DE102016108898A1 - Control apparatus for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Ein Steuerungsapparat berechnet eine Basisrußausstoßmenge, die eine Ausstoßmenge an Ruß ist, die von einem Inneren eines Zylinders in einem vorgegebenen Grundzustand ausgestoßen wird, und berechnet einen Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index, der eine Größe der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit in dem gegenwärtigen Betriebszustand kennzeichnet. Der Steuerungsapparat erhält dann durch ein Korrigieren der Basisrußausstoßmenge basierend auf dem Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index eine endgültige Rußausstoßmenge. Falls der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index kleiner als ein Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, ist, je kleiner der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, desto größer ein Grad, bis zu dem der Steuerungsapparat die endgültige Rußausstoßmenge relativ zu der Basisrußausstoßmenge erhöht. Falls der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index größer als der Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, ist, je größer der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, desto größer ein Grad, bis zu dem der Steuerungsapparat die endgültige Rußausstoßmenge relativ zu der Basisrußausstoßmenge verringert.A control apparatus calculates a base soot discharge amount that is an expulsion amount of soot discharged from an inside of a cylinder in a predetermined basic state, and calculates an in-cylinder flow rate index that is a magnitude of the in-cylinder flow rate in the current operating state features. The control apparatus then obtains a final soot discharge amount by correcting the base soot discharge amount based on the in-cylinder flow rate index. If the in-cylinder flow rate index is less than a basic in-cylinder flow rate index, the smaller the in-cylinder flow rate index is, the greater a degree to which the control apparatus will set the final soot discharge amount increased relative to the base soot discharge amount. If the in-cylinder flow rate index is larger than the basic in-cylinder flow rate index, the larger the in-cylinder flow rate index is, the larger a degree to which the control apparatus sets the final soot discharge amount reduced relative to the base soot ejection amount.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Steuerungsapparat für einen Verbrennungsmotor und insbesondere auf einen Steuerungsapparat, der mit einer Funktion ausgestattet ist, die eine Ausstoßmenge an Ruß, die von einem Inneren eines Zylinders eines Verbrennungsmotors ausgestoßen wird, schätzt.The present invention relates to a control apparatus for an internal combustion engine, and more particularly, to a control apparatus provided with a function that estimates a discharge amount of soot discharged from an interior of a cylinder of an internal combustion engine.

Stand der TechnikState of the art

Gas, das von einem Inneren eines Zylinders eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors, ausgestoßen wird, enthält Ruß. Wie es zum Beispiel in JP2007-046477A offenbart ist, kann die Menge an Ruß, die im Inneren eines Zylinders erzeugt wird, unter Verwendung eines Reaktionsmodells, das auf dem Erzeugungsmechanismus von Ruß basiert, geschätzt werden. In den Verbrennungsmotoren der letzten Jahre wurde eine Ausstoßmenge an Ruß, die von einem Inneren eines Zylinders ausgestoßen wird, unter Verwendung der vorgenannten Art eines Modells geschätzt und wurde eine DPF-Regenerationssteuerung (DPF, Dieselrußpartikelfilter) oder ein OBD (On-Board-Diagnose bzw. Bordnetzwerkdiagnose) unter Verwendung der Rußausstoßmenge, die geschätzt wurde, durchgeführt. In diesem Fall ist eine Verbesserung der Schätzungsgenauigkeit des Rußausstoßmengenschätzungsmodells hinsichtlich eines genauen Durchführens einer DPF-Regenerationssteuerung oder einer OBD wichtig.Gas expelled from an interior of a cylinder of an internal combustion engine, particularly a diesel engine, contains soot. As it is for example in JP2007-046477A is disclosed, the amount of soot produced inside a cylinder can be estimated using a reaction model based on the carbon black generation mechanism. In recent years, in the internal combustion engines, a discharge amount of soot discharged from an inside of a cylinder has been estimated using the aforementioned type of model, and DPF regeneration control (DPF, diesel particulate filter) or OBD (on-board diagnosis) has been performed On-board network diagnosis) using the soot discharge amount estimated. In this case, it is important to improve the estimation accuracy of the soot discharge amount estimation model regarding accurately performing DPF regeneration control or OBD.

JP2004-138029A und JP2004-197600A zeigen ebenfalls den Stand der Entwicklung an dem Datum des Einreichens dieser Anmeldung. JP2004-138029A and JP2004-197600A also show the state of development on the date of filing this application.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

In diesem Zusammenhang ist eine Kraftstoffkonzentration im Inneren eines Zylinders nicht gleichförmig und sind Abschnitte, die reicher an Kraftstoff als andere Abschnitte sind, im Inneren eines Zylinders lokal vorhanden. Eine große Menge an Ruß wird durch solche Abschnitte, die reich an Kraftstoff sind, erzeugt. Es ist bekannt, dass die Strömungsgeschwindigkeit einer Luftströmung, die im Inneren eines Zylinders entsteht (hierunter als Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit bezeichnet) in Zusammenhang mit der Homogenität der Kraftstoffkonzentration in dem Zylinder steht. Je schneller die Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit ist, desto größer ist der Grad, bis zu dem eine Diffusion von Kraftstoff fortschreitet und sich die Homogenität der Kraftstoffkonzentration in dem Zylinder erhöht. Je langsamer die Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit dagegen ist, desto geringer schreitet eine Diffusion von Kraftstoff fort und desto niedriger wird die Homogenität der Kraftstoffkonzentration in dem Zylinder. In der oben beschrieben herkömmlichen Technologie wird der Einfluss einer Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit einer Rußausstoßmenge nicht gerecht und folglich gibt es eine Besorgnis, dass gemäß der herkömmlichen Technologie eine Rußausstoßmenge nicht mit hoher Genauigkeit geschätzt werden kann.In this connection, a fuel concentration inside a cylinder is not uniform, and portions richer in fuel than other portions are locally present inside a cylinder. A large amount of soot is generated by such portions rich in fuel. It is known that the flow velocity of an air flow generated inside a cylinder (referred to as an in-cylinder flow velocity hereinafter) is related to the homogeneity of the fuel concentration in the cylinder. The faster the in-cylinder flow velocity is, the greater the degree to which diffusion of fuel progresses and the homogeneity of the fuel concentration in the cylinder increases. Conversely, the slower the in-cylinder flow velocity is, the less diffusion of fuel proceeds and the lower the homogeneity of the fuel concentration in the cylinder. In the conventional technology described above, the influence of an in-cylinder flow rate does not do justice to a soot discharge amount, and hence there is a concern that according to the conventional technology, a soot discharge amount can not be estimated with high accuracy.

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des oben beschriebenen Problems ersonnen und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Steuerungsapparat für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, der durch ein Berücksichtigen einer Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit, die die Homogenität einer Kraftstoffkonzentration in einem Zylinder beeinflusst, eine Rußausstoßmenge des Verbrennungsmotors genau schätzen kann.The present invention has been made in view of the above-described problem, and it is an object of the present invention to provide a control apparatus for an internal combustion engine which, by considering an in-cylinder flow velocity that affects the homogeneity of a fuel concentration in a cylinder, a soot ejection amount of the internal combustion engine can estimate exactly.

Ein Steuerungsapparat für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein oder mehrere Basisrußausstoßmengenberechnungsmittel, ein oder mehrere Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Indexberechnungsmittel und ein oder mehrere Korrekturmittel.A control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes one or more base soot ejection amount calculating means, one or more in-cylinder flow velocity index calculating means, and one or more correcting means.

Das Basisrußausstoßmengenberechnungsmittel ist ein Mittel für ein Berechnen einer Basisrußausstoßmenge, die eine Ausstoßmenge an Ruß ist, die in einem vorgegebenen Grundzustand des Verbrennungsmotors von einem Inneren eines Zylinders ausgestoßen wird. Die Bezeichnung „vorgegebener Grundzustand” bezieht sich spezieller auf einen Zustand, in dem der Motor in einem gleich bleibenden Zustand tätig ist, in dem beide Größen, Motordrehzahl und Befehlskraftstoffeinspritzmenge bzw. geforderte Kraftstoffeinspritzmenge, konstant sind und in dem ein vorgegebener Betriebsparameter, der eine Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit beeinflusst, bei einem vorgegebenem Wert, der basierend auf der Motordrehzahl und der Befehlskraftstoffeinspritzmenge bzw. geforderten Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt wird, gehalten wird.The base soot ejection amount calculating means is a means for calculating a base soot ejection amount, which is an ejection amount of soot discharged from an inside of a cylinder in a predetermined basic state of the internal combustion engine. More specifically, the term "predetermined ground state" refers to a state in which the engine operates in a steady state in which both magnitudes, engine speed and command fuel injection amount and fuel injection amount are constant, and in which a predetermined operating parameter having an im Cylinder flow rate influenced, at a predetermined value, which is determined based on the engine speed and the command fuel injection quantity and the required fuel injection quantity, respectively.

Das Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Indexberechnungsmittel ist ein Mittel für ein Berechnen eines Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index, der eine Größe einer Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit in dem gegenwärtigen Betriebszustand kennzeichnet. Es ist für den Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index nicht erforderlich, ein exakter Wert einer Strömungsgeschwindigkeit an einer spezifischen Position in einem Zylinder oder eine Durchschnittsströmungsgeschwindigkeit innerhalb des ganzen Zylinders zu sein. Es ist ausreichend, dass der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ein Index ist, der mengenmäßig kennzeichnet, ob die Verteilung der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit relativ zu einer Verteilung der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit in dem Grundzustand zu einer langsamen Seite abweicht oder zu einer schnellen Seite abweicht.The in-cylinder flow velocity index calculating means is a means for calculating an in-cylinder flow velocity index indicative of a magnitude of in-cylinder flow velocity in the current operating state. It is not necessary for the in-cylinder flow rate index to be an accurate value of a flow velocity at a specific position in a cylinder or an average flow velocity within the entire cylinder. It is sufficient that the in-cylinder flow rate index is an index that quantitatively indicates whether the distribution of in-cylinder Flow rate relative to a distribution of in-cylinder flow velocity in the ground state deviates to a slow side or deviates to a fast side.

Das Korrekturmittel ist ein Mittel für ein Erhalten einer Rußausstoßmenge durch ein Korrigieren einer Basisrußausstoßmenge basierend auf dem Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index. Je schneller die Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit ist, desto größer ist ein Grad, bis zu dem eine Diffusion von Kraftstoff fortschreitet und sich die Homogenität einer Kraftstoffkonzentration in dem Zylinder erhöht, und folglich wird eine Ausstoßmenge an Ruß, die von einem Inneren des Zylinders ausgestoßen wird, unterdrückt. Umgekehrt ist, je langsamer die Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit ist, desto kleiner ein Grad, bis zu dem eine Diffusion von Kraftstoff fortschreitet und wird folglich die Homogenität der Kraftstoffkonzentration in dem Zylinder gesenkt und, erhöht sich die Ausstoßmenge an Ruß, die von einem Inneren des Zylinders ausgestoßen wird. Deshalb ist spezieller das Korrekturmittel konfiguriert, so dass in einem Fall, in dem der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index kleiner als ein Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index (Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index in dem Grundzustand) ist, je kleiner der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, desto größer ein Grad ist, bis zu dem das Korrekturmittel die Rußausstoßmenge relativ zu der Basisrußausstoßmenge erhöht, und in einem Fall, in dem der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index größer als der Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, je größer der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, desto größer ein Grad ist, bis zu dem das Korrekturmittel die Rußausstoßmenge relativ zu der Basisrußausstoßmenge verringert.The correction means is a means for obtaining a soot discharge amount by correcting a base soot discharge amount based on the in-cylinder flow rate index. The faster the in-cylinder flow velocity is, the greater is a degree to which diffusion of fuel progresses and the homogeneity of a fuel concentration in the cylinder increases, and hence a discharge amount of soot discharged from an inside of the cylinder is suppressed. Conversely, the slower the in-cylinder flow velocity is, the smaller a degree to which diffusion of fuel progresses, and thus, the homogeneity of the fuel concentration in the cylinder is lowered, and the discharge amount of soot increases from the inside of the cylinder is ejected. Therefore, more specifically, the correction means is configured such that, in a case where the in-cylinder flow rate index is smaller than a basic in-cylinder flow rate index (in-cylinder flow rate index in the ground state), respectively is smaller than the in-cylinder flow rate index, the larger is a degree to which the correction means increases the soot discharge amount relative to the base soot discharge amount, and in a case where the in-cylinder flow rate index is larger than the basic one In cylinder flow rate index, the larger the in-cylinder flow rate index is, the larger is a degree to which the correction means reduces the soot discharge amount relative to the base soot discharge amount.

Gemäß dem Steuerungsapparat, der wie oben beschrieben konfiguriert ist, kann, da eine Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit, die die Homogenität einer Kraftstoffkonzentration im Inneren eines Zylinders beeinflusst, berücksichtigt wird, wenn eine Rußausstoßmenge geschätzt wird, die Rußausstoßmenge eines Verbrennungsmotors genau geschätzt werden.According to the control apparatus configured as described above, since an in-cylinder flow velocity that affects the homogeneity of a fuel concentration inside a cylinder is taken into account when a soot discharge amount is estimated, the soot discharge amount of an internal combustion engine can be accurately estimated.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist eine Ansicht, die die Konfiguration eines Motorsystems, an dem ein Steuerungsapparat einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird, darstellt, 1 Fig. 14 is a view illustrating the configuration of an engine system to which a control apparatus of an embodiment of the present invention is applied;

2 ist ein funktionales Blockschaltbild, das Funktionen, mit denen ein ECU ausgestattet ist, darstellt, 2 is a functional block diagram illustrating functions that an ECU is equipped with,

3 ist ein funktionales Blockschaltbild, das Details eines funktionalen Blocks für ein Schätzen einer Rußausstoßmenge zeigt, 3 Fig. 15 is a functional block diagram showing details of a functional block for estimating soot discharge amount;

4 ist ein Graph, der eine Relation zwischen einem Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index und einer Verteilung einer Wahrscheinlichkeitsdichte eines F/A-Verhältnisses zeigt, 4 FIG. 12 is a graph showing a relation between an in cylinder flow rate index and a distribution of a probability density of F / A ratio; FIG.

5 ist ein Graph, der eine Relation zwischen einer erzeugten Menge an Ruß und einem F/A-Verhältnis zeigt, und 5 FIG. 12 is a graph showing a relation between a generated amount of soot and an F / A ratio, and FIG

6 ist eine Ansicht, die eine Relation eines Lokal-reich-Korrekturkoeffizienten zu einem Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index, die in einem Lokal-reich-Korrekturkoeffizienten-Verzeichnis bzw. einer Lokal-reich-Korrekturkoeffizienten-Karte definiert ist, zeigt. 6 FIG. 12 is a view showing a relation of a local rich correction coefficient to an in-cylinder flow velocity index defined in a local rich correction coefficient map and a local rich correction coefficient map, respectively. FIG.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten AusführungsformDetailed description of the preferred embodiment

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hierunter mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

1. Konfiguration des Motorsystems1. Configuration of the engine system

1 ist eine Ansicht, die die Konfiguration eines Motorsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Ein Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Dieselmotor mit einem Turbolader (hierunter einfach als „Motor” bezeichnet). Vier Zylinder sind in Reihe in einem Hauptkörper 2 des Motors angeordnet und ein Kraftstoffeinspritzventil, das Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt, ist in jedem Zylinder bereitgestellt. Ein Ansaugkrümmer 4 und ein Abgaskrümmer 6 sind in dem Motorhauptkörper 2 installiert bzw. montiert. Ein Ansaugdurchgang 10, durch den Frischluft strömt, die von einem Luftreiniger 20 hineingezogen wird, ist mit dem Ansaugkrümmer 4 verbunden. Ein Kompressor 14 des Turboladers ist in dem Ansaugdurchgang 10 installiert bzw. montiert. Eine Dieseldrossel 24 ist stromabwärts des Kompressors 14 in dem Ansaugdurchgang 10 bereitgestellt. Ein Ladeluftkühler 22 ist zwischen dem Kompressor 14 und der Dieseldrossel 24 in dem Ansaugdurchgang 10 angeordnet. Ein Auslassdurchgang 12 für ein Freisetzen von Abgas, das von dem Motorhauptkörper 2 in die Atmosphäre bzw. Umgebung abgegeben wird, ist mit dem Abgaskrümmer 6 verbunden. Eine Turbine 16 des Turboladers ist in dem Auslassdurchgang 12 installiert bzw. montiert. Der Turbolader ist ein Variable-Verdrängung-Typ, in dem eine variable Düse 18 in der Turbine 16 bereitgestellt ist. Ein Oxidationskatalysator 25 und ein DPF 26 für ein Reinigen von Abgas sind stromabwärts der Turbine 16 in dem Auslassdurchgang 12 bereitgestellt. 1 FIG. 14 is a view illustrating the configuration of an engine system according to an embodiment of the present invention. FIG. An internal combustion engine according to the present embodiment is a turbocharged diesel engine (hereinafter simply referred to as "engine"). Four cylinders are in series in a main body 2 of the engine and a fuel injection valve that injects fuel directly into a cylinder is provided in each cylinder. An intake manifold 4 and an exhaust manifold 6 are in the engine main body 2 installed or mounted. An intake passage 10 through which fresh air is flowing, from an air purifier 20 is involved with the intake manifold 4 connected. A compressor 14 of the turbocharger is in the intake passage 10 installed or mounted. A diesel throttle 24 is downstream of the compressor 14 in the intake passage 10 provided. A charge air cooler 22 is between the compressor 14 and the diesel throttle 24 in the intake passage 10 arranged. An outlet passage 12 for releasing exhaust gas discharged from the engine main body 2 is discharged into the atmosphere or environment is with the exhaust manifold 6 connected. A turbine 16 of the turbocharger is in the exhaust passage 12 installed or mounted. The turbocharger is a variable displacement type in which a variable nozzle 18 in the turbine 16 is provided. An oxidation catalyst 25 and a DPF 26 for purifying exhaust gas are downstream of the turbine 16 in the outlet passage 12 provided.

Der Motor gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit einem EGR-Apparat (EGR, exhaust gas recirculation) bzw. Abgasrückführungsapparat, der Abgas von dem Auslasssystem zu dem Ansaugsystem zurückführt, ausgestattet. Der EGR-Apparat ist durch einen EGR-Durchgang 30 mit einer Position auf der stromabwärts gelegenen Seite der Dieseldrossel 24 in dem Ansaugdurchgang 10 und mit dem Abgaskrümmer 6 verbunden. Ein EGR-Ventil 32 ist in dem EGR-Durchgang 30 bereitgestellt. Ein EGR-Kühler 34 ist auf der Auslassseite des EGR-Ventils 32 in dem EGR-Durchgang 30 bereitgestellt. Ein Umgehungsdurchgang 36, der den EGR-Kühler 34 umgeht, ist in dem EGR-Durchgang 30 bereitgestellt. Ein Umgehungsventil 38, das eine Richtung wechselt, in die Abgas strömt, ist an einer Stelle bereitgestellt, an der der Umgehungsdurchgang 36, der von dem EGR-Durchgang 30 abgezweigt ist, wieder mit dem EGR-Durchgang 30 zusammenläuft. The engine according to the present embodiment is equipped with an exhaust gas recirculation (EGR) apparatus that recirculates exhaust gas from the exhaust system to the intake system. The EGR apparatus is through an EGR passage 30 with a position on the downstream side of the diesel throttle 24 in the intake passage 10 and with the exhaust manifold 6 connected. An EGR valve 32 is in the EGR passage 30 provided. An EGR cooler 34 is on the outlet side of the EGR valve 32 in the EGR passage 30 provided. A bypass passage 36 who has the EGR cooler 34 is in the EGR passage 30 provided. A bypass valve 38 that changes a direction in which exhaust gas flows is provided at a position where the bypass passage 36 from the EGR passage 30 is branched off, again with the EGR passage 30 converges.

Der Motor gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält Messwertgeber an verschiedenen Orten. Ein Luftströmungsmesswertgeber 54, der mit einem Feuchtigkeitsmesswertgeber ausgestattet ist, ist direkt stromabwärts von dem Luftreiniger 20 in dem Ansaugdurchgang 10 installiert bzw. montiert. Ein Differentialdruckmesswertgeber 58, der ein Signal in Übereinstimmung mit einer Druckdifferenz zwischen vor und nach dem DPF 26 bzw. zwischen Druck vor und Druck nach dem DPF 26 ausgibt, und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnismesswertgeber 60 des Grenzstromtyps, der ein Signal in Übereinstimmung mit einer Sauerstoffkonzentration von Abgas ausgibt, das durch den DPF 26 hindurchgeht, sind in dem Auslassdurchgang 12 installiert bzw. montiert. Der Motor enthält ebenfalls einen Kurbelmesswertgeber 52, der eine Umdrehung einer Kurbelwelle erfasst, und einen Beschleunigeröffnungsgradmesswertgeber 56, der ein Signal in Übereinstimmung mit einem Öffnungsgrad eines Gaspedals ausgibt, und dergleichen.The engine according to the present embodiment includes transducers at different locations. An air flow sensor 54 equipped with a humidity transmitter, is located directly downstream of the air purifier 20 in the intake passage 10 installed or mounted. A differential pressure transmitter 58 which produces a signal in accordance with a pressure difference between before and after the DPF 26 or between pressure before and pressure after the DPF 26 and an air-to-fuel ratio transmitter 60 of the limiting current type that outputs a signal in accordance with an oxygen concentration of exhaust gas passing through the DPF 26 pass through are in the outlet passage 12 installed or mounted. The engine also contains a crank transducer 52 detecting a revolution of a crankshaft and an accelerator opening degree transmitter 56 which outputs a signal in accordance with an opening degree of an accelerator pedal, and the like.

Das Motorsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält ein ECU bzw. elektronische Steuereinheit (ECU, electronic control unit) 50. Das ECU 50 ist ein Steuerungsapparat, der eine Gesamtsteuerung des ganzen Motorsystems durchführt und enthält zumindest eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle, eine CPU bzw. zentrale Recheneinheit (CPU, central processing unit), ein ROM bzw. Festwertspeicher bzw. Nur-Lese-Speicher (ROM, read-only memory) und ein RAM bzw. Direktzugriffsspeicher (RAM, random-access memory). Die Eingabe-/Ausgabeschnittstelle ist bereitgestellt, um die Messwertgebersignale von verschiedenen Messwertgebern, die in dem Motor installiert bzw. montiert sind, sowie eines Fahrzeugs, in dem der Motor eingebaut ist, aufzunehmen und um ebenso Betätigungssignale an Aktuatoren, die der Motor enthält, auszugeben. Die Aktuatoren, die durch den ECU 50 betätigt werden, enthalten die variable Düse 18, das Kraftstoffeinspritzventil 8, das EGR-Ventil 32 und die Dieseldrossel 24. Verschiedene Steuerungsprogramme und Verzeichnisse bzw. Karten für ein Steuern des Motors sind in dem ROM gespeichert. Die CPU liest ein Steuerungsprogramm von dem ROM aus und führt das Steuerungsprogramm aus, und erzeugt Betätigungssignale basierend auf Messwertgebersignalen, die aufgenommen wurden.The engine system according to the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit). 50 , The ECU 50 is a control apparatus that performs overall control of the whole engine system and includes at least one input / output interface, a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM) -only memory) and a random access memory (RAM). The input / output interface is provided to receive the transmitter signals from various transducers installed in the engine as well as a vehicle in which the engine is installed, and also to output actuation signals to actuators including the engine , The actuators, by the ECU 50 operated, contain the variable nozzle 18 , the fuel injector 8th , the EGR valve 32 and the diesel throttle 24 , Various control programs and directories for controlling the motor are stored in the ROM. The CPU reads a control program from the ROM and executes the control program, and generates actuation signals based on transmitter signals that have been recorded.

2. In dem ECU 50 bereitgestellte Funktionen2. In the ECU 50 provided functions

Die Funktionen, mit denen das ECU 50 ausgestattet ist, enthalten eine Rußausstoßmengenschätzungsfunktion für ein Schätzen einer Ausstoßmenge an Ruß, die von einem Inneren eines Zylinders während einem Betrieb des Motors ausgestoßen wird, unter Verwendung eines On-Board-Schätzungsmodells bzw. Bordnetzwerkschätzungsmodells, das virtuell konstruiert ist, und eine Katalysatorsteuerungsfunktion für ein Durchführen einer Katalysatorregeneration und einer Fehlerdiagnose unter Verwendung einer geschätzten Rußausstoßmenge. 2 ist ein funktionales Blockschaltbild, das Funktionen, mit denen das ECU 50 ausgestattet ist, darstellt. Ein Rußmodell 100, das in 2 zu sehen ist, ist ein funktionaler Block, in dem eine Rußausstoßmengenschätzung durchgeführt wird. Betriebsbedingungen, wie beispielsweise die Motordrehzahl, die Kraftstoffeinspritzmenge, die Ansaug-O2-Konzentration, die spezifische Wärme und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, werden dem Rußmodell 100 zugeführt, um eine Modellberechnung durchzuführen, und eine Schätzung einer Ausstoßmenge an Ruß wird damit durchgeführt. Ein Katalysatorsteuerungsblock 300, der in 2 zu sehen ist, ist ein funktionaler Block für ein Durchführen einer Katalysatorsteuerung. In dem Katalysatorsteuerungsblock 300 wird eine Regenerationssteuerung oder Fehlerdiagnose des DPF 26 durchgeführt, wobei eine Ausstoßmenge an Ruß, die durch die Rußausstoßmengenschätzung geschätzt wurde, verwendet wird. Man nehme zur Kenntnis, dass mit Hinblick auf diese Katalysatorsteuerungen Techniken für ein Durchführen der Katalysatorsteuerungen bereits in einer großen Menge an bekannter Literatur vorgeschlagen wurden und deshalb eine ausführliche Beschreibung von solchen Katalysatorsteuerungen von der vorliegenden Beschreibung weggelassen wird.The functions with which the ECU 50 is equipped with a soot ejection amount estimation function for estimating an ejection amount of soot discharged from an inside of a cylinder during operation of the engine, using an on-board estimation model that is virtually constructed, and a catalyst control function for a soot Performing a catalyst regeneration and a fault diagnosis using an estimated soot discharge amount. 2 is a functional block diagram showing the functions that the ECU uses 50 is equipped. A soot model 100 , this in 2 is a functional block in which soot ejection amount estimation is performed. Operating conditions such as engine speed, fuel injection amount, intake O 2 concentration, specific heat, and air-fuel ratio become the soot model 100 is supplied to perform a model calculation, and an estimation of a discharge amount of soot is performed therewith. A catalyst control block 300 who in 2 is a functional block for performing a catalyst control. In the catalyst control block 300 is a regeneration control or fault diagnosis of the DPF 26 wherein a discharge amount of soot estimated by the soot discharge amount estimation is used. It should be noted that in view of these catalyst controls, techniques for carrying out the catalyst control have been proposed already in a large amount of known literature, and therefore a detailed description of such catalyst control is omitted from the present description.

3. Rußausstoßmengenschätzung3. Soot output estimate

Das Rußmodell 100 enthält eine Funktion für ein Schätzen einer Rußausstoßmenge (mg/s) pro Einheit Zeit, die von einem Inneren eines Zylinders während einem Motorbetrieb ausgestoßen wird. 3 ist ein Steuerungsblockschaltbild, in dem ein funktionaler Block für ein Schätzen einer Rußausstoßmenge, die von einem Inneren eines Zylinders ausgestoßen wird, aus inmitten der Schätzungsfunktionen des Rußmodells 100 gewonnen wird bzw. aus einer Schätzungsfunktion oder mehreren Schätzungsfunktionen unter den Schätzungsfunktionen des Rußmodells 100 gewonnen wird. Hierunter wird eine Modellkonfiguration für ein Schätzen einer Rußausstoßmenge ausführlich mit Bezug auf 3 beschrieben.The soot model 100 includes a function of estimating soot discharge amount (mg / s) per unit time ejected from an inside of a cylinder during engine operation. 3 FIG. 12 is a control block diagram in which a functional block for estimating a soot discharge amount ejected from an inside of a cylinder is shown in FIG Estimation functions of the soot model 100 or one or more estimation functions among the estimation functions of the soot model 100 is won. Hereunder, a model configuration for estimating a soot discharge amount will be described in detail with reference to FIG 3 described.

Das Rußmodell 100, das in 3 dargestellt ist, enthält ein Basisrußverzeichnis bzw. eine Basisrußkarte 101, eine Basis-A/F-Berechnungseinheit bzw. Basis-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Berechnungseinheit (A/F, air/fuel-ratio) 102, eine Gegenwärtiges-A/F-Berechnungseinheit 103, eine Basisansaug-O2-Konzentration-Berechnungseinheit 104, eine Gegenwärtige-Ansaug-O2-Konzentration-Berechnungseinheit 105, eine Übergangskorrekturkoeffizient-Berechnungseinheit 106, eine Spezifische-Wärme-Korrekturkoeffizient-Berechnungseinheit 107, eine Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Indexberechnungseinheit 118, eine Lokal-Reich-Korrekturkoeffizient-Berechnungseinheit 108 und eine Umgebungskorrektureinheit 120, und arithmetische Einheiten 111, 112, 113, 114, 115 und 116.The soot model 100 , this in 3 contains a base soot list 101 , a basic A / F calculation unit (A / F, air / fuel ratio) 102 , a present A / F calculation unit 103 , a base suction O2 concentration calculation unit 104 , a present intake O 2 concentration calculating unit 105 , a transient correction coefficient calculating unit 106 , a specific heat correction coefficient calculating unit 107 , an in-cylinder flow velocity index calculation unit 118 , a local realm correction coefficient calculation unit 108 and an environment correction unit 120 , and arithmetic units 111 . 112 . 113 . 114 . 115 and 116 ,

In dem Basisrußverzeichnis bzw. der Basisrußkarte 101 ist basierend auf der Voraussetzung, dass Betriebsparameter (Einspritzdruck von Kraftstoff, Wirbel- bzw. Verwirbelungsverhältnis, Turboladerdruck und dergleichen), die eine Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit (das heißt, eine Strömungsgeschwindigkeit einer Luftströmung, die im Inneren eines Zylinders erzeugt wird) beeinflussen, jeweils bei entsprechenden Werten sind, die zuvor festgesetzt wurden, eine Basisrußausstoßmenge, die ein Grundwert (das heißt, ein Wert in einem gleich bleibenden Zustand) einer Menge an Ruß ist, die von einem Inneren eines Zylinders ausgestoßen wird, einer Motordrehzahl und einer Befehlskraftstoffeinspritzmenge bzw. geforderten Kraftstoffeinspritzmenge zugeordnet. Durch Absuchen des Basisrußverzeichnisses bzw. der Basisrußkarte 101 unter Verwendung einer Motordrehzahl „Ne”, die basierend auf einem Signal von dem Kurbelmesswertgeber 52 gemessen wird, und einer Befehlskraftstoffeinspritzmenge bzw. geforderten Kraftstoffeinspritzmenge „Q” des Kraftstoffeinspritzventils 8 als ein Argument bzw. Parameter wird eine Basisrußausstoßmenge in dem gegenwärtigen Betriebsbereich (das heißt, einem Betriebsbereich, der basierend auf der Kraftstoffeinspritzmenge „Q” und der Motordrehzahl „Ne” definiert ist) berechnet.In the base soot list or base soot card 101 is based on the premise that operating parameters (injection pressure of fuel, swirling ratio, turbocharger pressure and the like) affecting an in-cylinder flow velocity (that is, a flow velocity of an air flow generated inside a cylinder) respectively at respective values previously set, a base soot discharge amount that is a basic value (that is, a value in a steady state) of an amount of soot discharged from an inside of a cylinder, an engine speed, and a command fuel injection amount assigned required fuel injection quantity. By searching the base soot list or the base soot card 101 using an engine speed "Ne" based on a signal from the crank transducer 52 and a command fuel injection amount "Q" of the fuel injection valve 8th as an argument, a basic soot discharge amount is calculated in the current operating range (that is, an operating range defined based on the fuel injection amount "Q" and the engine speed "Ne").

Die Basis-A/F-Berechnungseinheit 102 berechnet ein Basis-A/F, das ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, das als eine Referenz in dem gegenwärtigen Betriebsbereich dient, durch ein Nehmen bzw. Annehmen einer Zielfrischluftmenge und der Befehlskraftstoffeinspritzmenge bzw. geforderten Kraftstoffeinspritzmenge „Q” als Eingabewerte. Ein Verhältnis zwischen der Zielfrischluftmenge und der Befehlskraftstoffeinspritzmenge bzw. geforderten Kraftstoffeinspritzmengen wird als das Basis-A/F berechnet. Die Zielfrischluftmenge ist eine Frischluftmenge, die als ein Ziel in dem gegenwärtigen Betriebsbereich angenommen wird, und wird unter Verwendung eines Verzeichnisses bzw. einer Karte, in dem bzw. der die Relation der Zielfrischluftmenge mit Bezug auf die Motordrehzahl und die Befehlskraftstoffeinspritzmenge bzw. geforderte Kraftstoffeinspritzmenge definiert ist, berechnet.The basic A / F calculation unit 102 calculates a basic A / F which is an air-fuel ratio serving as a reference in the current operating range by taking a target fresh air amount and the command fuel injection amount "Q" as input values. A ratio between the target fresh air amount and the command fuel injection amount or demanded fuel injection amounts is calculated as the base A / F. The target fresh air amount is a fresh air amount adopted as a target in the current operating range, and is defined by using a map in which the relation of the target fresh air amount with respect to the engine rotational speed and the command fuel injection amount and demanded fuel injection amount, respectively is calculated.

Die Gegenwärtiges-A/F-Berechnungseinheit 103 berechnet ein gegenwärtiges A/F, das ein geschätzter Wert des gegenwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist, durch ein Nehmen bzw. Annehmen einer Frischluftmenge „Ga”, die durch den Luftströmungsmesswertgeber 54 gemessen wird, und der Befehlskraftstoffeinspritzmenge bzw. geforderten Kraftstoffeinspritzmenge „Q” als Eingabewerte. Ein Verhältnis zwischen der gemessenen Frischluftmenge und der Befehlskraftstoffeinspritzmenge bzw. geforderten Kraftstoffeinspritzmenge wird als das gegenwärtige A/F berechnet. Man nehme zur Kenntnis, dass einem Fall, in dem eine Altersverschlechterung in dem Motorhauptkörper 2 oder dergleichen vorgekommen ist, in einigen Fällen das gegenwärtige A/F von dem eigentlichen A/F abweicht. Deshalb spiegelt die Gegenwärtiges-A/F-Berechnungseinheit 103 einen A/F-erlernten Wert in dem gegenwärtigen A/F wieder, so dass eine Differenz zwischen dem eigentlichen A/F, der durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Messwertgeber 60 gemessen wird, und dem gegenwärtigen A/F beseitigt werden kann. Man nehme zur Kenntnis, dass der A/F-erlernte Wert in einer Routine für eine Regelung getrennt berechnet wird.The current A / F calculation unit 103 calculates a current A / F which is an estimated value of the current air-fuel ratio by taking a fresh air amount "Ga" received by the air flow sensor 54 and the command fuel injection amount "Q" as input values. A ratio between the measured fresh air amount and the command fuel injection amount is calculated as the current A / F. Note that in a case where age deterioration in the engine main body 2 or the like, in some cases the current A / F deviates from the actual A / F. Therefore, the current A / F calculation unit reflects 103 an A / F learned value in the current A / F, such that a difference between the actual A / F detected by the air-fuel ratio transmitter 60 is measured, and the current A / F can be eliminated. Note that the A / F learned value is calculated separately in a routine for a control.

Die Basisansaug-O2-Konzentration-Berechnungseinheit 104 berechnet eine Basis-Ansaug-O2-Konzentration (wt%), die ein Grundwert einer Sauerstoffkonzentration ist, die in dem gegenwärtigen Betriebsbereich in einer Ansauglauft enthalten ist, durch ein Nehmen bzw. Annehmen einer Ziel-EGR-Rate und des Basis-A/F als Eingabewerte. Ein relationaler Ausdruck bzw. Verhältnisausdruck zwischen der EGR-Rate, dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und der Sauerstoffkonzentration wird in einer Berechnung der Basisansaug-O2-Konzentration verwendet. Die Ziel-EGR-Rate ist eine EGR-Rate, die als ein Ziel in dem gegenwärtigen Betriebsbereich verwendet wird, und wird unter Verwendung eines Verzeichnisses bzw. einer Karte, in dem bzw. der die Relation der Ziel-EGR-Rate mit Bezug auf die Motordrehzahl und eine Befehlskraftstoffeinspritzmenge bzw. geforderte Kraftstoffeinspritzmenge definiert ist, berechnet.The basic suction O2 concentration calculation unit 104 calculates a basic intake O 2 concentration (wt%), which is a basic value of an oxygen concentration contained in the current operating region in an intake run, by taking a target EGR rate and the base A / F as input values. A relational expression between the EGR rate, the air-fuel ratio, and the oxygen concentration is used in a calculation of the basic intake O 2 concentration. The target EGR rate is an EGR rate used as a destination in the current operation area, and is determined by using a map in which the relation of the target EGR rate with respect to engine speed and a command fuel injection quantity or fuel injection quantity is calculated.

Die Gegenwärtige-Ansaug-O2-Konzentration-Berechnungseinheit 105 berechnet eine gegenwärtige Ansaug-O2-Konzentration, die ein geschätzter Wert der Ansaug-O2-Konzentration zu der gegenwärtigen Zeit bzw. dem gegenwärtigen Zeitpunkt ist, unter Verwendung derselben Art eines relationalen Ausdrucks bzw. Verhältnisausdrucks wie dem relationalen Ausdruck bzw. Verhältnisausdruck, der für ein Berechnen der Basis-Ansaug-O2-Konzentration verwendet wird, durch ein Nehmen bzw. Annehmen einer gegenwärtigen EGR-Rate und des gegenwärtigen A/F, das durch die Gegenwärtiges-A/F-Berechnungseinheit 103 berechnet wird, als Eingabewerte. Die gegenwärtige EGR-Rate wird basierend auf einer Frischluftmenge, die durch den Luftströmungsmesswertgeber 54 gemessen wird, und einer Im-Zylinder-Gasmenge, die durch ein beliebiges bekanntes Verfahren erlangt wird, berechnet.The present intake O 2 concentration calculation unit 105 calculates a current intake O2 concentration, the one is the estimated value of the intake O 2 concentration at the present time using the same kind of relational expression as the relational expression used for calculating the basic intake O 2 concentration by taking a current EGR rate and the current A / F by the current A / F calculation unit 103 is calculated as input values. The current EGR rate is determined based on an amount of fresh air flowing through the air flow transducer 54 and an in-cylinder gas amount obtained by any known method.

Die arithmetische Einheit 111 berechnet ein A/F-Verhältnis, das als eine Eingabe für die Übergangskorrekturkoeffizient-Berechnungseinheit 106 verwendet wird. Das A/F-Verhältnis wird als ein Verhältnis von dem gegenwärtigen A/F, das durch die Gegenwärtiges-A/F-Berechnungseinheit 103 berechnet wird, zu dem Basis-A/F, das durch die Basis-A/F-Berechnungseinheit 102 berechnet wird, berechnet.The arithmetic unit 111 calculates an A / F ratio indicative of an input to the transient correction coefficient calculation unit 106 is used. The A / F ratio is expressed as a ratio of the current A / F generated by the current A / F calculation unit 103 is calculated to the base A / F by the basic A / F calculation unit 102 is calculated, calculated.

Die arithmetische Einheit 112 berechnet eine korrigierte Ansaug-O2-Konzentration durch ein Multiplizieren der gegenwärtigen Ansaug-O2-Konzentration, die bei der Gegenwärtige-Ansaug-O2-Konzentration-Berechnungseinheit 105 berechnet wird, mit einem Ansaug-O2-Konzentration-Korrekturwert. Der Ansaug-O2-Konzentration-Korrekturwert ist ein Korrekturkoeffizient für ein Korrigieren der Ansaug-O2-Konzentration gemäß der Feuchtigkeit und wird als ein Verhältnis aus einer Trocken-Ansaug-O2-Konzentration relativ zu der Basis-Ansaug-O2-Konzentration definiert bzw. als ein Anteil einer Trocken-Ansaug-O2-Konzentration an der Basis-Ansaug-O2-Konzentration definiert. Die Basis-Ansang-O2-Konzentration ist ein Grundwert der Ansaug-O2-Konzentration in dem gegenwärtigen Betriebsbereich, der basierend auf der Motordrehzahl und der Befehlskraftstoffeinspritzmenge bzw. geforderten Kraftstoffeinspritzmenge definiert ist, und wird basierend auf einem Verzeichnis bzw. einer Karte, das bzw. die im Voraus vorbereitet wurde, berechnet. Die Trocken-Ansaug-O2-Konzentration ist eine Ansaug-O2-Konzentration, die basierend auf einer Trockenluftmenge, die basierend auf einer Frischluftmenge und einer absoluten Feuchtigkeit berechnet wird, die durch den Luftströmungsmesswertgeber 54 gemessen werden, der mit einem Feuchtigkeitsmesswertgeber ausgestattet ist, der Im-Zylinder-Gasmenge, die durch ein beliebiges bekanntes Verfahren erlangt wird, und dem gegenwärtigen A/F berechnet wird.The arithmetic unit 112 calculates a corrected intake O2 concentration by multiplying the current intake O2 concentration by the current intake O2 concentration calculation unit 105 is calculated with an intake O2 concentration correction value. The intake O 2 concentration correction value is a correction coefficient for correcting the intake O 2 concentration according to the humidity, and is defined as a ratio of a dry intake O 2 concentration relative to the base intake O 2 concentration. is defined as a proportion of a dry intake O2 concentration at the base intake O2 concentration. The basic intake O 2 concentration is a basic value of the intake O 2 concentration in the current operating range, which is defined based on the engine speed and the command fuel injection amount and the required fuel injection amount, respectively, and is determined based on a map or map, respectively that has been prepared in advance. The dry intake O2 concentration is an intake O2 concentration calculated based on a dry air amount calculated based on a fresh air amount and an absolute humidity detected by the air flow sensor 54 which is equipped with a humidity transducer, the in-cylinder gas amount obtained by any known method and the current A / F is calculated.

Die arithmetische Einheit 113 berechnet ein Ansaug-O2-Konzentrationsverhältnis, das als eine Eingabe für die Übergangskorrekturkoeffizient-Berechnungseinheit 106 verwendet wird. Das Ansaug-O2-Konzentrationsverhältnis wird als ein Verhältnis aus der korrigierten Ansaug-O2-Konzentration, die durch die arithmetische Einheit 112 berechnet wird, zu der Basisansaug-O2-Konzentration, die durch die Basisansaug-O2-Konzentration-Berechnungseinheit 104 berechnet wird, berechnet.The arithmetic unit 113 calculates a suction O2 concentration ratio serving as an input to the transient correction coefficient calculating unit 106 is used. The intake O 2 concentration ratio is expressed as a ratio of the corrected intake O 2 concentration passing through the arithmetic unit 112 is calculated to be the base intake O 2 concentration determined by the base intake O 2 concentration calculation unit 104 is calculated, calculated.

Die Übergangskorrekturkoeffizient-Berechnungseinheit 106 berechnet einen Übergangskorrekturkoeffizienten für ein Korrigieren einer Erhöhung oder Verringerung einer Rußausstoßmenge während einer Übergangszeit mit Bezug auf die Basisrußausstoßmenge, die eine Rußausstoßmenge ist, wenn sich der Motor in einem gleich bleibenden Zustand befindet, durch ein Nehmen bzw. Annehmen des A/F-Verhältnisses, das durch die arithmetische Einheit 111 berechnet wird, und des Ansaug-O2-Konzentrationsverhältnisses, das durch die arithmetische Einheit 113 berechnet wird, als Eingabewerte. Ein Verzeichnis bzw. eine Karte, in dem bzw. in der Übergangskorrekturkoeffizienten A/F-Verhältnisse und Ansaug-O2-Konzentrationsverhältnisse zugeordnet sind, wird für eine Berechnung des Übergangskorrekturkoeffizienten verwendet.The transition correction coefficient calculation unit 106 calculates a transient correction coefficient for correcting an increase or decrease of a soot discharge amount during a transitional period with respect to the base soot discharge amount, which is a soot discharge amount when the engine is in a steady state, by taking the A / F ratio; that through the arithmetic unit 111 is calculated, and the suction O2 concentration ratio by the arithmetic unit 113 is calculated as input values. A map in which the transient correction coefficients are assigned A / F ratios and intake O2 concentration ratios is used for calculation of the transient correction coefficient.

Bei der arithmetischen Einheit 114 wird eine Rußausstoßmenge nach einer Übergangskorrektur durch ein Multiplizieren der Basisrußausstoßmenge, die mittels dem Basisrußverzeichnis bzw. der Basisrußkarte 101 berechnet wird, mit dem Übergangskorrekturkoeffizienten, der durch die Übergangskorrekturkoeffizient-Berechnungseinheit 106 berechnet wird, berechnet. Durch Verwenden eines Übergangkorrekturkoeffizienten, der auf einem A/F-Verhältnis und einem Ansaug-O2-Konzentrationsverhältnis basiert, die jeweilig auf dem Basis-A/F und der Basisansaug-O2-Konzentration basieren, kann eine Rußausstoßmenge berechnet werden, die auf der Basisrußausstoßmenge basiert und ebenso den Einfluss von Übergangsänderungen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und der Ansaug-O2-Konzentration berücksichtigt.At the arithmetic unit 114 A soot ejection amount after a transient correction is multiplied by multiplying the base soot ejection amount by the base soot chart and the base soot chart, respectively 101 is calculated with the transition correction coefficient obtained by the transition correction coefficient calculation unit 106 is calculated, calculated. By using a transient correction coefficient based on an A / F ratio and an intake O 2 concentration ratio based on the base A / F and the base intake O 2 concentration, respectively, a soot discharge amount based on the base soot discharge amount can be calculated and also takes into account the influence of transient changes in air-fuel ratio and intake O2 concentration.

Die Spezifische-Wärme-Korrekturkoeffizient-Berechnungseinheit 107 erhält eine Eingabe eines Spezifische-Wärme-Korrekturwerts und berechnet einen Spezifische-Wärme-Korrekturkoeffizienten. Ein Verzeichnis bzw. eine Karte, in dem bzw. in der Spezifische-Wärme-Korrekturkoeffizienten Spezifische-Wärme-Korrekturwerte zugeordnet sind, wird verwendet, um den Spezifische-Wärme-Korrekturkoeffizienten zu berechnen. Der Spezifische-Wärme-Korrekturwert ist ein Korrekturwert für ein Korrigieren der spezifischen Wärme von Ansaugluft in Übereinstimmung mit der Feuchtigkeit und wird als ein Verhältnis aus der spezifischen Wärme der gegenwärtigen Ansaugluft relativ zu der basisspezifischen Wärme definiert bzw. dem Anteil der spezifischen Wärme der gegenwärtigen Ansaugluft an der basisspezifischen Wärme definiert. Die basisspezifische Wärme ist ein Grundwert der spezifischen Wärme der Ansaugluft in dem gegenwärtigen Betriebsbereich, der basierend auf der Motordrehzahl und der Befehlskraftstoffeinspritzmenge bzw. geforderten Kraftstoffeinspritzmenge definiert ist, und wird basierend auf einem Verzeichnis bzw. einer Karte, das bzw. die im Voraus vorbereitet wird, berechnet. Die spezifische Wärme der gegenwärtigen Ansaugluft wird basierend auf dem Molekulargewicht und der spezifischen Wärme von Frischluft (Feuchtluft), die unter Verwendung einer Frischluftmenge und absoluten Feuchtigkeit berechnet wird, die durch den Luftströmungsmesswertgeber 54 gemessen werden, der mit einem Feuchtigkeitsmesswertgeber ausgestattet ist, und dem Molekulargewicht und der spezifischen Wärme von EGR-Gas berechnet. Ein Verzeichnis bzw. eine Karte, in dem bzw. in der Spezifische-Wärme-Koeffizienten Spezifische-Wärme-Korrekturwerte zugeordnet sind, wird verwendet, um den Spezifische-Wärme-Korrekturkoeffizienten zu berechnen.The specific heat correction coefficient calculation unit 107 receives an input of a specific heat correction value and calculates a specific heat correction coefficient. A map in which specific heat correction coefficients are associated with specific heat correction values is used to calculate the specific heat correction coefficient. The specific heat correction value is a correction value for correcting the specific heat of intake air in accordance with the humidity, and is defined as a ratio of the specific heat of the present intake air relative to the base-specific heat and the portion of the specific heat of the present intake air, respectively defined at the base-specific heat. The base-specific heat is a basic value of the specific heat of the intake air in the current operating range, which is defined based on the engine speed and the command fuel injection amount and the required fuel injection amount, respectively, and is prepared based on a map prepared in advance , calculated. The specific heat of the present intake air is calculated based on the molecular weight and the specific heat of fresh air (wet air) calculated using an amount of fresh air and absolute humidity passing through the air flow transducer 54 which is equipped with a humidity transducer and the molecular weight and specific heat of EGR gas are calculated. A map in which specific heat coefficients are associated with specific heat correction values is used to calculate the specific heat correction coefficient.

In der arithmetischen Einheit 115 wird der Spezifische-Wärme-Korrekturkoeffizient, der durch die Spezifische-Wärme-Korrekturkoeffizient-Berechnungseinheit 107 berechnet wird, mit der Rußausstoßmenge nach einer Übergangskorrektur, die durch die arithmetische Einheit 114 berechnet wird, multipliziert. Eine Rußausstoßmenge, die von einem inneren eines Zylinders ausgestoßen wird, ändert sich gemäß der Feuchtigkeit von Ansaugluft, die in den Zylinder hineingezogen wird. Eine Änderung der spezifischen Wärme von Ansaugluft aufgrund von Feuchtigkeit ist zusammen mit einer Änderung der Ansaug-O2-Konzentration aufgrund von Feuchtigkeit eine Hauptursache einer Änderung der Rußausstoßmenge aufgrund von Feuchtigkeit. Durch ein Korrigieren der Rußausstoßmenge mittels des Spezifische-Wärme-Korrekturkoeffizienten kann eine Rußausstoßmenge, für die der Einfluss von Feuchtigkeit berücksichtigt wird, berechnet werden.In the arithmetic unit 115 becomes the specific heat correction coefficient obtained by the specific heat correction coefficient calculation unit 107 is calculated, with the Rußausstoßmenge after a transition correction by the arithmetic unit 114 is calculated multiplied. A soot discharge amount discharged from an inside of a cylinder changes according to the humidity of intake air drawn into the cylinder. A change in the specific heat of intake air due to moisture together with a change in the suction O 2 concentration due to moisture is a major cause of a change in the soot discharge amount due to moisture. By correcting the soot discharge amount by means of the specific heat correction coefficient, a soot discharge amount for which the influence of moisture is taken into account can be calculated.

Die Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Indexberechnungseinheit 118 berechnet einen Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeits-Index, der die Größe einer Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit unter den gegenwärtigen Betriebsbedingungen kennzeichnet, durch ein Nehmen bzw. Annehmen von Betriebsparametern, die die Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit beeinflussen, wie beispielsweise einem Einspritzdruck des Kraftstoffeinspritzventils 8, einem Turboladerdruck, der ein Druck innerhalb des Ansaugkrümmers 4 ist, und eines Wirbel- bzw. Verwirbelungsverhältnis, das durch ein nicht gezeigtes Wirbel- bzw. Verwirbelungssteuerungsventil gesteuert wird, als Eingabewerte. Der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist ein dimensionsloser Index, der mengenmäßig zeigt, bis zu welchem Ausmaß die Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des ganzen Zylinders zu einer langsamen Seite abweicht oder zu einer schnellen Seite abweicht, im Vergleich zu der Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit in dem Grundzustand. Die Größe der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit wird abhängig von einer Relation unter einer Vielzahl von oben beschriebenen Betriebsparametern komplex bestimmt. Ein Verzeichnis bzw. eine Karte (Verzeichnis bzw. Karte, das bzw. die durch Experimentieren erhalten wird), in dem bzw. der dem Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index diese Betriebsparameter zugeordnet sind, wird für eine Berechnung des Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index verwendet.The in-cylinder flow velocity index calculation unit 118 calculates an in-cylinder flow rate index indicative of the magnitude of in-cylinder flow velocity under the current operating conditions by taking on operating parameters that affect the in-cylinder flow rate, such as an injection pressure of the fuel injection valve 8th , a turbocharger pressure, which is a pressure within the intake manifold 4 and a swirl ratio controlled by a not-shown swirl control valve as input values. The in-cylinder flow rate index is a dimensionless index that quantitatively shows to what extent the distribution of the flow velocity within the entire cylinder deviates to a slow side or deviates to a fast side compared to the distribution of the flow velocity in the cylinder ground state. The magnitude of the in-cylinder flow velocity is determined complex depending on a relation among a plurality of operating parameters described above. A map (map obtained by experimentation) in which the in-cylinder flow rate index is assigned these operating parameters is used for calculating the in-cylinder flow velocity Index used.

Den Betriebsparametern, wie beispielsweise dem Einspritzdruck, dem Turboladerdruck und dem Wirbel- bzw. Verwirbelungsverhältnis, die für eine Berechnung des Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index verwendet werden, sind die Motordrehzahl und die Befehlskraftstoffeinspritzmenge bzw. geforderte Kraftstoffeinspritzmenge zugeordnet und sind diese auf Werte festgesetzt, die sich in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl und der Befehlskraftstoffeinspritzmenge bzw. geforderten Kraftstoffeinspritzmenge befinden. Die Basisrußausstoßmenge, die basierend auf dem vorgenannten Basisrußverzeichnis bzw. der vorgenannten Basisrußkarte 101 berechnet wird, ist eine Ausstoßmenge an Ruß, die basierend auf der Voraussetzung berechnet wird, dass diese Betriebsparameter bei vorgegebenem Wert bzw. bei vorgegebenen Werten gehalten werden, die basierend auf der Motordrehzahl und der Befehlskraftstoffeinspritzmenge bzw. geforderten Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt werden. Man nehme zur Kenntnis, dass, obwohl in der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration angenommen wird, in der der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index basierend auf einer Vielzahl von Betriebsparametern berechnet wird, der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ebenso basierend auf irgendeinem Betriebsparameter berechnet werden kann.The operating parameters, such as injection pressure, turbocharger pressure, and swirl ratio, used to calculate the in-cylinder flow rate index are assigned the engine speed and the command fuel injection quantity, and are set to values that are in accordance with the engine speed and the command fuel injection quantity. The base soot discharge amount based on the aforementioned base soot list 101 is calculated, is a discharge amount of soot, which is calculated based on the assumption that these operating parameters are kept at a predetermined value or at predetermined values, which are determined based on the engine speed and the command fuel injection quantity or fuel injection quantity. It should be noted that, although in the present embodiment, a configuration in which the in-cylinder flow rate index is calculated based on a plurality of operating parameters, the in-cylinder flow rate index is also calculated based on some operating parameter can be.

Der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index, der durch die Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Indexberechnungseinheit 118 berechnet wird, kann als ein Index verwendet werden, der eine Erhöhung oder Verringerung einer Rußausstoßmenge relativ zu der Basisrußausstoßmenge kennzeichnet. Dies liegt daran, dass die Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit auf die Homogenität der Kraftstoffkonzentration im Inneren eines Zylinders bezogen ist und die Homogenität der Kraftstoffkonzentration im Inneren eines Zylinders auf die Rußausstoßmenge bezogen ist. Da die Kraftstoffkonzentration im Inneren eines Zylinders nicht homogen ist, sind Abschnitte, die reicher an Kraftstoff als ein anderer Abschnitt sind, in einem Zylinder lokal vorhanden. Eine große Menge an Ruß wird in solchen Abschnitten, die reich an Kraftstoff sind und die in einem Zylinder lokal vorhanden sind, erzeugt. Je größer die Größe der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit ist, desto größer ist ein Grad, bis zu dem eine Diffusion von Kraftstoff fortschreitet und sich die Homogenität der Kraftstoffkonzentration im Inneren des Zylinders erhöht, und deshalb ziehen sich die lokalen Abschnitte, die reich an Kraftstoff sind, zusammen und verringert sich die Rußausstoßmenge. Umgekehrt ist, je kleiner die Größe der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit ist, desto geringer schreitet die Diffusion von Kraftstoff fort und verringert sich folglich die Homogenität der Kraftstoffkonzentration im Inneren des Zylinders, und deshalb erweitern sich die lokalen Abschnitte, die reich an Kraftstoff sind, und erhöht sich die Rußausstoßmenge.The in-cylinder flow rate index provided by the in-cylinder flow rate index calculation unit 118 may be used as an index indicating an increase or decrease of a soot discharge amount relative to the base soot discharge amount. This is because the in-cylinder flow velocity is related to the homogeneity of the fuel concentration inside a cylinder, and the homogeneity of the fuel concentration inside a cylinder is related to the soot discharge amount. Since the fuel concentration inside a cylinder is not homogeneous, portions richer in fuel than another portion are locally present in a cylinder. A large amount of soot is produced in those sections that are rich in fuel and that are in A cylinder is present locally generated. The larger the size of the in-cylinder flow velocity, the greater is a degree to which diffusion of fuel progresses and the homogeneity of the fuel concentration inside the cylinder increases, and therefore the local portions rich in fuel are drawn are together and reduce the soot discharge amount. Conversely, the smaller the size of the in-cylinder flow velocity, the lower the diffusion of fuel progresses, and consequently, the homogeneity of the fuel concentration inside the cylinder decreases, and therefore, the local portions rich in fuel expand. and the soot discharge amount increases.

4 ist ein Graph, der eine Relation zwischen dem Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index und der Verteilung der Wahrscheinlichkeitsdichte eines F/A-Verhältnisses zeigt. Das F/A-Verhältnis wird als das Verhältnis eines lokalen F/A (Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, fuel-air-ratio) im Inneren eines Zylinders zu einem Durchschnitts-F/A im Inneren des ganzen Zylinders definiert. Die Verteilung der Wahrscheinlichkeitsdichte des F/A-Verhältnisses hat eine Wechselbeziehung mit der Verteilung der Kraftstoffkonzentration zu einer Zeit bzw. einem Zeitpunkt, bei der bzw. dem Kraftstoff im Inneren eines Zylinders diffundiert bzw. vermischt wird, und es wird erachtet, dass dies mit der Normalverteilung genähert werden kann. Eine Verteilungskurve, die durch ein durchgezogene Linie in 4 repräsentiert wird, ist eine Verteilungskurve, wenn der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index der Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist. Eine Verteilungskurve, die durch eine gestrichelte Linie in 4 repräsentiert wird, ist eine Verteilungskurve in einem Fall, in dem der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeits-Index größer als der Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, und eine Verteilungskurve, die durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie repräsentiert wird, ist eine Verteilungskurve in einem Fall, in dem der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeits-Index kleiner als der Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist. 4 Fig. 15 is a graph showing a relation between the in cylinder flow rate index and the distribution of the probability density of an F / A ratio. The F / A ratio is defined as the ratio of a local F / A (air-air-ratio) inside a cylinder to an average F / A inside the whole cylinder. The distribution of the probability density of the F / A ratio has a correlation with the distribution of the fuel concentration at a time when the fuel is diffused inside a cylinder, and it is considered that this the normal distribution can be approximated. A distribution curve represented by a solid line in 4 is a distribution curve when the in-cylinder flow rate index is the basic in-cylinder flow rate index. A distribution curve represented by a dashed line in 4 is a distribution curve in a case where the in-cylinder flow rate index is larger than the basic in-cylinder flow rate index, and a distribution curve represented by an alternate long and short dashed line, is a distribution curve in a case where the in-cylinder flow rate index is smaller than the basic in-cylinder flow rate index.

In diesem Fall wird ein Zustand, in dem sich der Motor in einem gleich bleibenden Zustand befindet und in dem Betriebsparameter, wie beispielsweise der Einspritzdruck, das Wirbel- bzw. Verwirbelungsverhältnis und der Turboladerdruck, die die Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit beeinflussen, bei entsprechenden Werten von diesen sind, die zuvor festgesetzt wurden (Werte in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl und der Befehlskraftstoffeinspritzmenge bzw. geforderten Kraftstoffeinspritzmenge), als der Grundzustand genommen bzw. angenommen. Des Weiteren wird ein Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index, der die Größe der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit in dem Grundzustand kennzeichnet, als der Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index genommen bzw. angenommen. Zu einer Zeit bzw. einem Zeitpunkt eines Übergangbetriebs des Motors kann abhängig von der Relation mit Betriebsparametern, wie beispielsweise dem Einspritzdruck, dem Turboladerdruck und dem Wirbel- bzw. Verwirbelungsverhältnis, der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index manchmal größer und manchmal kleiner als der Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index, der der Index in dem Grundzustand ist, sein. Falls der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index größer als der Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, schreitet die Verteilung von Kraftstoff fort und erhöht sich die Homogenität der Kraftstoffkonzentration im Inneren des Zylinders, und die Dispersion bzw. Streuung der Wahrscheinlichkeitsdichte des F/A-Verhältnisses wird geringer als die Dispersion bzw. Streuung von dieser in dem Grundzustand. Dagegen schreitet, falls der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index kleiner als der Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, die Diffussion von Kraftstoff nicht fort und verringert sich folglich die Homogenität der Kraftstoffkonzentration im Inneren des Zylinders, und deshalb wird die Dispersion bzw. Streuung der Wahrscheinlichkeitsdichte des F/A-Verhältnisses größer als die Dispersion bzw. Streuung von dieser in dem Grundzustand.In this case, a state in which the engine is in a steady state and in the operating parameters such as the injection pressure, the swirling ratio, and the turbocharger pressure that influence the in-cylinder flow velocity becomes corresponding values of these, which have been previously set (values in accordance with the engine speed and the command fuel injection quantity), are taken as the ground state. Further, an in-cylinder flow rate index indicative of the magnitude of the in-cylinder flow velocity in the ground state is taken as the basic in-cylinder flow rate index. At a time of transient operation of the engine, depending on the relation with operating parameters such as the injection pressure, the supercharger pressure and the swirling ratio, the in-cylinder flow velocity index sometimes becomes larger and sometimes smaller than the reason In the cylinder flow rate index, which is the index in the ground state. If the in-cylinder flow rate index is greater than the basic in-cylinder flow rate index, the distribution of fuel continues to increase and the homogeneity of the fuel concentration inside the cylinder, and the dispersion of the probability density of the F / A ratio becomes lower than the dispersion of it in the ground state. On the other hand, if the in-cylinder flow rate index is smaller than the basic in-cylinder flow rate index, the diffusion of fuel does not proceed, and hence the homogeneity of the fuel concentration inside the cylinder decreases, and therefore the dispersion becomes or scattering of the probability density of the F / A ratio greater than the dispersion or scattering thereof in the ground state.

Eine Erzeugung von Ruß ist geringer als der Durchschnitt bei einem Abschnitt, in dem das F/A-Verhältnis geringer als 1 ist, während die Erzeugung von Ruß größer als der Durchschnitt bei einem Abschnitt ist, in dem das F/A-Verhältnis größer als 1 ist. Jedoch ist, wie es in 5 zu sehen ist, ein Effekt, der die erzeugte Menge an Ruß erhöht, die durch das F/A-Verhältnis verursacht wird, das größer als 1 ist, größer als ein Effekt, der die erzeugte Menge an Ruß unterdrückt, die durch das F/A-Verhältnis verursacht wird, das geringer als 1 ist. Deshalb wird, je größer die Dispersion bzw. Streuung des F/A-Verhältnisses wird, desto größer der Grad, bis zu dem sich die erzeugte Menge an Ruß, die in dem ganzen Zylinder erzeugt wird, das heißt, die erzeugte Menge an Ruß, die von einem Inneren des Zylinders ausgestoßen wird, erhöht.Soot production is lower than the average at a portion where the F / A ratio is less than 1, while the generation of soot is larger than the average at a portion where the F / A ratio is greater than 1 is. However, as it is in 5 that is, an effect that increases the generated amount of soot caused by the F / A ratio greater than 1 greater than an effect that suppresses the generated amount of soot caused by the F / A ratio is less than 1. Therefore, the larger the dispersion of the F / A ratio becomes, the greater the degree to which the generated amount of soot generated in the whole cylinder, that is, the generated amount of soot, becomes larger. which is ejected from an interior of the cylinder increases.

Die Lokal-Reich-Korrekturkoeffizient-Berechnungseinheit 108 erhält eine Eingabe des Im-Zylinder-Strömungsgeschwinidgkeit-Index, der durch die Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Indexberechnungseinheit 118 berechnet wird, und berechnet einen Lokal-Reich-Korrekturkoeffizienten unter Verwendung eines Lokal-Reich-Korrekturkoeffizient-Verzeichnisses bzw. einer Lokal-Reich-Korrekturkoeffizient-Karte. 6 ist eine Ansicht, die eine Relation eines Lokal-reich-Korrekturkoeffizienten zu dem Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index, die in dem Lokal-reich-Korrekturkoeffizienten-Verzeichnis bzw. der Lokal-reich-Korrekturkoeffizienten-Karte definiert ist, zeigt. Gemäß diesem Verzeichnis bzw. dieser Karte ist ein Wert des Lokal-reich-Korrekturkoeffizienten, der einem Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index „A” entspricht 1 und wenn sich der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index erhöht, verringert sich der Wert des Lokal-reich-Korrekturkoeffizienten relativ zu 1, während sich, wenn sich der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index verringert, der Wert des Lokal-reich-Korrekturkoeffizienten relativ zu 1 erhöht. Dieses Verzeichnis bzw. diese Karte wurde basierend auf Daten erschaffen, die die Relation zwischen dem Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index und der Rußausstoßmenge, die durch Experimentieren erhalten wurde, zeigen.The local realm correction coefficient calculation unit 108 receives an input of the in-cylinder flow rate index provided by the in-cylinder flow rate index calculation unit 118 is calculated, and calculates a local-Reich correction coefficient using a local-Reich correction coefficient map and a Lokal-Reich correction coefficient map, respectively. 6 FIG. 12 is a view showing a relation of a local rich correction coefficient to the in-cylinder flow velocity index included in the local rich correction coefficient dictionary or local range correction coefficient map is defined. According to this map, a value of the local rich correction coefficient corresponding to a basic in-cylinder flow velocity index "A" is 1, and as the in-cylinder flow velocity index increases, the value decreases the local rich correction coefficient relative to 1, while as the in-cylinder flow rate index decreases, the value of the local rich correction coefficient increases relative to 1. This map was created based on data showing the relation between the in cylinder flow rate index and the soot discharge amount obtained by experimentation.

Bei der arithmetischen Einheit 116 wird der Lokal-reich-Korrekturkoeffizient, der durch die Lokal-Reich-Korrekturkoeffizient-Berechnungseinheit 108 berechnet wird, mit einer Rußausstoßmenge nach einer Spezifische-Wärme-Korrektur, die durch die arithmetische Einheit 115 berechnet wird, multipliziert. Durch Verwenden des Lokal-reich-Korrekturkoeffizienten, der auf dem Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index basiert, kann in einem Fall, in dem der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index geringer als der Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, je kleiner der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, desto größer die Rußausstoßmenge im Vergleich zu der Rußausstoßmenge nach einer Spezifische-Wärme-Korrektur gemacht bzw. gebildet werden. Umgekehrt kann in einem Fall, in dem der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index größer als der Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, je größer der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, desto kleiner die Rußausstoßmenge im Vergleich zu der Rußausstoßmenge nach einer Spezifische-Wärme-Korrektur gemacht bzw. gebildet werden. Das heißt, dass die Rußausstoßmenge gemäß der Größe der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit erhöht oder verringert werden kann.At the arithmetic unit 116 becomes the local rich correction coefficient obtained by the local-rich correction coefficient calculation unit 108 is calculated, with a Rußausstoßmenge after a specific heat correction by the arithmetic unit 115 is calculated multiplied. By using the local rich correction coefficient based on the in-cylinder flow velocity index, in a case where the in-cylinder flow velocity index is less than the basic in-cylinder flow velocity index, the smaller the in-cylinder flow rate index is, the larger the soot discharge amount is made compared to the soot discharge amount after a specific heat correction. Conversely, in a case where the in-cylinder flow rate index is larger than the basic in-cylinder flow rate index, the larger the in-cylinder flow rate index is, the smaller the soot discharge amount is compared to Soot discharge amount can be made after a specific heat correction. That is, the soot discharge amount can be increased or decreased in accordance with the size of the in-cylinder flow velocity.

Die Umgebungskorrektureinheit 120 führt eine Korrektur mit Bezug auf eine Rußausstoßmenge nach einer Lokal-reich-Korrektur, die durch die arithmetische Einheit 116 berechnet wurde, durch, um Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise eine Kühlwassertemperatur oder einen Atmosphären- bzw. Umgebungsdruck in der Rußausstoßmenge widerzuspiegeln. Auf diese Weise wird eine endgültige Rußausstoßmenge, die dem Katalysatorsteuerungsblock 300 von dem Rußmodell 100 bereitgestellt werden soll, berechnet.The environment correction unit 120 performs a correction with respect to a soot ejection amount after a local rich correction performed by the arithmetic unit 116 was calculated to reflect environmental conditions such as a cooling water temperature or an atmospheric pressure in the soot discharge amount. In this way, a final soot ejection amount, the catalyst control block 300 from the soot model 100 should be provided calculated.

In der oben beschriebenen Ausführungsform entspricht das Basisrußverzeichnis bzw. die Basisrußkarte 101 einem „Basisrußausstoßmengenberechnungsmittel” der vorliegenden Erfindung, entspricht die Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Indexberechnungseinheit 118 einem „Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Indexberechnungsmittel” der vorliegenden Erfindung und entspricht die Lokal-Reich-Korrekturkoeffizient-Berechnungseinheit 108 und die arithmetische Einheit 116 einem „Korrekturmittel” der vorliegenden Erfindung.In the embodiment described above, the base soot chart corresponds to the base soot chart 101 " base soot discharge amount calculating means " of the present invention corresponds to the in-cylinder flow rate index calculating unit 118 an "in-cylinder flow velocity index calculating means" of the present invention, and corresponds to the local-rich correction coefficient calculating unit 108 and the arithmetic unit 116 a "correction means" of the present invention.

Man nehme zur Kenntnis, dass eine Verarbeitung für ein Korrigieren der Basisrußausstoßmenge, die mittels dem Basisrußverzeichnis bzw. der Basisrußkarte 101 berechnet wird, mit dem Übergangskorrekturkoeffizienten, der durch die Übergangskorrekturkoeffizient-Berechnungseinheit 106 berechnet wird, nicht wesentlich für ein Ausführen der vorliegenden Erfindung ist. Des Weiteren ist eine Verarbeitung für ein Korrigieren der Basisrußausstoßmenge, die mittels dem Basisrußverzeichnis bzw. der Basisrußkarte 101 berechnet wird, mit dem Spezifische-Wärme-Koeffizienten, der durch die Spezifische-Wärme-Koeffizient-Berechnungseinheit 107 berechnet wird, ebenfalls nicht wesentlich für ein Ausführen der vorliegenden Erfindung. Des Weiteren ist eine Korrektur durch die Umgebungskorrektureinheit 120 ebenfalls nicht wesentlich für ein Ausführen der vorliegenden Erfindung.It should be noted that processing for correcting the base soot discharge amount using the base soot list 101 is calculated with the transition correction coefficient obtained by the transition correction coefficient calculation unit 106 is not essential to an implementation of the present invention. Further, a processing for correcting the base soot discharge amount by means of the base soot list and the base soot chart, respectively 101 is calculated with the specific heat coefficient by the specific heat coefficient calculation unit 107 is also not essential to the practice of the present invention. Furthermore, a correction by the environment correction unit 120 also not essential to the practice of the present invention.

Ein Steuerungsapparat berechnet eine Basisrußausstoßmenge, die eine Ausstoßmenge an Ruß ist, die von einem Inneren eines Zylinders in einem vorgegebenen Grundzustand ausgestoßen wird, und berechnet einen Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index, der eine Größe der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit in dem gegenwärtigen Betriebszustand kennzeichnet. Der Steuerungsapparat erhält dann durch ein Korrigieren der Basisrußausstoßmenge basierend auf dem Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index eine endgültige Rußausstoßmenge. Falls der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index kleiner als ein Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, ist, je kleiner der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, desto größer ein Grad, bis zu dem der Steuerungsapparat die endgültige Rußausstoßmenge relativ zu der Basisrußausstoßmenge erhöht. Falls der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index größer als der Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, ist, je größer der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, desto größer ein Grad, bis zu dem der Steuerungsapparat die endgültige Rußausstoßmenge relativ zu der Basisrußausstoßmenge verringert.A control apparatus calculates a base soot discharge amount that is an expulsion amount of soot discharged from an inside of a cylinder in a predetermined basic state, and calculates an in-cylinder flow rate index that is a magnitude of the in-cylinder flow rate in the current operating state features. The control apparatus then obtains a final soot discharge amount by correcting the base soot discharge amount based on the in-cylinder flow rate index. If the in-cylinder flow rate index is less than a basic in-cylinder flow rate index, the smaller the in-cylinder flow rate index is, the greater a degree to which the control apparatus will set the final soot discharge amount increased relative to the base soot discharge amount. If the in-cylinder flow rate index is larger than the basic in-cylinder flow rate index, the larger the in-cylinder flow rate index is, the larger a degree to which the control apparatus sets the final soot discharge amount reduced relative to the base soot ejection amount.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 2007-046477 A [0002] JP 2007-046477 A [0002]
  • JP 2004-138029 A [0003] JP 2004-138029 A [0003]
  • JP 2004-197600 A [0003] JP 2004-197600 A [0003]

Claims (2)

Steuerungsapparat für einen Verbrennungsmotor, wobei der Steuerungsapparat aufweist: Basisrußausstoßmengenberechnungsmittel (101) für ein Berechnen einer Basisrußausstoßmenge, die eine Ausstoßmenge an Ruß ist, die von einem Inneren eines Zylinders in einem vorgegebenen Grundzustand des Verbrennungsmotors ausgestoßen wird, Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Indexberechnungsmittel (118) für ein Berechnen eines Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index, der eine Größe einer Strömungsgeschwindigkeit einer Luftströmung, die im Inneren eines Zylinders in einem gegenwärtigen Betriebszustand entsteht, kennzeichnet, und Korrekturmittel (108, 116) für ein Erhalten einer Rußausstoßmenge durch ein Korrigieren der Basisrußausstoßmenge basierend auf dem Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index, wobei, das Korrekturmittel (108, 116) konfiguriert ist, so dass in einem Fall, in dem der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index kleiner als ein Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index, der eine Größe einer Strömungsgeschwindigkeit einer Luftströmung kennzeichnet, die im Inneren eines Zylinders in dem Grundzustand entsteht, ist, je kleiner der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, desto größer ein Grad ist, bis zu dem das Korrekturmittel (108, 116) die Rußausstoßmenge relativ zu der Basisrußausstoßmenge erhöht, und in einem Fall, in dem der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index größer als der Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, ist, je größer der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, desto größer ein Grad ist, bis zu dem das Korrekturmittel (108, 116) die Rußausstoßmenge relativ zu der Basisrußausstoßmenge verringert.A control apparatus for an internal combustion engine, the control apparatus comprising: base soot ejection amount calculating means ( 101 ) for calculating a base soot ejection amount, which is an ejection amount of soot discharged from an inside of a cylinder in a predetermined basic state of the internal combustion engine, in-cylinder flow velocity index calculating means ( 118 ) for calculating an in-cylinder flow rate index indicative of a magnitude of a flow velocity of an air flow generated inside a cylinder in a current operating state, and correcting means ( 108 . 116 ) for obtaining a soot discharge amount by correcting the base soot discharge amount based on the in-cylinder flow rate index, wherein, the correction means ( 108 . 116 ), such that in a case where the in-cylinder flow rate index is smaller than a basic in-cylinder flow rate index indicative of a magnitude of a flow velocity of an airflow inside a cylinder in the ground state is, the smaller the in-cylinder flow rate index is, the greater is a degree to which the correction means ( 108 . 116 ) increases the soot discharge amount relative to the base soot discharge amount, and in a case where the in-cylinder flowrate index is larger than the basic in-cylinder flowrate index, the larger the in-cylinder flowrate index is, the greater a degree to which the correction means ( 108 . 116 ) reduces the soot discharge amount relative to the base soot discharge amount. Steuerungsapparat für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei: das Korrekturmittel (108, 116) konfiguriert ist, um sich auf ein zuvor vorbereitetes Verzeichnis zu beziehen und einen Korrekturkoeffizienten basierend auf dem Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index zu berechnen, und die Basisrußausstoßmenge mittels dem Korrekturkoeffizienten zu korrigieren, und ein Wert von dem Korrekturkoeffizienten, der dem Grund-Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index entspricht, 1 ist und, je größer der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, desto kleiner ein Wert ist, den der Korrekturkoeffizient relativ zu 1 annimmt, während, je kleiner der Im-Zylinder-Strömungsgeschwindigkeit-Index ist, desto größer ein Wert ist, den der Korrekturkoeffizient relativ zu 1 annimmt.A control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein: said correction means ( 108 . 116 ) is configured to refer to a previously prepared directory and to calculate a correction coefficient based on the in cylinder flow rate index, and to correct the base soot discharge amount by the correction coefficient, and a value of the correction coefficient corresponding to the basic Im Cylinder flow velocity index, is 1, and, the larger the in-cylinder flow rate index, the smaller is a value that the correction coefficient takes relative to 1, while, the smaller the in-cylinder flow rate index is, the larger a value that the correction coefficient takes relative to 1 is.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004138029A (en) 2002-10-21 2004-05-13 Mitsubishi Motors Corp Cylinder injection type spark ignition internal combustion engine
JP2004197600A (en) 2002-12-17 2004-07-15 Toyota Motor Corp Premixed compression ignition internal combustion engine
JP2007046477A (en) 2005-08-08 2007-02-22 Toyota Motor Corp Device for estimating soot generation quantity of internal combustion engine

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3751462B2 (en) * 1998-03-27 2006-03-01 株式会社豊田中央研究所 Direct injection diesel engine
SE9903525D0 (en) * 1999-09-29 1999-09-29 Volvo Ab Procedure for an internal combustion engine
JP2001221050A (en) * 2000-02-10 2001-08-17 Nissan Motor Co Ltd Piston of direct injection diesel engine
JP4568991B2 (en) * 2000-02-23 2010-10-27 マツダ株式会社 Engine exhaust purification device and fuel injection timing setting method
JP2008144673A (en) * 2006-12-11 2008-06-26 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine
JP5489967B2 (en) * 2010-12-08 2014-05-14 株式会社日本自動車部品総合研究所 Control device for internal combustion engine
DE102010055641B4 (en) 2010-12-22 2023-05-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and control device for determining a soot load on a particle filter
JP5902024B2 (en) * 2011-04-15 2016-04-13 株式会社日本自動車部品総合研究所 Fuel injection control system
EP2574762B1 (en) 2011-09-30 2015-01-07 Volvo Car Corporation Soot emission estimation method and arrangement
WO2013102946A1 (en) * 2012-01-04 2013-07-11 トヨタ自動車株式会社 Exhaust heating method
JP5997061B2 (en) * 2013-01-16 2016-09-21 株式会社デンソー Fuel injection control device
US9689778B2 (en) 2014-01-30 2017-06-27 GM Global Technology Operations LLC Method of estimating soot output from an engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004138029A (en) 2002-10-21 2004-05-13 Mitsubishi Motors Corp Cylinder injection type spark ignition internal combustion engine
JP2004197600A (en) 2002-12-17 2004-07-15 Toyota Motor Corp Premixed compression ignition internal combustion engine
JP2007046477A (en) 2005-08-08 2007-02-22 Toyota Motor Corp Device for estimating soot generation quantity of internal combustion engine

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