JP2011043125A - 内燃機関の筒内ガス量推定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】気筒3a内に存在するEGRガスの量を推定する内燃機関3の筒内ガス量推定装置1であって、気筒3a内の筒内圧PCYLTを検出する筒内圧センサ5と、気筒3a内にEGRガスが存在しない状態において非燃焼時に気筒3a内に発生する圧力を、基準圧Pmodelkとして推定するモータリング圧推定手段2と、を備え、検出された筒内圧PCYLTと推定された基準圧Pmodelkとの偏差に基づき、気筒3a内に存在するEGRガスの筒内EGR率を推定する筒内ガス量パラメータ推定手段2を、さらに備えている。
【選択図】図7
Description
P=GRT/V ・・・(1)
ここで、Gは筒内ガス量、Rは気体定数、Tは筒内ガス温度、Vは筒内ガスの体積、すなわち気筒内の容積である。
TVκ-1=一定 ・・・(4)
ここで、κは、筒内ガスの比熱比である。
T1V1 κ-1=T2V2 κ-1 ・・・(5)
したがって、この式(5)から、次式(6)に示すように、圧縮行程中の筒内ガス温度T2が得られる。
PCYLT=Pmodelk・K1+C1 ・・・(9)
Yhat=aX+b ・・・(10)
G:ステップ2において読み込んだ吸入空気量GCYLAFを、エンジン回転数NEに応じて1気筒当たりの空気量に補正した値
R:気体定数(例えば287.04J/(kg・k))
T1:ステップ2において読み込んだ吸気温TA
V2:ステップ3において計算され、ECU2のRAMに記憶された、所定クランク角ごとの気筒3a内の容積の値
V1:ピストン3bがBDC位置に位置するときの気筒3a内の容積の値
κ:空気の比熱比(例えば1.33)
V:V2と同じ値
K0:ステップ4において検索したK0
C0:ステップ4において検索したC0
Gcyl=τ・GCYLAF+(1−τ)・Gcylz ・・・(21)
ここで、τは時定数、GcylzはGcylの前回値である。
2 ECU(基準圧推定手段、筒内ガス量パラメータ推定手段、
補正パラメータ算出手段、安定状態判定手段、第2モデル化誤差補償
手段、平均偏差算出手段、筒内空気量算出手段、可変バルブリフト制御
手段、ばらつきパラメータ算出手段)
3 内燃機関
3a 気筒
5 筒内圧センサ
6 吸気通路
7 排気通路
8 吸気バルブ
9 排気バルブ
11 エアフローセンサ(吸入空気量検出手段)
16 吸気圧センサ
17 吸気温センサ
21 高圧EGR装置
22 低圧EGR装置
32 可変バルブタイミングリフト機構(可変バルブリフト制御手段)
PCYLT 筒内圧
GCYLAF エアフローセンサで検出した吸入空気量
Pb 吸気圧
TA 吸気温
Pmodel 筒内圧モデル式(モデル式)
Pmodelk 基準圧
K0 補正パラメータ(乗算項)
C0 補正パラメータ(加算項)
K1 補正パラメータ
C1 補正パラメータ
Gcyl 吸入空気量
Gcyl_#m 各気筒の筒内空気量
Gcyl_VAR 筒内空気量ばらつきパラメータ
Gcyl_VARH しきい値
Claims (7)
- 気筒内に存在する所定ガスの量を推定する内燃機関の筒内ガス量推定装置であって、
前記気筒内の圧力を筒内圧として検出する筒内圧センサと、
前記気筒内にEGRガスが存在しない状態において非燃焼時に当該気筒内に発生する圧力を、基準圧として推定する基準圧推定手段と、を備え、
前記所定ガスは、EGRガスであり、
前記検出された筒内圧と前記推定された基準圧との偏差に基づき、前記気筒内に存在するEGRガスの量を表す筒内ガス量パラメータを推定する筒内ガス量パラメータ推定手段を、さらに備えていることを特徴とする内燃機関の筒内ガス量推定装置。 - 前記筒内ガス量パラメータ推定手段は、前記検出された筒内圧および前記推定された基準圧の少なくとも一方を前記偏差が最小になるように補正するための補正パラメータを算出する補正パラメータ算出手段を有していることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の筒内ガス量推定装置。
- 前記内燃機関には、前記気筒から排気通路に排出された排ガスの一部をEGRガスとして吸気通路に還流させるEGR装置が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の筒内ガス量推定装置。
- 吸気通路内の圧力を吸気圧として検出する吸気圧検出手段と、
前記検出された吸気圧に基づき、前記吸気通路内の圧力が所定の安定状態にあるか否かを判定する安定状態判定手段と、
をさらに備え、
前記基準圧推定手段は、
前記基準圧を算出するための所定のモデル式を設定するモデル式設定手段と、
前記設定されたモデル式のモデル化誤差を補償するために、当該モデル式に乗算される乗算項、および当該乗算されたモデル式に加算される加算項を算出する第1モデル化誤差補償手段と、
前記吸気通路内の圧力が前記所定の安定状態にあると判定されたときに、前記算出された加算項の代わりに、前記検出された吸気圧を用いて、前記モデル式のモデル化誤差を補償する第2モデル化誤差補償手段と、
を有していることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の内燃機関の筒内ガス量推定装置。 - 前記気筒が複数の気筒で構成され、前記筒内圧センサが前記気筒ごとに前記筒内圧を検出する複数の筒内圧センサで構成されるとともに、前記基準圧推定手段が前記気筒ごとに前記基準圧を推定するように構成されており、
前記気筒ごとに吸入される空気量を、吸入空気量として検出する吸入空気量検出手段を、さらに備え、
前記所定ガスは、空気であり、
前記筒内ガス量パラメータ推定手段は、前記気筒ごとの前記偏差および前記検出された吸入空気量に基づき、前記気筒内に存在する空気の量を表す筒内ガス量パラメータを推定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の筒内ガス量推定装置。 - 前記筒内ガス量パラメータ推定手段は、
前記複数の気筒における各気筒ごとの前記偏差の平均値を、平均偏差として算出する平均偏差算出手段と、
前記気筒ごとの前記偏差および前記算出された平均偏差によって、前記吸入空気量を補正することにより、当該気筒内に存在する空気量を筒内空気量として算出する筒内空気量算出手段と、
を有していることを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の筒内ガス量推定装置。 - 前記内燃機関には、前記気筒ごとに設けられた吸気バルブのリフトを可変に制御する可変バルブリフト制御手段が設けられており、
前記気筒間の前記筒内空気量のばらつきを表すパラメータを、筒内空気量ばらつきパラメータとして算出するばらつきパラメータ算出手段を、さらに備え、
前記可変バルブリフト制御手段は、前記算出された筒内空気量ばらつきパラメータが所定のしきい値よりも大きいときに、前記吸気バルブのリフトを所定リフトよりも小さくならないように制限することを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の筒内ガス量推定装置。
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