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公開番号2025104780
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023222831
出願日2023-12-28
発明の名称内燃機関の気筒内ガス温度の算出方法
出願人株式会社豊田中央研究所,株式会社豊田自動織機,トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類F02D 45/00 20060101AFI20250703BHJP(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】往復動内燃機関の圧縮過程における各時点の気筒内ガス温度を算出する。
【解決手段】新たに吸入した新ガスの温度Tinitを、吸気マニホルド内の吸気ガスの温度Tbinと冷却水温Twaterと比出力kPWと定数の各項からなる線形結合式、
Tinit=C1×Tbin+C2×Twater+C3×kPW+C4
C1,C2,C3,C4:定数
に基づき算出する。新ガス温度Tinitと、前回サイクルの残留ガスの温度Tegrinに基づき、吸気弁閉止時の気筒内のガスの温度Tivcを算出する。吸気弁閉止時気筒内ガス温度Tivcとクランク角caに基づき圧縮過程における各時点の気筒内ガス温度Tcaを算出する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
往復動内燃機関の圧縮過程における気筒内ガス温度（Ｔca）を算出する方法であって、
吸気弁が閉じた時の気筒内の吸気ガスの温度である新ガス温度（Ｔinit）を、吸気マニホルド内の吸気ガスの温度である吸気マニホルドガス温度（Ｔbin）と機関の冷却水温（Ｔwater）と比出力（kＰＷ）と定数の各項からなる線形結合式、
Ｔinit＝Ｃ1×Ｔbin＋Ｃ2×Ｔwater＋Ｃ3×kＰＷ＋Ｃ4
Ｔinit：新ガス温度
Ｔbin：吸気マニホルドガス温度
Ｔwater：冷却水温
kＰＷ：比出力
Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4：定数
に基づき算出するステップと、
前記新ガス温度（Ｔinit）と、前回サイクルの残留ガスの温度である残留ガス温度（Ｔegrin）に基づき、吸気弁閉止時の気筒内のガスの温度である吸気弁閉止時気筒内ガス温度（Ｔivc）を算出するステップと、
前記吸気弁閉止時気筒内ガス温度（Ｔivc）とクランク角（ｃa）に基づき圧縮過程における気筒内ガス温度（Ｔca）を算出するステップと、
を含む方法。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記吸気弁閉止時気筒内ガス温度（Ｔivc）を算出するステップにおいて、前記残留ガス温度（Ｔegrin）を排気ガス温度（Ｔex）とする、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記吸気弁閉止時気筒内ガス温度（Ｔivc）を算出するステップにおいて、前記残留ガス温度（Ｔegrin）を、前回サイクルにおける燃料噴射量（ｍ
f
）に基づく発熱量から、機関の回転速度（Ｎe）と燃料噴射量（ｍ
f
）の組に対してあらかじめ対応付けられたピストン仕事および熱損失を差し引いた熱量に基づき算出する、方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の方法であって、前記吸気弁閉止時気筒内ガス温度（Ｔivc）を算出するステップは、前記新ガス温度（Ｔinit）、前回サイクルの残留ガスの温度である残留ガス温度（Ｔegrin）、圧縮比（ε）および前回サイクルの残留ガスの質量（Ｇ
egrin
）と気筒内のガスの総質量（Ｇ
cyl
）の比（Ｇ
egrin
／Ｇ
cyl
）に基づき吸気弁閉止時気筒内ガス温度（Ｔivc）を算出する、方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動内燃機関の気筒内ガス温度の算出方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
往復動内燃機関の圧縮過程の気筒内ガス温度は、当該内燃機関の制御に重要な因子である。下記特許文献１には、内燃機関の冷却水の温度に基づき取得された圧縮開始点における気筒内ガス温度に基づき圧縮過程における気筒内ガス温度を算出する方法が記載されている。また、下記特許文献２においては、下死点における気筒内ガス温度が吸気温度と略等しいとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－３０９００６号公報
特開２００５－１３９９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
往復動内燃機関の圧縮過程における気筒内ガス温度は、圧縮過程が開始される時点における気筒内ガス温度に影響を受ける。したがって、圧縮過程における気筒内ガス温度を正確に把握するためには、圧縮過程の開始時点における気筒内ガス温度を精度良く取得することが重要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る往復動内燃機関の圧縮過程における気筒内ガス温度（Ｔca）を算出する方法は、
吸気弁が閉じた時の気筒内の吸気ガスの温度である新ガス温度（Ｔinit）を、吸気マニホルド内の吸気ガスの温度である吸気マニホルドガス温度（Ｔbin）と機関の冷却水温（Ｔwater）と比出力（kＰＷ）と定数の各項からなる線形結合式、
Ｔinit＝Ｃ1×Ｔbin＋Ｃ2×Ｔwater＋Ｃ3×kＰＷ＋Ｃ4
Ｔinit：新ガス温度
Ｔbin：吸気マニホルドガス温度
Ｔwater：冷却水温
kＰＷ：比出力
Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3，Ｃ4：定数
に基づき算出するステップと、
新ガス温度（Ｔinit）と、前回サイクルの残留ガスの温度である残留ガス温度（Ｔegrin）に基づき、吸気弁閉止時の気筒内のガスの温度である吸気弁閉止時気筒内ガス温度（Ｔivc）を算出するステップと、
吸気弁閉止時気筒内ガス温度（Ｔivc）とクランク角（ｃa）に基づき圧縮過程における気筒内ガス温度（Ｔca）を算出するステップと、
を含む。
【０００６】
新ガス温度（Ｔinit）を、吸気マニホルドガス温度（Ｔbin）と機関の冷却水温（Ｔwater）と比出力（kＰＷ）から算出することが可能になり、任意のクランク角（ｃa）における気筒内ガス温度（Ｔca）を算出することができる。
【０００７】
上記の方法において、吸気弁閉止時気筒内ガス温度（Ｔivc）を算出する際に、残留ガス温度（Ｔegrin）を排気ガス温度（Ｔex）としてよい。
【０００８】
上記の方法において、吸気弁閉止時気筒内ガス温度（Ｔivc）を算出する際に、残留ガス温度（Ｔegrin）を、前回サイクルにおける燃料噴射量（ｍ
f
）に基づく発熱量から、機関の回転速度（Ｎe）と燃料噴射量（ｍ
f
）の組に対してあらかじめ対応付けられたピストン仕事および熱損失を差し引いた熱量に基づき算出するようにしてよい。
【０００９】
上記の方法において、吸気弁閉止時気筒内ガス温度（Ｔivc）を算出するステップは、新ガス温度（Ｔinit）、前回サイクルの残留ガスの温度である残留ガス温度（Ｔegrin）、圧縮比（ε）および前回サイクルの残留ガスの質量（Ｇ
egrin
）と気筒内のガスの総質量（Ｇ
cyl
）の比（Ｇ
egrin
／Ｇ
cyl
）に基づき吸気弁閉止時気筒内ガス温度（Ｔivc）を算出してよい。
【発明の効果】
【００１０】
圧縮過程の開始時点における気筒内ガス温度を取得することにより、任意のクランク角（ｃa）における気筒内ガス温度（Ｔca）を算出することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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