JP6382740B2 - 内燃機関のデポジット堆積量推定装置 - Google Patents
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Description
・圧縮比が上昇してエミッションが悪化する。
・気筒壁面から離脱したデポジットが吸気バルブ及び/又は排気バルブに噛み込まれ、燃焼室のシール性能が低下する。
・気筒壁面の潤滑油による潤滑を阻害する。
前記気筒壁面の温度を壁面温度として推定する壁面温度推定部と、
前記気筒壁面に存在する潤滑油の量を壁面潤滑油量として推定する潤滑油量推定部と、
前記壁面温度及び前記壁面潤滑油量に基づいて単位時間あたりに生成されるデポジットの量を生成デポジット量として推定するとともに前記壁面温度に基づいて単位時間あたりに消失するデポジットの量を消失デポジット量として推定し、前記生成デポジット量と前記消失デポジット量の双方に基づいて前記デポジット堆積量を推定する堆積量推定部と、
を備える。
本発明装置において、前記堆積量推定部は、前記壁面温度が低い場合よりも前記壁面温度が高い場合のほうが大きい量を前記消失デポジット量として推定し、前記生成デポジット量から前記消失デポジット量を差し引いて取得される値を前記デポジット堆積量として推定するように構成され得る。
更に、本発明装置は、前記デポジット推定量が所定の許容値よりも大きくなった場合、前記気筒壁面に堆積したデポジットを前記気筒壁面から除去するためのデポジット除去制御を実行するデポジット除去制御実行部を更に備えるように構成され得る。
更に、本発明装置において、前記デポジット除去制御実行部は、前記筒内噴射式内燃機関の燃料噴射弁から燃料を噴射するタイミングを遅角する制御を前記デポジット除去制御として実行するように構成され得る。
更に、本発明装置において、前記デポジット除去制御実行部は、前記筒内噴射式内燃機関の燃料噴射弁から噴射される燃料の量を増大させる制御を前記デポジット除去制御として実行するように構成され得る。
更に、本発明装置において、前記デポジット除去制御実行部は、前記筒内噴射式内燃機関の回転速度を減少させる制御を前記デポジット除去制御として実行するように構成され得る。
本実施装置は、図1に示した内燃機関(機関)10に適用される。機関10は、多気筒(本例では直列4気筒)・4サイクル・ピストン往復動型・ディーゼル(筒内燃料噴射式)機関である。機関10は、機関本体部20、燃料供給システム30、吸気システム40、排気システム50及びEGRシステム60を含んでいる。
スロットル弁開度センサ72はスロットル弁開度を検出し、スロットル弁開度TAを表す信号を出力する。
吸気管圧力センサ73は、吸気通路内であってスロットル弁46よりも下流の吸気管内のガスの圧力(吸気管圧力)Pimを表す信号を出力する。吸気管圧力Pimは過給圧であると言うこともできる。
潤滑油温センサ75は、図示しないオイルパンに貯留されている潤滑油の温度を検出し、その温度Toilを表す信号を出力する。
水温センサ78は、機関10の冷却水の温度(冷却水温度)を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力する。
アクセル開度センサ81は、図示しないアクセルペダルの開度(アクセルペダル操作量)を検出し、アクセルペダル開度Accpを表す信号を出力する。
車速センサ82は、機関10が搭載された車両の走行速度を検出し、その走行速度(車速)Spdを表す信号を出力する。
次に、本実施装置の作動について説明する。本実施装置は、気筒壁面の一つとしての「ピストン25のトップランド25t」に堆積したデポジットの量(デポジット堆積量)を推定する。更に、本実施装置は、そのデポジット堆積量が許容量より多くなったとき、デポジット除去制御を実行してトップランド25tに堆積したデポジットの量を減少させる。
(理由)燃料噴射時期を遅角することによりトップランド温度Ttpldwallを上昇させ、デポジット生成速度Vdを実質的に「0」にする(図3のブロックB1を参照。)とともに、デポジット消失速度Veを増大させる。これによりデポジット堆積量が減少する。
(理由)燃料噴射時期の遅角制御と同様の理由による。
(理由)燃料噴射時期の遅角制御と同様の理由による。
(1)燃料の噴射時刻tinjはCPUが燃料噴射開始時期として設定した時刻であるので、CPUが把握している。
(2)燃料噴射弁23の噴孔から噴射された燃料がトップランド25tに到達するまでに辿る経路の距離は予め判るので、燃料の噴射後から火炎がトップランド25tに到達するまでに要する時間Trは、例えば、周知の「広安の式(「ディーゼル噴霧の到達距離と噴霧角」、自動車技術会論文集、No.21,1980参照。)」を利用することにより推定することができる。なお、ここでは、火炎到達距離と噴霧到達距離とは等しいと見做している。
(3)以上から、火炎到達時刻t1は、噴射時刻tinjに時間Trを加えた時刻として算出される。
ステップ445:CPUは、現時点におけるトップランド温度Ttpldwallに温度変化量ΔTを加えることにより、トップランド温度Ttpldwallを更新する。
(1)トップランド温度Ttpldwall、及び、
(2)トップランド25tに存在する潤滑油の量Moil、
をそれぞれ、
(1’)シリンダライナー温度Tclydwall、及び、
(2’)シリンダライナー24cに存在する潤滑油の量Moil、
に置き換えることにより、シリンダライナー24cに堆積したデポジットの量を精度良く推定することができる。
(3)火炎到達時刻t1
(4)時間Tr
(5)トップランド表面温度Ttpldsf
(6)トップランド25tの表面の面積Atpldsf
(7)トップランド深部25sの温度Ttpldcb、及び、
(8)トップランド25tの熱容量Ctpld、
をそれぞれ
(3’)燃料の噴射後においてその噴射された燃料による火炎がシリンダライナー24cに到達する時刻t1’
(4’)燃料の噴射後から火炎がシリンダライナー24cに到達するまでに要する時間Tr’
(5’)シリンダライナー24cの表面温度Tclydsf
(6’)シリンダライナー24cの表面の面積Aclydsf
(7’)シリンダライナー24cの深部24sの温度(水温センサ78により検出される冷却水温THWを代用)Tclydcb、及び、
(8)シリンダライナー24cの熱容量Cclyd、
に置き換えることにより、シリンダライナー温度Tclydwallを推定することができる。
Claims (6)
- 筒内噴射式内燃機関の気筒を構成する壁面である気筒壁面に堆積したデポジットの量をデポジット堆積量として推定する、内燃機関のデポジット堆積量推定装置であって、
前記気筒壁面の温度を壁面温度として推定する壁面温度推定部と、
前記気筒壁面に存在する潤滑油の量を壁面潤滑油量として推定する潤滑油量推定部と、
前記壁面温度及び前記壁面潤滑油量に基づいて単位時間あたりに生成されるデポジットの量を生成デポジット量として推定するとともに前記壁面温度に基づいて単位時間あたりに消失するデポジットの量を消失デポジット量として推定し、前記生成デポジット量と前記消失デポジット量の双方に基づいて前記デポジット堆積量を推定する堆積量推定部と、
を備える、
デポジット堆積量推定装置。 - 請求項1に記載のデポジット堆積量推定装置において、
前記堆積量推定部は、
前記壁面温度が低い場合よりも前記壁面温度が高い場合のほうが大きい量を前記消失デポジット量として推定し、
前記生成デポジット量から前記消失デポジット量を差し引いて取得される値を前記デポジット堆積量として推定する、
デポジット堆積量推定装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のデポジット堆積量推定装置において、
前記デポジット推定量が所定の許容値よりも大きくなった場合、前記気筒壁面に堆積したデポジットを前記気筒壁面から除去するためのデポジット除去制御を実行するデポジット除去制御実行部を更に備える、
デポジット堆積量推定装置。 - 請求項3に記載のデポジット堆積量推定装置において、
前記デポジット除去制御実行部は、前記筒内噴射式内燃機関の燃料噴射弁から燃料を噴射するタイミングを遅角する制御を前記デポジット除去制御として実行する、
デポジット堆積量推定装置。 - 請求項3又は請求項4に記載のデポジット堆積量推定装置において、
前記デポジット除去制御実行部は、前記筒内噴射式内燃機関の燃料噴射弁から噴射される燃料の量を増大させる制御を前記デポジット除去制御として実行する、
デポジット堆積量推定装置。 - 請求項3乃至請求項5の何れか一項に記載のデポジット堆積量推定装置において、
前記デポジット除去制御実行部は、前記筒内噴射式内燃機関の回転速度を減少させる制御を前記デポジット除去制御として実行する、
デポジット堆積量推定装置。
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