JP6260692B2 - 内燃機関の熱発生率波形算出装置および熱発生率波形算出方法 - Google Patents
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Description
本発明の発明者は、点火栓による点火が行われてから混合気が着火するまでの期間である着火遅れ期間が燃料密度と高い相関を有しており、その着火遅れ期間に対する機関負荷率および点火時期の影響が燃料密度によってまとめて表現できる、という新規な知見を得た。
具体的に、本発明は、火花点火式の内燃機関における熱発生率波形を算出するための装置を対象とするもので、点火栓による点火が行われた点火時期から混合気が着火するまでの期間を、前記熱発生率波形の特性値の一つである着火遅れ期間として規定する。そして、前記混合気の着火時期がピストンの圧縮上死点よりも進角側である場合には、前記点火時期における気筒内の燃料密度に基づいて前記着火遅れ期間を推定する一方、前記混合気の着火時期がピストンの圧縮上死点よりも遅角側である場合には、前記着火時期における気筒内の燃料密度に基づいて前記着火遅れ期間を推定し、この推定した着火遅れ期間を用いて前記熱発生率波形を算出する構成とする。
熱発生率波形算出装置1は、熱発生率波形の特性値として着火遅れ、前半燃焼期間、熱発生率傾きおよび熱発生量をそれぞれ推定するために、着火遅れ推定モデルを格納した着火遅れ推定部2、前半燃焼期間推定モデルを格納した前半燃焼期間推定部3、熱発生率傾き推定モデルを格納した熱発生率傾き推定部4、および、熱発生量推定モデルを格納した熱発生量推定部5を備えている。
着火遅れ推定部2は、前述した如く、点火時期SAから着火時期FAまでの期間である着火遅れ期間τを推定する部分である。
前半燃焼期間推定部3は、前述した如く、着火時期FAから熱発生率最大時期dQpeakAまでの期間である前半燃焼期間aを推定する部分である。
熱発生率傾き推定部4は、前述した如く、前半燃焼期間aにおける熱発生率の傾きb/a(以下、熱発生率傾きという)を推定する部分である。
熱発生量推定部5は、前述した如く、燃焼期間の全期間において発生した熱発生量(総熱発生量Qall)を推定する部分である。
以上説明した実施形態は、自動車用のガソリンエンジンを対象とした熱発生率波形を作成する熱発生率波形算出装置に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、自動車用以外の火花点火機関に対しても適用が可能である。また、ガソリンエンジンにも特に限定されるものではなく、例えばガスエンジンに対しても適用が可能である。
SA 点火時期
FA 混合気の着火時期
τ 着火遅れ期間
a 前半燃焼期間(着火時期から熱発生率最大時期までの期間)
dQpeakA 熱発生率最大時期
ρfuel@SA 点火時期における筒内の燃料密度
ρfuel@FA 着火時期における筒内の燃料密度
Neδ,Neψ エンジン回転速度に基づく補正係数
Claims (6)
- 火花点火式の内燃機関における熱発生率波形を算出するための装置であって、
点火栓による点火が行われた点火時期から混合気が着火するまでの期間を、前記熱発生率波形の特性値の一つである着火遅れ期間として規定し、
前記混合気の着火時期がピストンの圧縮上死点よりも進角側である場合には、前記点火時期における気筒内の燃料密度に基づいて前記着火遅れ期間を推定する一方、前記混合気の着火時期がピストンの圧縮上死点よりも遅角側である場合には、前記着火時期における気筒内の燃料密度に基づいて前記着火遅れ期間を推定し、この推定した着火遅れ期間を用いて前記熱発生率波形を算出する構成となっていることを特徴とする内燃機関の熱発生率波形算出装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の熱発生率波形算出装置において、
前記着火遅れ期間を、機関回転速度に基づく補正係数を乗算して算出する構成となっている、内燃機関の熱発生率波形算出装置。 - 請求項1または2のいずれかに記載の内燃機関の熱発生率波形算出装置において、
前記着火遅れ期間は、
仮想の着火時期を設定し、この仮想の着火時期がピストンの圧縮上死点よりも進角側である場合には、前記点火時期における気筒内の燃料密度に基づいて前記着火遅れ期間を推定する一方、前記仮想の着火時期がピストンの圧縮上死点よりも遅角側である場合には、前記着火時期における気筒内の燃料密度に基づいて前記着火遅れ期間を推定し、この推定した着火遅れ期間と、実際の点火時期と前記仮想の着火時期との間の期間である仮想の着火遅れ期間とを比較し、これらが一致した場合における前記推定した着火遅れ期間が真の着火遅れ期間として算出され、
この真の着火遅れ期間を用いて前記熱発生率波形を算出する構成となっている、内燃機関の熱発生率波形算出装置。 - 請求項1〜3のいずれか一つに記載の内燃機関の熱発生率波形算出装置において、
混合気の着火から燃焼終了までのクランク角度期間を底辺とし、熱発生率最大時期における熱発生率を頂点とする三角波形によって熱発生率波形を近似し、
前記三角波形において、点火栓による点火時期から三角波形の斜辺の立ち上がり時期までの期間を前記着火遅れ期間として規定する構成となっている、内燃機関の熱発生率波形算出装置。 - 請求項4に記載の内燃機関の熱発生率波形算出装置において、
前記三角波形における着火時期から熱発生率最大時期までの期間が、機関負荷率、空燃比、EGR率および油水温のうち少なくとも一つに依らないものとして、前記三角波形を作成する構成となっている、内燃機関の熱発生率波形算出装置。 - 火花点火式の内燃機関における熱発生率波形を算出する方法であって、
点火栓による点火が行われた点火時期から混合気が着火するまでの期間を、前記熱発生率波形の特性値の一つである着火遅れ期間として規定し、
前記混合気の着火時期がピストンの圧縮上死点よりも進角側である場合には、前記点火時期における気筒内の燃料密度に基づいて前記着火遅れ期間を推定する一方、前記混合気の着火時期がピストンの圧縮上死点よりも遅角側である場合には、前記着火時期における気筒内の燃料密度に基づいて前記着火遅れ期間を推定し、この推定した着火遅れ期間を用いて前記熱発生率波形を算出することを特徴とする内燃機関の熱発生率波形算出方法。
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