JP6881187B2 - Engine temperature estimator - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン用の温度推定装置に関する。 The present invention relates to a temperature estimation device for an engine.
特許文献1には、エンジンの吸気バルブの温度を推定する温度推定装置が開示されている。特許文献1の温度推定装置は、吸気バルブが気筒内の燃焼ガスから受ける燃焼ガス受熱量、吸気バルブの周囲を流れる吸気からの受熱量である吸気受熱量、吸気バルブが弁座に接触したときに受ける接触面受熱量を算出する。また、特許文献1の温度推定装置は、吸気バルブに付着した燃料が気化する際に吸気バルブから持ち去られる気化熱量を算出する。そして、特許文献1の温度推定装置は、これら燃焼ガス受熱量、流動ガス受熱量、接触面受熱量、及び気化熱量に基づいて、吸気バルブの温度を推定する。 Patent Document 1 discloses a temperature estimation device that estimates the temperature of an intake valve of an engine. The temperature estimation device of Patent Document 1 has a combustion gas heat receiving amount received by the intake valve from the combustion gas in the cylinder, an intake heat receiving amount which is a heat receiving amount from the intake air flowing around the intake valve, and when the intake valve comes into contact with the valve seat. Calculate the amount of heat received from the contact surface. Further, the temperature estimation device of Patent Document 1 calculates the amount of heat of vaporization taken away from the intake valve when the fuel adhering to the intake valve is vaporized. Then, the temperature estimation device of Patent Document 1 estimates the temperature of the intake valve based on the combustion gas heat receiving amount, the flowing gas heat receiving amount, the contact surface heat receiving amount, and the vaporization heat amount.
特許文献1の温度推定装置において、燃焼ガス受熱量は、エンジン負荷率、燃料噴射量、エンジン回転数、気筒内の燃焼ガス圧力等のパラメータに基づき求められる。また、特許文献1の温度推定装置において、吸気受熱量は、吸気バルブの温度、吸気温度、エンジン回転数、吸気バルブのリフト量等のパラメータに基づき求められる。さらに、特許文献1の温度推定装置において、接触面受熱量は、エンジンの冷却水温、エンジン回転数、吸気圧等のパラメータに基づき求められる。そして、特許文献1の温度推定装置において、気化熱量は、吸気バルブの温度、吸気圧、燃料の温度、エンジン回転数等のパラメータに基づき求められる。 In the temperature estimation device of Patent Document 1, the amount of heat received by combustion gas is determined based on parameters such as engine load factor, fuel injection amount, engine speed, and combustion gas pressure in a cylinder. Further, in the temperature estimation device of Patent Document 1, the intake heat receiving amount is obtained based on parameters such as the temperature of the intake valve, the intake temperature, the engine speed, and the lift amount of the intake valve. Further, in the temperature estimation device of Patent Document 1, the contact surface heat receiving amount is obtained based on parameters such as engine cooling water temperature, engine speed, and intake pressure. Then, in the temperature estimation device of Patent Document 1, the amount of heat of vaporization is obtained based on parameters such as the temperature of the intake valve, the intake pressure, the fuel temperature, and the engine speed.
特許文献1の温度推定装置では、吸気バルブの温度を推定するにあたって、各種の受熱量や気化熱量等を算出するための複数のマップが必要である。その上、これら各マップは、複数のパラメータを変数とするマップである。そのため、様々なエンジンの運転状態において適切な吸気バルブの温度推定を実現するためには、各マップを作成するために膨大な試験データやシュミレーション結果が必要で、エンジンのコスト上昇の一因となっている。 In the temperature estimation device of Patent Document 1, when estimating the temperature of the intake valve, a plurality of maps for calculating various heat receiving amounts, vaporization heat amounts, and the like are required. Moreover, each of these maps is a map with multiple parameters as variables. Therefore, in order to realize appropriate intake valve temperature estimation under various engine operating conditions, a huge amount of test data and simulation results are required to create each map, which contributes to the increase in engine cost. ing.
上記課題を解決するため、本発明は、エンジンと前記エンジンのクランク軸に駆動連結されている電動モータとを備えたハイブリッド車両に適用され、前記エンジンの吸気バルブ又は吸気ポートの温度を吸気部温度として推定するエンジン用温度推定装置であって、前記エンジンの気筒内に燃料が供給されているファイアリング中には、エンジン回転数、エンジン負荷、及びエンジン冷却水温を用いて前記吸気部温度を推定し、前記エンジンの気筒内に燃料が供給されておらず、前記電動モータによって前記クランク軸が回転されているモータリング中には、前記エンジン回転数及び前記エンジン負荷を用いずに、前記エンジンの吸気温度及び前記エンジン冷却水温を用いて前記吸気部温度を推定する。 In order to solve the above problems, the present invention is applied to a hybrid vehicle including an engine and an electric motor driven and connected to the crank shaft of the engine, and the temperature of the intake valve or the intake port of the engine is set to the temperature of the intake portion. This is an engine temperature estimation device that estimates the temperature of the intake unit using the engine speed, engine load, and engine cooling water temperature during firing in which fuel is supplied to the cylinder of the engine. However, during motoring in which fuel is not supplied into the cylinder of the engine and the crank shaft is rotated by the electric motor, the engine speed and the engine load of the engine are not used. The temperature of the intake unit is estimated using the intake air temperature and the engine cooling water temperature.
上記の構成によれば、モータリング中のエンジンの吸気部温度を推定するにあたって、エンジン回転数及びエンジン負荷を用いないため、吸気部温度を推定するためのマップや演算式等におけるパラメータが過度に多くなることがない。したがって、吸気部温度を推定するマップや演算式等を作成するための手間を簡略化でき、エンジンのコストの上昇を抑制できる。 According to the above configuration, since the engine speed and the engine load are not used in estimating the intake air temperature of the engine during motoring, the parameters in the map and the calculation formula for estimating the intake air temperature are excessive. It won't increase. Therefore, it is possible to simplify the time and effort required to create a map for estimating the temperature of the intake unit, a calculation formula, and the like, and it is possible to suppress an increase in engine cost.
以下、本発明の実施形態を説明する。先ず、ハイブリッド車両のエンジン10及びその周辺の概略構成について説明する。
図1に示すように、エンジン10は、複数の気筒12を区画するシリンダブロック11を備えている。シリンダブロック11の上部には、シリンダヘッド13が取り付けられている。シリンダヘッド13には、当該シリンダヘッド13の外部とシリンダブロック11の気筒12との間を繋ぐように吸気ポート14及び排気ポート15が設けられている。シリンダヘッド13には、吸気ポート14における気筒12側の開口を開閉する吸気バルブ16が取り付けられている。また、シリンダヘッド13には、排気ポート15における気筒12側の開口を開閉する排気バルブ17が取り付けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. First, a schematic configuration of the
As shown in FIG. 1, the
シリンダヘッド13における吸気ポート14には、外部から気筒12へと吸気(外気)を導入するための吸気管21が接続されている。吸気管21の途中には、当該吸気管21内を流通する吸気の吸気温度Tinを測定する吸気温センサ22が設けられている。また、吸気管21の途中には、当該吸気管21内を流通する吸気の量である吸入空気量Gaを検出するエアフローメータ23が取り付けられている。吸気管21において吸気温センサ22及びエアフローメータ23よりも下流側には、気筒12へと導入される吸気の量を調節するスロットルバルブ24が設けられている。スロットルバルブ24には、当該スロットルバルブ24の開度であるスロットル開度TAを検出するスロットルセンサ25が取り付けられている。シリンダヘッド13における排気ポート15には、気筒12内の排気を外部へと排出するための排気管26が接続されている。
An
シリンダブロック11における気筒12内には、当該気筒12内を軸線方向に移動可能にピストン31が設けられている。ピストン31は、コネクティングロッド32を介してクランクピン33に連結されている。クランクピン33は、クランクアーム34を介してクランク軸35に連結されている。ピストン31が気筒12内を軸線方向に往復移動することにより、クランク軸35が回転する。クランク軸35には、当該クランク軸35のクランク角θを検出するためのクランク角センサ36が設けられている。
A
クランク軸35は、動力分配機構41を介して、電動モータとしてのモータジェネレータ42に駆動連結されている。モータジェネレータ42は、内部に永久磁石が埋め込まれたロータと三相コイルが巻き回されたステータとを備える三相型の同期発電電動機である。すなわち、モータジェネレータ42は、例えば図示しないバッテリから電力が供給されることで電動モータとして機能し、回転軸42aを回転させる。また、モータジェネレータ42は、回転軸42aが回転されることで発電機として機能し、電力を例えば図示しないバッテリに出力する。
The
動力分配機構41には、駆動軸43が駆動連結されている。また、駆動軸43は、減速機構44を介して、車両の駆動輪45に駆動連結されている。減速機構44は、歯数の異なる複数の歯車で構成されており、駆動軸43の回転を、所定の減速比(歯車比)で減速して、駆動輪45の回転として伝達する。
A
動力分配機構41は、車両の運転状況に応じて、クランク軸35、モータジェネレータ42の回転軸42a、及び駆動軸43の相互の動力を分配する。例えば、車両に搭載されているバッテリの充電電力が少ないときには、動力分配機構41は、クランク軸35の駆動力を、駆動軸43及びモータジェネレータ42に分配し、モータジェネレータ42を発電機として機能させる。また、駆動軸43(駆動輪45)の回転トルクとして大きなトルクが必要なときには、クランク軸35及びモータジェネレータ42の回転軸42aの駆動力を駆動軸43へと伝達する。
The
エンジン10の気筒12内に燃料が供給されない状態で、クランク軸35をある程度の回転数で回転させておくことがある。具体的には、例えば、モータジェネレータ42の駆動力のみで車両を走行させる場合には、エンジン10の気筒12内には、燃料は供給されない。また、車両の減速中や停止中にエンジン10の気筒12への燃料供給を停止することがある。このように、エンジン10の気筒12への燃料供給が行なわれていない場合でも、例えば、燃料供給を再開したときにエンジン10が速やかに駆動するように、クランク軸35が一定の回転数で回転される場合がある。このような場合には、動力分配機構41は、モータジェネレータ42の回転軸42aの駆動力を、クランク軸35及び駆動軸43へと分配する。
The
この実施形態では、上述したように、エンジン10の気筒12内に燃料が供給されておらず、モータジェネレータ42によってクランク軸35が回転されていることを「モータリング」と呼称する。また、エンジン10の気筒12内に燃料が供給されていて、燃料が気筒12内で燃焼することによりクランク軸35が回転されていることを「ファイアリング」と呼称する。なお、モータジェネレータ42によって駆動軸43の回転トルクの一部が補われている状態であっても、エンジン10の気筒12内に燃料が供給されているのであれば、「ファイアリング」である。
In this embodiment, as described above, the fact that fuel is not supplied into the
エンジン10のシリンダブロック11及びシリンダヘッド13には、エンジン10を冷却するための冷却水が流通するウォータジャケット51が設けられている。ウォータジャケット51には、シリンダブロック11及びシリンダヘッド13の外部において冷却水が流通する冷却水路52が接続されている。冷却水路52は、ウォータジャケット51とともに、冷却水が循環する還流路を構成している。冷却水路52には、冷却水を圧送する冷却水ポンプ53が設けられている。冷却水ポンプ53を最上流部としたとき、冷却水路52におけるウォータジャケット51よりも下流側には、ラジエタ54が設けられている。ラジエタ54は、暖められた冷却水の熱を外部へと放出する熱交換器として機能する。冷却水路52におけるウォータジャケット51よりも下流側であってラジエタ54よりも上流側には、ウォータジャケット51の出口(下流口)における冷却水の温度を、エンジン冷却水温Twとして検出する冷却水温センサ55が取り付けられている。なお、図1では、シリンダブロック11のウォータジャケット51のみを図示している。
The
上記のように構成されたエンジン10やモータジェネレータ42等は、電子制御ユニット60(ECU)によって制御される。電子制御ユニット60は、各種のプログラムを実行する演算装置、各種のプログラム(ソフトウェア)が格納された不揮発性のROM、プログラムの実行に際してデータが一時的に記憶される揮発性のRAM等を備えたコンピュータである。電子制御ユニット60には、車両の状態を示す各種センサからの検出信号が入力される。電子制御ユニット60は、各種センサからの検出信号に基づいて、エンジン10の燃焼状態を制御するとともに、モータジェネレータ42をモータとして機能させるか発電機として機能させるかを制御する。また、電子制御ユニット60は、これらの制御に合わせて、動力分配機構41における動力分配態様を制御する。
The
電子制御ユニット60は、エンジン10における吸気バルブ16の温度を推定する温度推定装置としても機能する。電子制御ユニット60には、吸気温センサ22が検出した吸気温度Tinが吸気温度信号として入力され、スロットルセンサ25が検出したスロットル開度TAがスロットル開度信号として入力される。また、電子制御ユニット60には、エアフローメータ23が検出した吸入空気量Gaが吸入空気量信号として入力され、クランク角センサ36が検出したクランク角θがクランク角信号として入力される。さらに、電子制御ユニット60には、冷却水温センサ55が検出したエンジン冷却水温Twが冷却水温信号として入力される。加えて、電子制御ユニット60には、車両に設けられたアクセルペダル61の踏み込み量Accを検出するアクセルセンサ62から、当該踏み込み量Accを示す踏み込み量信号が入力される。また、電子制御ユニット60には、車両に設けられた車速センサ63から、車両の車速SPを示す車速信号が入力される。電子制御ユニット60は、これら入力された各信号に基づいて、吸気バルブ16の温度を推定する。なお、この実施形態では、吸気バルブ16の温度が吸気部温度に相当する。
The
次に、電子制御ユニット60(温度推定装置)による吸気バルブ16の温度推定処理について説明する。なお、一連の温度推定処理は、車両のハイブリッドシステムが起動されている状態において、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
Next, the temperature estimation process of the
図2に示すように、温度推定処理が開始されると、電子制御ユニット60は、ステップS11の処理を実行する。ステップS11では、電子制御ユニット60は、エンジン10が始動後であるか否かを判定する。具体的には、電子制御ユニット60は、クランク角センサ36が検出したクランク角θに基づいて、エンジン回転数NEを算出する。そして、電子制御ユニット60は、ハイブリッドシステムのパワーオンスイッチ(イグニッションスイッチ)がオン操作されてから所定の時間以上の時間が経過していること、エンジン回転数NEが所定回転数を超えていることを条件に、エンジン10が始動後であると判定する。なお、上記所定回転数は、エンジン10が安定して自立運転できる最低限の回転数(アイドル運転時の回転数)よりも小さい回転数が予め定められており、この実施形態では所定回転数はゼロである。ステップS11において、エンジン10が始動後ではない、すなわちエンジン10が停止していると判定された場合(ステップS11においてNO)には、電子制御ユニット60の処理は、ステップS21に移行する。
As shown in FIG. 2, when the temperature estimation process is started, the
ステップS21では、電子制御ユニット60は、冷却水温センサ55が検出したエンジン冷却水温Twを、定常吸気バルブ温度Tstとする。定常吸気バルブ温度Tstとは、エンジン10の状態が変化することなく十分な時間が経過した場合に、吸気バルブ16の温度が収束する温度である。ステップS21が終了すると、電子制御ユニット60の処理は、ステップS14に移行する。
In step S21, the
一方、ステップS11においてエンジン10の始動後であると判定された場合(ステップS11においてYES)には、電子制御ユニット60の処理は、ステップS12に移行する。ステップS12では、電子制御ユニット60は、エンジン10の気筒12内に燃料が供給されておらず、モータジェネレータ42によってクランク軸35が回転されているモータリング中であるか否かを判定する。モータリング中ではない、すなわち、エンジン10の気筒12内に燃料が供給されているファイアリング中である場合(ステップS12においてNO)には、電子制御ユニット60の処理は、ステップS22に移行する。
On the other hand, if it is determined in step S11 that the
ステップS22では、電子制御ユニット60は、エンジン回転数NE、エンジン負荷KL、エンジン冷却水温Twを用いて、定常吸気バルブ温度Tstを推定する。エンジン回転数NEは、上述したとおり、クランク角センサ36が検出したクランク角θに基づいて算出される。また、エンジン負荷KLは、スロットルセンサ25が検出したスロットル開度TAに基づいて算出されるものであり、例えば、スロットル開度TAが全開状態であるときにエンジン負荷100%、スロットル開度TAが全閉状態であるときにエンジン負荷ゼロ%と算出される。エンジン冷却水温Twは、冷却水温センサ55によって検出される。電子制御ユニット60は、エンジン回転数NEが高いほど、エンジン負荷KLが大きいほど、エンジン冷却水温Twが高いほど、定常吸気バルブ温度Tstとして高い温度を推定する。なお、エンジン回転数NE、エンジン負荷KL、及びエンジン冷却水温Twと、定常吸気バルブ温度Tstとの関係は、予め試験やシミュレーションを行うことにより、マップや演算式化されており、電子制御ユニット60は、これらマップや演算式を参照して、定常吸気バルブ温度Tstを推定する。定常吸気バルブ温度Tstを推定したら、電子制御ユニット60の処理は、ステップS14に移行する。
In step S22, the
一方、ステップS12においてエンジン10がモータリング中であると判定された場合(ステップS12においてYES)、電子制御ユニット60の処理は、ステップS13へと移行する。ステップS13では、電子制御ユニット60は、冷却水温センサ55が検出したエンジン冷却水温Tw、及び吸気温センサ22が検出した吸気温度Tinを用いて、定常吸気バルブ温度Tstを推定する。電子制御ユニット60は、エンジン冷却水温Twが高いほど、吸気温度Tinが高いほど、定常吸気バルブ温度Tstとして高い温度を推定する。なお、エンジン冷却水温Tw及びエンジン冷却水温Twと、定常吸気バルブ温度Tstとの関係は、予め試験やシミュレーションを行うことにより、マップや演算式化されており、電子制御ユニット60は、これらマップや演算式を参照して、定常吸気バルブ温度Tstを推定する。定常吸気バルブ温度Tstを推定したら、電子制御ユニット60の処理は、ステップS14に移行する。
On the other hand, when it is determined in step S12 that the
ステップS21、ステップS22、又はステップS13で、定常吸気バルブ温度Tstを推定した後のステップS14では、電子制御ユニット60は、なまし回数Mを決定する。この実施形態では、電子制御ユニット60は、エアフローメータ23が検出した吸入空気量Ga、及び車速センサ63が検出した車速SPに基づいて、なまし回数Mを決定する。具体的には、電子制御ユニット60は、吸入空気量Gaが多くなるほど小さな回数のなまし回数Mを決定する。また、電子制御ユニット60は、車速SPに基づき車両が減速中であるか否かを判定する。そして、電子制御ユニット60は、減速中である場合には、上記した吸入空気量Gaに応じたなまし回数Mの減少の割合が小さくなるように、なまし回数Mを決定する。換言すれば、なまし回数Mは、車両が減速中である場合には、そうでない場合に比較して大きな回数になる傾向を持つ。なまし回数Mの決定後、電子制御ユニット60の処理は、ステップS15に移行する。
In step S14 after estimating the steady-state intake valve temperature Tst in step S21, step S22, or step S13, the
ステップS15では、電子制御ユニット60は、前回(一制御周期前)の推定吸気バルブ温度Tv、定常吸気バルブ温度Tst、及びなまし回数Mに基づいて、推定吸気バルブ温度Tvを推定する。具体的には、今回推定する推定吸気バルブ温度Tvを「Tv(N)」、前回(一制御周期前)の推定吸気バルブ温度Tvを「Tv(N−1)」としたとき、電子制御ユニット60は、以下の演算式で推定吸気バルブ温度Tvを推定する。
・Tv(N)=Tv(N−1)+(Tst−Tv(N−1))/M
すなわち、電子制御ユニット60は、今回の制御周期で推定した定常吸気バルブ温度Tstと、前回の推定吸気バルブ温度Tvとの差を、吸入空気量Ga等に応じたなまし回数Mでなまし、そのなまし後の値を前回の推定吸気バルブ温度Tv(Nー1)に加算することで、今回の推定吸気バルブ温度Tv(N)を推定する。したがって、電子制御ユニット60は、なまし回数Mが小さいほど、今回の推定吸気バルブ温度Tv(N)として、今回の制御周期で推定した定常吸気バルブ温度Tstに近い温度を推定する。また、電子制御ユニット60は、なまし回数Mが大きいほど、今回の推定吸気バルブ温度Tv(N)として、前回の推定吸気バルブ温度Tv(N−1)に近い温度を推定する。推定吸気バルブ温度Tvを推定した後、電子制御ユニット60による一連の温度推定処理は終了し、次回の制御周期において再び、ステップS11からの処理が実行される。
In step S15, the
-Tv (N) = Tv (N-1) + (Tst-Tv (N-1)) / M
That is, the
次に、上記実施形態の効果を説明する。
上記実施形態では、エンジン10がモータリング中であるとき、吸気バルブ16の定常吸気バルブ温度Tstを推定するにあたって、エンジン回転数NEやエンジン負荷KLを用いず、エンジン冷却水温Tw及び吸気温度Tinのみを用いる。このように、変数となるパラメータがエンジン冷却水温Tw及び吸気温度Tinの2つのみであれば、定常吸気バルブ温度Tstを求めるためのマップや演算式等を作成するにあたって、それほど膨大なデータ量は要しない。したがって、エンジン10がモータリング中であるときの推定吸気バルブ温度Tvを演算するためのマップ等の作成の手間を低減でき、エンジン10のコスト減に寄与できる。
Next, the effect of the above embodiment will be described.
In the above embodiment, when the
エンジン10がモータリング中であるときには、気筒12内に燃料が供給されておらず、当該気筒12内で燃料が燃焼することもない。そして、エンジン10がモータリング中であるときには、クランク軸35がモータジェネレータ42によって回転されており、エンジン回転数NEやエンジン負荷KLが吸気バルブ16の温度に与える影響は小さい。
When the
一方、エンジン10がモータリング中であるときには、気筒12内の燃焼熱を受けない一方で、吸気バルブ16が閉弁したときに弁座(シリンダヘッド13)から受ける熱や吸気バルブ16に当たる吸気から受ける熱の影響が支配的になる。したがって、吸気バルブ16の定常吸気バルブ温度Tstを推定するにあたって、エンジン冷却水温Tw及び吸気温度Tinを用いていれば、エンジン回転数NEやエンジン負荷KLを用いなくても、十分に正確な定常吸気バルブ温度Tstの推定が可能である。
On the other hand, when the
また、上記実施形態では、エンジン10が始動後ではない場合には、エンジン冷却水温Twを定常吸気バルブ温度Tstとしている。このように、エンジン10が始動後ではない場合には、エンジン冷却水温Twから一義的に定常吸気バルブ温度Tstが推定できるため、複雑なマップや演算式等は要しない。したがって、エンジン10が始動後ではないときの推定吸気バルブ温度Tvを演算するためのマップ等の作成の手間を低減でき、エンジン10のコスト減に寄与できる。
Further, in the above embodiment, when the
ところで、例えば、吸入空気量Gaが多い場合には、吸気と吸気バルブ16との間で絶えず熱交換が行われるし、気筒12内での燃料の燃焼頻度も高い。したがって、吸気バルブ16の温度は、比較的に速やかに定常吸気バルブ温度Tstに収束する。
By the way, for example, when the intake air amount Ga is large, heat exchange is constantly performed between the intake air and the
一方、車両が減速中である場合には、エンジン10のエンジン回転数NEやエンジン負荷KLが減速前よりも低くなっている状態であり、エンジン10における吸気バルブ16の温度は、低下していく可能性が高い。そして、エンジン10におけるシリンダブロック11やシリンダヘッド13は、ウォータジャケット51内を流通する冷却水によって冷却されるとはいえ、吸気バルブ16の温度が上昇するときの上昇速度に比べれば、吸気バルブ16の温度が低下していくときの低下速度は低くなる。すなわち、吸気バルブ16の温度は、温度が低下していくときには、定常吸気バルブ温度Tstへと収束しにくくなる。
On the other hand, when the vehicle is decelerating, the engine speed NE and the engine load KL of the
この点に着目し、上記実施形態では、推定吸気バルブ温度Tvを演算する際に用いるなまし回数Mを、吸入空気量Ga及び車両が減速中か否かに応じた可変値としている。したがって、吸気バルブ16の温度について定常吸気バルブ温度Tstへの収束のしやすさを加味した正確な推定吸気バルブ温度Tvを演算できる。
Focusing on this point, in the above embodiment, the number of times of smoothing M used when calculating the estimated intake valve temperature Tv is set to a variable value according to the intake air amount Ga and whether or not the vehicle is decelerating. Therefore, it is possible to calculate an accurate estimated intake valve temperature Tv for the temperature of the
上記実施形態は、以下のように変更例できる。また、必要に応じて、複数の変更例を組み合わせて採用することもできる。
・上記実施形態では、エンジン10におけるクランク軸35の動力を、駆動軸43に伝達できるように構成されていたが、これに限らない。例えば、エンジン10のクランク軸35の動力を発電機(モータジェネレータ)での発電用動力とし、駆動軸43は、駆動用のモータで回転されるようにしてもよい。すなわち、いわゆるシリーズ式のハイブリッド車両であってもよい。また、発電用のモータジェネレータ及び駆動用のモータジェネレータを備え、エンジン10のクランク軸35の動力を、状況に合わせて、発電用のモータジェネレータ及び駆動軸43に分配してもよい。すなわち、いわゆるシリーズパラレル式のハイブリッド車両であってもよい。さらに、モータジェネレータ42は、それ単独で車両の走行が可能でなくてもよく、専らエンジン10の補助駆動源として利用されてもよい。いずれにしても、エンジン10の気筒12内に燃料が供給されていない状況下で、当該エンジン10のクランク軸35をある程度の回転数で回転できる、すなわちエンジン10のモータリングが可能なのであれば、どのような方式のハイブリッド車両であってもよい。
The above embodiment can be modified as follows. Further, if necessary, a plurality of modification examples can be combined and adopted.
-In the above embodiment, the power of the
・上記実施形態では、電子制御ユニット60が吸気バルブ16の温度推定や動力分配機構41における動力分配制御を行っていたが、これらの処理は異なるユニットが担っていてもよい。例えば、吸気バルブ16の温度推定を含むエンジン10の制御を電子制御ユニット60が実行し、動力分配機構41における動力分配制御を電子制御ユニット60とは別のパワーコントロールユニットが実行してもよい。
-In the above embodiment, the
・吸気バルブ16の温度推定処理において、エンジン10が始動後であるか否かの判定(図2におけるステップS11)の判定条件は、上記実施形態の例に限らない。例えば、ハイブリッドシステムのパワーオンスイッチ(イグニッションスイッチ)がオン操作されてからの経過時間に関する条件を省略してもよい。また、例えば、エンジン冷却水温Twが所定の温度以上であることを条件に加えてもよい。
In the temperature estimation process of the
・エンジン10が始動していないときの定常吸気バルブ温度Tstの推定方法は、上記実施形態の例に限らない。例えば、エンジン10がファイアリングされているとき(図2におけるステップS22)と同様に、エンジン回転数NE、エンジン負荷KL、及びエンジン冷却水温Twを用いて定常吸気バルブ温度Tstを推定してもよい。この場合、エンジン10がファイアリングされているときの定常吸気バルブ温度Tstの推定マップと、エンジン10が始動していないときの定常吸気バルブ温度Tstの推定マップとを別に持っていてもよいし、両者を統合した1つのマップを持っていてもよい。
The method of estimating the steady intake valve temperature Tst when the
・エンジン10がファイアリングされているときの定常吸気バルブ温度Tstの推定方法(図2におけるステップS22)は、上記実施形態の例に限らない。例えば、エンジン回転数NE、エンジン負荷KL、及びエンジン冷却水温Twに加えて、吸気温度Tinを用いて、定常吸気バルブ温度Tstを推定してもよい。なお、定常吸気バルブ温度Tstを推定するために必要なパラメータが多い場合には、定常吸気バルブ温度Tstを推定するためのマップを作成するために多くの試験データ等が必要となる。したがって、マップの作成にあたっての手間を簡略化するという観点では、定常吸気バルブ温度Tstを推定する際に用いるパラメータは少ないほうが好ましい。
The method of estimating the steady intake valve temperature Tst when the
・エンジン10がモータリングされているときの定常吸気バルブ温度Tstを推定するにあたって(図2におけるステップS13)、他のパラメータを用いてもよい。例えば、エンジン冷却水温Tw及び吸気温度Tinに加えて、吸気圧を用いて、定常吸気バルブ温度Tstを推定してもよい。この場合でも、エンジン回転数NE、エンジン負荷KLを用いなければ、これらを用いて定常吸気バルブ温度Tstを推定する場合に比べれば、マップの作成にあたっての手間を簡略化できる。
-Other parameters may be used in estimating the steady intake valve temperature Tst when the
・なまし回数Mの決定(図2におけるステップS14)及びなまし回数M等を用いた推定吸気バルブ温度Tvの演算を省略してもよい。この場合、図2におけるステップS13、ステップS21、及びステップS22において定常吸気バルブ温度Tstが推定吸気バルブ温度Tvとして推定される。 The determination of the number of times of smoothing M (step S14 in FIG. 2) and the calculation of the estimated intake valve temperature Tv using the number of times of smoothing M and the like may be omitted. In this case, the steady intake valve temperature Tst is estimated as the estimated intake valve temperature Tv in steps S13, S21, and S22 in FIG.
・エンジン10の始動後か否かの判定(ステップS11)の前に、各種のセンサの異常を判定してもよい。異常判定の対称となるセンサとしては、吸気温センサ22、エアフローメータ23、スロットルセンサ25、クランク角センサ36、冷却水温センサ55、アクセルセンサ62、車速センサ63など、一連の温度推定処理において必要となるパラメータを検出するセンサである。センサが異常であるか否かの判定は、例えば、センサから出力される信号が示す値が所定時間以上一定の値のままであること、センサからの信号が電子制御ユニット60に入力されないことなどを条件として判定される。また、このように、各種のセンサの異常を判定する場合、センサの異常が判定された場合には、吸気バルブ16の温度を、予め定められた所定温度とする。なお、吸気バルブ16の温度がある温度以下である場合やある温度以上であることを条件の一つとして、吸気バルブ16の開弁タイミングや開弁期間等を変更することがある。各種センサに異常が生じているときに、このような開弁タイミングや開弁期間等の変更が実行されないようにするのであれば、上記所定温度として、開弁タイミングや開弁期間等の変更の実行条件の範囲外の温度を定めることが好ましい。
-The abnormality of various sensors may be determined before the determination of whether or not the
・上記実施形態では、吸気バルブ16の温度(推定吸気バルブ温度Tv)を推定していたが、この吸気バルブ16の温度推定に関する技術を、吸気ポート14の温度を推定する技術として適用することもできる。この変更例の場合、吸気ポート14の温度が吸気部温度に相当する。
-In the above embodiment, the temperature of the intake valve 16 (estimated intake valve temperature Tv) has been estimated, but the technique for estimating the temperature of the
10…エンジン、11…シリンダブロック、12…気筒、13…シリンダヘッド、14…吸気ポート、15…排気ポート、16…吸気バルブ、17…排気バルブ、21…吸気管、22…吸気温センサ、23…エアフローメータ、24…スロットルバルブ、25…スロットルセンサ、26…排気管、31…ピストン、32…コネクティングロッド、33…クランクピン、34…クランクアーム、35…クランク軸、36…クランク角センサ、41…動力分配機構、42…モータジェネレータ、42a…回転軸、43…駆動軸、44…減速機構、45…駆動輪、51…ウォータジャケット、52…冷却水路、53…冷却水ポンプ、54…ラジエタ、55…冷却水温センサ、60…電子制御ユニット、61…アクセルペダル、62…アクセルセンサ、63…車速センサ、Tin…吸気温度、TA…スロットル開度、Ga…吸入空気量、θ…クランク角、Tw…エンジン冷却水温、Acc…アクセルペダルの踏み込み量、SP…車速、NE…エンジン回転数、Tst…定常吸気バルブ温度、M…なまし回数、Tv…推定吸気バルブ温度。 10 ... engine, 11 ... cylinder block, 12 ... cylinder, 13 ... cylinder head, 14 ... intake port, 15 ... exhaust port, 16 ... intake valve, 17 ... exhaust valve, 21 ... intake pipe, 22 ... intake temperature sensor, 23 ... Airflow meter, 24 ... Throttle valve, 25 ... Throttle sensor, 26 ... Exhaust pipe, 31 ... Piston, 32 ... Connecting rod, 33 ... Crank pin, 34 ... Crank arm, 35 ... Crankshaft, 36 ... Crank angle sensor, 41 ... power distribution mechanism, 42 ... motor generator, 42a ... rotary shaft, 43 ... drive shaft, 44 ... reduction mechanism, 45 ... drive wheel, 51 ... water jacket, 52 ... cooling water channel, 53 ... cooling water pump, 54 ... radiator, 55 ... Cooling water temperature sensor, 60 ... Electronic control unit, 61 ... Accelerator pedal, 62 ... Accelerator sensor, 63 ... Vehicle speed sensor, Tin ... Intake temperature, TA ... Throttle opening, Ga ... Intake air amount, θ ... Crank angle, Tw ... Engine cooling water temperature, Acc ... Accelerator pedal depression amount, SP ... Vehicle speed, NE ... Engine speed, Tst ... Steady intake valve temperature, M ... Number of smoothing, Tv ... Estimated intake valve temperature.
Claims (1)
前記エンジンの気筒内に燃料が供給されているファイアリング中には、エンジン回転数、エンジン負荷、及びエンジン冷却水温を用いて前記吸気部温度を推定し、
前記エンジンの気筒内に燃料が供給されておらず、前記電動モータによって前記クランク軸が回転されているモータリング中には、前記エンジン回転数及び前記エンジン負荷を用いずに、前記エンジンの吸気温度及び前記エンジン冷却水温を用いて前記吸気部温度を推定する
ことを特徴とするエンジン用温度推定装置。 An engine temperature estimation device that is applied to a hybrid vehicle equipped with an engine and an electric motor that is driven and connected to the crankshaft of the engine, and estimates the temperature of the intake valve or intake port of the engine as the intake portion temperature. ,
During the firing in which fuel is supplied into the cylinder of the engine, the temperature of the intake portion is estimated using the engine speed, the engine load, and the engine cooling water temperature.
During motoring in which fuel is not supplied into the cylinder of the engine and the crankshaft is rotated by the electric motor, the intake air temperature of the engine is used without using the engine speed and the engine load. An engine temperature estimation device, which estimates the intake unit temperature using the engine cooling water temperature.
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