced into the
一方、点火プラグ112による着火前の吸気工程から移行した、圧縮工程、膨張行程および排気工程における吸気管101aの内部は、吸気バルブ111が閉止され、さらにスロットルバルブ103が閉止された状態になっている。この間、スロットルバルブ103の隙間等から外気が流入し、吸気管101aの内部は概ね大気圧へと変化していく。なお、圧縮工程から膨張行程への移行時前であって、燃料噴射が開始される前までは、吸気管101a内部は、ピストン113の上下運動とそれに伴うバルブの開閉などによる圧力差で、ガス移動がなされている。
On the other hand, the
ここで、温度予測装置121によって予測される本体温度は、内燃機関100を制御する上で、非常に重要なパラメータである。また、初期温度は、内燃機関100の始動が開始される以前の内燃機関100の停止時での動作条件および停止からの経過時間によって異なる。
Here, the main body temperature predicted by the
なお、ここでいう初期温度とは、内燃機関100の電源がOFFからONに切り替わって、内燃機関100が停止状態から始動を開始してから、燃焼室105内で燃焼を開始するまでの期間における内燃機関100の本体温度を意味する。
The initial temperature referred to here is a period from when the power source of the
そこで、内燃機関100において、燃料が噴射される前の吸気管101a内部のガス圧力に着目し、内燃機関100の完全停止後、異なる経過時間を想定した試験を実施した。具体的には、単気筒のガソリン内燃機関を内燃機関100として用いて、5種類の初期温度(具体的には、25℃、60℃、80℃、100℃および115℃)を設定し、内燃機関100を始動させた後であって燃焼開始までの吸気圧の挙動について調べた。
Therefore, in the
内燃機関100の電源がOFFからONに切り替わると、内燃機関100に設けられた吸気圧センサ104、クランク角センサ118および酸素センサ120からの検出信号が温度予測装置121に入力される。このとき、吸気管101aの圧力は大気圧を示すことから、吸気圧センサ104の検出結果によって内燃機関100の外部の外気圧力(周囲環境圧力)が分かる。
When the power supply of the
内燃機関100の電源がOFFからONに切り替わると、内燃機関100が停止状態から始動する。内燃機関本体100aの始動が開始されると、セルモータ等がクランク軸115を回転させ、ピストン113が移動し始める。内燃機関100が始動してからクランク軸115が回転するまでの間は、吸気管101aの圧力はほぼ大気圧を示す。
When the power source of the
そして、クランク軸115の回転に伴って吸気工程が開始されると、吸気管101a内のガスが燃焼室105に引き込まれることから、吸気管101aのガス圧力は、大気圧から約40kPa程度まで低下する。この吸気工程における圧力変化は速く、5種類の初期温度に対して圧力変化の差異を見出すことはできなかった。
When the intake process is started along with the rotation of the
以上から分かるように、内燃機関100が停止状態から始動してクランク軸115の回転が開始されるまでの間に吸気圧センサ104によって検出される吸気圧を、外気圧力とすることができる。
As can be seen from the above, the intake air pressure detected by the intake
一方、吸気工程から圧縮工程に変わる下死点では、初期温度と吸気圧に相関が見られ、初期温度が高い程、下死点における吸気圧が高くなる傾向を示した。そこで、吸気工程から圧縮工程へ移行する下死点にピストン113が位置する時に吸気圧センサ104によって検出される吸気圧を、吸気代表圧力とする。
On the other hand, at the bottom dead center changing from the intake process to the compression process, a correlation was observed between the initial temperature and the intake pressure, and the higher the initial temperature, the higher the intake pressure at the bottom dead center. Therefore, the intake pressure detected by the
上記の温度試験は、内燃機関100の配置環境下、つまり、外気温度と外気圧力がそれぞれ、25℃、1気圧の環境下で実施した。ところで、吸気圧は、外気圧力および外気温度の影響を受ける。また、吸気管101a内に流入するガスの移動速度と、吸気管101aから排出されて燃焼室105に移動するガスの移動速度は、内燃機関本体100aの単位時間当たりの回転数(以下、内燃機関回転数と称す)に依存する。
The above temperature test was performed in an environment where the
そこで、異なる外気温度および異なる外気圧力にて検証試験を実施し、上記のパラメータを考慮した実験式を得た。その結果を式(1)に示す。図3は、本発明の実施の形態1に係る吸気圧と本体温度の相関を示す模式図である。
Therefore, verification tests were performed at different outside air temperatures and different outside air pressures, and empirical equations were obtained that took the above parameters into consideration. The result is shown in Formula (1). FIG. 3 is a schematic diagram showing the correlation between the intake pressure and the body temperature according to
TENG 0=a(P/P0−b)c・T0 d・Ne e (1)T ENG 0 = a (P / P 0 -b) c · T 0 d · N e e (1)
ただし、式(1)において、
TENG 0は内燃機関本体の初期温度、
P0は外気圧力、
Pは吸気代表圧力、
T0は外気温度、
Neは内燃機関回転数、
a、b、c、dおよびeは定数を示す。However, in Formula (1),
T ENG 0 is the initial temperature of the internal combustion engine body,
P 0 is the outside air pressure,
P is the intake representative pressure,
T 0 is the outside temperature,
N e is the engine speed,
a, b, c, d and e are constants.
以上の式(1)および図3から分かるように、吸気圧センサ104によって検出される吸気圧を用いて、初期温度を一意的に予測できることを見出した。
As can be seen from the above equation (1) and FIG. 3, it has been found that the initial temperature can be uniquely predicted using the intake pressure detected by the
また、上記から分かるように、初期温度を得るための専用のセンサ、配線および熱電変換器等を内燃機関本体100aに設けなくても、外気圧力、吸気代表圧力、外気温度および内燃機関回転数が分かれば、式(1)に従って、内燃機関100の動作環境にも対応した初期温度を予測することができる。
Further, as can be seen from the above, the outside air pressure, the intake air representative pressure, the outside air temperature, and the internal combustion engine speed can be obtained without providing the internal
ここで、外気圧力は、内燃機関100が停止状態から始動してクランク軸115の回転が開始されるまでの間に吸気圧センサ104によって検出される吸気圧(以下、第1圧力と称す)とする。温度予測装置121は、内燃機関100が停止状態から始動を開始してから、内燃機関本体100aが回転を開始するまでの期間内のタイミングで、吸気圧を外気圧力として取得するように構成されている。なお、外気圧力を取得する機能は、温度予測装置121に具備される外気圧力取得部が担っている。
Here, the outside air pressure is an intake pressure (hereinafter referred to as a first pressure) detected by the
吸気代表圧力は、吸気工程から圧縮工程へ移行する下死点にピストン113が位置する時に吸気圧センサ104によって検出される吸気圧(以下、第2圧力と称す)とする。温度予測装置121は、内燃機関本体100aが回転を開始してから燃焼室105内で燃焼を開始するまでの期間内のタイミングで、吸気圧を吸気代表圧力として取得するように構成されている。実施の形態1では、このようなタイミングの具体例として、ピストン113が吸気工程から圧縮工程へ移行する下死点に達したタイミングを例示している。なお、吸気代表圧力を取得する機能は、温度予測装置121に具備される吸気代表圧力取得部が担っている。
The intake representative pressure is an intake pressure (hereinafter referred to as a second pressure) detected by the
外気温度は、外気温度センサを利用して直接的に検出する手法、他のセンサの検出値を利用して間接的に予測する手法等によって得られる値とする。温度予測装置121は、このような手法によって外気温度を取得するように構成されている。なお、外気温度を取得する機能は、温度予測装置121に具備される外気温度取得部が担っている。
The outside air temperature is a value obtained by a method of directly detecting using an outside air temperature sensor, a method of indirectly predicting using a detection value of another sensor, or the like. The
内燃機関回転数は、クランク角センサ118によって検出されるクランク角情報に基づいて演算される。なお、内燃機関回転数を演算するには、具体的には、クランク角センサ118に加えて、或るクランク角を検出するまでにかかる時間を測るためのタイマーが必要となる。温度予測装置121は、内燃機関本体100aが回転を開始してから燃焼室105内で燃焼を開始するまでの期間内のタイミングで、このような手法によって、内燃機関回転数を取得するように構成されている。なお、内燃機関回転数を取得する機能は、温度予測装置121に具備されるパラメータ情報取得部が担っている。
The engine speed is calculated based on crank angle information detected by the
温度予測装置121は、上述した式(1)と、式(1)に係る定数a〜eを不揮発性メモリに記憶している、もしくは、式(1)と各定数から定めたマッピングテーブルを不揮発性メモリに記憶している。温度予測装置121は、上記のとおり、外気圧力、吸気代表圧力、外気温度および内燃機関回転数を取得する。温度予測装置121は、取得したこれらのパラメータと、記憶している定数a〜eとを用いて、式(1)に従って初期温度を演算することで予測する。なお、初期温度を予測する機能は、温度予測装置121に具備される初期温度予測部が担っている。
The
続いて、予測した初期温度を初期値として、燃焼開始以降の本体温度を逐次予測する手法について説明する。内燃機関100が始動を開始してから燃焼を開始するまでの期間における本体温度は、上記の手法によって予測した初期温度と等価となる。
Next, a method of sequentially predicting the body temperature after the start of combustion using the predicted initial temperature as an initial value will be described. The main body temperature in the period from the start of the
これに対して、燃焼室105内での燃焼が開始された以降においては、以下の手法によって本体温度を予測する。すなわち、内燃機関本体100aのエネルギ収支から、時間Δt後の本体温度を演算することで予測する。
On the other hand, after the combustion in the
ここで、時刻tの本体温度をTENG(t)、時刻tからΔt経過後の時刻t+Δtの本体温度をTENG(t+Δt)、TENG(t+Δt)−TENG(t)=ΔTENGとすると、ΔTENG/Δtは、式(2)のように表すことができる。また、内燃機関本体100aから出力されるエネルギの総和QOUTは、式(3)のように表すことができる。なお、式(3)において、右辺第2項は放熱量を示し、右辺第1項はその他の出力エネルギを示す。Here, the body temperature at time t is T ENG (t), and the body temperature at time t + Δt after the lapse of Δt from time t is T ENG (t + Δt), T ENG (t + Δt) −T ENG (t) = ΔT ENG , ΔT ENG / Δt can be expressed as shown in Equation (2). Further, the total energy Q OUT output from the internal combustion engine
M・CP・ΔTENG/Δt=QIN−QOUT (2)
QOUT=Σ(Qj)+β(TENG(t)−T0) (3)M ・ C P・ ΔT ENG / Δt = Q IN −Q OUT (2)
Q OUT = Σ (Qj) + β (T ENG (t) −T 0 ) (3)
ただし、式(2)および式(3)において、
Mは内燃機関本体100aの重量(kg)、
CPは内燃機関本体100aの比熱(J/(kg・K))、
QINは内燃機関本体100aに入力されるエネルギの総和(J/s)、
QOUTは内燃機関本体100aから出力されるエネルギの総和(J/s)、
Qjは内燃機関本体100aからの個別要素jの出力エネルギ、
T0は外気温度(K)、
tは時間(s)、
βは定数(W/K)を示す。
なお、QINに関して言えば、一部もしくは全部が内燃機関100に供給される燃料流量のエネルギとなる。However, in Formula (2) and Formula (3),
M is the weight (kg) of the internal
C P is the specific heat of the internal
Q IN is the total energy (J / s) of energy input to the internal
Q OUT is the total energy (J / s) output from the internal
Qj is the output energy of the individual element j from the internal
T 0 is the outside air temperature (K),
t is time (s),
β represents a constant (W / K).
As for Q IN , part or all of the energy is fuel flow energy supplied to the
温度予測装置121は、上述した式(2)および式(3)と、式(2)に係る定数M,CPと、式(3)に係る定数βを不揮発性メモリに記憶している。温度予測装置121は、上記のQIN、QOUTおよびQjを演算し、さらに、外気温度を取得する。温度予測装置121は、演算したQIN、QOUTおよびQjと、取得した外気温度と、記憶しているM,CPおよびβとを用いて、式(2)および式(3)を解くことでΔTENGを演算し、そのΔTENGを用いて、本体温度TENG(t+Δt)を予測する。
なお、上記の時間Δtは、例えば、内燃機関100の燃料噴射のタイミングの時間間隔を示す。また、上記の演算では、初期状態の温度、つまり外気温度が用いられる。温度予測装置121は、この外気温度を、外気温度センサを利用して直接的に検出する手法、他のセンサの検出値を利用して間接的に予測する手法等を適用することで取得する。
In addition, said time (DELTA) t shows the time interval of the timing of the fuel injection of the
このように、温度予測装置121は、予測した初期温度を用いて、内燃機関本体100aのエネルギ収支から、燃焼室105内での燃焼開始以降の本体温度を予測する。なお、燃焼開始以降の本体温度を予測する機能は、温度予測装置121に具備される温度予測部が担っている。
As described above, the
次に、本実施の形態1に係る温度予測装置121の一連の動作について、図4を参照しながら説明する。図4は、本発明の実施の形態1に係る内燃機関の温度予測装置121の一連の動作を示すフローチャートである。
Next, a series of operations of the
ステップS101において、内燃機関本体100aの電源をOFFからONに切り替わると、処理がステップS102へと進む。
In step S101, when the internal
ステップS102において、温度予測装置121は、初期温度TENG 0を予測するために必要な各種パラメータを取得し、処理がステップS103へと進む。具体的には、温度予測装置121は、吸気圧センサ104から第1圧力および第2圧力をそれぞれ外気圧力および吸気代表圧力として取得し、上述した手法によって外気温度および内燃機関回転数を取得する。また、温度予測装置121は、不揮発性メモリから、式(1)と、式(1)に係る定数a〜eを取得する。In step S102, the
ステップS103において、温度予測装置121は、ステップS102で取得した各種パラメータと、定数a〜eとを用いて、式(1)に従って、初期温度TENG 0を予測し、処理がステップS104へと進む。In step S103, the
ステップS104において、温度予測装置121は、ステップS103で予測した初期温度TENG 0を本体温度TENG(t)として設定し、処理がステップS105へと進む。In step S104, the
ステップS105において、温度予測装置121は、QIN、QOUTおよびQjを演算するために必要な各種パラメータを取得し、処理がステップS106へと進む。In step S105, the
ステップS106において、温度予測装置121は、ステップS105で取得した各種パラメータを用いて、QIN、QOUTおよびQjを演算し、処理がステップS107へと進む。In step S106, the
ステップS107において、温度予測装置121は、ステップS106で演算したQIN、QOUTおよびQjと、定数M,CPおよびβとを用いて、式(2)および式(3)に従って、本体温度TENG(t+Δt)を予測する。その後、処理がステップS108へと進み、時間がさらに経過した後の本体温度を予測するためにステップS104へと戻る。In step S107, the
ステップS108において、温度予測装置121は、ステップS107で予測した本体温度TENG(t+Δt)に基づいて、インジェクタ110からの燃料噴射量を制御する。In step S108, the
処理がステップS107からステップS104へと戻ると、温度予測装置121は、ステップS107で予測した本体温度TENG(t+Δt)を、本体温度TENG(t)として設定し、ステップS104以降の処理を再度行う。このように、温度予測装置121は、ステップS103で予測した初期温度TENG 0を用いて、ステップS104以降の処理を繰り返し行うことで、経時的に本体温度を逐次予測しつつ、燃料噴射量を制御する。When the process returns from step S107 to step S104, the
このように、温度予測装置121は、予測した本体温度に基づいて、燃料を噴射する際の燃料噴射を制御する。なお、燃料噴射を制御する機能は、温度予測装置121に具備される燃料噴射制御部が担っている。
As described above, the
以上、本実施の形態1によれば、内燃機関が停止状態から始動を開始してから、内燃機関が回転を開始するまでの期間内のタイミングで外気圧力として取得した吸気圧と、内燃機関が回転を開始してから燃焼室内で燃焼を開始するまでの期間内のタイミングで吸気代表圧力として取得した吸気圧と、当該タイミングで取得した内燃機関回転数とに基づいて、内燃機関本体の初期温度を予測し、予測した初期温度を用いて燃焼開始以降の内燃機関本体の本体温度を予測するように構成されている。 As described above, according to the first embodiment, the intake pressure acquired as the outside air pressure at the timing within the period from the start of the internal combustion engine from the stopped state to the start of rotation of the internal combustion engine, and the internal combustion engine The initial temperature of the internal combustion engine body based on the intake pressure acquired as the intake representative pressure at the timing within the period from the start of rotation to the start of combustion in the combustion chamber, and the internal combustion engine speed acquired at the timing The main body temperature of the internal combustion engine body after the start of combustion is predicted using the predicted initial temperature.
従来では、内燃機関本体に温度センサを付設し、内燃機関本体の温度状態に応じて燃焼条件(例えば空気流量を設定するためのスロットル開度調整など)を制御するように構成されている。これに対して、本実施の形態1では、上記のように構成されているので、内燃機関本体に温度センサを付設しなくても、燃焼開始後の内燃機関本体の温度を予測することが可能となる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a temperature sensor is attached to an internal combustion engine body, and a combustion condition (for example, throttle opening adjustment for setting an air flow rate) is controlled according to the temperature state of the internal combustion engine body. On the other hand, in the first embodiment, since it is configured as described above, it is possible to predict the temperature of the internal combustion engine body after the start of combustion without attaching a temperature sensor to the internal combustion engine body. It becomes.
上記のように構成することで、内燃機関本体の高温対応の専用の温度センサを不要化が可能となり、その結果、温度センサの取り付けに伴う内燃機関本体への加工の不要化、配線の不要化が可能となる。したがって、比較的低コストで内燃機関本体の温度を予測することができる。 By configuring as described above, it becomes possible to eliminate the need for a dedicated temperature sensor for the internal combustion engine body corresponding to the high temperature. Is possible. Therefore, the temperature of the internal combustion engine body can be predicted at a relatively low cost.
なお、実施の形態1では言及しなかったが、排気通路117に設けた酸素センサ120の検出値を内燃機関100の空燃比制御等に利用してもよく、また、空燃比の制限値として利用してもよい。
Although not mentioned in the first embodiment, the detection value of the
なお、実施の形態1では、内燃機関本体100aの動作の一例を示したが、何もこれに限定されるものではなく、内燃機関本体100aの特性に合わせて、排気バルブ116、または吸気バルブ111の開閉タイミングおよび順序を変えてもよい。
In the first embodiment, an example of the operation of the internal combustion engine
例えば、排気工程から吸気工程へ移行する時点で、吸気バルブ111と排気バルブ116が同時に開くように動作させていてもよい。また、ピストン113が上死点または下死点に達する前に吸気バルブ111または排気バルブ116の開閉動作をさせてもよい。また、バルブの開閉タイミングについては、クランク軸115の回転に合わせたカムシャフトに従って決定されることが多い。しかしながら、例えば、温度予測装置121は、バルブの開閉タイミングを変える所謂可変バルブ機構の制御に関して、予測した初期温度に応じて、内燃機関100が予め設定された温度になるまでの間、バルブの開閉タイミングを制御するようにしてもよい。
For example, the
なお、実施の形態1で言及した内燃機関回転数は、クランク軸115に設けられた隣接する突起間から算出される時間的に局所的な回転数としてもよい。
Note that the internal combustion engine rotational speed referred to in the first embodiment may be a local rotational speed calculated in time between adjacent projections provided on the
なお、実施の形態1では、内燃機関100の温度予測と温度予測に基づく動作制御とを温度予測装置121が実行する構成について説明したが、当該構成に限定されない。すなわち、例えば、温度予測装置121とは別にECUを設け、そのECUが、温度予測に基づいて動作制御を実行する構成としてもよい。
In the first embodiment, the configuration in which the
実施の形態2.
本発明の実施の形態2では、吸気代表圧力の取得処理が先の実施の形態1と異なる温度予測装置121について説明する。なお、本実施の形態2では、先の実施の形態1と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
In the second embodiment of the present invention, a
本実施の形態2では、内燃機関100の基本構成が先の実施の形態1と同様である一方、温度予測装置121に組み込まれた制御プログラム、具体的には、温度予測装置121によって実行される吸気代表圧力の取得処理が先の実施の形態1と異なる。
In the second embodiment, the basic configuration of the
図5は、本発明の実施の形態2に係る内燃機関100の吸気管101aの圧力変化を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a pressure change in the
先の実施の形態1と同様に、内燃機関本体100aの始動に伴って、セルモータ等がクランク軸115を回転させる。このとき、温度予測装置121は、吸気圧センサ104およびクランク角センサ118からの各情報によって、内燃機関本体100aが吸気工程から圧縮工程へ移行する下死点を検出する。温度予測装置121は、下死点を検出した後、クランク番号が例えば2番の突起をクランク角センサ118が検出したタイミングで、吸気圧センサ104から吸気圧を取得し、その吸気圧を吸気代表圧力とする。
Similar to the first embodiment, the cell motor or the like rotates the
ここで、先の実施の形態1では、温度予測装置121は、ピストン113の位置が下死点に達するタイミングで、吸気圧センサ104から吸気圧を取得し、その吸気圧を吸気代表圧力とするように構成されている。ただし、実際の内燃機関本体100aでは、ピストン113の位置が下死点に達するタイミングは、吸気工程から圧縮工程へ移行するタイミングであるため、吸気バルブ111が開閉動作中であることが多いと考えられる。この場合、燃焼室105と吸気バルブ111の隙間から、吸気管101aと燃焼室105とのガス移動量が定まるため、吸気圧のバラツキが生じやすい。
Here, in the first embodiment, the
そこで、本実施の形態2では、ピストン113の位置が下死点を過ぎて吸気バルブ111が閉止してから、上死点近傍で排気バルブ116が開放されるまでの圧縮工程および膨張行程において、吸気圧センサ104によって検出される吸気圧を吸気代表圧力としている。
Therefore, in the second embodiment, in the compression process and the expansion stroke from when the position of the
すなわち、温度予測装置121は、先の実施の形態1のようにピストン113の位置が下死点に達した時点ではなく、ピストン113が吸気工程から圧縮工程へ移行する下死点に達した時点よりも後から、ピストン113が圧縮工程から膨張行程へ移行する上死点を経て次の下死点に達するまでの期間内のタイミングで、吸気圧を吸気代表圧力として取得する。このようにすることで、バルブの開閉の影響を受けない比較的安定した値となる吸気圧を、吸気代表圧力とすることができる。
That is, the
なお、膨張行程では、吸気圧が外気圧力に漸近していくことから、本体温度または外気温度の違いによる吸気圧の差異が小さい。したがって、精度を考慮すると、吸気バルブ111が閉止した後の圧縮工程のタイミングで吸気圧センサ104によって検出される吸気圧を吸気代表圧力とすることが望ましい。
In the expansion stroke, since the intake pressure gradually approaches the outside air pressure, the difference in intake pressure due to the difference in the body temperature or the outside air temperature is small. Therefore, in consideration of accuracy, it is desirable that the intake pressure detected by the
以上、本実施の形態2によれば、先の実施の形態1の構成に対して、ピストンが吸気工程から圧縮工程へ移行する下死点に達してから、ピストンが圧縮工程から膨張行程へ移行する上死点を経て次の下死点に達するまでの期間内のタイミングで、吸気圧を吸気代表圧力として取得するように構成されている。このように構成した場合であっても、先の実施の形態1と同様の効果が得られる。 As described above, according to the second embodiment, the piston moves from the compression process to the expansion stroke after reaching the bottom dead center where the piston moves from the intake process to the compression process with respect to the configuration of the first embodiment. The intake pressure is acquired as the intake representative pressure at a timing within a period from the top dead center to the next bottom dead center. Even in such a configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
なお、実施の形態2では、ある特定のタイミングで吸気圧センサ104によって検出される1つの吸気圧を吸気代表圧力とする場合について説明したが、これに限定されない。
In the second embodiment, the case where one intake pressure detected by the
すなわち、連続する複数のタイミングで吸気圧センサ104によって検出される複数の吸気圧の平均値を吸気代表圧力としてもよい。この場合、吸気圧センサ104の検出値にノイズが入った場合であっても、そのノイズを緩和できる効果がある。
That is, an average value of a plurality of intake pressures detected by the
実施の形態3.
本発明の実施の形態3では、吸気代表圧力の取得処理が先の実施の形態1、2と異なる温度予測装置121について説明する。なお、本実施の形態3では、先の実施の形態1、2と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態1、2と異なる点を中心に説明する。
In the third embodiment of the present invention, a
本実施の形態3では、内燃機関100の基本構成が先の実施の形態1、2と同様である一方、温度予測装置121に組み込まれた制御プログラム、具体的には、温度予測装置121によって実行される吸気代表圧力の取得処理が先の実施の形態1、2と異なる。
In the third embodiment, the basic configuration of the
図6は、本発明の実施の形態3に係る内燃機関100の吸気管101aの圧力変化を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a pressure change in the
先の実施の形態1と同様に、内燃機関本体100aの始動に伴って、セルモータ等がクランク軸115を回転させる。このとき、温度予測装置121は、吸気圧センサ104およびクランク角センサ118からの各情報によって、内燃機関本体100aが吸気工程から圧縮工程へ移行する下死点を検出する。温度予測装置121は、下死点を検出した後、クランク番号が例えば2番と5番の突起をそれぞれクランク角センサ118が検出したタイミングで、吸気圧センサ104から第1吸気圧および第2吸気圧をそれぞれ取得し、それら2つの吸気圧の差圧を吸気代表圧力とする。
Similar to the first embodiment, the cell motor or the like rotates the
すなわち、温度予測装置121は、ピストン113が吸気工程から圧縮工程へ移行する下死点に達してから、ピストン113が圧縮工程から膨張行程へ移行する上死点を経て次の下死点に達するまでの期間内の時間的に異なる2つのタイミングで、第1吸気圧および第2吸気圧をそれぞれ取得する。温度予測装置121は、このように取得した第1吸気圧と第2吸気圧の差圧を吸気代表圧力として取得する。
That is, the
この差圧は、吸気管101aに流入する外気の流量と置き換えることができ、時間項を伴う。ここで、この2回のタイミングの時間差が短時間の場合には、吸気管101aに流入した外気は、本体温度の影響を受け難く、逆に、それが長時間の場合には、その外気は、本体温度の影響を受け易い。したがって、これらタイミングの時間差に依存する内燃機関から流入外気への加温の影響を熱流体力学的に考慮しなければならないが、流入外気に対して、時間項を伴った次元で整理できるメリットがあり、その結果、より精度の高い本体温度の予測が可能になる。
This differential pressure can be replaced with the flow rate of the outside air flowing into the
以上、本実施の形態3によれば、先の実施の形態1の構成に対して、ピストンが吸気工程から圧縮工程へ移行する下死点に達してから、ピストンが圧縮工程から膨張行程へ移行する上死点を経て次の下死点に達するまでの期間内の異なるタイミングで、第1吸気圧および第2吸気圧をそれぞれ取得し、取得した第1吸気圧と第2吸気圧との差圧を吸気代表圧力として取得するように構成されている。このように構成した場合であっても、先の実施の形態1と同様の効果が得られる。 As described above, according to the third embodiment, the piston moves from the compression process to the expansion stroke after reaching the bottom dead center where the piston moves from the intake process to the compression process, as compared with the configuration of the first embodiment. The first intake pressure and the second intake pressure are acquired at different timings within the period from the top dead center to the next bottom dead center, and the difference between the acquired first intake pressure and second intake pressure The pressure is acquired as the intake representative pressure. Even in such a configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
なお、実施の形態3では、吸気圧センサ104から第1吸気圧および第2吸気圧をそれぞれ取得するタイミングを、下死点以降で、クランク番号が2番と5番の突起をそれぞれクランク角センサ118が検出したタイミングとしたが、これに限定されない。
In the third embodiment, the timing at which the first intake pressure and the second intake pressure are respectively acquired from the
すなわち、これら2つの吸気圧を取得するタイミングは、吸気工程から圧縮工程へ移行する下死点以降で、圧縮工程から、膨張行程および排気工程が完了するまでの間のタイミングであればよい。ただし、1回目の吸気圧(すなわち、第1吸気圧)を取得するタイミングは、内燃機関本体100aの影響が顕著に出るタイミング、すなわち、吸気工程から圧縮工程へ移行する下死点以降であって、なるべく、その下死点に近いタイミングである方が望ましい。
That is, the timing for obtaining these two intake pressures may be any timing after the bottom dead center at which the intake process shifts to the compression process and between the compression process and the completion of the expansion stroke and the exhaust process. However, the timing at which the first intake pressure (that is, the first intake pressure) is acquired is the timing at which the influence of the internal
実施の形態4.
本発明の実施の形態4では、先の実施の形態1〜3と異なる手法によって初期温度を予測する温度予測装置121について説明する。なお、本実施の形態4では、先の実施の形態1〜3と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態1〜3と異なる点を中心に説明する。
In the fourth embodiment of the present invention, a
本実施の形態4では、内燃機関100の基本構成が先の実施の形態1〜3と同様である一方、温度予測装置121に組み込まれた制御プログラム、具体的には、温度予測装置121によって実行される初期温度を予測する動作が先の実施の形態1〜3と異なる。
In the fourth embodiment, the basic configuration of the
図7は、本発明の実施の形態4に係る内燃機関100の吸気管101aの圧力変化を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a pressure change in the
図7では、内燃機関100が停止状態の時に、ピストン113が吸気工程の途中で停止しているケースを想定している。先の実施の形態1と同様に、内燃機関本体100aの始動に伴って、セルモータ等がクランク軸115を回転させる。このとき、温度予測装置121は、吸気圧センサ104およびクランク角センサ118からの各情報によって、内燃機関本体100aの始動後、内燃機関本体100aが吸気工程から圧縮工程へ移行する1回目の第1下死点を検出する。温度予測装置121が第1下死点を検出した後、内燃機関本体100aは、圧縮工程から第1上死点を経て膨張行程へ移行し、その膨張行程から第2下死点を経て排気工程へ移行し、その排気工程から第2上死点を経て吸気工程へ移行する。
In FIG. 7, it is assumed that the
内燃機関本体100aが上記の吸気工程から第3下死点を経て圧縮工程へ移行した後、温度予測装置121は、クランク番号が例えば2番の突起をクランク角センサ118が検出したタイミングで、吸気圧センサ104から吸気圧を取得し、その吸気圧を吸気代表圧力とする。
After the internal
ここで、ピストン113が吸気工程の途中で止まった状態から、内燃機関100を始動する場合、その始動後にピストン113が下死点まで移動しても、吸気工程でフルに吸気される場合と比較して、容積が小さくなり、吸気圧力が高くなる。
Here, when the
そこで、本実施の形態4では、温度予測装置121は、吸気圧センサ104およびクランク角センサ118からの各情報によって、吸気工程から圧縮工程へ移行する下死点を検出した後、クランク番号が例えば2番の突起をクランク角センサ118が検出したタイミングで、吸気圧センサ104から吸気圧を取得する。温度予測装置121は、その取得した吸気圧が予め設定された設定圧力値よりも高い場合には、クランク軸115の回転が継続するように制御する。
Therefore, in the fourth embodiment, the
続いて、温度予測装置121は、インジェクタ110および点火プラグ112を動作させることなく、第3下死点以降の2番目の圧縮工程において吸気圧センサ104によって検出される吸気圧を取得し、その吸気圧を吸気代表圧力とする。
Subsequently, the
すなわち、温度予測装置121は、ピストン113が吸気工程から圧縮工程へ移行する下死点に達してから、ピストン113が圧縮工程から膨張行程へ移行する上死点を経て次の下死点に達するまでの期間内のタイミングで、吸気圧を吸気代表圧力として取得し、取得した吸気代表圧力が設定圧力値よりも高い場合には、次の期間内のタイミングで、吸気圧を吸気代表圧力として再取得するように構成されている。
That is, the
このような構成は、例えば、前述したように吸気工程の途中でピストン113が止まった状態である場合、吸気圧センサ104の検出値の読み込みエラーが発生するなど正確な検出値を取得できない場合等に有効である。これによって、吸気代表圧力の信頼性の向上が図れる。
In such a configuration, for example, when the
次に、本発明の実施の形態4に係る温度予測装置121の初期温度を予測する一連の動作について、図8を参照しながら説明する。図8は、本発明の実施の形態4に係る内燃機関の温度予測装置121の初期温度を予測する一連の動作を示すフローチャートである。
Next, a series of operations for predicting the initial temperature of the
ステップS201において、内燃機関100の電源をOFFからONに切り替わると、処理がステップS202へと進む。
In step S201, when the
ステップS202において、ステップS201で内燃機関100の電源がONになったのに伴って吸気圧センサ104、クランク角センサ118等のセンサが動作し、処理がステップS203へと進む。
In step S202, as the power of the
ステップS203において、温度予測装置121は、吸気圧センサ104によって検出される第1圧力を外気圧力として取得し、処理がステップS204へと進む。
In step S203, the
ステップS204において、温度予測装置121は、先の実施の形態1で説明した手法によって外気温度を取得し、処理がステップS205へと進む。
In step S204, the
ステップS205において、温度予測装置121は、セルモータ等がクランク軸115を回転させるように制御し、処理がステップS206へと進む。
In step S205, the
ステップS206において、温度予測装置121は、初期温度を予測するのに必要な式(1)と、式(1)に係る定数a〜eを不揮発性メモリから取得し、処理がステップS207へと進む。
In step S206, the
ステップS207において、温度予測装置121は、吸気工程から圧縮工程へ移行する下死点(第1下死点)を検出した後、その圧縮工程において吸気圧センサ104から吸気圧を取得し、処理がステップS208へと進む。
In step S207, after detecting the bottom dead center (first bottom dead center) at which the
ステップS208において、温度予測装置121は、ステップS207で取得した吸気圧が設定圧力値よりも高いか否かを判定する。ステップS207で取得した吸気圧が設定圧力値よりも高い場合には、処理がステップS207へと戻る。
In step S208, the
処理がステップS207へと戻ると、温度予測装置121は、次の吸気工程から圧縮工程へ移行する下死点(第3下死点)を検出した後、その圧縮工程において吸気圧センサ104から吸気圧を再度取得し、処理がステップS208へと進む。
When the process returns to step S207, the
一方、ステップS207で取得した吸気圧が設定圧力値以下の場合には、処理がステップS209へと進む。 On the other hand, if the intake pressure acquired in step S207 is less than or equal to the set pressure value, the process proceeds to step S209.
ステップS209において、温度予測装置121は、先の実施の形態1で説明した手法によって内燃機関回転数を取得し、処理がステップS210へと進む。
In step S209, the
ステップS210において、温度予測装置121は、ステップS207で取得した設定圧力値以下の吸気圧を吸気代表圧力とする。続いて、温度予測装置121は、その吸気代表圧力と、ステップS203およびステップS204で取得した外気圧力および外気温度と、ステップS206で取得した定数a〜eと、ステップS209で取得した内燃機関回転数とを用いて、式(1)に従って初期温度を予測する。その後、処理がステップS211へと進む。
In step S210, the
ステップS211において、温度予測装置121は、ステップS210で初期温度を予測できたので、特定のタイミングで、インジェクタ110および点火プラグ112を動作させるように制御する。
In step S211, the
このように、温度予測装置121は、予測した初期温度に基づいて、1回目に燃料を噴射する際の燃料噴射を制御するように構成されている。なお、初期温度予測後の1回目の燃料噴射を制御する機能は、温度予測装置121に具備される初回燃料噴射制御部が担っている。
As described above, the
以上、本実施の形態4によれば、ピストンが吸気工程から圧縮工程へ移行する下死点に達してから、ピストンが圧縮工程から膨張行程へ移行する上死点を経て次の下死点に達するまでの期間内のタイミングで、吸気圧を吸気代表圧力として取得し、取得した吸気代表圧力が設定圧力値よりも高い場合には、次の期間内のタイミングで、吸気圧を吸気代表圧力として再取得するように構成されている。このように構成した場合であっても、先の実施の形態1と同様の効果が得られる。 As described above, according to the fourth embodiment, after the piston reaches the bottom dead center at which the intake process proceeds from the compression process to the compression process, the piston moves to the next bottom dead center through the top dead center at which the piston proceeds from the compression process to the expansion stroke. The intake pressure is acquired as the intake representative pressure at the timing within the period until it reaches, and if the acquired intake representative pressure is higher than the set pressure value, the intake pressure is set as the intake representative pressure at the timing within the next period. Is configured to reacquire. Even in such a configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
実施の形態5.
本発明の実施の形態5では、燃焼室105内での燃焼が開始された以降の本体温度の予測手法が先の実施の形態1と異なる温度予測装置121について説明する。なお、本実施の形態5では、先の実施の形態1〜4と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態1〜4と異なる点を中心に説明する。
In the fifth embodiment of the present invention, a
本実施の形態5では、内燃機関100の基本構成が先の実施の形態1〜4と同様である一方、温度予測装置121に組み込まれた制御プログラム、具体的には、温度予測装置121によって実行される燃焼開始以降の本体温度の予測動作が先の実施の形態1〜4と異なる。また、実施の形態5における温度予測装置121は、先の実施の形態1〜4のいずれかの手法によって初期温度を予測するものとする。
In the fifth embodiment, the basic configuration of the
温度予測装置121によって実行される燃焼開始以降の本体温度の予測動作については以下のとおりである。すなわち、スロットルバルブ103、吸気管101a、吸気バルブ111および燃焼室105を吸気が通過するプロセスにおいて、単位時間当たりの吸気温度は、質量保存則、状態方程式、およびオリフィスの式等を用いて、熱流体力学的にモデル化することで求められる。また、吸気温度と本体温度は相関関係があり、実験式で置き換えることによって、吸気温度を用いて本体温度を予測することが可能である。
The operation for predicting the main body temperature after the start of combustion executed by the
そこで、温度予測装置121は、上記の手法によって吸気温度を取得し、予測した初期温度と取得した吸気温度とを用いて、上記の相関関係を利用することによって、本体温度を予測する。
Therefore, the
以上、本実施の形態5によれば、予測した初期温度と、取得した吸気温度とを用いて、内燃機関の本体温度と吸気温度の相関関係から、内燃機関の本体温度を予測するように構成されている。このように構成した場合であっても、先の実施の形態1〜4と同様の効果が得られる。 As described above, according to the fifth embodiment, the main body temperature of the internal combustion engine is predicted from the correlation between the main body temperature of the internal combustion engine and the intake air temperature using the predicted initial temperature and the acquired intake air temperature. Has been. Even if it is a case where it comprises in this way, the effect similar to previous Embodiment 1-4 is acquired.
なお、上述した各実施の形態では、内燃機関本体の温度を予測するのに本発明を適用する場合について説明したが、これに限定されず、内燃機関本体とほぼ同じ温度挙動を示すものの温度を予測するのにも本発明を適用することができる。例えば、内燃機関本体の温度の他に、例えば、内燃機関のエンジンオイルの温度、内燃機関の冷却水の温度等を予測するのに本発明を適用することができる。 In each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to predict the temperature of the internal combustion engine body has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to the prediction. For example, in addition to the temperature of the internal combustion engine body, the present invention can be applied to predict the temperature of engine oil of the internal combustion engine, the temperature of cooling water of the internal combustion engine, and the like.
なお、上述した外気圧力取得部、吸気代表圧力取得部、パラメータ情報取得部、初期温度予測部および温度予測部は、ECU等の1つの制御部でソフトウエア的に実現してもよいし、別個のハードウェアとして準備してもよい。 The outside air pressure acquisition unit, the intake representative pressure acquisition unit, the parameter information acquisition unit, the initial temperature prediction unit, and the temperature prediction unit described above may be realized by software in one control unit such as an ECU, or separately. It may be prepared as hardware.
また、本発明は、以上のように説明し且つ記述した特定の詳細、および代表的な実施の形態に限定されるものではなく、当業者によって容易に導き出すことのできる変形例、および効果も発明に含まれる。したがって、特許請求の範囲、およびその均等物によって定義される総括的な発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 In addition, the present invention is not limited to the specific details and representative embodiments described and described above, and modifications and effects that can be easily derived by those skilled in the art are also invented. include. Accordingly, various modifications can be made without departing from the scope of the general invention as defined by the claims and their equivalents.
100 内燃機関、100a 内燃機関本体、101 吸気通路、101a 吸気管、102 エアフィルタ、103 スロットルバルブ、104 吸気圧センサ、105 燃焼室、106 バイパス流路、107 アイドルスピードコントロールバルブ、108 燃料ポンプ、109 燃料タンク、110 インジェクタ、111 吸気バルブ、112 点火プラグ、113 ピストン、114 コンロッド、115 クランク軸、116 排気バルブ、117 排気通路、118 クランク角センサ、119 三元触媒、120 酸素センサ、121 温度予測装置。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記内燃機関が停止状態から始動を開始してから、前記内燃機関が回転を開始するまでの期間内のタイミングで、前記吸気管内の吸気圧を外気圧力として取得する外気圧力取得部と、
前記内燃機関が前記回転を開始してから前記燃焼を開始するまでの期間内のタイミングで、前記吸気圧を吸気代表圧力として取得する吸気代表圧力取得部と、
前記内燃機関の単位時間当たりの回転数を取得するパラメータ情報取得部と、
前記外気圧力取得部が取得した前記外気圧力、前記吸気代表圧力取得部が取得した前記吸気代表圧力および前記パラメータ情報取得部が取得した前記回転数に基づいて、前記始動を開始してから前記燃焼を開始するまでの期間における前記内燃機関の初期温度を予測する初期温度予測部と、
前記初期温度予測部が予測した前記初期温度を用いて、前記燃焼の開始以降の前記内燃機関の温度を予測する温度予測部と、
を備えた内燃機関の温度予測装置。The internal combustion engine configured to perform an intake process of sucking outside air from an intake pipe into a combustion chamber, and ignite fuel injected into the outside air sucked in the intake process to cause combustion in the combustion chamber In the temperature prediction device that predicts the temperature of
An outside air pressure acquisition unit that acquires an intake pressure in the intake pipe as an outside air pressure at a timing within a period from when the internal combustion engine starts to start from a stopped state until the internal combustion engine starts rotating;
An intake representative pressure acquisition unit that acquires the intake pressure as an intake representative pressure at a timing within a period from when the internal combustion engine starts the rotation to when the combustion starts.
A parameter information acquisition unit for acquiring the rotational speed per unit time of the internal combustion engine;
Based on the outside air pressure acquired by the outside air pressure acquisition unit, the intake representative pressure acquired by the intake representative pressure acquisition unit, and the rotation speed acquired by the parameter information acquisition unit, the start is started and then the combustion An initial temperature predicting unit for predicting an initial temperature of the internal combustion engine in a period until starting
Using the initial temperature predicted by the initial temperature prediction unit, a temperature prediction unit that predicts the temperature of the internal combustion engine after the start of the combustion;
An internal combustion engine temperature prediction apparatus comprising:
前記初期温度予測部は、前記外気圧力取得部が取得した前記外気圧力、前記吸気代表圧力取得部が取得した前記吸気代表圧力、前記パラメータ情報取得部が取得した前記回転数および前記外気温度取得部が取得した前記外気温度に基づいて、前記初期温度を予測する
請求項1に記載の内燃機関の温度予測装置。It further includes an outside air temperature acquisition unit for acquiring outside air temperature,
The initial temperature prediction unit includes the outside air pressure acquired by the outside air pressure acquisition unit, the intake representative pressure acquired by the intake representative pressure acquisition unit, the rotation speed acquired by the parameter information acquisition unit, and the outside air temperature acquisition unit. The temperature prediction device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the initial temperature is predicted based on the outside air temperature acquired by the engine.
前記初期温度予測部は、以下の式に従って、前記初期温度を予測する
TENG 0=a(P/P0−b)c・T0 d・Ne e
請求項2に記載の内燃機関の温度予測装置。The outside air pressure is P 0 , the intake representative pressure is P, the rotation speed is N e , the outside air temperature is T 0 , the constants are a, b, c, d, and e, and the initial temperature is T ENG 0 . When
The initial temperature prediction unit predicts the initial temperature according to the following equation: T ENG 0 = a (P / P 0 −b) c · T 0 d · N e e
The temperature prediction apparatus for an internal combustion engine according to claim 2.
前記吸気代表圧力取得部は、
前記ピストンが前記吸気工程から前記圧縮工程へ移行する下死点に達してから、前記ピストンが前記圧縮工程から前記膨張行程へ移行する上死点を経て次の下死点に達するまでの期間内のタイミングで、前記吸気圧を前記吸気代表圧力として取得する
請求項1から3のいずれか1項に記載の内燃機関の温度予測装置。The internal combustion engine is configured to further perform a compression process in which the gas in the combustion chamber is compressed by a piston that moves with the rotation, and an expansion stroke in which the gas in the combustion chamber is expanded by the piston.
The intake representative pressure acquisition unit
Within a period of time from when the piston reaches the bottom dead center at which the intake stroke is transferred to the compression stroke to when the piston reaches the next bottom dead center through the top dead center at which the piston moves from the compression stroke to the expansion stroke. The temperature prediction device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the intake pressure is acquired as the intake representative pressure at a timing of.
前記ピストンが前記吸気工程から前記圧縮工程へ移行する前記下死点に達したタイミングで、前記吸気圧を前記吸気代表圧力として取得する
請求項4に記載の内燃機関の温度予測装置。The intake representative pressure acquisition unit
The temperature prediction device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the intake pressure is acquired as the intake representative pressure at a timing when the piston reaches the bottom dead center at which the transition from the intake process to the compression process is reached.
前記吸気代表圧力取得部は、
前記ピストンが前記吸気工程から前記圧縮工程へ移行する下死点に達してから、前記ピストンが前記圧縮工程から前記膨張行程へ移行する上死点を経て次の下死点に達するまでの期間内の異なるタイミングで、第1吸気圧および第2吸気圧をそれぞれ取得し、取得した前記第1吸気圧と前記第2吸気圧との差圧を前記吸気代表圧力として取得する
請求項1から3のいずれか1項に記載の内燃機関の温度予測装置。The internal combustion engine is configured to further perform a compression process in which the gas in the combustion chamber is compressed by a piston that moves with the rotation, and an expansion stroke in which the gas in the combustion chamber is expanded by the piston.
The intake representative pressure acquisition unit
Within a period of time from when the piston reaches the bottom dead center at which the intake stroke is transferred to the compression stroke to when the piston reaches the next bottom dead center through the top dead center at which the piston moves from the compression stroke to the expansion stroke. The first intake pressure and the second intake pressure are respectively acquired at different timings, and a differential pressure between the acquired first intake pressure and the second intake pressure is acquired as the intake representative pressure. The internal combustion engine temperature prediction apparatus according to any one of the preceding claims.
前記吸気代表圧力取得部は、
前記ピストンが前記吸気工程から前記圧縮工程へ移行する下死点に達してから、前記ピストンが前記圧縮工程から前記膨張行程へ移行する上死点を経て次の下死点に達するまでの期間内のタイミングで、前記吸気圧を前記吸気代表圧力として取得し、取得した前記吸気代表圧力が設定圧力値よりも高い場合には、次の前記期間内のタイミングで、前記吸気圧を前記吸気代表圧力として再取得する
請求項1から3のいずれか1項に記載の内燃機関の温度予測装置。The internal combustion engine is configured to further perform a compression process in which the gas in the combustion chamber is compressed by a piston that moves with the rotation, and an expansion stroke in which the gas in the combustion chamber is expanded by the piston.
The intake representative pressure acquisition unit
Within a period of time from when the piston reaches the bottom dead center at which the intake stroke is transferred to the compression stroke to when the piston reaches the next bottom dead center through the top dead center at which the piston moves from the compression stroke to the expansion stroke. The intake pressure is acquired as the intake representative pressure at the timing of, and if the acquired intake representative pressure is higher than the set pressure value, the intake pressure is converted to the intake representative pressure at the timing within the next period. The temperature prediction device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature prediction device is acquired again.
請求項1から7のいずれか1項に記載の内燃機関の温度予測装置。The fuel injection control part which controls the fuel injection at the time of injecting the said fuel based on the temperature of the said internal combustion engine after the start of the said combustion estimated by the said temperature prediction part was further provided in any one of Claim 1 to 7 The temperature prediction device for an internal combustion engine according to claim 1.
請求項1から8のいずれか1項に記載の内燃機関の温度予測装置。The first fuel injection control unit that controls fuel injection when the fuel is injected for the first time after the prediction of the initial temperature based on the initial temperature predicted by the initial temperature prediction unit. The temperature prediction apparatus for an internal combustion engine according to any one of the above.
前記内燃機関が停止状態から始動を開始してから、前記内燃機関が回転を開始するまでの期間内のタイミングで、前記吸気管内の吸気圧を外気圧力として取得するステップと、
前記内燃機関が前記回転を開始してから前記燃焼を開始するまでの期間内のタイミングで、前記吸気圧を吸気代表圧力として取得するとともに前記内燃機関の単位時間当たりの回転数を取得するステップと、
取得した前記外気圧力、前記吸気代表圧力および前記回転数に基づいて、前記始動を開始してから前記燃焼を開始するまでの期間における前記内燃機関の初期温度を予測するステップと、
予測した前記初期温度を用いて、前記燃焼の開始以降の前記内燃機関の温度を予測するステップと、
を備えた内燃機関の温度予測方法。An internal combustion engine configured to perform an intake process of sucking outside air from an intake pipe into a combustion chamber and ignite fuel injected into the outside air sucked in the intake process to cause combustion in the combustion chamber. In the temperature prediction method for predicting the temperature,
Acquiring the intake pressure in the intake pipe as an outside air pressure at a timing within a period from when the internal combustion engine starts to start from a stopped state until the internal combustion engine starts rotating;
Obtaining the intake pressure as the intake representative pressure at a timing within a period from the start of the rotation of the internal combustion engine to the start of combustion, and obtaining a rotation speed per unit time of the internal combustion engine; ,
Predicting an initial temperature of the internal combustion engine in a period from the start to the start of combustion based on the acquired outside air pressure, the intake representative pressure, and the rotational speed;
Predicting the temperature of the internal combustion engine after the start of the combustion using the predicted initial temperature;
An internal combustion engine temperature prediction method comprising:
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110273769A (en) * | 2018-03-15 | 2019-09-24 | 三菱电机株式会社 | The control device and control method of internal combustion engine |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117287288A (en) * | 2022-06-17 | 2023-12-26 | 北京罗克维尔斯科技有限公司 | Engine cooling system temperature prediction method, device, equipment, medium and vehicle |
CN117307310A (en) * | 2022-06-20 | 2023-12-29 | 北京罗克维尔斯科技有限公司 | Engine cooling system temperature prediction method, device, equipment, medium and vehicle |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0953490A (en) * | 1995-08-09 | 1997-02-25 | Toyota Motor Corp | Starting fuel injection quantity control device of internal combustion engine |
JP2000213393A (en) * | 1999-01-22 | 2000-08-02 | Mitsubishi Motors Corp | Fuel injection control apparatus for engine |
JP2005083240A (en) * | 2003-09-08 | 2005-03-31 | Toyota Motor Corp | Intake air amount estimation device for internal combustion engine |
JP2006070767A (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-16 | Nissan Motor Co Ltd | Start control device for internal combustion engine |
JP2006132526A (en) * | 2004-10-07 | 2006-05-25 | Toyota Motor Corp | Device and method for controlling internal combustion engine |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3743607B2 (en) * | 1999-12-02 | 2006-02-08 | 株式会社デンソー | Control device for internal combustion engine |
CN102062005B (en) * | 2010-12-30 | 2014-04-02 | 天津锐意泰克汽车电子有限公司 | Method for calculating air intake flow and air intake pressure of engine |
CN205805742U (en) * | 2016-04-13 | 2016-12-14 | 重庆长安伟世通发动机控制系统有限公司 | Electric injection system without cylinder head temperature sensor |
-
2017
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0953490A (en) * | 1995-08-09 | 1997-02-25 | Toyota Motor Corp | Starting fuel injection quantity control device of internal combustion engine |
JP2000213393A (en) * | 1999-01-22 | 2000-08-02 | Mitsubishi Motors Corp | Fuel injection control apparatus for engine |
JP2005083240A (en) * | 2003-09-08 | 2005-03-31 | Toyota Motor Corp | Intake air amount estimation device for internal combustion engine |
JP2006070767A (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-16 | Nissan Motor Co Ltd | Start control device for internal combustion engine |
JP2006132526A (en) * | 2004-10-07 | 2006-05-25 | Toyota Motor Corp | Device and method for controlling internal combustion engine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110273769A (en) * | 2018-03-15 | 2019-09-24 | 三菱电机株式会社 | The control device and control method of internal combustion engine |
Also Published As
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