JP2002030987A - Compression ignition type internal combustion engine - Google Patents
Compression ignition type internal combustion engineInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は圧縮着火式内燃機関
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compression ignition type internal combustion engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、筒内圧に基づいて圧縮端温度（圧
縮上死点時の筒内ガス温度）を推定する圧縮着火式内燃
機関が知られている。この種の圧縮着火式内燃機関の例
としては、例えば特開平８−２９６４６９号公報に記載
されたものがある。特開平８−２９６４６９号公報に記
載された圧縮着火式内燃機関では、筒内圧の圧縮比に基
づいて圧縮端温度が推定算出される。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a compression ignition type internal combustion engine which estimates a compression end temperature (in-cylinder gas temperature at a compression top dead center) based on an in-cylinder pressure. An example of this type of compression ignition type internal combustion engine is disclosed in, for example, JP-A-8-296469. In the compression ignition type internal combustion engine described in JP-A-8-296469, the compression end temperature is estimated and calculated based on the compression ratio of the in-cylinder pressure.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平８−
２９６４６９号公報に記載された圧縮着火式内燃機関で
は、燃料が噴射され燃焼せしめられた燃焼状態の下での
筒内圧に基づいて圧縮端温度が推定されている。この場
合、筒内圧の上昇曲線には、燃料の燃焼に伴う筒内圧の
ピークと、ピストンが最も上に位置したことに伴う筒内
圧のピークとが混同して含まれてしまっている。従っ
て、この筒内圧の上昇曲線からは、ピストンが最も上に
位置したことに伴う筒内圧のピーク時を正確に特定する
ことができない。つまり、この筒内圧の上昇曲線から
は、圧縮上死点時を正確に特定することができず、圧縮
上死点時の筒内ガス温度である圧縮端温度を正確に推定
することができない。SUMMARY OF THE INVENTION However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-
In the compression ignition type internal combustion engine described in Japanese Patent No. 296469, the compression end temperature is estimated based on the in-cylinder pressure under a combustion state in which fuel is injected and burned. In this case, the rise curve of the in-cylinder pressure includes the peak of the in-cylinder pressure associated with the combustion of the fuel and the peak of the in-cylinder pressure associated with the uppermost position of the piston. Therefore, the peak time of the in-cylinder pressure due to the piston being at the highest position cannot be accurately specified from the in-cylinder pressure rise curve. That is, from the rise curve of the in-cylinder pressure, the time at the compression top dead center cannot be accurately specified, and the compression end temperature, which is the in-cylinder gas temperature at the compression top dead center, cannot be accurately estimated.
【０００４】前記問題点に鑑み、本発明は、圧縮上死点
時を正確に特定することにより圧縮端温度を正確に推定
することができる圧縮着火式内燃機関を提供することを
目的とする。[0004] In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a compression ignition type internal combustion engine capable of accurately estimating a compression end temperature by accurately specifying a compression top dead center.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、筒内圧に基づいて圧縮端温度を推定する圧縮着
火式内燃機関において、非燃焼状態の下での筒内圧に基
づいて圧縮端温度を推定するようにした圧縮着火式内燃
機関が提供される。According to the first aspect of the present invention, in a compression ignition type internal combustion engine for estimating a compression end temperature based on an in-cylinder pressure, based on an in-cylinder pressure in a non-combustion state. There is provided a compression ignition type internal combustion engine configured to estimate a compression end temperature.
【０００６】請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関で
は、非燃焼状態の下での筒内圧に基づいて圧縮端温度が
推定される。そのため、筒内圧の上昇曲線には、燃料の
燃焼に伴う筒内圧のピークが含まれず、ピストンが最も
上に位置したことに伴う筒内圧のピークのみが含まれ
る。従って、この筒内圧の上昇曲線に基づき、ピストン
が最も上に位置したことに伴う筒内圧のピーク時を正確
に特定することができる。つまり、この筒内圧の上昇曲
線に基づき、圧縮上死点時を正確に特定することがで
き、圧縮上死点時の筒内ガス温度である圧縮端温度を正
確に推定することができる。In the compression ignition type internal combustion engine according to the first aspect, the compression end temperature is estimated based on the in-cylinder pressure under a non-combustion state. Therefore, the rise curve of the in-cylinder pressure does not include the peak of the in-cylinder pressure associated with the combustion of the fuel, but includes only the peak of the in-cylinder pressure associated with the uppermost position of the piston. Therefore, based on the rise curve of the in-cylinder pressure, the peak time of the in-cylinder pressure due to the piston being located at the uppermost position can be accurately specified. That is, based on the rise curve of the in-cylinder pressure, the time at the compression top dead center can be accurately specified, and the compression end temperature, which is the in-cylinder gas temperature at the compression top dead center, can be accurately estimated.
【０００７】請求項２に記載の発明によれば、非燃焼状
態にすることができないときには、燃料噴射開始時期を
遅角させ、噴射された燃料の燃焼開始時期が圧縮上死点
時以降になるようにした請求項１に記載の圧縮着火式内
燃機関が提供される。According to the second aspect of the present invention, when it is not possible to set the fuel in the non-combustion state, the fuel injection start timing is retarded, and the combustion start timing of the injected fuel becomes after the compression top dead center. A compression ignition type internal combustion engine according to claim 1 is provided.
【０００８】請求項２に記載の圧縮着火式内燃機関で
は、非燃焼状態にすることができないときには、燃料噴
射開始時期が遅角され、噴射された燃料の燃焼開始時期
が圧縮上死点時以降になるようにされる。そのため、非
燃焼状態にすることができないときには、筒内圧の上昇
曲線に、燃料の燃焼に伴う筒内圧のピークとピストンが
最も上に位置したことに伴う筒内圧のピークとが含まれ
るものの、噴射された燃料の燃焼開始時期が圧縮上死点
時以降になるようにされることにより、二つのピークを
別個に分離させることができる。その結果、筒内圧の上
昇曲線に二つのピークが含まれることになっても、この
筒内圧の上昇曲線に基づき、ピストンが最も上に位置し
たことに伴う筒内圧のピーク時を正確に特定することが
でき、圧縮端温度を正確に推定することができる。In the compression ignition type internal combustion engine according to the second aspect, when it is impossible to bring the internal combustion engine into the non-combustion state, the fuel injection start timing is retarded, and the combustion start timing of the injected fuel becomes after the compression top dead center. To be Therefore, when the combustion state cannot be set to the non-combustion state, although the rise curve of the in-cylinder pressure includes the peak of the in-cylinder pressure due to the combustion of the fuel and the peak of the in-cylinder pressure due to the highest position of the piston, the injection The two peaks can be separated separately by setting the combustion start timing of the selected fuel after the compression top dead center. As a result, even when the rise curve of the in-cylinder pressure includes two peaks, the peak time of the in-cylinder pressure due to the piston being located at the highest position is accurately specified based on the rise curve of the in-cylinder pressure. Therefore, the compression end temperature can be accurately estimated.
【０００９】請求項３に記載の発明によれば、ゲート信
号が生成された期間にのみ筒内圧が採取されるようにし
た請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関が提供される。According to the third aspect of the present invention, there is provided the compression ignition type internal combustion engine according to the first aspect, wherein the in-cylinder pressure is collected only during a period in which the gate signal is generated.
【００１０】請求項３に記載の圧縮着火式内燃機関で
は、ゲート信号が生成された期間にのみ筒内圧が採取さ
れるため、採取される筒内圧のＳＮ比を良好にすること
ができる。[0010] In the compression ignition type internal combustion engine according to the third aspect, the in-cylinder pressure is collected only during the period in which the gate signal is generated, so that the S / N ratio of the collected in-cylinder pressure can be improved.
【００１１】請求項４に記載の発明によれば、機関排気
通路内に排気ガスを浄化するための触媒を配置し、圧縮
端温度を推定するために燃料噴射開始時期を遅角させる
ときに触媒温度を上昇させるようにした請求項２に記載
の圧縮着火式内燃機関が提供される。According to the fourth aspect of the present invention, a catalyst for purifying exhaust gas is disposed in the engine exhaust passage, and when the fuel injection start timing is retarded in order to estimate the compression end temperature, the catalyst is used. A compression ignition type internal combustion engine according to claim 2, wherein the temperature is increased.
【００１２】請求項４に記載の圧縮着火式内燃機関で
は、圧縮端温度を推定するために燃料噴射開始時期を遅
角させるときに、機関排気通路内に配置された排気ガス
浄化用触媒の温度が上昇せしめられる。そのため、燃料
噴射開始時期が遅角されるのに伴って機関排気通路内に
排出された未燃燃料を活性化せしめられた触媒によって
浄化することができる。In the compression ignition type internal combustion engine according to the present invention, when the fuel injection start timing is retarded in order to estimate the compression end temperature, the temperature of the exhaust gas purifying catalyst disposed in the engine exhaust passage is reduced. Is raised. Therefore, the unburned fuel discharged into the engine exhaust passage as the fuel injection start timing is retarded can be purified by the activated catalyst.
【００１３】請求項５に記載の発明によれば、吸入空気
温度を上昇させることにより触媒温度を上昇させるよう
にした請求項４に記載の圧縮着火式内燃機関が提供され
る。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a compression ignition type internal combustion engine according to the fourth aspect, wherein the temperature of the catalyst is increased by increasing the temperature of the intake air.
【００１４】請求項５に記載の圧縮着火式内燃機関で
は、吸入空気温度を上昇させることにより触媒温度が上
昇せしめられる。そのため、ヒータ等により触媒を加熱
することができない場合であっても触媒温度を上昇させ
ることができる。In the compression ignition type internal combustion engine according to the fifth aspect, the catalyst temperature is increased by increasing the intake air temperature. Therefore, even when the catalyst cannot be heated by a heater or the like, the catalyst temperature can be increased.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００１６】図１は本発明の圧縮着火式内燃機関の第一
の実施形態の概略構成図である。図１において、１は機
関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、
４はピストン、５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射
弁、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は
排気ポート、４３は筒内圧を検出するための燃焼圧セン
サである。吸気ポート８は対応する吸気マニホルド１１
を介してサージタンク１２に連結されている。吸気マニ
ホルド１１内には吸入空気の温度を検出するための吸入
空気温度センサ４４が配置されている。サージタンク１
２は吸気ダクト１３を介して排気ターボチャージャ１４
のコンプレッサ１５に連結されている。吸気ダクト１３
内にはステップモータ１６により駆動されるスロットル
弁１７が配置され、更に吸気ダクト１３周りには吸気ダ
クト１３内を流れる吸入空気を冷却するためのインター
クーラ１８が配置されている。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a compression ignition type internal combustion engine of the present invention. In FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head,
4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an electrically controlled fuel injection valve, 7 is an intake valve, 8 is an intake port, 9 is an exhaust valve, 10 is an exhaust port, and 43 is a combustion pressure sensor for detecting in-cylinder pressure. It is. The intake port 8 is connected to the corresponding intake manifold 11
Through the surge tank 12. An intake air temperature sensor 44 for detecting the temperature of the intake air is arranged in the intake manifold 11. Surge tank 1
2 is an exhaust turbocharger 14 via an intake duct 13
Of the compressor 15. Intake duct 13
Inside, a throttle valve 17 driven by a step motor 16 is arranged, and around the intake duct 13, an intercooler 18 for cooling intake air flowing through the intake duct 13 is arranged.
【００１７】一方、排気ポート１０は排気マニホルド１
９及び排気管２０を介して排気ターボチャージャ１４の
排気タービン２１に連結され、排気タービン２１の出口
は排気管２０内の未燃燃料を酸化する機能を備えた触媒
２２を内蔵したケーシング２３に連結されている。排気
マニホルド１９とサージタンク１２とは排気ガス再循環
（以下「ＥＧＲ」という）通路２４を介して互いに連結
され、ＥＧＲ通路２４内には電気制御式ＥＧＲ制御弁２
５が配置されている。また、ＥＧＲ通路２４周りにはＥ
ＧＲ通路２４内を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥ
ＧＲクーラ２６が配置されている。各燃料噴射弁６は燃
料供給管６ａを介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレ
ール２７に連結されている。このコモンレール２７内へ
は電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２８から燃料が
供給され、コモンレール２７内に供給された燃料は各燃
料供給管６ａを介して燃料噴射弁６に供給される。コモ
ンレール２７にはコモンレール２７内の燃料圧を検出す
るための燃料圧センサ２９が取付けられ、燃料圧センサ
２９の出力信号に基づいてコモンレール２７内の燃料圧
が目標燃料圧となるように燃料ポンプ２８の吐出量が制
御される。On the other hand, the exhaust port 10 is connected to the exhaust manifold 1.
9 and an exhaust pipe 20 connected to an exhaust turbine 21 of the exhaust turbocharger 14, and an outlet of the exhaust turbine 21 is connected to a casing 23 having a built-in catalyst 22 having a function of oxidizing unburned fuel in the exhaust pipe 20. Have been. The exhaust manifold 19 and the surge tank 12 are connected to each other via an exhaust gas recirculation (hereinafter, referred to as “EGR”) passage 24, and an electrically controlled EGR control valve 2 is provided in the EGR passage 24.
5 are arranged. In addition, E around the EGR passage 24
E for cooling the EGR gas flowing in the GR passage 24
A GR cooler 26 is provided. Each fuel injection valve 6 is connected to a fuel reservoir, a so-called common rail 27, via a fuel supply pipe 6a. Fuel is supplied into the common rail 27 from a fuel pump 28 of an electrically controlled variable discharge amount, and the fuel supplied into the common rail 27 is supplied to the fuel injection valve 6 through each fuel supply pipe 6a. A fuel pressure sensor 29 for detecting the fuel pressure in the common rail 27 is attached to the common rail 27, and the fuel pump 28 is controlled so that the fuel pressure in the common rail 27 becomes the target fuel pressure based on the output signal of the fuel pressure sensor 29. Is controlled.
【００１８】電子制御ユニット３０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）３４、入力ポート３５及び出力ポート３６を具備す
る。燃料圧センサ２９の出力信号は対応するＡＤ変換器
３７を介して入力ポート３５に入力される。また、燃焼
圧センサ４３及び吸入空気温度センサ４４の出力信号は
それぞれ対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３
５に入力される。なお、ＡＤ変換器３７の前段に図示し
ない入力信号切替回路（マルチプレクサ）を設け、ＡＤ
変換対象を選択してもよい。アクセルペダル４０にはア
クセルペダル４０の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発
生する負荷センサ４１が接続され、負荷センサ４１の出
力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３
５に入力される。更に入力ポート３５にはクランクシャ
フトが例えば１０°回転する毎に出力パルスを発生する
クランク角センサ４２が接続されている。一方、出力ポ
ート３６は対応する駆動回路３８を介して燃料噴射弁
６、スロットル弁駆動用ステップモータ１６、ＥＧＲ制
御弁２５、及び燃料ポンプ２８に接続されている。The electronic control unit 30 is composed of a digital computer, and is connected to a ROM (Read Only Memory) 32, a RAM (Random Access Memory) 33, a CPU (Microprocessor) 34, an input port 35, An output port 36 is provided. The output signal of the fuel pressure sensor 29 is input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37. The output signals of the combustion pressure sensor 43 and the intake air temperature sensor 44 are input to the input port 3 via the corresponding AD converter 37.
5 is input. Note that an input signal switching circuit (multiplexer) (not shown) is provided in a stage preceding the AD converter 37, and
A conversion target may be selected. A load sensor 41 that generates an output voltage proportional to the amount of depression L of the accelerator pedal 40 is connected to the accelerator pedal 40, and the output voltage of the load sensor 41 is supplied to the input port 3 via the corresponding AD converter 37.
5 is input. Further, the input port 35 is connected to a crank angle sensor 42 that generates an output pulse every time the crankshaft rotates, for example, by 10 °. On the other hand, the output port 36 is connected to the fuel injection valve 6, the throttle valve driving step motor 16, the EGR control valve 25, and the fuel pump 28 via a corresponding drive circuit 38.
【００１９】図２は本実施形態の圧縮端温度算出制御方
法を示したフローチャートである。このルーチンは例え
ば１８０°ＣＡ（クランクアングル）毎に実行される。
図２に示すようにこのルーチンが開始されると、まずス
テップ１００において燃料カット状態であるか否かが判
定される。ＹＥＳのときにはステップ１０１に進み、Ｎ
Ｏのときには圧縮端温度を正確に推定することができな
いと判断し、このルーチンを終了する。ステップ１０１
では、吸入空気温度センサ４４により検出された圧縮開
始時点における吸入空気温度Ｔｉｎ（平均値）がＡＤ変
換され、そのＡＤ変換された変換値ｍＴｉｎがＣＰＵメ
モリに取り込まれる。圧縮開始時点とは、自気筒の筒内
圧がピークになる直前に他の一の気筒の筒内圧がピーク
になる時点をいう。図３は筒内圧力信号、１０°ＣＡ毎
に出される１０°ＣＡ信号、及びゲート信号と時間との
関係を示した図である。図３において圧縮開始時点は時
間ｔ１から時間ｔ２の時点に対応しており、時間ｔ１か
ら時間ｔ２にはゲート信号が設けられている。FIG. 2 is a flowchart showing a compression end temperature calculation control method according to this embodiment. This routine is executed, for example, every 180 ° CA (crank angle).
As shown in FIG. 2, when this routine is started, first, in step 100, it is determined whether or not the fuel is cut. If YES, proceed to step 101,
In the case of O, it is determined that the compression end temperature cannot be accurately estimated, and this routine ends. Step 101
In this case, the intake air temperature Tin (average value) at the start of compression detected by the intake air temperature sensor 44 is AD-converted, and the AD-converted converted value mTin is taken into the CPU memory. The compression start point refers to a point in time when the in-cylinder pressure of another cylinder reaches a peak immediately before the in-cylinder pressure of the own cylinder reaches a peak. FIG. 3 is a view showing the relationship between the in-cylinder pressure signal, the 10 ° CA signal output every 10 ° CA, and the gate signal and time. In FIG. 3, the compression start time corresponds to the time from time t1 to time t2, and a gate signal is provided from time t1 to time t2.
【００２０】図２の説明に戻り、次いでステップ１０２
では、燃焼圧センサ４３により検出された圧縮開始時点
（図３の時間ｔ１から時間ｔ２）における筒内圧Ｐｉｎ
（平均値）がＡＤ変換され、そのＡＤ変換された変換値
ｍＰｉｎがＣＰＵメモリに取り込まれる。次いでステッ
プ１０３では燃焼圧センサ４３により検出された筒内圧
のピークＰｍａｘがＡＤ変換され、そのＡＤ変換された
変換値ｍＰｍａｘがＣＰＵメモリに取り込まれる。Returning to the description of FIG.
Then, the in-cylinder pressure Pin at the compression start time (time t1 to time t2 in FIG. 3) detected by the combustion pressure sensor 43
The (average value) is AD-converted, and the AD-converted converted value mPin is taken into the CPU memory. Next, at step 103, the peak Pmax of the in-cylinder pressure detected by the combustion pressure sensor 43 is AD-converted, and the AD-converted converted value mPmax is taken into the CPU memory.
【００２１】図３に示すように、本実施形態では採取さ
れる筒内圧のＳＮ比を良好にするために、圧縮開始時点
（時間ｔ１から時間ｔ２）と筒内圧のピークが予測され
る時点（時間ｔ３から時間ｔ５）とにゲート信号が生成
され、それらの期間においてのみ燃焼圧センサ４３によ
り筒内圧が採取される。変換値ｍＰｉｎは時間ｔ１から
時間ｔ２の間に検出された筒内圧の平均値に基づいて算
出される。一方、変換値ｍＰｍａｘは時間ｔ３から時間
ｔ５の間に検出された筒内圧のうち、ホールドされたピ
ークＰｍａｘ（時間ｔ４）に基づいて算出される。図２
の説明に戻り、次いでステップ１０４では下記の式に基
づいて圧縮端温度Ｔｃｍｐが算出される。As shown in FIG. 3, in this embodiment, in order to improve the SN ratio of the in-cylinder pressure to be sampled, the compression start time (from time t1 to time t2) and the time when the peak of the in-cylinder pressure is predicted ( A gate signal is generated from time t3 to time t5), and the in-cylinder pressure is sampled by the combustion pressure sensor 43 only during those periods. The conversion value mPin is calculated based on the average value of the in-cylinder pressure detected between time t1 and time t2. On the other hand, the converted value mPmax is calculated based on the held peak Pmax (time t4) of the in-cylinder pressure detected between time t3 and time t5. FIG.
Then, in step 104, the compression end temperature Tcmp is calculated based on the following equation.
【数１】 ここで、κはポリトロープ指数。(Equation 1) Where κ is the polytropic index.
【００２２】次いでステップ１０５では圧縮端温度Ｔｃ
ｍｐが所定の閾値Ｔｒｅｆより大きいか否かが判定され
る。ＹＥＳのときには、圧縮端温度Ｔｃｍｐが低下して
おらず燃焼不良が生じないと判断し、ステップ１０６に
進む。一方、ＮＯのときには、圧縮端温度Ｔｃｍｐが低
下し燃焼不良が生じる可能性があると判断し、ステップ
１０７に進む。ステップ１０６では、吸入空気温度を上
昇させて圧縮端温度Ｔｃｍｐを上昇させる必要がない旨
を示すフラグＦｃｎｔｌ＝０がたてられる。ステップ１
０７では、圧縮端温度Ｔｃｍｐを上昇させるために吸入
空気温度を上昇させる必要がある旨を示すフラグＦｃｎ
ｔｌ＝１がたてられる。Next, at step 105, the compression end temperature Tc
It is determined whether or not mp is greater than a predetermined threshold Tref. If YES, it is determined that the compression end temperature Tcmp has not decreased and no combustion failure occurs, and the routine proceeds to step 106. On the other hand, when the determination is NO, it is determined that the compression end temperature Tcmp may be reduced and poor combustion may occur, and the process proceeds to step 107. In step 106, a flag Fcntl = 0 indicating that it is not necessary to increase the intake air temperature to increase the compression end temperature Tcmp is set. Step 1
07, a flag Fcn indicating that the intake air temperature needs to be increased in order to increase the compression end temperature Tcmp.
tl = 1 is set.
【００２３】図４は吸入空気温度を上昇させる制御方法
を示したフローチャートである。このルーチンは１６ｍ
ｓｅｃ毎又は燃料噴射毎に実行される。図４に示すよう
にこのルーチンが開始されると、まずステップ２００に
おいて、圧縮端温度Ｔｃｍｐを上昇させるために吸入空
気温度を上昇させる必要がある旨を示すフラグＦｃｎｔ
ｌ＝１がたてられているか否かが判定される。ＹＥＳの
ときにはステップ２０１に進み、ＮＯのときにはステッ
プ２０２に進む。ステップ２０１では、吸入空気温度を
上昇させるための制御が実行される。詳細には、吸気ダ
クト１３を介して供給される吸入空気の温度がＥＧＲ通
路２４を介して供給されるＥＧＲガスの温度よりも低く
なるようにインタークーラ１８及びＥＧＲクーラ２６の
冷却度合いを調節した上でＥＧＲガス量が増加せしめら
れる。あるいは他の実施形態では、吸気マニホルド１１
内にヒータを設け、吸入空気を加熱することにより吸入
空気温度を上昇させることも可能である。一方、ステッ
プ２０２では、吸入空気温度を上昇させるための制御が
停止される。詳細には、吸気ダクト１３を介して供給さ
れる吸入空気の温度がＥＧＲ通路２４を介して供給され
るＥＧＲガスの温度よりも低くなるようにインタークー
ラ１８及びＥＧＲクーラ２６の冷却度合いを調節した上
でＥＧＲガス量が減少せしめられる。あるいは他の実施
形態では、吸気マニホルド１１内にヒータを設け、その
ヒータによる吸入空気の加熱を停止することによって吸
入空気温度の上昇を停止させることも可能である。FIG. 4 is a flowchart showing a control method for increasing the intake air temperature. This routine is 16m
It is executed every second or every fuel injection. As shown in FIG. 4, when this routine is started, first, in step 200, a flag Fcnt indicating that the intake air temperature needs to be raised in order to raise the compression end temperature Tcmp.
It is determined whether l = 1 has been set. If the determination is YES, the process proceeds to step 201; if the determination is NO, the process proceeds to step 202. In step 201, control for increasing the intake air temperature is executed. Specifically, the degree of cooling of the intercooler 18 and the EGR cooler 26 is adjusted such that the temperature of the intake air supplied through the intake duct 13 is lower than the temperature of the EGR gas supplied through the EGR passage 24. Above, the EGR gas amount is increased. Alternatively, in other embodiments, the intake manifold 11
It is also possible to increase the temperature of the intake air by providing a heater inside and heating the intake air. On the other hand, in step 202, the control for increasing the intake air temperature is stopped. Specifically, the degree of cooling of the intercooler 18 and the EGR cooler 26 is adjusted such that the temperature of the intake air supplied through the intake duct 13 is lower than the temperature of the EGR gas supplied through the EGR passage 24. Above, the EGR gas amount is reduced. Alternatively, in another embodiment, a heater may be provided in the intake manifold 11 and the heating of the intake air by the heater may be stopped to stop the rise in the intake air temperature.
【００２４】図５は燃焼圧センサ４３により検出される
圧縮圧力、つまり筒内圧と、本実施形態により推定され
る筒内温度、つまり圧縮端温度との関係を示した図であ
る。図５に示すように、本実施形態により推定される圧
縮端温度は、筒内圧が高くなるに従って高くなる。また
本実施形態により推定される圧縮端温度は、圧縮開始時
点吸入空気温度Ｔｉｎが高くなるに従って高くなる。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the compression pressure detected by the combustion pressure sensor 43, that is, the in-cylinder pressure, and the in-cylinder temperature estimated by this embodiment, that is, the compression end temperature. As shown in FIG. 5, the compression end temperature estimated according to the present embodiment increases as the in-cylinder pressure increases. Further, the compression end temperature estimated according to the present embodiment increases as the intake air temperature Tin at the start of compression increases.
【００２５】図６は燃料カットされていない状態におけ
る筒内圧の上昇曲線を示した図である。詳細には、図６
（Ａ）は燃焼カットされていない場合であって燃料噴射
開始時期が遅角されていない場合の筒内圧の上昇曲線を
示した図、図６（Ｂ）は燃料カットされていない場合で
あって後述する第二の実施形態により燃料噴射開始時期
が遅角された場合の筒内圧の上昇曲線を示した図であ
る。図６（Ａ）に示すように、燃料カットが行われてい
ない通常の機関運転状態において通常の燃料噴射開始時
期に燃料が噴射されると、筒内圧の上昇曲線には、燃料
の燃焼に伴う筒内圧のピークと、ピストンが最も上に位
置したことに伴う筒内圧のピークとが混同して含まれて
しまう。従って、この筒内圧の上昇曲線からは、ピスト
ンが最も上に位置したことに伴う筒内圧のピーク時を正
確に特定することができない。つまり、この筒内圧の上
昇曲線からは、圧縮上死点時を正確に特定することがで
きず、圧縮上死点時の筒内ガス温度である圧縮端温度を
正確に推定することができない。FIG. 6 is a diagram showing a rise curve of the in-cylinder pressure when the fuel is not cut. For details, see FIG.
FIG. 6A is a diagram showing a rise curve of the in-cylinder pressure when the combustion is not cut and the fuel injection start timing is not retarded, and FIG. 6B is a diagram when the fuel is not cut. FIG. 11 is a diagram illustrating a rising curve of the in-cylinder pressure when a fuel injection start timing is delayed according to a second embodiment described later. As shown in FIG. 6 (A), when fuel is injected at a normal fuel injection start timing in a normal engine operating state in which the fuel cut is not performed, the rise curve of the in-cylinder pressure shows a curve accompanying the fuel combustion. The peak of the in-cylinder pressure and the peak of the in-cylinder pressure due to the piston being located at the uppermost position are confused and included. Therefore, the peak time of the in-cylinder pressure due to the piston being at the highest position cannot be accurately specified from the in-cylinder pressure rise curve. That is, from the rise curve of the in-cylinder pressure, the time at the compression top dead center cannot be accurately specified, and the compression end temperature, which is the in-cylinder gas temperature at the compression top dead center, cannot be accurately estimated.
【００２６】そこで本実施形態では、上述したように図
２のステップ１００において非燃焼状態であると判定さ
れたときに限り、ステップ１０４において筒内圧Ｐｍａ
ｘ，Ｐｉｎに基づいて圧縮端温度Ｔｃｍｐが推定され
る。そのため、図３に示す本実施形態の筒内圧の上昇曲
線には、図６（Ａ）に示すような燃料の燃焼に伴う筒内
圧のピークが含まれず、ピストン４が最も上に位置した
ことに伴う筒内圧のピークＰｍａｘのみが含まれること
になる。従って、この筒内圧の上昇曲線（図３）に基づ
き、ピストン４が最も上に位置したことに伴う筒内圧の
ピーク時（図３の時間ｔ４）を正確に特定することがで
きる。つまり、この筒内圧の上昇曲線（図３）に基づ
き、圧縮上死点時（図３の時間ｔ４）を正確に特定する
ことができ、圧縮上死点時の筒内ガス温度である圧縮端
温度Ｔｃｍｐを正確に推定することができる。Therefore, in the present embodiment, as described above, only when it is determined in step 100 of FIG.
The compression end temperature Tcmp is estimated based on x and Pin. Therefore, the rise curve of the in-cylinder pressure of the present embodiment shown in FIG. 3 does not include the peak of the in-cylinder pressure accompanying the combustion of the fuel as shown in FIG. Accordingly, only the in-cylinder pressure peak Pmax is included. Therefore, based on the rise curve of the in-cylinder pressure (FIG. 3), the peak time of the in-cylinder pressure (time t4 in FIG. 3) associated with the piston 4 being located at the uppermost position can be accurately specified. That is, based on the rise curve of the in-cylinder pressure (FIG. 3), the time at the compression top dead center (time t4 in FIG. 3) can be accurately specified, and the compression end, which is the in-cylinder gas temperature at the compression top dead center, is obtained. The temperature Tcmp can be accurately estimated.
【００２７】以下、本発明の圧縮着火式内燃機関の第二
の実施形態について説明する。本実施形態の構成は図１
に示した第一の実施形態の構成とほぼ同様である。従っ
て本実施形態は、後述する点を除き第一の実施形態とほ
ぼ同様の効果を奏することができる。Hereinafter, a second embodiment of the compression ignition type internal combustion engine of the present invention will be described. The configuration of this embodiment is shown in FIG.
Is substantially the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG. Therefore, this embodiment can provide substantially the same effects as those of the first embodiment except for the points described below.
【００２８】図２に示したように第一の実施形態では機
関運転状態が燃料カット状態でないときには圧縮端温度
Ｔｃｍｐが推定されないが、本実施形態では長距離の登
坂走行時等を考慮して燃料カット状態にならないときで
あっても圧縮端温度Ｔｃｍｐが推定される。本実施形態
では図６（Ｂ）に示すように、噴射された燃料の燃焼開
始時期が圧縮上死点時以降になるように燃料噴射開始時
期が遅角される。詳細には図６に示すように、本実施形
態のパイロット燃料の噴射開始時期（図６（Ｂ）の時間
ｔ１０’）が、通常の機関運転状態の場合のパイロット
燃料の噴射開始時期（図６（Ａ）の時間ｔ１０）よりも
遅角されると共に、本実施形態の主燃料の噴射開始時期
（図６（Ｂ）の時間ｔ１１’）が、通常の機関運転状態
の場合の主燃料の噴射開始時期（図６（Ａ）の時間ｔ１
１）よりも遅角される。その結果、非燃焼状態にするこ
とができないときには、筒内圧の上昇曲線に、燃料の燃
焼に伴う筒内圧のピークとピストンが最も上に位置した
ことに伴う筒内圧のピークとが含まれるものの（図６
（Ａ）及び図６（Ｂ））、本実施形態のように噴射され
た燃料の燃焼開始時期が圧縮上死点時以降になるように
燃料噴射開始時期が遅角されることにより、二つのピー
クを別個に分離させることができる（図６（Ｂ））。そ
の結果、筒内圧の上昇曲線に二つのピークが含まれるこ
とになっても、この筒内圧の上昇曲線に基づき、ピスト
ンが最も上に位置したことに伴う筒内圧のピーク時（図
６（Ｂ）の時間ｔ１２）を正確に特定することができ、
圧縮端温度を正確に推定することができる。As shown in FIG. 2, in the first embodiment, the compression end temperature Tcmp is not estimated when the engine operation state is not the fuel cut state. However, in the present embodiment, the fuel is taken into consideration when traveling a long distance uphill. The compression end temperature Tcmp is estimated even when the cutting state is not reached. In the present embodiment, as shown in FIG. 6B, the fuel injection start timing is retarded so that the combustion start timing of the injected fuel is after the compression top dead center. More specifically, as shown in FIG. 6, the pilot fuel injection start timing (time t10 ′ in FIG. 6B) of the present embodiment is the pilot fuel injection start timing in the case of the normal engine operation state (FIG. 6). The main fuel injection in the case where the main fuel injection start timing (time t11 ′ in FIG. 6B) of the present embodiment is delayed from the time t10) of FIG. Start time (time t1 in FIG. 6A)
It is more retarded than 1). As a result, when the combustion state cannot be set to the non-combustion state, the rise curve of the in-cylinder pressure includes the peak of the in-cylinder pressure due to the combustion of the fuel and the peak of the in-cylinder pressure due to the highest position of the piston. FIG.
(A) and FIG. 6 (B)), the fuel injection start timing is retarded so that the injection start timing of the injected fuel is equal to or later than the compression top dead center as in the present embodiment, so that The peaks can be separated separately (FIG. 6 (B)). As a result, even when the rise curve of the in-cylinder pressure includes two peaks, based on the rise curve of the in-cylinder pressure, the peak of the in-cylinder pressure due to the piston being located at the highest position (see FIG. 6B )), The time t12) can be accurately specified,
The compression end temperature can be accurately estimated.
【００２９】更に本実施形態では、圧縮端温度Ｔｃｐｍ
を推定するために燃料噴射開始時期を遅角させるとき
に、機関排気通路内に配置された排気ガス浄化用触媒２
２の温度が上昇せしめられる。詳細には、図４のステッ
プ２０１と同様に吸入空気温度を上昇させることにより
触媒２２の温度が上昇せしめられる。そのため、触媒加
熱用ヒータ等により触媒２２を加熱することができない
場合であっても触媒２２の温度を上昇させることがで
き、また、昇温され活性化せしめられた触媒２２によ
り、燃料噴射開始時期が遅角されるのに伴って機関排気
通路内に排出された未燃燃料を浄化することができる。
他の実施形態では、触媒加熱用ヒータを設けることによ
り、触媒２２の温度を上昇させることも可能であり、あ
るいは、触媒２２の温度を上昇させるために触媒加熱用
ヒータを使用すると同時に吸入空気温度を上昇させるこ
とも可能である。尚、吸入空気温度を上昇させるのに伴
って圧縮端温度も上昇してしまうため、吸入空気温度を
上昇させていない時の圧縮端温度を推定しようとしてい
る場合には、未燃燃料が排出されるのを回避するために
吸入空気温度を上昇させた分だけ、算出された圧縮端温
度を低減補正することが必要になる。Further, in the present embodiment, the compression end temperature Tcpm
When the fuel injection start timing is retarded for estimating the exhaust gas, the exhaust gas purifying catalyst 2 disposed in the engine exhaust passage
The temperature of 2 is raised. Specifically, the temperature of the catalyst 22 is increased by increasing the intake air temperature in the same manner as in step 201 of FIG. Therefore, even when the catalyst 22 cannot be heated by the catalyst heating heater or the like, the temperature of the catalyst 22 can be increased, and the fuel injection start timing is increased by the heated and activated catalyst 22. The unburned fuel discharged into the engine exhaust passage with the retardation of the engine can be purified.
In another embodiment, it is possible to increase the temperature of the catalyst 22 by providing a heater for the catalyst, or to use the heater for the catalyst to increase the temperature of the catalyst 22 at the same time as the temperature of the intake air. Can also be raised. Since the compression end temperature also rises as the intake air temperature rises, when trying to estimate the compression end temperature when the intake air temperature is not increasing, unburned fuel is discharged. In order to avoid this, it is necessary to reduce and correct the calculated compression end temperature by the amount by which the intake air temperature is raised.
【００３０】[0030]
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、筒内圧
の上昇曲線に基づき、圧縮上死点時を正確に特定するこ
とができ、圧縮上死点時の筒内ガス温度である圧縮端温
度を正確に推定することができる。According to the first aspect of the present invention, the compression top dead center can be accurately specified based on the rise curve of the in-cylinder pressure, and the in-cylinder gas temperature at the compression top dead center is obtained. The compression end temperature can be accurately estimated.
【００３１】請求項２に記載の発明によれば、非燃焼状
態にすることができないときには、筒内圧の上昇曲線
に、燃料の燃焼に伴う筒内圧のピークとピストンが最も
上に位置したことに伴う筒内圧のピークとが含まれるも
のの、噴射された燃料の燃焼開始時期が圧縮上死点時以
降になるようにされることにより、二つのピークを別個
に分離させることができる。その結果、筒内圧の上昇曲
線に二つのピークが含まれることになっても、この筒内
圧の上昇曲線に基づき、ピストンが最も上に位置したこ
とに伴う筒内圧のピーク時を正確に特定することがで
き、圧縮端温度を正確に推定することができる。According to the second aspect of the present invention, when it is impossible to set the cylinder to the non-combustion state, the peak of the in-cylinder pressure accompanying the combustion of fuel and the piston are located at the highest position on the rising curve of the in-cylinder pressure. Although the peak of the in-cylinder pressure is included, the two peaks can be separated separately by setting the combustion start timing of the injected fuel to be after the compression top dead center. As a result, even when the rise curve of the in-cylinder pressure includes two peaks, the peak time of the in-cylinder pressure due to the piston being located at the highest position is accurately specified based on the rise curve of the in-cylinder pressure. Therefore, the compression end temperature can be accurately estimated.
【００３２】請求項３に記載の発明によれば、採取され
る筒内圧のＳＮ比を良好にすることができる。According to the third aspect of the present invention, it is possible to improve the SN ratio of the in-cylinder pressure sampled.
【００３３】請求項４に記載の発明によれば、燃料噴射
開始時期が遅角されるのに伴って機関排気通路内に排出
された未燃燃料を活性化せしめられた触媒によって浄化
することができる。According to the present invention, the unburned fuel discharged into the engine exhaust passage as the fuel injection start timing is retarded can be purified by the activated catalyst. it can.
【００３４】請求項５に記載の発明によれば、ヒータ等
により触媒を加熱することができない場合であっても触
媒温度を上昇させることができる。According to the fifth aspect of the invention, the catalyst temperature can be raised even when the catalyst cannot be heated by a heater or the like.
【図１】本発明の圧縮着火式内燃機関の第一の実施形態
の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a compression ignition type internal combustion engine of the present invention.
【図２】第一の実施形態の圧縮端温度算出制御方法を示
したフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating a compression end temperature calculation control method according to the first embodiment.
【図３】筒内圧力信号、１０°ＣＡ毎に出される１０°
ＣＡ信号、及びゲート信号と時間との関係を示した図で
ある。FIG. 3 is an in-cylinder pressure signal, 10 ° output every 10 ° CA.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a CA signal, a gate signal, and time.
【図４】吸入空気温度を上昇させる制御方法を示したフ
ローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a control method for increasing the intake air temperature.
【図５】燃焼圧センサ４３により検出される圧縮圧力、
つまり筒内圧と、本実施形態により推定される筒内温
度、つまり圧縮端温度との関係を示した図である。FIG. 5 shows a compression pressure detected by a combustion pressure sensor 43;
That is, it is a diagram showing the relationship between the in-cylinder pressure and the in-cylinder temperature estimated by the present embodiment, that is, the compression end temperature.
【図６】燃料カットされていない状態における筒内圧の
上昇曲線を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a rise curve of in-cylinder pressure in a state where fuel is not cut.
１…機関本体 ４…ピストン ５…燃焼室 ６…燃料噴射弁 ２２…触媒 ４３…燃焼圧センサ ４４…吸入空気温度センサ Ｔｉｎ…圧縮開始時点吸入空気温度 Ｐｉｎ，Ｐｍａｘ…筒内圧 Ｔｃｍｐ…圧縮端温度 κ…ポリトロープ指数 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine main body 4 ... Piston 5 ... Combustion chamber 6 ... Fuel injection valve 22 ... Catalyst 43 ... Combustion pressure sensor 44 ... Intake air temperature sensor Tin ... Compression start time intake air temperature Pin, Pmax ... In-cylinder pressure Tcmp ... Compression end temperature κ … Polytropic index
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 31/08 ３０１ Ｆ０２Ｍ 31/08 ３０１Ｚ ３２１ ３２１Ｄ ３２１Ｅ Ｆターム(参考） 3G062 AA01 AA05 ED08 GA12 3G084 AA01 BA15 BA26 DA04 EA01 FA02 FA10 FA18 FA21 FA37 FA38 3G091 AA10 AA11 AA18 AB02 EA15 3G301 HA02 HA11 HA13 JA13 LA03 MA19 MA23 NA07 NB07 NE12 PA00A PA10Z PA17Z PB08Z PC01Z PE03Z PF03Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02M 31/08 301 F02M 31/08 301Z 321 321D 321E F-term (Reference) 3G062 AA01 AA05 ED08 GA12 3G084 AA01 BA15 BA26 DA04 EA01 FA02 FA10 FA18 FA21 FA37 FA38 3G091 AA10 AA11 AA18 AB02 EA15 3G301 HA02 HA11 HA13 JA13 LA03 MA19 MA23 NA07 NB07 NE12 PA00A PA10Z PA17Z PB08Z PC01Z PE03Z PF03Z
Claims (5)
圧縮着火式内燃機関において、非燃焼状態の下での筒内
圧に基づいて圧縮端温度を推定するようにした圧縮着火
式内燃機関。1. A compression ignition internal combustion engine for estimating a compression end temperature based on an in-cylinder pressure, wherein the compression end temperature is estimated based on an in-cylinder pressure under a non-combustion state.
は、燃料噴射開始時期を遅角させ、噴射された燃料の燃
焼開始時期が圧縮上死点時以降になるようにした請求項
１に記載の圧縮着火式内燃機関。2. The fuel injection system according to claim 1, wherein the fuel injection start timing is retarded when the fuel cannot be brought into the non-combustion state, so that the combustion start timing of the injected fuel is after the compression top dead center. Compression ignition type internal combustion engine.
圧が採取されるようにした請求項１に記載の圧縮着火式
内燃機関。3. The compression ignition type internal combustion engine according to claim 1, wherein the in-cylinder pressure is collected only during a period in which the gate signal is generated.
めの触媒を配置し、圧縮端温度を推定するために燃料噴
射開始時期を遅角させるときに触媒温度を上昇させるよ
うにした請求項２に記載の圧縮着火式内燃機関。4. A catalyst for purifying exhaust gas is disposed in an engine exhaust passage, and the catalyst temperature is increased when fuel injection start timing is retarded for estimating a compression end temperature. 3. The compression ignition type internal combustion engine according to 2.
媒温度を上昇させるようにした請求項４に記載の圧縮着
火式内燃機関。5. The compression ignition type internal combustion engine according to claim 4, wherein the temperature of the catalyst is increased by increasing the temperature of the intake air.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000215892A JP2002030987A (en) | 2000-07-12 | 2000-07-12 | Compression ignition type internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009007966A (en) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Honda Motor Co Ltd | Control device for internal combustion engine |
-
2000
- 2000-07-12 JP JP2000215892A patent/JP2002030987A/en active Pending
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