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公開番号2025101985
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2023219121
出願日2023-12-26
発明の名称内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法
出願人Astemo株式会社
代理人弁理士法人信友国際特許事務所
主分類F02D 41/18 20060101AFI20250701BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】燃焼室壁面温度の変化により燃焼室壁温を推定する際の推定結果の信頼性や確からしさを向上する。
【解決手段】内燃機関の制御装置として、空気流量センサに基づき内燃機関筒内に入る空気量を算出する筒内空気量算出部を備える。ここで、内燃機関の制御装置は、吸気管圧力に基づき、筒内流入空気量を算出するための吸気効率を示す中間パラメータを算出する算出部を備える。中間パラメータは、内燃機関筒内の燃焼室壁面温度変化に伴い変化する物理量の推定値または計測値の一方または両方に基づき補正するようにした。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
空気流量センサに基づき内燃機関筒内に入る空気量を算出する筒内空気量算出部を備える内燃機関の制御装置において、
吸気管圧力に基づき、筒内流入空気量を算出するための吸気効率を示す中間パラメータを算出する算出部を備え、
前記中間パラメータは、前記内燃機関筒内の燃焼室壁面温度変化に伴い変化する物理量の推定値または計測値の一方または両方に基づいて補正される
内燃機関の制御装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記燃焼室壁面温度変化に伴い変化する物理量は、吸気管圧力である
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記中間パラメータを算出する前記算出部は、燃焼室壁面温度が定常状態に達した際の吸気管圧力である吸気管圧力定常値の推定部を備え、
前記吸気管圧力定常値の推定部は、前記吸気管圧力定常値と前記吸気管圧力の推定値または吸気管圧力計測値に基づいて前記中間パラメータの補正値を算出する
請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記中間パラメータを算出する前記算出部は、前記吸気管圧力の計測値と前記吸気管圧力の推定値に基づき中間パラメータの補正値を算出する
請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記吸気管圧力定常値は、スロットル開度、ＥＧＲバルブ開度、空気流量センサによる計測値、ＥＧＲ流量の計測値または推定値、エンジン回転数、および吸気管温度の計測値または推定値、に基づいて算出される
請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記燃焼室壁面温度変化に伴い変化する物理量は、前記空気流量センサによる計測値、またはガス流量の計測値または推定値である
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記中間パラメータの補正値を算出する前記算出部は、燃焼室壁面温度が定常状態に達した際の空気流量である空気流量定常値、または燃焼室壁面温度が定常状態に達した際のガス流量であるガス流量定常値の推定部を備え、
前記ガス流量定常値の推定部は、前記空気流量定常値または前記ガス流量定常値と前記空気流量の計測値に基づき前記中間パラメータの補正値を算出する
請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記空気流量定常値または前記ガス流量定常値は、スロットル開度、およびエンジン回転数に基づいて算出される
請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記燃焼室壁面温度変化に伴い変化する物理量は、吸気管におけるガス温度の計測値または推定値である
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記中間パラメータの補正値は、吸気管におけるガス温度の基準値と前記吸気管におけるガス温度の計測値または推定値に基づいて算出される
請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車から排出される有害成分の低減は必須である。通常、有害成分の低減のため、自動車エンジンの排気管には、有害成分の浄化を行う３元触媒が設置されている。有害成分を３元触媒で浄化するためには、エンジンン筒内で燃焼させる空気と燃料の比（空燃比）を所定の範囲に収める必要がある。
空燃比を所定の範囲に収めるために使われる制御には、エンジンの吸気ダクトに設置されたエアフロセンサやインテークマニフォールドに設置された吸気管圧力センサが用いられる。そして、これらのセンサを使って、エンジン筒内に吸入される空気流量を推定し、推定値に基づき燃料噴射量を決める制御が行われる。
【０００３】
例えば、エアフロセンサを用いたシステムであれば、エンジンの運転状態が過渡的に変化する条件において、エアフロセンサで計測した空気流量とエンジン筒内に吸入される空気流量に差が生じる。このため、エアフロセンサで計測した空気流量に基づき燃料噴射量を決めると、条件によっては、空燃比が所定の範囲から外れてしまうことがある。
このため、過渡的にエンジンの運転状態が変化する条件で、エンジン筒内に吸入される空気流量を推定する制御が行われる。以下の説明では、本制御を吸気計量制御と称する。
【０００４】
エアフロセンサを備えるエンジンに対する吸気計量制御は、例えば、以下の処理にてエンジン筒内に吸入される空気流量を推定する。すなわち、吸気計量制御は、エアフロセンサで計測した空気流量に基づきインテークマニフォールドの圧力（吸気管圧力）を推定し、推定した吸気管圧力と、予め実験などで適合して定める中間パラメータに基づきエンジン筒内に吸入される空気流量を推定する。このエンジン筒内に吸入される空気流量を推定する処理が、繰り返し実行される。
【０００５】
さて、内燃機関の性能に関わる状態には、例えば、内燃機関の燃焼室の壁の温度（以下、壁面温度と称する）がある。エンジンの運転状態が出力の低い状態から出力の高い状態に切り替わり、その後、出力を一定に保つように運転する状態を想定する。このとき、内燃機関の燃焼室を構成する壁面、具体的にはピストン冠面、シリンダライナ壁面、ヘッド壁面、の温度（燃焼室壁面温度）が過渡的に増加し、やがて一定の温度（定常温度）に達する。
【０００６】
逆に、エンジンの運転状態が出力の高い状態から出力の低い状態に切り替わり、その後、出力を一定に保つように運転すると、燃焼室壁面温度が過渡的に減少し、やがて定常温度に達する。このような条件において、吸気計量制御にて推定する吸気管圧力の推定値には、誤差が生じやすい。これは、燃焼室壁面温度によって実現される空気流量と吸気管圧力の関係が変化する一方で、通常の吸気計量制御では、このような変化を再現できないからである。
【０００７】
このような内燃機関の制御に係る従来技術としては、例えば、特許文献１に記載の制御装置が知られている。すなわち、特許文献１には、内燃機関の燃焼室壁面温度の推定値に基づき、エンジンに吸入される空気流量を補正する手段を備える内燃機関の制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特許第７２６９１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に記載されるような従来技術では、内燃機関の燃焼室壁面温度の推定値に基づき、エンジンに吸入される空気流量を補正する場合、予め、内燃機関の燃焼室壁面温度と中間パラメータ（吸気効率）の関係を把握する必要があり、この関係の調査に多くの実験が必要になる。また、燃焼室壁面の温度推定を行う際の適合自体も必要になる。また、従来技術において、燃焼室壁面温度の推定を行ったとしても、その補正の確からしさを確認する必要がある。
【００１０】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、燃焼室壁面温度の変化により燃焼室壁温を推定する際の推定結果の信頼性や確からしさを向上させることができる内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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