WO2023062921A1 - 制御装置 - Google Patents

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大貴 石井
義裕 召本
竜也 田中
健太郎 森岡
頼昌 坪田
拓朗 三田
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いすゞ自動車株式会社
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00—Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00

Definitions

  • the present invention relates to a control device for controlling an internal combustion engine of a vehicle.
  • Patent Document 1 Conventionally, there is known a technique for controlling the timing of fuel injection in order to prevent excessive temperature rise of the piston of the internal combustion engine of a vehicle (see Patent Document 1, for example).
  • the present invention has been made in view of these points, and aims to prevent the piston from overheating and the exhaust temperature from rising too much.
  • the control device of the present invention controls the internal combustion engine based on at least one of the temperature of cooling oil that cools the piston of the internal combustion engine of a vehicle, the temperature of cooling water that cools the internal combustion engine, or the intake air temperature of the internal combustion engine. and a temperature estimating unit for estimating the temperature of the piston, and when the temperature of the piston estimated by the temperature estimating unit rises to a first threshold value corresponding to the heat resistant temperature of the piston, fuel for injecting fuel into the piston
  • the upper limit value of the fuel injection timing at which the injection unit injects the fuel is decreased, and when the temperature of the piston stops rising, the upper limit value of the fuel injection timing is increased at a temperature higher than the first threshold value. and a control unit.
  • the control unit may make a rate of change of the upper limit value larger while the upper limit value of the fuel injection timing is increased than a rate of change of the upper limit value while the upper limit value of the fuel injection timing is decreased. .
  • the control unit may determine the amount by which the upper limit value is decreased based on the temperature increase rate of the piston estimated by the temperature estimation unit.
  • the controller may increase the amount by which the upper limit value is decreased as the rate of increase increases.
  • the controller may increase the rate of change when decreasing the upper limit value as the rate of increase increases.
  • the control unit may determine the rate of decrease of the upper limit based on the rate of increase of the temperature of the piston estimated by the temperature estimation unit.
  • the control unit reduces the upper limit of the fuel injection amount. You can decrease the value.
  • the control unit may reduce the upper limit value of the fuel injection amount by reducing the upper limit value of the output torque of the vehicle.
  • the control unit reduces the upper limit value by referring to control data in which the target value of the output torque and the fuel injection amount used when reducing the target value of the output torque of the vehicle are associated.
  • the control unit may reduce the upper limit value of the output torque of the vehicle when the temperature of the piston rises to the first threshold value.
  • the temperature estimating section may estimate the temperature of the piston based on at least one of the temperature of the cooling water and the intake air temperature.
  • the control unit determines that a period determined based on the magnitude of the error in the piston temperature estimated by the temperature estimating unit has elapsed since the temperature of the piston estimated by the temperature estimating unit has stopped increasing. Later, the upper limit value may be increased toward the advance angle side.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a control system for an engine, which is an internal combustion engine, in vehicle S.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of a control unit 622;
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of controlling the injection amount of fuel by a temperature estimator 621;
  • FIG. 4 is a flow chart showing the flow of processing in the piston 1.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a control system for an engine, which is an internal combustion engine, in a vehicle S according to this embodiment.
  • Vehicle S may be any form of vehicle, for example a commercial vehicle having a diesel engine as internal combustion engine.
  • a vehicle S includes a piston 1 , a fuel injector 2 , an oil temperature sensor 3 , a water temperature sensor 4 , an intake air temperature sensor 5 and a control device 6 .
  • the control device 6 has a storage section 61 and a CPU (Central Processing Unit) 62 .
  • the CPU 62 functions as a temperature estimator 621 and a controller 622 .
  • the piston 1 is housed in the cylinder of the engine. Fuel is injected into the piston 1 from a fuel injector 2, and the engine generates power for driving the vehicle S by burning the injected fuel.
  • the fuel injector 2 is a fuel injection section that injects fuel into the piston 1 under the control of the control section 622 .
  • the fuel injector 2 injects the amount of fuel determined by the control unit 622 into the piston 1 at the injection timing determined by the control unit 622 .
  • Injection timing is represented by the angle of the gear connected to piston 1 .
  • the gear angle is expressed with reference to the gear angle at the top dead center of the piston 1 .
  • advancing the timing of injecting fuel may be referred to as advancing, and retarding the timing of injecting fuel may be referred to as retarding.
  • the oil temperature sensor 3 detects the temperature of oil used for cooling and lubricating the engine.
  • a water temperature sensor 4 detects the temperature of engine cooling water.
  • An intake air temperature sensor 5 detects intake air temperature. The oil temperature sensor 3, the water temperature sensor 4, and the intake air temperature sensor 5 notify the temperature estimator 621 of data indicating the detected temperatures.
  • the control device 6 is a device for controlling each part of the engine, such as an ECU (Engine Control Unit).
  • the storage unit 61 has storage media such as ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory), and stores programs executed by the CPU 62 .
  • the storage unit 61 also stores various data used by the CPU 62 for controlling the engine.
  • the storage unit 61 stores a temperature calculation table that associates the temperature detected by at least one of the oil temperature sensor 3, the water temperature sensor 4, and the intake air temperature sensor 5 with the estimated temperature of the piston 1.
  • the CPU 62 functions as a temperature estimation section 621 and a control section 622 by executing programs stored in the storage section 61 .
  • the temperature estimator 621 acquires temperature data indicating the detected temperature from the oil temperature sensor 3, the water temperature sensor 4, and the intake air temperature sensor 5.
  • the temperature estimation unit 621 estimates the temperature of the piston 1 based on the acquired temperature data by referring to a temperature calculation table stored in the storage unit 61, for example.
  • the temperature estimator 621 estimates the temperature of the piston 1 based on at least one of the temperature of cooling oil that cools the piston 1, the temperature of cooling water that cools the engine, or the intake air temperature of the engine.
  • the temperature of the piston 1 has a greater correlation with the temperature of the cooling oil than with the temperature of the cooling water and the temperature of the intake air. Therefore, when the temperature of the cooling oil is normally detected, the temperature estimator 621 estimates the temperature of the piston 1 based on the temperature of the cooling oil. When the temperature estimator 621 cannot detect the temperature of the cooling oil or determines that the temperature of the cooling oil is outside the range of appropriate values, at least one of the temperature of the cooling water and the intake air temperature Estimate the temperature of the piston 1 based on The temperature estimation unit 621 notifies the control unit 622 of the estimated temperature.
  • the control unit 622 controls the timing at which the fuel injector 2 injects fuel and the injection amount of fuel. For example, the control unit 622 periodically transmits control data indicating the timing of fuel injection and the amount of fuel injection to the fuel injector 2, thereby changing the timing of fuel injection and the amount of fuel injected by the fuel injector 2.
  • the control unit 622 sets the upper limit of the fuel injection timing at which the fuel injector 2 injects the fuel oil when the temperature of the piston 1 estimated by the temperature estimating unit 621 rises to a first threshold corresponding to the heat resistant temperature of the piston 1. Decrease the value. Further, when the temperature of the piston 1 stops rising, the control unit 622 increases the upper limit value of the fuel injection timing at a temperature higher than the first threshold.
  • the first threshold is a temperature lower than the heat-resistant temperature at which the piston 1 does not fail.
  • the upper limit of the fuel injection timing corresponds to the maximum allowable gear angle when the gear connected to the piston 1 is the most advanced.
  • the upper limit value of the fuel injection timing when the temperature of the piston 1 is less than the first threshold value is, for example, the gear angle at the top dead center of the piston 1 .
  • the control unit 622 sets the upper limit of the fuel injection timing so that the gear angle is retarded with respect to the gear angle at the top dead center of the piston 1 when the temperature of the piston 1 rises to the first threshold value. Decrease the value.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the control unit 622.
  • FIG. The horizontal axis of FIG. 2 is time.
  • the vertical axis of the graph (a) in FIG. 2 indicates the temperature of the piston 1 estimated by the temperature estimator 621 .
  • TH1 indicates the first threshold
  • TLM indicates the heat resistant temperature of the piston 1.
  • the estimated temperature of the piston 1 increases before time T1, and the estimated temperature of the piston 1 becomes equal to or higher than the first threshold (TH1) at time T1.
  • the vertical axis of the graph (b) in FIG. 2 indicates the gear angle corresponding to the upper limit value of the fuel injection timing determined by the control unit 622. is the retarded side where the fuel injection timing is delayed.
  • the solid line in the graph of FIG. 2(b) indicates the upper limit of the fuel injection timing determined by the control unit 622, and the two-dot chain line indicates the timing at which the fuel injector 2 injects the fuel.
  • a dotted line between time T2 and time T4 in the graph of FIG. 2(b) indicates the timing at which the fuel injector 2 injects fuel when the estimated temperature of the piston 1 does not reach or exceed the first threshold. .
  • the estimated temperature of the piston 1 becomes equal to or higher than the first threshold value at time T1, so that the control unit 622 retards the upper limit value of the fuel injection timing. are decreasing.
  • the fuel injector 2 injects fuel at an upper limit value later than the normal fuel injection timing indicated by the dotted line. Since the time during which the piston 1 receives the combustion pressure of the fuel is shortened by delaying the fuel injection timing, the temperature rise of the piston 1 can be suppressed.
  • the rate of increase in the estimated temperature of the piston 1 decreases from time T1 to time T3, and the increase in the estimated temperature of the piston 1 stops at time T3.
  • the control unit 622 after the period of time determined based on the magnitude of the error in the estimated temperature has passed since the estimated temperature of the piston 1 stopped rising, the control unit 622 , the upper limit value of the fuel injection timing is increased toward the advance angle side.
  • the upper limit value of the fuel injection timing coincides with the fuel injection timing during normal operation indicated by the dotted line in the graph of FIG. The fuel is injected at a timing later than the upper limit of .
  • the temperature estimator 621 increases the upper limit value of the fuel injection timing when the estimated temperature of the piston 1 is higher than the first threshold value, thereby preventing the fuel injector 2 from injecting fuel in the retarded state for too long. It is possible to suppress the rise in the exhaust gas temperature due to Furthermore, the temperature estimator 621 makes the rate of change of the upper limit value while increasing the fuel injection timing greater than the rate of change of the upper limit value while decreasing the upper limit value of the fuel injection timing. By operating the temperature estimator 621 in this manner, the upper limit value returns to the normal state in a short period of time, so the period during which the exhaust temperature rises can be further shortened.
  • the controller 622 determines the upper limit of the fuel injection timing based on the temperature of the piston 1 estimated by the temperature estimator 621 based on at least one of the coolant temperature and the intake air temperature.
  • the estimated temperature of the piston 1 after time T5 is switched to the temperature estimated based on the temperature detected by the water temperature sensor 4, which is indicated by the dashed line.
  • the control unit 622 decreases the upper limit value of the fuel injection timing, and increases the upper limit value at time T8 when the estimated temperature of the piston 1 stops rising. .
  • the fuel injector 2 injects fuel at the upper limit of the fuel injection timing determined by the control unit 622, which is lower than the fuel injection timing when the estimated temperature of the piston 1 is less than the first threshold. it is spraying.
  • control unit 622 may determine the amount by which the upper limit value of the fuel injection timing is decreased based on the temperature increase rate of the piston 1 estimated by the temperature estimation unit 621 . Further, the control unit 622 determines the rate of decrease of the upper limit value of the fuel injection timing (that is, the rate of decrease that is the amount of decrease per unit time) based on the rate of increase in the temperature of the piston 1 estimated by the temperature estimation unit 621. good too. Specifically, as the rate of increase in the temperature of the piston 1 increases, the control unit 622 increases the amount by which the upper limit value of the fuel injection timing is decreased, or increases the rate of change when decreasing the upper limit value. . By operating the control unit 622 in this manner, the temperature of the piston 1 can be quickly lowered when the temperature of the piston 1 is rapidly rising.
  • the control unit 622 decreases the upper limit value of the fuel combustion timing. Therefore, when the temperature of the piston 1 estimated by the temperature estimating unit 621 rises to a second threshold larger than the first threshold after decreasing the upper limit of the fuel injection timing, the control unit 622 reduces the upper limit of the fuel injection amount. You can decrease the value. The temperature of the piston 1 decreases as the amount of fuel injected decreases.
  • the control unit 622 may decrease the upper limit value of the fuel injection amount by decreasing the upper limit value of the output torque of the vehicle S.
  • control unit 622 refers to control data in which the target torque value used when decreasing the target torque value of vehicle S and the fuel injection amount are associated with each other to determine the fuel injection amount. Alternatively, the upper limit of the injection amount is decreased. In the control data, when the fuel injection amount is determined so that the driver does not feel uncomfortable even if the output torque decreases, the control unit 622 reduces the fuel injection amount using the target value of the output torque. Therefore, it is possible to lower the temperature of the piston 1 without making the driver feel uncomfortable.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the temperature estimator 621 controlling the fuel injection amount.
  • the horizontal axis in FIG. 3 is time.
  • the vertical axis of the graph of (a) in FIG. 3 indicates the estimated temperature of the piston 1
  • the vertical axis of the graph of (b) in FIG. 3 indicates the fuel injection timing
  • the graph of (c) in FIG. indicates the output torque of the vehicle S.
  • the solid line in the graph of (b) of FIG. 3 indicates the upper limit of the fuel injection timing
  • the two-dot chain line indicates the timing at which the fuel injector 2 injects fuel.
  • a dotted line indicates the timing at which the fuel injector 2 injects fuel when the estimated temperature of the piston 1 does not exceed the first threshold value and the controller 622 does not decrease the upper limit value of the fuel injection timing.
  • the solid line in the graph of (c) of FIG. 3 indicates the upper limit of the output torque
  • the two-dot chain line indicates the output torque of the vehicle S.
  • the dotted line indicates the output torque when the estimated temperature of the piston 1 does not exceed the second threshold value and the control unit 622 does not decrease the upper limit of the output torque (that is, in the normal state).
  • the estimated temperature of the piston 1 reaches the first threshold value at time T11, so the control unit 622 decreases the upper limit value of the fuel injection timing.
  • the control unit 622 reduces the upper limit of the output torque, and between time T13 and time T15, The output torque is smaller than the normal case and is equal to the upper limit of the output torque.
  • the estimated temperature of the piston 1 begins to decrease at time T14, and the control unit 622 increases the upper limit value of the output torque.
  • the control unit 622 also increases the upper limit value of the fuel injection timing at the time T14.
  • the control unit 622 reduces the upper limit value of the output torque of the vehicle S when the estimated temperature of the piston 1 rises to the second threshold value.
  • the upper limit value of the injection amount of fuel may be decreased by decreasing the upper limit value of the output torque of the vehicle S when it has increased to the first threshold value. That is, when the estimated temperature of the piston 1 rises to the first threshold value, the control unit 622 may decrease the upper limit value of the fuel injection timing and decrease the upper limit value of the output torque.
  • control unit 622 reduces the upper limit value of the output torque when the estimated temperature of the piston 1 rises to the first threshold, and then adjusts the fuel injection timing when the estimated temperature of the piston 1 rises to the second threshold.
  • the upper limit may be decreased.
  • FIG. 4 is a flow chart showing the flow of processing in the piston 1. As shown in FIG. The flowchart shown in FIG. 4 starts when the engine of the vehicle S is started.
  • the temperature estimator 621 estimates the temperature of the piston 1 based on temperature data input from the oil temperature sensor 3, the water temperature sensor 4, or the intake air temperature sensor 5 (S11).
  • the control unit 622 decreases the upper limit value of the fuel injection timing (S13). If the temperature estimated by temperature estimating unit 621 is less than the first threshold (NO in S12), control unit 622 returns the process to S11 without decreasing the upper limit value of the fuel injection timing.
  • control unit 622 determines that the temperature rise of the piston 1 has stopped (YES in S14). It increases the upper limit value of the fuel injection timing (S15). On the other hand, when control unit 622 determines that the temperature of piston 1 has not stopped increasing and the temperature of piston 1 has reached the second threshold value (YES in S16), it reduces the upper limit value of the output torque of vehicle S. (S17). When the control unit 622 determines that the temperature of the piston 1 has not reached the second threshold value (NO in S16), the process returns to S14.
  • control unit 622 determines that the temperature rise of piston 1 has stopped (YES in S18)
  • control unit 622 increases the upper limit of output torque (S19), and also increases the upper limit of fuel injection timing. (S15).
  • the CPU 62 repeats the processing from S11 to S19 until it determines that the engine has stopped (NO in S20).

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Abstract

制御装置６は、車両Ｓの内燃機関のピストン１を冷却する冷却用オイルの温度、内燃機関を冷却する冷却水の温度、又は内燃機関の吸気温度の少なくともいずれかに基づいて内燃機関のピストン１の温度を推定する温度推定部６２１と、温度推定部６２１が推定したピストン１の温度が、ピストン１の耐熱温度に対応する第１閾値まで上昇した場合に、ピストン１に燃料を噴射する燃料インジェクタ２が燃料を噴射する燃料噴射タイミングの上限値を減少させ、ピストン１の温度の上昇が停止した場合に、第１閾値よりも高い温度において、燃料噴射タイミングの上限値を増加させる制御部６２２と、を有する。

Description

制御装置
　本発明は、車両の内燃機関を制御するための制御装置に関する。
　従来、車両の内燃機関のピストンの過昇温を防ぐために、燃料を噴射するタイミングを制御する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２０１８－７６７７８号公報
　従来の技術では、燃料を噴射するタイミングを制御することによりピストンの温度が低下するが、排気温度が上昇しやすいという問題があった。
　そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ピストンの過熱を防ぐとともに排気温度が上昇し過ぎることを防ぐことを目的とする。
　本発明の制御装置は、車両の内燃機関のピストンを冷却する冷却用オイルの温度、前記内燃機関を冷却する冷却水の温度、又は前記内燃機関の吸気温度の少なくともいずれかに基づいて前記内燃機関のピストンの温度を推定する温度推定部と、前記温度推定部が推定した前記ピストンの温度が、前記ピストンの耐熱温度に対応する第１閾値まで上昇した場合に、前記ピストンに燃料を噴射する燃料噴射部が前記燃料を噴射する燃料噴射タイミングの上限値を減少させ、前記ピストンの温度の上昇が停止した場合に、前記第１閾値よりも高い温度において、前記燃料噴射タイミングの上限値を増加させる制御部と、を有する。
　前記制御部は、前記燃料噴射タイミングの上限値を減少させる間の前記上限値の変化率よりも、前記燃料噴射タイミングの上限値を増加させる間の前記上限値の変化率を大きくしてもよい。
　前記制御部は、前記温度推定部が推定した前記ピストンの温度の上昇率に基づいて、前記上限値を減少させる量を決定してもよい。前記制御部は、前記上昇率が大きいほど前記上限値を減少させる量を大きくしてもよい。前記制御部は、前記上昇率が大きいほど前記上限値を減少させる際の変化率を大きくしてもよい。前記制御部は、前記温度推定部が推定した前記ピストンの温度の上昇率に基づいて、前記上限値の減少速度を決定してもよい。
　前記制御部は、前記燃料噴射タイミングの上限値を減少させた後に前記温度推定部が推定した前記ピストンの温度が前記第１閾値よりも大きい第２閾値まで上昇した場合、燃料の噴射量の上限値を減少させてもよい。
　前記制御部は、前記ピストンの温度が前記第２閾値まで上昇した場合、前記車両の出力トルクの上限値を減少させることにより燃料の噴射量の上限値を減少させてもよい。前記制御部は、前記車両の出力トルクの目標値を減少させる際に使用される前記出力トルクの目標値と燃料噴射量とが関連付けられた制御データを参照することにより、前記上限値を減少させてもよい。
　前記制御部は、前記ピストンの温度が前記第１閾値まで上昇した場合に、前記車両の出力トルクの上限値を減少させてもよい。
　前記温度推定部は、前記冷却用オイルの温度を検出できない場合に、前記冷却水の温度、又は前記吸気温度の少なくともいずれかに基づいて前記ピストンの温度を推定してもよい。前記制御部は、前記温度推定部が推定した前記ピストンの温度の上昇が停止してから、前記温度推定部が推定する前記ピストンの温度の誤差の大きさに基づいて定められた期間が経過した後に、前記上限値を進角側に増加させてもよい。
　本発明によれば、ピストンの過熱を防ぐとともに排気温度が上昇し過ぎることを防げるという効果を奏する。
車両Ｓにおける内燃機関であるエンジンの制御系の構成を示す図である。 制御部６２２の動作を説明するための図である。 温度推定部６２１が燃料の噴射量を制御する動作を説明するための図である。 ピストン１における処理の流れを示すフローチャートである。
［車両Ｓの構成］
　図１は、本実施形態に係る車両Ｓにおける内燃機関であるエンジンの制御系の構成を示す図である。車両Ｓは任意の形態の車両であってもよいが、例えば内燃機関としてディーゼルエンジンを有する商用車である。車両Ｓは、ピストン１と、燃料インジェクタ２と、油温センサ３と、水温センサ４と、吸気温センサ５と、制御装置６と、を備える。制御装置６は、記憶部６１とＣＰＵ（Central Processing Unit）６２とを有している。ＣＰＵ６２は、温度推定部６２１及び制御部６２２として機能する。
　ピストン１は、エンジンの気筒に収容されている。ピストン１には、燃料インジェクタ２から燃料が噴射され、エンジンは、噴射された燃料を燃焼させることにより車両Ｓを駆動するための動力を発生する。
　燃料インジェクタ２は、制御部６２２の制御に基づいて燃料をピストン１に噴射する燃料噴射部である。燃料インジェクタ２は、制御部６２２により決定された噴射タイミングで、制御部６２２により決定された量の燃料をピストン１に噴射する。噴射タイミングは、ピストン１に接続されたギアの角度により表される。ギアの角度は、ピストン１の上死点におけるギアの角度を基準として表される。本明細書において、燃料を噴射するタイミングを早くすることを進角させるといい、燃料を噴射するタイミングを遅くすることを遅角させるという場合がある。
　油温センサ３は、エンジンの冷却及び潤滑のために用いられるオイルの温度を検出する。水温センサ４は、エンジンの冷却水の温度を検出する。吸気温センサ５は、吸気温度を検出する。油温センサ３、水温センサ４及び吸気温センサ５は、検出した温度を示すデータを温度推定部６２１に通知する。
　制御装置６は、エンジンの各部を制御するための装置であり、例えばＥＣＵ（Engine Control Unit）である。記憶部６１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体を有しており、ＣＰＵ６２が実行するプログラムを記憶している。また、記憶部６１は、ＣＰＵ６２がエンジンの制御に用いる各種のデータを記憶している。一例として、記憶部６１は、油温センサ３、水温センサ４又は吸気温センサ５の少なくともいずれかが検出した温度とピストン１の推定温度とを関連付けた温度算出テーブルを記憶している。
　ＣＰＵ６２は、記憶部６１に記憶されたプログラムを実行することにより、温度推定部６２１及び制御部６２２として機能する。
　温度推定部６２１は、油温センサ３、水温センサ４及び吸気温センサ５から、検出した温度を示す温度データを取得する。温度推定部６２１は、例えば記憶部６１に記憶された温度算出テーブルを参照することにより、取得した温度データに基づいてピストン１の温度を推定する。温度推定部６２１は、ピストン１を冷却する冷却用オイルの温度、エンジンを冷却する冷却水の温度、又はエンジンの吸気温度の少なくともいずれかに基づいてピストン１の温度を推定する。
　ピストン１の温度は、冷却用オイルの温度との相関性が冷却水の温度及び吸気温度との相関性よりも大きい。したがって、温度推定部６２１は、冷却用オイルの温度が正常に検出できている場合は、冷却用オイルの温度に基づいてピストン１の温度を推定する。そして、温度推定部６２１は、冷却用オイルの温度を検出できない場合、又は冷却用オイルの温度が適切値の範囲外であると判定した場合に、冷却水の温度、又は吸気温度の少なくともいずれかに基づいてピストン１の温度を推定する。温度推定部６２１は、推定した温度を制御部６２２に通知する。
　制御部６２２は、燃料インジェクタ２が燃料を噴射するタイミング及び燃料の噴射量を制御する。制御部６２２は、例えば、燃料を噴射するタイミング及び燃料の噴射量を示す制御データを定期的に燃料インジェクタ２に送信することにより、燃料インジェクタ２が燃料を噴射するタイミング及び燃料の噴射量を変化させる。
　制御部６２２は、温度推定部６２１が推定したピストン１の温度が、ピストン１の耐熱温度に対応する第１閾値まで上昇した場合に、燃料インジェクタ２が燃料用オイルを噴射する燃料噴射タイミングの上限値を小さくする。また、制御部６２２は、ピストン１の温度の上昇が停止した場合に、第１閾値よりも高い温度において、燃料噴射タイミングの上限値を大きくする。第１閾値は、ピストン１が故障しないとされている耐熱温度よりも低い温度である。
　燃料噴射タイミングの上限値は、ピストン１に接続されたギアが最も進角した状態のギアの角度として許容される最大値に対応している。ピストン１の温度が第１閾値未満である状態における燃料噴射タイミングの上限値は、例えば、ピストン１の上死点におけるギアの角度である。制御部６２２は、ピストン１の温度が第１閾値まで上昇した場合に、ギアの角度がピストン１の上死点におけるギアの角度に対して遅角した状態になるように、燃料噴射タイミングの上限値を小さくする。
　図２は、制御部６２２の動作を説明するための図である。図２の横軸は時間である。図２における（ａ）のグラフの縦軸は、温度推定部６２１が推定したピストン１の温度を示している。ＴＨ１は第１閾値を示しており、ＴＬＭはピストン１の耐熱温度を示している。図２における（ａ）のグラフにおいては、時刻Ｔ１よりも前において、ピストン１の推定温度は上昇しており、時刻Ｔ１においてピストン１の推定温度が第１閾値（ＴＨ１）以上になっている。
　図２における（ｂ）のグラフの縦軸は、制御部６２２が決定した燃料噴射タイミングの上限値に対応するギアの角度を示しており、上方は燃料噴射タイミングが早い進角側であり、下方は燃料噴射タイミングが遅い遅角側である。図２の（ｂ）のグラフにおける実線は制御部６２２が決定した燃料噴射タイミングの上限値を示しており、２点鎖線は燃料インジェクタ２が燃料を噴射したタイミングを示している。図２の（ｂ）のグラフにおける時刻Ｔ２と時刻Ｔ４との間の点線は、ピストン１の推定温度が第１閾値以上にならなかった場合に燃料インジェクタ２が燃料を噴射するタイミングを示している。
　図２の（ｂ）のグラフの実線が示すように、時刻Ｔ１においてピストン１の推定温度が第１閾値以上になったことにより、制御部６２２は、燃料噴射タイミングの上限値を遅角側に減少させている。その結果、時刻Ｔ２から時刻Ｔ４の間において、点線で示される通常の燃料噴射タイミングよりも遅い上限値で燃料インジェクタ２が燃料を噴射している。燃料噴射タイミングが遅くなることで、ピストン１が燃料の燃焼圧力を受ける時間が短くなるので、ピストン１の温度の上昇を抑制することができる。
　時刻Ｔ１から時刻Ｔ３にかけてピストン１の推定温度の上昇率が低下し、時刻Ｔ３の時点ではピストン１の推定温度の上昇が停止している。図２の（ｂ）のグラフに示す例の場合、制御部６２２は、ピストン１の推定温度の上昇が停止してから、推定温度の誤差の大きさに基づいて定められた期間が経過した後に、燃料噴射タイミングの上限値を進角側に増加させている。その結果、時刻Ｔ４において、燃料噴射タイミングの上限値が、図２の（ｂ）のグラフにおいて点線で示す通常動作時の燃料噴射タイミングと一致し、時刻Ｔ４以降は、燃料インジェクタ２が燃料噴射タイミングの上限値よりも遅いタイミングで燃料を噴射している。
　温度推定部６２１が、ピストン１の推定温度が第１閾値よりも高い状態で燃料噴射タイミングの上限値を増加させることで、遅角状態で燃料インジェクタ２が燃料を噴射することが長く続き過ぎることによる排気温度の上昇を抑制することができる。さらに、温度推定部６２１は、燃料噴射タイミングの上限値を減少させる間の上限値の変化率よりも、燃料噴射タイミングの上限値を増加させる間の上限値の変化率を大きくする。温度推定部６２１がこのように動作することで、短時間で上限値が通常の状態に戻るので、排気温度が上昇する期間をさらに短くすることができる。
　ところで、図２の（ｃ）のグラフに示す例においては、時刻Ｔ５において油温センサ３に異常が発生している。このような場合、制御部６２２は、温度推定部６２１が冷却水の温度、又は吸気温度の少なくともいずれかに基づいて推定したピストン１の温度に基づいて燃料噴射タイミングの上限値を決定する。図２の（ａ）のグラフにおいては、時刻Ｔ５以降のピストン１の推定温度が、水温センサ４が検出した温度に基づいて推定された温度に切り替わっており、一点鎖線で示されている。
　時刻Ｔ６においてピストン１の推定温度が第１閾値に達したため、制御部６２２は燃料噴射タイミングの上限値を減少させ、ピストン１の推定温度の上昇が停止した時刻Ｔ８において上限値を増加させている。燃料インジェクタ２は、時刻Ｔ６から時刻Ｔ９の間は、ピストン１の推定温度が第１閾値未満である場合の燃料噴射タイミングよりも小さい、制御部６２２が決定した燃料噴射タイミングの上限値で燃料を噴射している。
　なお、制御部６２２は、温度推定部６２１が推定したピストン１の温度の上昇率に基づいて、燃料噴射タイミングの上限値を小さくする量を決定してもよい。また、制御部６２２は、温度推定部６２１が推定したピストン１の温度の上昇率に基づいて、燃料噴射タイミングの上限値の減少速度（すなわち単位時間の減少量である減少率）を決定してもよい。具体的には、制御部６２２は、ピストン１の温度の上昇率が大きいほど、燃料噴射タイミングの上限値を減少させる量を大きくしたり、上限値を減少させる際の変化率を大きくしたりする。制御部６２２がこのように動作することで、ピストン１の温度が急激に上昇している場合にピストン１の温度を速やかに低下させることができる。
　ところで、制御部６２２が燃料燃焼タイミングの上限値を減少させてもピストン１の温度が低下しないという場合が想定される。そこで、制御部６２２は、燃料噴射タイミングの上限値を減少させた後に温度推定部６２１が推定したピストン１の温度が第１閾値よりも大きい第２閾値まで上昇した場合、燃料の噴射量の上限値を減少させてもよい。燃料の噴射量が減少することでピストン１の温度が低下する。
　ただし、急激に燃料の噴射量を低下させてしまうと、車両Ｓの運転手に違和感を与えてしまうというおそれがある。そこで、制御部６２２は、ピストン１の温度が第２閾値まで上昇した場合、車両Ｓの出力トルクの上限値を減少させることにより、燃料の噴射量の上限値を減少させてもよい。
　具体的には、制御部６２２は、車両Ｓのトルクの目標値を減少させる際に使用されるトルクの目標値と燃料噴射量とが関連付けられた制御データを参照することにより、燃料の噴射量又は噴射量の上限値を減少させる。制御データにおいて、出力トルクが減少しても運転手に違和感を与えないように燃料噴射量が決定されている場合、制御部６２２が出力トルクの目標値を用いて燃料の噴射量を減少させることで、運転手に違和感を与えることなくピストン１の温度を低下させることが可能になる。
　図３は、温度推定部６２１が燃料の噴射量を制御する動作を説明するための図である。図３における横軸は時間である。図３における（ａ）のグラフの縦軸はピストン１の推定温度を示しており、図３における（ｂ）のグラフの縦軸は燃料噴射タイミングを示しており、図３における（ｃ）のグラフは車両Ｓの出力トルクを示している。
　図３の（ｂ）のグラフにおける実線は、燃料噴射タイミングの上限値を示しており、二点鎖線は、燃料インジェクタ２が燃料を噴射したタイミングを示している。点線は、ピストン１の推定温度が第１閾値以上にならず、制御部６２２が燃料噴射タイミングの上限値を減少させない場合に燃料インジェクタ２が燃料を噴射するタイミングを示している。
　図３の（ｃ）のグラフにおける実線は、出力トルクの上限値を示しており、二点鎖線は車両Ｓの出力トルクを示している。点線は、ピストン１の推定温度が第２閾値以上にならず、制御部６２２が出力トルクの上限値を減少させない場合（すなわち通常状態の場合）の出力トルクを示している。
　図２と同様に、時刻Ｔ１１においてピストン１の推定温度が第１閾値に達しているため、制御部６２２は、燃料噴射タイミングの上限値を減少させている。しかし、時刻Ｔ１２の時点でピストン１の推定温度が第２閾値（ＴＨ２）に達しているため、制御部６２２は、出力トルクの上限値を減少させており、時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１５の間で、出力トルクは通常の場合よりも小さく出力トルクの上限値に等しい値になっている。その結果、時刻Ｔ１４においてピストン１の推定温度が低下し始めて、制御部６２２は、出力トルクの上限値を増加させている。また、図３の（ｂ）のグラフが示すように、制御部６２２は、時刻Ｔ１４において燃料噴射タイミングの上限値も増加させている。
　なお、以上の説明において、ピストン１の推定温度が第２閾値まで上昇した場合に制御部６２２が車両Ｓの出力トルクの上限値を減少させたが、制御部６２２は、ピストン１の推定温度が第１閾値まで上昇した場合に、車両Ｓの出力トルクの上限値を減少させることにより燃料の噴射量の上限値を減少させてもよい。すなわち、制御部６２２は、ピストン１の推定温度が第１閾値まで上昇した場合に、燃料噴射タイミングの上限値を減少させるとともに、出力トルクの上限値を減少させてもよい。このように制御部６２２が動作することで、排気温度が上昇し過ぎることを抑制できる。
　また、制御部６２２は、ピストン１の推定温度が第１閾値まで上昇した場合に出力トルクの上限値を減少させ、その後、ピストン１の推定温度が第２閾値まで上昇した場合に燃料噴射タイミングの上限値を減少させてもよい。
［ピストン１における処理の流れ］
　図４は、ピストン１における処理の流れを示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、車両Ｓのエンジンが起動した時点から開始している。
　温度推定部６２１は、油温センサ３、水温センサ４又は吸気温センサ５から入力される温度データに基づいてピストン１の温度を推定する（Ｓ１１）。制御部６２２は、温度推定部６２１が推定した温度が第１閾値に達していると判定した場合（Ｓ１２においてＹＥＳ）、燃料噴射タイミングの上限値を減少させる（Ｓ１３）。制御部６２２は、温度推定部６２１が推定した温度が第１閾値未満である場合（Ｓ１２においてＮＯ）、燃料噴射タイミングの上限値を減少させることなく、処理をＳ１１に戻す。
　その後、制御部６２２は、ピストン１の温度の上昇が停止したと判定すると（Ｓ１４においてＹＥＳ）、燃料噴射タイミングの上限値を増加させる（Ｓ１５）。一方、制御部６２２は、ピストン１の温度の上昇が停止せず、ピストン１の温度が第２閾値に達したと判定した場合（Ｓ１６においてＹＥＳ）、車両Ｓの出力トルクの上限値を減少させる（Ｓ１７）。制御部６２２は、ピストン１の温度が第２閾値に達していないと判定した場合（Ｓ１６においてＮＯ）、Ｓ１４に処理を戻す。
　その後、制御部６２２は、ピストン１の温度の上昇が停止したと判定すると（Ｓ１８においてＹＥＳ）、制御部６２２は、出力トルクの上限値を増加させ（Ｓ１９）、燃料噴射タイミングの上限値も増加させる（Ｓ１５）。ＣＰＵ６２は、エンジンが停止したと判定するまで（Ｓ２０においてＮＯ）、Ｓ１１からＳ１９までの処理を繰り返す。
［ピストン１による効果］
　以上説明したとおり、ピストン１は、温度推定部６２１が推定したピストン１の温度が、ピストン１の耐熱温度に対応する第１閾値まで上昇した場合に、燃料インジェクタ２が燃料を噴射する燃料噴射タイミングの上限値を減少させ、ピストン１の温度の上昇が停止した場合に、第１閾値よりも高い温度において、燃料噴射タイミングの上限値を増加させる。ピストン１がこのように構成されていることで、ピストン１の温度が耐熱温度に近づいた時点でピストン１の温度が耐熱温度に達しないようにできるとともに、ピストン１の温度が耐熱温度に達しない状態になった場合に速やかに燃料噴射タイミングを通常のタイミングに戻すことができるので、ピストンの過熱を防ぎつつ排気温度が上昇し過ぎることを防げる。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
１　ピストン
２　燃料インジェクタ
３　油温センサ
４　水温センサ
５　吸気温センサ
６　制御装置
６１　記憶部
６２　ＣＰＵ
６２１　温度推定部
６２２　制御部

Claims (12)

  1. 　車両の内燃機関のピストンを冷却する冷却用オイルの温度、前記内燃機関を冷却する冷却水の温度、又は前記内燃機関の吸気温度の少なくともいずれかに基づいて前記内燃機関のピストンの温度を推定する温度推定部と、
    　前記温度推定部が推定した前記ピストンの温度が、前記ピストンの耐熱温度に対応する第１閾値まで上昇した場合に、前記ピストンに燃料を噴射する燃料噴射部が前記燃料を噴射する燃料噴射タイミングの上限値を減少させ、前記ピストンの温度の上昇が停止した場合に、前記第１閾値よりも高い温度において、前記燃料噴射タイミングの上限値を増加させる制御部と、
    　を有する制御装置。
  2. 　前記制御部は、前記燃料噴射タイミングの上限値を減少させる間の前記上限値の変化率よりも、前記燃料噴射タイミングの上限値を増加させる間の前記上限値の変化率を大きくする、
    　請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記制御部は、前記温度推定部が推定した前記ピストンの温度の上昇率に基づいて、前記上限値を減少させる量を決定する、
    　請求項１又は２に記載の制御装置。
  4. 　前記制御部は、前記上昇率が大きいほど前記上限値を減少させる量を大きくする、
    　請求項３に記載の制御装置。
  5. 　前記制御部は、前記上昇率が大きいほど前記上限値を減少させる際の変化率を大きくする、
    　請求項３に記載の制御装置。
  6. 　前記制御部は、前記温度推定部が推定した前記ピストンの温度の上昇率に基づいて、前記上限値の減少速度を決定する、
    　請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置。
  7. 　前記制御部は、前記燃料噴射タイミングの上限値を減少させた後に前記温度推定部が推定した前記ピストンの温度が前記第１閾値よりも大きい第２閾値まで上昇した場合、燃料の噴射量の上限値を減少させる、
    　請求項１から６のいずれか一項に記載の制御装置。
  8. 　前記制御部は、前記ピストンの温度が前記第２閾値まで上昇した場合、前記車両の出力トルクの上限値を減少させることにより燃料の噴射量の上限値を減少させる、
    　請求項７に記載の制御装置。
  9. 　前記制御部は、前記車両の出力トルクの目標値を減少させる際に使用される前記出力トルクの目標値と燃料噴射量とが関連付けられた制御データを参照することにより、前記上限値を減少させる、
    　請求項８に記載の制御装置。
  10. 　前記制御部は、前記ピストンの温度が前記第１閾値まで上昇した場合に、前記車両の出力トルクの上限値を減少させる、
    　請求項１から９のいずれか一項に記載の制御装置。
  11. 　前記温度推定部は、前記冷却用オイルの温度を検出できない場合に、前記冷却水の温度、又は前記吸気温度の少なくともいずれかに基づいて前記ピストンの温度を推定する、
    　請求項１から１０のいずれか一項に記載の制御装置。
  12. 　前記制御部は、前記温度推定部が推定した前記ピストンの温度の上昇が停止してから、前記温度推定部が推定する前記ピストンの温度の誤差の大きさに基づいて定められた期間が経過した後に、前記上限値を進角側に増加させる、
    　請求項１から１１のいずれか一項に記載の制御装置。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60162034A (ja) * 1984-02-02 1985-08-23 Toyota Motor Corp 電子制御デイ−ゼルエンジンの燃料噴射量制御方法
JP2000186598A (ja) * 1998-12-22 2000-07-04 Toyota Motor Corp ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置
JP2005248703A (ja) * 2002-12-26 2005-09-15 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2009103106A (ja) * 2007-10-25 2009-05-14 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御システム
JP2018076778A (ja) * 2016-11-07 2018-05-17 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御システム及び内燃機関の燃料噴射制御方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60162034A (ja) * 1984-02-02 1985-08-23 Toyota Motor Corp 電子制御デイ−ゼルエンジンの燃料噴射量制御方法
JP2000186598A (ja) * 1998-12-22 2000-07-04 Toyota Motor Corp ディーゼルエンジンの燃料噴射時期制御装置
JP2005248703A (ja) * 2002-12-26 2005-09-15 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2009103106A (ja) * 2007-10-25 2009-05-14 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御システム
JP2018076778A (ja) * 2016-11-07 2018-05-17 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御システム及び内燃機関の燃料噴射制御方法

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