DE102016203333B4 - EMISSION ESTIMATION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
EMISSION ESTIMATION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016203333B4 DE102016203333B4 DE102016203333.6A DE102016203333A DE102016203333B4 DE 102016203333 B4 DE102016203333 B4 DE 102016203333B4 DE 102016203333 A DE102016203333 A DE 102016203333A DE 102016203333 B4 DE102016203333 B4 DE 102016203333B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- concentration
- intake air
- discharge amount
- emission
- correction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1466—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a soot concentration or content
- F02D41/1467—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a soot concentration or content with determination means using an estimation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
- F02D41/144—Sensor in intake manifold
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
- F02D41/1456—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/146—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration
- F02D41/1461—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration of the exhaust gases emitted by the engine
- F02D41/1462—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration of the exhaust gases emitted by the engine with determination means using an estimation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D2041/1472—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a humidity or water content of the exhaust gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0418—Air humidity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
Abstract
Emissionsabschätzungsvorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung, mit:einer Abschätzungseinrichtung für eine Emissionsabgabemenge, um eine Emissionsabgabemenge entweder von aus einem Zylinder der Maschine mit interner Verbrennung abgegebenem NOx oder Ruß auf der Grundlage von Betriebsbedingungen der Maschine mit interner Verbrennung abzuschätzen,wobei die Abschätzungseinrichtung für die Emissionsabgabemenge Folgendes umfasst:eine Feuchtigkeitserfassungseinrichtung (50) zum Erfassen einer Feuchtigkeit von Frischluft, die in die Maschine mit interner Verbrennung eingesaugt wird,einer Korrektureinrichtung (160, 112; 160, 221) für die O2-Konzentration in der Ansaugluft, um eine Korrektur der O2-Konzentration in der Ansaugluft durchzuführen, die eine Änderung der Emissionsabgabemenge aufgrund einer Änderung einer O2-Konzentration in der Ansaugluft korrigiert, die sich passend zu einer absoluten Feuchtigkeit ändert, wobei die O2-Konzentration in der Ansaugluft eine Konzentration von Sauerstoff ist, der in einem in den Zylinder eingebrachten Gas enthalten ist, undeiner Einrichtung (107, 115; 214, 222), um eine Korrektur der spezifischen Wärme durchzuführen, die eine Änderung der Emissionsabgabemenge auf Grund der Änderung der spezifischen Wärme des in den Zylinder angesaugten Gases korrigiert, die sich passend zu einer absoluten Feuchtigkeit ändert, undwobei die Abschätzungseinrichtung für die Emissionsabgabemenge dazu aufgebaut ist, die Korrektur der O2-Konzentration in der Ansaugluft durchzuführen und die Korrektur der spezifischen Wärme zu beschränken, wenn ein derzeitiger Betriebsbereich zu einem ersten Betriebsbereich gehört, in dem eine Änderungsgröße der Emissionsabgabemenge in einem Betriebsbereich, der unter Verwendung der O2-Konzentration in der Ansaugluft festgelegt ist, vergleichsweise groß ist, und die Korrektur aufgrund der spezifischen Wärme durchführt und die Korrektur aufgrund der O2-Konzentration in der Ansaugluft einschränkt, wenn der momentane Betriebsbereich zu einem zweiten Betriebsbereich gehört, in dem die Änderungsgröße der Emissionsabgabemenge gegenüber der Änderung der O2-Konzentration in der Ansaugluft in einem unter Verwendung der O2-Konzentration in der Ansaugluft festgelegten Betriebsbereich vergleichsweise klein ist.Emission estimating apparatus for an internal combustion engine, comprising:an emission discharge amount estimating means for estimating an emission discharge amount of either NOx or soot discharged from a cylinder of the internal combustion engine based on operating conditions of the internal combustion engine,wherein the estimating means for the An emission discharge amount comprising: humidity detection means (50) for detecting a humidity of fresh air drawn into the internal combustion engine, intake air O2 concentration correcting means (160, 112; 160, 221) for correcting the to perform an intake air O2 concentration that corrects a change in the emission discharge amount due to a change in an intake air O2 concentration that changes in accordance with an absolute humidity, the intake air O2 concentration having a concentration v one is oxygen contained in a gas introduced into the cylinder, andmeans (107, 115; 214, 222) to perform a specific heat correction which corrects a change in the emission discharge amount due to the change in the specific heat of the gas sucked into the cylinder which changes in accordance with an absolute humidity, and the emission discharge amount estimating means is constructed thereto is to perform the correction of the O2 concentration in the intake air and to limit the correction of the specific heat when a current operation area belongs to a first operation area in which an amount of change in the emission output amount in an operation area calculated using the O2 concentration in the intake air is fixed is comparatively large, and performs the correction based on the specific heat and restricts the correction based on the O2 concentration in the intake air when the current operating area belongs to a second operating area in which the amount of change in the emission output amount vs is comparatively small over the change in the O2 concentration in the intake air in an operating range determined using the O2 concentration in the intake air.
Description
Hintergrundbackground
Gebiet der Erfindungfield of invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Emissionsabschätzungsvorrichtung, die eine Ruß- oder NOx-Abgabemenge abschätzt, die ein Zylinder einer Maschine mit interner Verbrennung bzw. Brennkraftmaschine abgibt.The present invention relates to an emission estimating device that estimates an amount of soot or NOx discharged from a cylinder of an internal combustion engine.
Stand der TechnikState of the art
Das aus dem Zylinder einer Brennkraftmaschine abgegebene Gas enthält Emissionen wie Ruß oder NOx. Um die Abgabe dieser Emissionen zu beschränken, schätzen Brennkraftmaschinen in letzter Zeit die erzeugten Mengen der von den Zylindern der Brennkraftmaschine abgegebenen Emissionen auf der Grundlage eines Modells ab und führen eine Katalysatorsteuerung wie eine Katalysatorregenerierung und Abgasreinigung und eine Katalysator-On-Board-Diagnose (OBD)-Steuerung wie eine Diagnose eines Katalysatorversagens unter Verwendung der abgeschätzten Emissionserzeugungsmenge durch. In diesem Fall ist die Verbesserung der Genauigkeit der Abschätzung des Emissionsabgabemodells beim Durchführen dieser Art von Steuerung mit hoher Präzision wichtig.The gas discharged from the cylinder of an internal combustion engine contains emissions such as soot or NOx. Recently, in order to restrict the discharge of these emissions, internal combustion engines estimate the generated amounts of emissions discharged from the cylinders of the internal combustion engine based on a model, and perform catalyst control such as catalyst regeneration and exhaust gas purification and catalyst on-board diagnosis (OBD ) control such as a diagnosis of catalyst failure using the estimated emission generation amount. In this case, it is important to improve the accuracy of estimation of the emission output model in performing this kind of control with high precision.
Beispielsweise ist eine Technik zum Abschätzen der erzeugten Menge von Emissionen wie Ruß oder NOx in der
- [Patentschrift 1]:
JP 2006 274 991 A - [Patentschrift 2]:
JP 2006 343 136 A - [Patentschrift 3]:
JP 2001 82 233 A - [Patentschrift 4]:
JP 2014 137 004 A
- [Patent Document 1]:
JP 2006 274 991 A - [Patent Document 2]:
JP 2006 343 136 A - [Patent Document 3]:
JP 2001 82 233 A - [Patent Document 4]:
JP 2014 137 004 A
Auch die
Kurze Erläuterung der ErfindungBrief explanation of the invention
Es sei angemerkt, dass sich die Abgabemenge von aus einem Zylinder abgegebenem Ruß abhängig von der Feuchtigkeit der Ansaugluft ändert. Im vorstehend beschriebenen Stand der Technik wird der Einfluss der Feuchtigkeit nicht einbezogen, und daher gibt es die Befürchtung, dass es nicht möglich ist, die Rußabgabemenge mit hoher Präzision abzuschätzen. Es gibt jedoch eine Vielzahl von wesentlichen Gründen der Änderung der Rußabgabemenge durch Feuchtigkeit, und es hängt von den unterschiedlichen Betriebsbedingungen ab, welche dieser Hauptursachen dominant ist. Um die Änderung der Rußabgabemenge abhängig von Feuchtigkeit zu korrigieren, ist es folglich effektiv, zu bestimmen, welche der Hauptursachen dominiert, um die Abschätzungspräzision zu verbessern, während eine Rechenlast bei der Bestimmung beschränkt wird, und danach eine Korrektur für die vorab festgelegte Hauptursache durchzuführen. Ein ähnliches Problem tritt bei der Änderung der Abgabemenge von NOx aus dem Zylinder aufgrund von Feuchtigkeit auf.It should be noted that the discharge amount of soot discharged from a cylinder changes depending on the humidity of intake air. In the prior art described above, the influence of humidity is not taken into account, and therefore there is a fear that it is not possible to estimate the discharge amount of soot with high precision. However, there are a number of major causes of change in soot discharge rate due to humidity, and it depends on different operating conditions which of these major causes is dominant. Therefore, in order to correct the change in the soot discharge amount depending on humidity, it is effective to determine which of the main causes is dominant to improve the estimation precision while restricting a calculation load in the determination, and thereafter perform correction for the predetermined main cause. A similar problem occurs in the change in the amount of discharge of NOx from the cylinder due to humidity.
Die vorliegende Erfindung wird in Anbetracht des Problems wie vorstehend beschrieben durchgeführt und es ist ihre Aufgabe, eine Emissionsabschätzungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die dazu fähig ist, eine Rußabgabemenge oder eine NOx-Abgabemenge mit hoher Präzision abzuschätzen, während sie eine Rechenlast beschränkt.The present invention is performed in view of the problem as described above, and has an object to provide an emission estimating device for an internal combustion engine capable of estimating a soot discharge amount or a NOx discharge amount with high precision while restraining a calculation load.
Zum Lösen der vorstehend erläuterten Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Emissionsabschätzungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine geschaffen, die Folgendes aufweist:
- eine Emissionsabgabemengenabschätzungseinrichtung, um auf der Grundlage der Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine eine Emissionsabgabemenge entweder von NOx oder Ruß abzuschätzen, die von einem Zylinder der Brennkraftmaschine abgegeben wird,
- wobei die Emissionsabgabemengenabschätzungseinrichtung Folgendes umfasst:
- eine Feuchtigkeitserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Feuchtigkeit von Frischluft, die in die Brennkraftmaschine eingesaugt wird,
- eine Korrektureinrichtung für die O2-Konzentration in der Ansaugluft, um eine Korrektur der O2-Konzentration in der Ansaugluft durchzuführen, die eine Änderung der Emissionsabgabemenge aufgrund einer Änderung der O2-Konzentration in der Ansaugluft entsprechend einer absoluten Feuchtigkeit korrigiert, wobei die O2-Konzentration in der Ansaugluft eine Konzentration von Sauerstoff ist, der in einem Gas enthalten ist, das in den Zylinder eingesaugt wird, und
- eine Einrichtung zur Korrektur der spezifischen Wärme, um eine Korrektur der spezifischen Wärme durchzuführen, die eine Änderung der Emissionsabgabemenge aufgrund der spezifischen Wärme des in den Zylinder eingesaugten Gases passend zu einer absoluten Feuchtigkeit korrigiert, und
- wobei die Emissionsabgabemengenabschätzungseinrichtung dazu aufgebaut ist, die Korrektur der O2-Konzentration in der Ansaugluft durchzuführen und die Korrektur der spezifischen Wärme zu beschränken, wenn ein derzeitiger Betriebsbereich zu einem ersten Betriebsbereich gehört, in dem eine Änderungsgröße der Emissionsabgabemenge mit Bezug auf eine Änderung der O2-Konzentration in der Ansaugluft in einem unter Verwendung der O2-Konzentration in der Ansaugluft festgelegten Betriebsbereich vergleichsweise groß ist, und die spezifische Wärmekorrektur durchzuführen und die Korrektur der O2-Konzentration in der Ansaugluft zu beschränken, wenn der derzeitige Betriebsbereich zu einem zweiten Betriebsbereich gehört, in dem die Änderungsgröße der Emissionsabgabemenge bezüglich der Änderung der Konzentration von O2 in der Ansaugluft in einem Betriebsbereich vergleichsweise klein ist, der unter Verwendung der O2-Konzentration in der Ansaugluft festgelegt ist.
- an emission discharge amount estimating means for estimating an emission discharge amount of either NOx or soot discharged from a cylinder of the internal combustion engine based on the operating conditions of the internal combustion engine,
- wherein the emission charge amount estimating means comprises:
- a humidity detection device for detecting a humidity of fresh air that is sucked into the internal combustion engine,
- intake air O 2 concentration correction means for performing intake air O 2 concentration correction which corrects a change in the emission discharge amount due to a change in intake air O 2 concentration according to an absolute humidity, wherein the O 2 -concentration in intake air is a concentration of oxygen contained in a gas sucked into the cylinder, and
- specific heat correction means for performing a specific heat correction that corrects a change in the emission discharge amount due to the specific heat of the gas sucked into the cylinder in accordance with an absolute humidity, and
- wherein the emission output amount estimating means is configured to perform the correction of the O 2 concentration in the intake air and to limit the correction of the specific heat when a current operating area belongs to a first operating area in which an amount of change in the emission output amount with respect to a change in the O 2 concentration in the intake air is comparatively large in an operation range set using the O 2 concentration in the intake air, and perform the specific heat correction and limit the correction of the O 2 concentration in the intake air when the current operation range becomes a second An operating range in which the amount of change in the emission discharge amount with respect to the change in the concentration of O 2 in the intake air is comparatively small in an operating range set using the O 2 concentration in the intake air.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Emissionsabschätzungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine wie im ersten Aspekt beschrieben vorgesehen, wobei die Emissionsabgabemenge eine Rußabgabemenge ist, die eine Menge von aus dem Zylinder abgegebenem Ruß ist, und
in einem Betriebsbereich, der unter Verwendung der O2-Konzentration in der Ansaugluft und eines Äquivalenzverhältnisses festgelegt ist, der erste Betriebsbereich ein Bereich ist, in dem eine Größe der Änderung der Rußabgabemenge bezüglich einer Änderung der O2-Konzentration in der Ansaugluft oder des Äquivalenzverhältnisses vergleichsweise groß ist, und der zweite Betriebsbereich ein Bereich ist, in dem die Größe der Änderung der Rußabgabemenge mit Bezug auf die Änderung der O2-Konzentration in der Ansaugluft oder des Äquivalenzverhältnisses relativ klein ist.According to a second aspect of the present invention, there is provided an emission estimating device for an internal combustion engine as described in the first aspect, wherein the emission discharge amount is a soot discharge amount, which is an amount of soot discharged from the cylinder, and
in an operation area set using the O 2 concentration in intake air and an equivalence ratio, the first operation area is an area in which a magnitude of change in the soot discharge amount with respect to a change in O 2 concentration in intake air or the equivalence ratio is comparatively large, and the second operating region is a region in which the amount of change in the discharge amount of soot with respect to the change in the O 2 concentration in the intake air or the equivalence ratio is relatively small.
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Emissionsabschätzungsvorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung wie im zweiten Aspekt beschrieben geschaffen, wobei die Emissionsabgabemengenabschätzungseinrichtung Folgendes umfasst:
- eine Basis-Rußabgabemengenberechnungseinrichtung, um auf der Grundlage einer Maschinendrehzahl der Brennkraftmaschine und einer befohlenen Kraftstoffeinspritzmenge eine Basis-Rußabgabemenge zu berechnen, die eine Rußabgabemenge in einem stabilen Zustand der Brennkraftmaschine ist,
- eine Basis-Luft/Kraftstoff-Verhältnisberechnungseinrichtung, um auf der Grundlage der Maschinendrehzahl und der befohlenen Kraftstoffeinspritzmenge ein Basis-Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu berechnen, das ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis im stabilen Zustand ist,
- eine Basis-Berechnungseinrichtung für die O2-Konzentration in der Ansaugluft, um eine Basis-O2-Konzentration in der Ansaugluft auf der Grundlage der Maschinendrehzahl und der befohlenen Kraftstoffeinspritzmenge zu berechnen, die eine O2-Konzentration in der Ansaugluft im stabilen Zustand ist,
- eine Einrichtung zur Berechnung eines abgeschätzten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, um auf der Grundlage einer Ansaugluft und der befohlenen Kraftstoffeinspritzmenge ein abgeschätztes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu berechnen, das ein abgeschätzter Wert eines derzeitigen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ist,
- eine Einrichtung zur Berechnung einer abgeschätzten O2-Konzentration in der Ansaugluft, um eine abgeschätzte O2-Konzentration in der Ansaugluft auf der Grundlage der Ansaugluftmenge und der befohlenen Kraftstoffeinspritzmenge zu berechnen, die ein abgeschätzter Wert einer derzeitigen O2-Konzentration in der Ansaugluft ist, und
- einer Übergangskorrektureinrichtung, um die Basis-Rußabgabemenge auf der Grundlage eines Verhältnisses des abgeschätzten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zum Basis-Luft/Kraftstoff-Verhältnis und eines Verhältnisses der abgeschätzten O2-Konzentration in der Ansaugluft zur Basis-O2-Konzentration in der Ansaugluft zu korrigieren, und
- wobei die Korrektureinrichtung für die O2-Konzentration in der Ansaugluft dazu aufgebaut ist, einen Korrekturwert für die O2-Konzentration in der Ansaugluft zu berechnen, der ein Korrekturwert ist, in dem ein Änderungsgrad der O2-Konzentration in der Ansaugluft durch die absolute Feuchtigkeit wiedergegeben wird, und die abgeschätzte O2-Konzentration in der Ansaugluft unter Verwendung des Korrekturwerts für die O2-Konzentration in der Ansaugluft zu korrigieren.
- a basic soot discharge amount calculating means for calculating a basic soot discharge amount, which is a soot discharge amount in a steady state of the internal combustion engine, based on an engine speed of the internal combustion engine and a commanded fuel injection amount,
- basic air-fuel ratio calculation means for calculating a basic air-fuel ratio, which is a steady-state air-fuel ratio, based on the engine speed and the commanded fuel injection amount,
- basic intake air O 2 concentration calculation means for calculating a basic intake air O 2 concentration based on the engine speed and the commanded fuel injection amount, which is a steady state intake air O 2 concentration ,
- estimated air-fuel ratio calculation means for calculating an estimated air-fuel ratio, which is an estimated value of a current air-fuel ratio, based on intake air and the commanded fuel injection amount,
- estimated intake air O 2 concentration calculation means for calculating an estimated intake air O 2 concentration based on the intake air amount and the commanded fuel injection amount, which is an estimated value of a current intake air O 2 concentration , and
- transition correction means for correcting the base soot discharge amount based on a ratio of the estimated air/fuel ratio to the base air/fuel ratio and a ratio of the estimated O 2 concentration in intake air to the base O 2 concentration in intake air to correct, and
- wherein the intake air O 2 concentration correcting means is configured to calculate an intake air O 2 concentration correction value, which is a correction value in which a degree of change of the intake air O 2 concentration by the absolute humidity is reflected, and to correct the estimated intake air O 2 concentration using the correction value for the intake air O 2 concentration.
Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine im zweiten oder dritten Aspekt beschriebene Emissionsabschätzungsvorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung bzw. Brennkraftmaschine geschaffen, wobei die Korrektureinrichtung für die spezifische Wärme dazu aufgebaut ist, einen Korrekturkoeffizienten für die spezifische Wärme zu berechnen, der ein Korrekturkoeffizient ist, um die Erhöhung oder Verringerung der spezifischen Wärme in der Rußabgabemenge auf der Grundlage der absoluten Feuchtigkeit wiederzugeben, und die Rußabgabemenge unter Verwendung des Korrekturkoeffizienten für die spezifische Wärme zu korrigieren.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an emission estimating apparatus for an internal combustion engine as described in the second or third aspect, wherein the specific heat correction means is configured to calculate a specific heat correction coefficient which is a correction coefficient is to reflect the increase or decrease of the specific heat in the discharge amount of soot on the basis of the absolute humidity, and correct the discharge amount of soot using the specific heat correction coefficient.
Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die im ersten Aspekt beschriebene Emissionsabschätzungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine geschaffen, wobei die Emissionsabgabemenge eine NOx-Abgabemenge ist, die eine Menge an NOx ist, das aus dem Zylinder abgegeben wird, und
in einem Betriebsbereich, der unter Verwendung der O2-Konzentration in der Ansaugluft festgelegt ist, der erste Betriebsbereich ein Bereich ist, in dem die O2-Konzentration in der Ansaugluft größer als eine vorab festgelegte Konzentration ist, und der zweite Betriebsbereich ein Bereich ist, in dem die O2-Konzentration in der Ansaugluft gleich groß wie oder kleiner als die vorab festgelegte Konzentration ist.According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the emission estimating device for an internal combustion engine described in the first aspect, wherein the emission discharge amount is a NOx discharge amount, which is an amount of NOx discharged from the cylinder and
in an operating range set using the O 2 concentration in intake air, the first operating range is a range in which the O 2 concentration in intake air is greater than a predetermined concentration, and the second operating range is a range , in which the O 2 concentration in the intake air is equal to or lower than the predetermined concentration.
Nach einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die im fünften Aspekt beschriebene Emissionsabschätzungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine geschaffen, wobei die Abschätzungseinrichtung für die Emissionsabgabemenge Folgendes umfasst:
- eine Berechnungseinrichtung für die abgeschätzte O2-Konzentration in der Ansaugluft, um eine abgeschätzte O2-Konzentration in der Ansaugluft zu berechnen, die ein abgeschätzter Wert einer derzeitigen O2-Konzentration in der Ansaugluft ist, und zwar auf der Grundlage einer Ansaugluftmenge und einer befohlenen Kraftstoffeinspritzmenge, und
- einer Berechnungseinrichtung einer Basis-NOx-Abgabemenge, um die NOx-Abgabemenge auf der Grundlage einer Maschinendrehzahl der Maschine mit interner Verbrennung, der befohlenen Kraftstoffeinspritzmenge, eines mittleren Einspritzzeitpunkts und der abgeschätzten O2-Konzentration in der Ansaugluft zu berechnen, und
- wobei die Korrektureinrichtung für die O2-Konzentration in der Ansaugluft dazu aufgebaut ist, einen Korrekturwert für die O2-Konzentration in der Ansaugluft zu berechnen, der ein Korrekturwert ist, in dem ein Änderungsgrad der O2-Konzentration in der Ansaugluft durch die absolute Feuchtigkeit wiedergegeben wird, und dazu, die abgeschätzte O2-Konzentration in der Ansaugluft unter Verwendung des Korrekturwerts für die O2-Konzentration in der Ansaugluft zu korrigieren.
- estimated intake air O 2 concentration calculating means for calculating an estimated intake air O 2 concentration , which is an estimated value of a current intake air O 2 concentration, on the basis of an intake air amount and a commanded fuel injection amount, and
- basic NOx discharge amount calculating means for calculating the NOx discharge amount based on an engine speed of the internal combustion engine, the commanded fuel injection amount, an average injection timing and the estimated O 2 concentration in intake air, and
- wherein the intake air O 2 concentration correcting means is configured to calculate an intake air O 2 concentration correction value, which is a correction value in which a degree of change of the intake air O 2 concentration by the absolute humidity is reflected, and correcting the estimated intake air O 2 concentration using the intake air O 2 concentration correction value.
Nach einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine im fünften oder sechsten Aspekt beschriebene Emissionsabschätzungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine geschaffen, wobei die Korrektureinrichtung für die spezifische Wärme dazu aufgebaut ist, einen Korrekturkoeffizienten für die spezifische Wärme zu berechnen, der ein Korrekturkoeffizient für das Wiedergeben einer Erhöhung oder Verringerung der spezifischen Wärme in der NOx-Abgabemenge auf der Grundlage der absoluten Feuchtigkeit ist, und die NOx-Abgabemenge unter Verwendung des Korrekturkoeffizienten für die spezifische Wärme zu korrigieren.According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an emission estimating apparatus for an internal combustion engine as described in the fifth or sixth aspect, wherein the specific heat correction means is configured to calculate a specific heat correction coefficient which is a correction coefficient for reflecting an increase or reducing the specific heat in the NOx discharge amount based on the absolute humidity, and correcting the NOx discharge amount using the specific heat correction coefficient.
Nach der ersten Erfindung wird der Einfluss der Emissionsabgabemenge aufgrund der Änderung der O2-Konzentration in der Ansaugluft durch die absolute Feuchtigkeit korrigiert, wenn die Emissionsabgabemenge abgeschätzt wird, die die Menge von NOx oder Ruß ist, die aus dem Zylinder abgegeben werden, wenn der unter Verwendung der O2-Konzentration in der Ansaugluft spezifizierte Betriebsbereich zum ersten Bereich gehört, in dem die Änderungsgröße der Emissionsabgabemenge mit Bezug auf die Änderung der O2-Konzentration in der Ansaugluft relativ groß ist, und der Einfluss der Emissionsabgabemenge aufgrund der spezifischen Wärme, die sich durch die absolute Feuchtigkeit ändert, wird korrigiert, wenn der Betriebsbereich zum zweiten Betriebsbereich gehört, in dem die Änderungsgröße der Emissionsabgabemenge mit Bezug auf die Änderung der O2-Konzentration in der Ansaugluft relativ klein ist.According to the first invention, when estimating the emission discharge amount, which is the amount of NOx or soot discharged from the cylinder when the the operating range specified using the O 2 concentration in the intake air belongs to the first range in which the amount of change in the emission output amount with respect to the change in the O 2 concentration in the intake air is relatively large, and the influence of the emission output amount due to the specific heat, that changes by the absolute humidity is corrected when the operating range belongs to the second operating range in which the amount of change in the emission discharge amount is relatively small with respect to the change in the O 2 concentration in the intake air.
Folglich wird nach der vorliegenden Erfindung der Hauptgrund der Änderung der Emissionsabgabemenge durch die Feuchtigkeit bestimmt, und eine Korrektur für den Hauptgrund kann durchgeführt werden. Daher kann die Abschätzungspräzision der Emissionsabgabemenge verbessert werden, während die Rechenlast beschränkt wird.Accordingly, according to the present invention, the main cause of the change in the emission discharge amount is determined by the humidity, and correction for the main cause can be performed. Therefore, the estimation precision of the emission discharge amount can be improved while the calculation load is restricted.
Nach der zweiten Erfindung wird der Einfluss der Emissionsabgabemenge aufgrund der Änderung der O2-Konzentration in der Ansaugluft durch die Feuchtigkeit korrigiert, wenn die Abgabemenge von aus dem Zylinder abgegebenem Ruß abgeschätzt wird, wenn der vorliegende Betriebsbereich, der unter Verwendung der O2-Konzentration in der Ansaugluft und des Äquivalenzverhältnisses spezifiziert ist, zum ersten Betriebsbereich gehört, in dem die Änderungsgröße der Emissionsabgabemenge bezüglich der Änderung der O2-Konzentration in der Ansaugluft oder des Äquivalenzverhältnisses vergleichsweise groß ist, und der Einfluss der Emissionsabgabemenge aufgrund der spezifischen Wärme, die sich durch die Feuchtigkeit ändert, wird korrigiert, wenn der vorliegende Betriebsbereich zum zweiten Betriebsbereich gehört, in dem die Änderungsgröße der Emissionsabgabemenge relativ zur Änderung der O2-Konzentration in der Ansaugluft oder zum Äquivalenzverhältnis vergleichsweise klein ist. Folglich wird nach der vorliegenden Erfindung der Hauptgrund der Änderung der Rußabgabemenge durch die Feuchtigkeit bestimmt, und eine Korrektur für den Hauptgrund kann durchgeführt werden. Daher kann die Abschätzungspräzision der Rußabgabemenge verbessert werden, während die Rechenlast beschränkt wird.According to the second invention, the influence of the emission discharge amount due to the change in the O 2 concentration in the intake air by the humidity is corrected when estimating the discharge amount of soot discharged from the cylinder when the present operating range using the O 2 concentration is specified in the intake air and the equivalence ratio belongs to the first operating region in which the amount of change in the emission discharge amount with respect to the change in the O 2 concentration in the intake air or the equivalence ratio is comparatively large, and the influence of the emission discharge amount due to the specific heat that develops changes by the humidity is corrected when the present operating range belongs to the second operating range in which the amount of change in the emission discharge amount relative to the change in the O 2 concentration in the intake air or the equivalence ratio is comparatively small. Accordingly, according to the present invention, the main cause of the change in the discharge amount of soot is determined by the humidity, and correction for the main cause can be performed. Therefore, the estimation precision of the soot discharge amount can be improved while the calculation load is restricted.
Nach der dritten Erfindung wird eine Korrektur zur Wiedergabe des Änderungsgrads der O2-Konzentration in der Ansaugluft durch die absolute Feuchtigkeit auf den abgeschätzten Wert der derzeitigen O2-Konzentration in der Ansaugluft angewendet, die zur Zeit der Abschätzung der Rußabgabemenge verwendet wird. Folglich kann nach der vorliegenden Erfindung eine Korrektur für die O2-Konzentration in der Ansaugluft in dem Betriebsbereich durchgeführt werden, in dem die Änderung der Rußabgabemenge aufgrund der Änderung der O2-Konzentration in der Ansaugluft dominiert, und daher kann die Präzision der Abschätzung der Rußabgabemenge verbessert werden, während die Rechenlast eingeschränkt wird.According to the third invention, a correction for reflecting the degree of change of the intake air O 2 concentration by the absolute humidity is applied to the estimated value of the current intake air O 2 concentration used at the time of estimating the soot discharge amount. Consequently, according to the present invention, a correction for the O 2 concentration in the intake air can be performed in the operating range in which the change in the soot discharge amount due to the change in the O 2 concentration in the intake air is dominant, and therefore the precision of the estimation of the The amount of soot discharged can be improved while the computational load is reduced.
Nach der vierten Erfindung wird eine Korrektur zur Wiedergabe der Erhöhung oder Verringerung der spezifischen Wärme durch die absolute Feuchtigkeit in der Rußabgabemenge zur Zeit der Abschätzung der Rußabgabemenge angewendet. Folglich kann nach der vorliegenden Erfindung die Änderung der spezifischen Wärme in der Rußabgabemenge in dem Betriebsbereich wiedergegeben werden, in dem die Änderung der Rußabgabemenge aufgrund der Änderung der spezifischen Wärme der Ansaugluft dominiert, und daher kann die Abschätzungspräzision der Rußabgabemenge verbessert werden, während die Rechenlast eingeschränkt wird.According to the fourth invention, a correction for reflecting the increase or decrease in specific heat by absolute humidity in the discharge amount of soot is applied at the time of estimating the discharge amount of soot. Consequently, according to the present invention, the change in specific heat can be reflected in the soot discharge amount in the operating range in which the change in soot discharge amount dominates due to the change in specific heat of intake air, and therefore the estimation precision of the soot discharge amount can be improved while reducing the computational load will.
Nach der fünften Erfindung wird der Einfluss der Emissionsabgabemenge aufgrund der sich durch die Feuchtigkeit ändernden O2-Konzentration in der Ansaugluft korrigiert, wenn die aus dem Zylinder abgegebene NOx-Menge abgeschätzt wird, wenn der derzeitige Betriebsbereich, der unter Verwendung der O2-Konzentration in der Ansaugluft festgelegt wird, zum ersten Betriebsbereich gehört, in dem die O2-Konzentration in der Ansaugluft größer als die vorab festgelegte Konzentration ist, und der Einfluss der Emissionsabgabemenge aufgrund der spezifischen Wärme, der sich durch die Feuchtigkeit ändert, wird korrigiert, wenn der derzeitige Betriebsbereich zum zweiten Betriebsbereich gehört, in dem die O2-Konzentration in der Ansaugluft gleich groß wie oder kleiner als die vorab festgelegte Konzentration ist. Folglich wird nach der vorliegenden Erfindung der Hauptgrund der Änderung der NOx-Abgabemenge durch die Feuchtigkeit bestimmt, und eine Korrektur für den Hauptgrund kann durchgeführt werden. Daher kann die Genauigkeit der Abschätzung der NOx-Abgabemenge verbessert werden, während die Rechenlast beschränkt wird.According to the fifth invention, the influence of the emission discharge amount due to the O 2 concentration in the intake air changing by the humidity is corrected when estimating the amount of NOx discharged from the cylinder when the current operation range using the O 2 concentration in the intake air belongs to the first operation region in which the O 2 concentration in the intake air is greater than the predetermined concentration, and the influence of the emission discharge amount due to the specific heat that changes with humidity is corrected when the current operating range belongs to the second operating range in which the O 2 concentration in the intake air is equal to or lower than the predetermined concentration. Accordingly, according to the present invention, the main cause of the change in the NOx discharge amount is determined by the humidity, and correction for the main cause can be performed. Therefore, the accuracy of the NOx discharge amount estimation can be improved while the calculation load is restrained.
Nach der sechsten Erfindung wird eine Korrektur zur Wiedergabe des Änderungsgrads der O2-Konzentration in der Ansaugluft durch die absolute Feuchtigkeit auf den abgeschätzten Wert der vorliegenden O2-Konzentration in der Ansaugluft angewendet, der zur Zeit der Abschätzung der NOx-Abgabemenge verwendet wird. Folglich kann nach der vorliegenden Erfindung eine Korrektur für die O2-Konzentration in der Ansaugluft im Betriebsbereich durchgeführt werden, in dem die Änderung der NOx-Abgabemenge aufgrund der Änderung der O2-Konzentration in der Ansaugluft dominiert, und daher kann die Abschätzungspräzision der NOx-Abgabemenge verbessert werden, während die Rechenlast beschränkt ist.According to the sixth invention, a correction for reflecting the degree of change of the O 2 concentration in the intake air by the absolute humidity is applied to the estimated value of the present O 2 concentration in the intake air calculated at the time of estimating the NOx discharge amount ver is turned. Consequently, according to the present invention, a correction for the O 2 concentration in the intake air can be performed in the operating range in which the change in the NOx discharge amount due to the change in the O 2 concentration in the intake air is dominant, and therefore the estimation precision of the NOx -Delivery rate can be improved while the computational load is limited.
Nach der siebten Erfindung wird eine Korrektur zur Wiedergabe der Erhöhung oder Verringerung der spezifischen Wärme durch die absolute Feuchtigkeit in der NOx-Abgabemenge zur Zeit der Abschätzung der NOx-Abgabemenge angewendet. Folglich kann nach der vorliegenden Erfindung die Änderung der spezifischen Wärme in der NOx-Abgabemenge im Betriebsbereich wiedergegeben werden, indem die Änderung der NOx-Abgabemenge aufgrund der Änderung der spezifischen Wärme der Ansaugluft dominiert, und daher kann die Präzision der NOx-Abgabemenge verbessert werden, während die Rechenlast beschränkt wird.According to the seventh invention, a correction for reflecting the increase or decrease in specific heat by absolute humidity in the NOx discharge amount is applied at the time of NOx discharge amount estimation. Consequently, according to the present invention, the specific heat change in the NOx discharge amount can be reflected in the operation region in which the change in the NOx discharge amount due to the change in the specific heat of the intake air is dominant, and therefore the precision of the NOx discharge amount can be improved. while the computational load is limited.
Figurenlistecharacter list
-
1 ist ein Schaubild, das einen Aufbau eines Maschinensystems zeigt, in dem eine Steuervorrichtung einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.1 14 is a diagram showing a configuration of an engine system to which a control device ofEmbodiment 1 of the present invention is applied. -
2 ist ein Steuerblockschaubild, das einen funktionellen Block zum Abschätzen einer Emissionsabgabemenge und einen funktionalen Block zum Durchführen einer Katalysatorsteuerung aus von einer ECU ausgeführten Steuerfunktionen gesondert dargestellt.2 14 is a control block diagram separately illustrating a functional block for estimating an emission discharge amount and a functional block for performing catalyst control from control functions executed by an ECU. -
3 ist ein Steuerblockdiagramm, das funktionale Blöcke zum Abschätzen einer aus einem Zylinder abgegebenen Rußabgabemenge aus Abschätzungsfunktionen gesondert darstellt, die in einem Emissionsabschätzungsmodell enthalten sind.3 14 is a control block diagram separately illustrating functional blocks for estimating a cylinder-discharged particulate matter amount from estimating functions included in an emission estimation model. -
4 ist ein Schaubild, das ein Beispiel eines Kennfelds zeigt, das eine Beziehung einer Soll-Frischluftmenge zu einer Maschinendrehzahl und einer befohlenen Kraftstoffeinspritzmenge definiert.4 14 is a diagram showing an example of a map defining a relationship of a target fresh air amount to an engine speed and a commanded fuel injection amount. -
5 ist ein Schaubild, das ein Beispiel eines Kennfelds zeigt, das eine Beziehung einer Soll-EGR-Rate zu der Maschinendrehzahl und der befohlenen Kraftstoffeinspritzmenge definiert.5 14 is a diagram showing an example of a map defining a relationship of a target EGR rate to the engine speed and the commanded fuel injection amount. -
6 ist ein Schaubild, das ein Beispiel eines Kennfelds zeigt, das einen Übergangskorrekturkoeffizienten auf der Grundlage eines A/F-Verhältnisses bzw. Luft-/ Kraftstoffverhältnissees und eines O2-Konzentrationsverhältnisses in der Ansaugluft festlegt.6 14 is a graph showing an example of a map that sets a transient correction coefficient based on an A/F ratio and an O 2 concentration ratio in intake air. -
7 ist ein Schaubild, das eine Rußabgabemenge mit Bezug auf ein O2-Konzentrationsverhältnis in der Ansaugluft und ein Äquivalenzverhältnis zeigt.7 14 is a graph showing a soot discharge amount with respect to an O 2 concentration ratio in intake air and an equivalence ratio. -
8 ist ein Ablaufplan, der ein Programm eines Feuchtigkeitskorrekturbetriebs zeigt, das in einem Feuchtigkeitskorrekturabschnitt ausgeführt wird.8th Fig. 12 is a flowchart showing a routine of a humidity correction operation executed in a humidity correction section. -
9 ist ein Steuerblockschaubild, das funktionelle Blöcke zur Berechnung eines Korrekturwerts für die O2-Konzentration in der Ansaugluft aus Funktionen extrahiert, die in dem Feuchtigkeitskorrekturabschnitt enthalten sind.9 14 is a control block diagram that extracts functional blocks for calculating a correction value for the O 2 concentration in intake air from functions included in the humidity correction section. -
10 ist ein Steuerblockschaubild, das funktionelle Blöcke zur Berechnung eines spezifischen Wärmekorrekturwerts aus den Funktionen extrahiert, die in dem Feuchtigkeitskorrekturabschnitt enthalten sind.10 14 is a control block diagram that extracts functional blocks for calculating a specific heat correction value from the functions included in the humidity correction section. -
11 ist ein Schaubild, das ein Beispiel eines Kennfelds zeigt, das eine Beziehung einer spezifischen Wärme eines Basis-Ansauggases gegenüber der Maschinendrehzahl und der befohlenen Kraftstoffeinspritzmenge definiert.11 14 is a graph showing an example of a map defining a relationship of a specific heat of a basic intake gas versus the engine speed and the commanded fuel injection amount. -
12 ist ein Schaubild, das ein Beispiel eines Kennfelds eines spezifischen Wärmekorrekturwerts zeigt, das eine Beziehung eines spezifischen Wärmekorrekturkoeffizienten mit Bezug auf den spezifischen Wärmekorrekturwert definiert.12 14 is a diagram showing an example of a heat specific correction value map defining a relationship of a heat specific correction coefficient with respect to the heat specific correction value. -
13 ist ein Schaubild, das eine Beziehung einer NOx-Abgabemenge mit Bezug auf die O2-Konzentration in der Ansaugluft zeigt.13 14 is a graph showing a relationship of a NOx discharge amount with respect to the O 2 concentration in intake air. -
14 ist ein Steuerblockschaubild, das funktionelle Blöcke zum Abschätzen einer Abgabemenge von aus dem Zylinder abgegebenem NOx aus den im Emissionsabschätzungsmodell enthaltenen Abschätzungsfunktionen herausstellt.14 14 is a control block diagram that highlights functional blocks for estimating an in-cylinder discharge amount of NOx from the estimation functions included in the emission estimation model.
Genaue Erläuterung der bevorzugten AusführungsformDetailed explanation of the preferred embodiment
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die Figuren beschrieben.Embodiments of the present invention will be described with reference to the figures.
Erste AusführungsformFirst embodiment
[Aufbau der ersten Ausführungsform][Structure of the First Embodiment]
Die Maschine nach der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine EGR-Vorrichtung, die ein Abgas von einem Abgassystem in ein Ansaugsystem zurückleitet. Die EGR-Vorrichtung verbindet eine Position stromab der Dieseldrossel 24 im Ansaugdurchlass 10 mit dem Abgaskrümmer 6 durch einen EGR-Durchlass 30. Der EGR-Durchlass 30 ist mit einem EGR-Ventil 32 versehen. Ein EGR-Kühler 34 wird auf einer Abgasseite des EGR-Ventils 32 im EGR-Durchlass 30 vorgesehen. Im EGR-Durchlass 30 ist ein Umgehungsdurchlass 36 vorgesehen, der den EGR-Kühler 34 umgeht. An einem Punkt, in dem der Umgehungsdurchlass 36, der vom EGR-Durchlass 30 abzweigt, wieder auf den EGR-Durchlass 30 trifft, ist ein Umgehungsventil 38 vorgesehen, das eine Richtung umschaltet, in der das Abgas fließt.The engine according to the present embodiment includes an EGR device that recirculates exhaust gas from an exhaust system to an intake system. The EGR device connects a position downstream of the
Das Maschinensystem nach der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine ECU (elektronische Steuereinheit, Electronic Control Unit) 50. Die ECU 50 ist eine Steuervorrichtung, die integriert das gesamte Maschinensystem steuert bzw. regelt, und die Steuervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird als eine Funktion der ECU 50 verkörpert.The engine system according to the present embodiment includes an ECU (electronic control unit, Electronic Control Unit) 50. The
Die ECU 50 nimmt Signale von Sensoren auf, die im Maschinensystem enthalten sind, und verarbeitet sie. Die Sensoren sind an jeweiligen Orten des Maschinensystems angebracht. Ein Luftströmungsmesser 54, der mit einem Feuchtigkeitssensor ausgestattet ist, um eine Ansaugluftmenge „Ga“ und eine absolute Feuchtigkeit „AH“ der angesaugten Luft zu erfassen, ist am Ansaugdurchlass 10 stromab des Luftfilters 20 angebracht. Zudem sind auch ein Drehzahlsensor 52, der eine Drehzahl einer Kurbelwelle erfasst, ein Gaspedalbetätigungsgradsensor bzw. Gaspedalstellungssensor 56, der ein Signal ausgibt, das zu einer Stellung eines Gaspedals passt, ein Differenzialdrucksensor 58 zum Erfassen eines Druckunterschieds vor und hinter dem DPF 26 und dergleichen angebracht. Zudem ist im Abgasdurchlass 12 ein A/F-Sensor zum Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (Air/Fuel Ratio) zwischen dem DPF 26 und dem SCR 27 angeordnet, und ein NOx-Sensor 62 und ein PM-Sensor sind jeweils an einer stromabwärtigen Seite des SCR 28 angeordnet. Die ECU 50 verarbeitet die eingelesenen Signale von den jeweiligen Sensoren und betätigt die jeweiligen Stellglieder passend zu einem vorab festgelegten Steuerprogramm. Die von der ECU 50 betätigten Stellglieder umfassen die variable Düse 18, das Kraftstoffeinspritzventil 8, das EGR-Ventil 32, die Dieseldrossel 24 und dergleichen. Man bemerke, dass weitere mit der ECU 50 verbundene Stellglieder und Sensoren außer den in der Figur veranschaulichten vorhanden sind, aber deren Erläuterung wird in der vorliegenden Beschreibung weggelassen.The
[Betrieb der ersten Ausführungsform][Operation of the First Embodiment]
Eine von der ECU 50 ausgeführte Maschinensteuerung umfasst eine Abschätzungssteuerung einer Emissionsabgabemenge, die unter Verwendung eines virtuell aufgebauten bordinternen Abschätzungsmodells eine Abgabemenge von Emissionen (NOx und Ruß) abschätzt, die von den jeweiligen Zylindern während eines Betriebs abgegeben werden, und eine Katalysatorsteuerung, die eine Katalysatorregeneration, Emissionsreinigung, eine Fehlerdiagnose und dergleichen unter der Verwendung von abgeschätzten Emissionsabgabemengen durchführt.
(Rußabgabemengenabschätzungssteuerung)(Soot Discharge Amount Estimation Control)
Das Emissionsabschätzungsmodell 100 der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Funktion der Abschätzung einer Abgabemenge pro Zeiteinheit (mg/s) von Ruß, der während eines Betriebs aus dem Zylinder abgegeben wird.
Das in
Das Basis-Rußkennfeld 101 berechnet eine Basis-Rußabgabemenge, die ein Basiswert (also ein Wert in einem stabilen Zustand) einer Rußmenge ist, die vom Zylinder in einem derzeitigen Betriebsbereich abgegeben wird (das heißt, einem Betriebsbereich, der durch eine Kraftstoffeinspritzmenge „Q“ und eine Maschinendrehzahl „Ne“ definiert ist), wobei die Maschinendrehzahl „Ne“, die unter Verwendung des Drehzahlsensors 52 erfasst wird, und die befohlene Kraftstoffeinspritzmenge „Q“ des Kraftstoffeinspritzventils 8 als Argumente dienen.The
Ein Soll-Frischluftmengenkennfeld 150, das in einem anderen Modul enthalten ist, berechnet eine Frischluftmenge, die ein Ziel im derzeitigen Betriebsbereich ist (das bedeutet, dem Betriebsbereich, der durch die Kraftstoffeinspritzmenge „Q“ und die Maschinendrehzahl „Ne“ definiert ist), wobei die Maschinendrehzahl „Ne“ und die befohlene Kraftstoffeinspritzmenge „Q“ als die Argumente dienen.
Der Basis-A/F-Berechnungsabschnitt 102 berechnet ein Basis-A/F (ein Basis-Luft/Kraftstoff-Verhältnis) als derzeitige Referenz im Betriebsbereich (das heißt, zu einer Zeit der Berechnung der Basis-Rußabgabemenge) unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (1), wobei die im Soll-Frischluftmengenkennfeld 150 berechnete Soll-Frischluftmenge als Eingabewert verwendet wird. Man bemerke, dass der Basis-A/F-Berechnungsabschnitt 102 dazu aufgebaut sein kann, das Basis-A/F als die Referenz im derzeitigen Betriebsbereich zu berechnen, wobei die Maschinendrehzahl „Ne“ und die befohlene Kraftstoffeinspritzmenge „Q“ als die Argumente dienen.
[Gleichung 1]
[Equation 1]
Der Berechnungsabschnitt 103 für das derzeitige A/F berechnet ein derzeitiges A/F (ein abgeschätztes Luft/Kraftstoff-Verhältnis), das ein abgeschätzter Wert eines derzeitigen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ist, mit einer durch den Luftströmungsmesser 54 gemessenen Ansaugluftmenge „Ga“ und der befohlenen Kraftstoffeinspritzmenge „Q“ als Eingabewerten. Man bemerke, dass in einem Fall, in dem eine Altersverschlechterung am Maschinenhauptkörper bzw. dem Motorblock 2 oder dergleichen auftritt, das derzeitige A/F von einem tatsächlichen A/F abweichen kann. Der Berechnungsabschnitt 103 für das derzeitige A/F gibt einen A/F-Lernwert zum Eliminieren eines Unterschieds zwischen dem tatsächlichen A/F, das durch den Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor erfasst wird, und dem derzeitigen A/F im derzeitigen A/F wieder.
[Gleichung 2]
[Equation 2]
Im Soll-EGR-Ratenkennfeld 151, das in einem anderen Modul enthalten ist, wird eine Soll-EGR-Rate berechnet, die ein Ziel in einem derzeitigen Betriebsbereich ist (das bedeutet, einem Betriebsbereich, der durch die Kraftstoffeinspritzmenge „Q“ und die Maschinendrehzahl „Ne“ definiert ist), wobei die Maschinendrehzahl „Ne“ und die befohlene Kraftstoffeinspritzmenge „Q“ als Argumente dienen. Man bemerke, dass sich die EGR-Rate auf einen Wert bezieht, der als ein Verhältnis einer EGR-Gasmenge zu einer Zylindergasmenge (einer Summe der Frischluftmenge und der EGR-Gasmenge) definiert ist, die in den Zylinder geladen wird.
Der Berechnungsabschnitt 104 für die Basis-O2-Konzentration in der Ansaugluft berechnet eine Basis-O2-Konzentration in der Ansaugluft (Gew-%), die ein Basiswert einer Sauerstoffkonzentration in der Ansaugluft in einem Betriebsbereich zur momentanen Zeit (das heißt, zu einer Zeit der Berechnung der Basis-Rußabgabemenge) ist, indem sie die folgende Gleichung (3) verwendet, wobei die im Soll-EGR-Ratenkennfeld 151 berechnete Soll-EGR-Rate und ein Basis-λ als Eingabewerte verwendet werden. Das Basis-λ wird berechnet, indem das im Basis-A/F-Berechnungsabschnitt 102 berechnete Basis-A/F durch ein theoretisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis geteilt wird. Man bemerke, dass der Berechnungsabschnitt 104 für die Basis-O2-Konzentration in der Ansaugluft dazu aufgebaut sein kann, die Basis-O2-Konzentration in der Ansaugluft im Betriebsbereich zum momentanen Zeitpunkt mit der Maschinendrehzahl „Ne“ und der befohlenen Kraftstoffeinspritzmenge „Q“ als Argumenten zu berechnen.
[Gleichung 3]
[Equation 3]
Ein EGR-Ratenberechnungsabschnitt 152, den ein anderes Modul enthält, berechnet eine EGR-Rate unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (4) mit der Ansaugluft „Ga“, die durch den Luftströmungsmesser 54 gemessen wird, und einer Zylindergasmenge „Gcyl“, die durch ein beliebiges bekanntes Verfahren aufgenommen wird, als Eingabewerte.
[Gleichung 4]
[Equation 4]
Der Berechnungsabschnitt 105 für die derzeitige O2-Konzentration in der Ansaugluft berechnet eine derzeitige O2-Konzentration „D“ in der Ansaugluft, die ein abgeschätzter Wert einer derzeitigen O2-Konzentration in der Ansaugluft ist, unter Verwendung einer nachstehenden Gleichung (5), wobei das derzeitige A/F, das im Berechnungsabschnitt für das derzeitige A/F berechnet wird, und die EGR-Rate, die im EGR-Ratenberechnungsabschnitt 152 berechnet wird, als Eingabewerte verwendet werden. Ein derzeitiges λ wird durch Teilen des derzeitigen A/F, das im Berechnungsabschnitt 103 für das derzeitige A/F berechnet wird, durch das theoretische Luft/Kraftstoff-Verhältnis berechnet.
[Gleichung 5]
[Equation 5]
Zudem wird im Arithmetikabschnitt 111 ein A/F-Verhältnis berechnet, das als eine Eingabe des Berechnungsabschnitts 106 für den Übergangskorrekturkoeffizienten verwendet wird. Das A/F-Verhältnis wird als ein Verhältnis des aktuellen A/F-Verhältnisses, das der Berechnungsabschnitt 103 für das aktuelle A/F berechnet, zum Basis-A/F berechnet, das der Basis-A/F-Berechnungsabschnitt 102 berechnet.Also, in the
Ein Feuchtigkeitskorrekturabschnitt 160, der in einem anderen Modul enthalten ist, berechnet einen Korrekturwert für die spezifische Wärme zum Korrigieren einer spezifischen Wärme passend zu einem Korrekturwert für die O2-Konzentration in der Ansaugluft, um die O2-Konzentration in der Ansaugluft passend zu einer Feuchtigkeit und die Feuchtigkeit zu korrigieren. Man bemerke, dass eine Funktion des Feuchtigkeitskorrekturabschnitts 160 später genau beschrieben wird.A
Zudem berechnet der Arithmetikabschnitt 112 eine korrigierte O2-Konzentration in der Ansaugluft durch Multiplizieren der aktuellen O2-Konzentration in der Ansaugluft, die im Berechnungsabschnitt 105 für die aktuelle O2-Konzentration in der Ansaugluft berechnet wird, mit dem Korrekturwert für die O2-Konzentration in der Ansaugluft, der im Feuchtigkeitskorrekturabschnitt 160 berechnet wird. Zudem wird in dem Arithmetikabschnitt 113 ein O2-Konzentrationsverhältnis in der Ansaugluft berechnet, das als eine Eingabe des Berechnungsabschnitts 106 für den Übergangskorrekturkoeffizienten verwendet wird. Die O2-Konzentration in der Ansaugluft wird als ein Verhältnis der korrigierten O2-Konzentration in der Ansaugluft, die im Arithmetikabschnitt 112 berechnet wird, zur Basis-O2-Konzentration in der Ansaugluft berechnet, die im Berechnungsabschnitt 104 für die Basis-O2-Konzentration in der Ansaugluft berechnet wird.In addition, the
Der Berechnungsabschnitt 106 für die Übergangskorrekturkoeffizienten berechnet einen Übergangskorrekturkoeffizienten zur Korrektur der Erhöhung oder Verringerung der Rußabgabemenge zu einer Zeit des Übergangs mit Bezug auf den Wert (die Basis-Rußabgabemenge) zu einer Zeit, in der sich die Maschine in einem stabilen Zustand befindet, mit dem A/F-Verhältnis, das im Arithmetikabschnitt 111 berechnet wird, und der O2-Konzentration in der Ansaugluft, die im Arithmetikabschnitt 113 berechnet wird, als Eingabewerten.
Im Arithmetikabschnitt 114 wird eine Rußabgabemenge nach einer Übergangskorrektur durch Multiplizieren der im Basis-Rußkennfeld 101 berechneten Basis-Rußabgabemenge mit dem Übergangskorrekturkoeffizienten berechnet, der in dem Berechnungsabschnitt 106 für den Übergangskorrekturkoeffizienten berechnet wird. Genauer gesagt kann unter Verwendung des Übergangskorrekturkoeffizienten auf der Grundlage des A/F-Verhältnisses und des O2-Konzentrationsverhältnisses in der Ansaugluft, wobei jeweils das Basis-A/F und die Basis-O2-Konzentration in der Ansaugluft als Bezug dienen, die Rußabgabemenge berechnet werden, in der Einflüsse des Übergangs-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und der Änderung der O2-Konzentration in der Ansaugluft in Betracht gezogen werden, wobei die Basis-Rußabgabemenge als Grundlage dient.In the
Im Arithmetikabschnitt 115 wird die Rußabgabemenge nach der Übergangskorrektur, die im Arithmetikabschnitt 114 berechnet wird, mit dem Korrekturkoeffizienten für die spezifische Wärme multipliziert, der im Berechnungsabschnitt 107 für den Korrekturkoeffizienten für die spezifische Wärme berechnet wird. Im Umweltberechnungsabschnitt 108 wird eine Korrektur zur Wiedergabe von Umweltbedingungen wie einer Kühlwassertemperatur und eines Atmosphärendrucks in der Rußabgabemenge durchgeführt, und die endgültige Rußabgabemenge wird berechnet.In the
(Feuchtigkeitskorrektur für die Rußabgabemenge)(moisture correction for soot discharge amount)
Als Nächstes wird eine Feuchtigkeitskorrekturfunktion genauer beschrieben, die durch den Feuchtigkeitskorrekturabschnitt 160 enthalten ist. Die aus dem Zylinder abgegebene Rußabgabemenge ändert sich passend zur Feuchtigkeit der Ansaugluft, die in den Zylinder eingesaugt wird. Als Hauptursachen der Änderung der Rußabgabemenge durch Feuchtigkeit werden zwei Ursachen zitiert, nämlich eine Änderung der O2-Konzentration in der Ansaugluft, die eine Konzentration von Sauerstoff ist, der in der in den Zylinder eingesaugten Ansaugluft enthalten ist, und eine Änderung der spezifischen Wärme der Ansaugluft.
Als ein Verfahren zur Korrektur des Einflusses der Feuchtigkeit auf die Rußabgabemenge ist es vorstellbar, eine Berechnung der Änderung der Rußabgabemenge mit Bezug auf die Änderung der Betriebsbedingungen wie der O2-Konzentration in der Ansaugluft, der spezifischen Wärme und dem Äquivalenzverhältnis beispielsweise unter Verwendung einer Funktion, eines mehrdimensionalen Kennfelds oder dergleichen zu berechnen. Eine derartige hochgenaue Berechnung erhöht jedoch eine Rechenlast. Zudem wird der Einfluss der Feuchtigkeit redundant korrigiert, wenn die Feuchtigkeitskorrektur der O2-Konzentration in der Ansaugluft und die Feuchtigkeitskorrektur der spezifischen Wärme gleichzeitig durchgeführt werden, weil sich die spezifische Wärme auch ändert, wenn sich die O2-Konzentration in der Ansaugluft ändert, und es ist wahrscheinlich, dass als ein Ergebnis eine irrtümliche Korrektur durchgeführt wird. Folglich kann eine Abschätzungsgenauigkeit der Rußabgabemenge verbessert werden, während die Rechenlast verringert wird, wenn eine Korrektur durchgeführt werden kann, indem ein Parameter ausgewählt wird, der hinsichtlich der Empfindlichkeit der Rußabgabemenge dominanter ist.As a method for correcting the influence of humidity on the soot discharge amount, it is conceivable to calculate the change in the soot discharge amount with respect to the change in operating conditions such as the O 2 concentration in intake air, the specific heat and the equivalence ratio using a function, for example , a multi-dimensional map or the like. However, such high-precision calculation increases a calculation load. In addition, the influence of humidity is redundantly corrected when the humidity correction of the O 2 concentration in the intake air and the humidity correction of the specific heat are performed at the same time, because the specific heat also changes when the O 2 concentration in the intake air changes, and erroneous correction is likely to be performed as a result. Consequently, an estimation accuracy of the soot discharge amount can be improved while the calculation load is reduced if correction can be made by selecting a parameter that is more dominant in the sensitivity of the soot discharge amount.
Daher wird in der Rußabgabemengenabschätzungssteuerung der vorliegenden Ausführungsform der in
Als Nächstes wird mit Bezug auf einen Ablaufplan ein spezifischer Ablauf des Feuchtigkeitskorrekturvorgangs beschrieben, der im Feuchtigkeitskorrekturabschnitt 160 ausgeführt wird.
Im Schritt S1 wie in
Im Schritt S3 wird der O2-Konzentrationswert für die Ansaugluft berechnet. Genauer gesagt wird hier eine Berechnung durch die in
Der Berechnungsabschnitt 121 für die Trockenluftmenge berechnet eine Trockenluftmenge „AirD“ [g/s] unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (6), wobei die Ansaugluftmenge „Ga“ und die absolute Feuchtigkeit „AH“, die vom Luftströmungsmesser 54 gemessen werden, der mit dem Feuchtigkeitssensor ausgestattet ist, als Eingangswerte verwendet werden.
[Gleichung 6]
[Equation 6]
Der Abschnitt 122 zur Berechnung der O2-Konzentration in der trockenen Ansaugluft berechnet eine O2-Konzentration in der trockenen Ansaugluft „O2inD“ unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (7), wobei die Trockenluftmenge „AirD“, die im Berechnungsabschnitt 121 für die Trockenluftmenge berechnet wird, die Zylindergasmenge „Gcyl“, die durch das beliebige bekannte Verfahren aufgenommen wird, und die Überschussluftrate „λ“, die aus dem aktuellen A/F erhalten wird, als Eingabewerte verwendet werden.
[Gleichung 7]
[Equation 7]
Zudem berechnet das Kennfeld 123 für die Basis-O2-Konzentration in der Ansaugluft eine Basis-O2-Konzentration in der Ansaugluft „O2inbse“, die ein Basiswert (das heißt, ein Wert in einem stabilen Zustand) der O2-Konzentration in der Ansaugluft im aktuellen Betriebsbereich ist (das bedeutet, dem Betriebsbereich, der durch die Kraftstoffeinspritzmenge „Q“ und die Maschinendrehzahl „Ne“ definiert ist, wobei die Maschinendrehzahl „Ne“, die unter Verwendung des Drehzahlsensors 52 erfasst wird, und die befohlene Kraftstoffeinspritzmenge „Q“ des Kraftstoffeinspritzventils 8 als Argumente verwendet werden.In addition, the basic intake air O 2 concentration map 123 calculates a basic intake air O 2 concentration “O2inbse”, which is a basic value (that is, a value in a steady state) of the O 2 concentration in of the intake air is in the current operating range (that is, the operating range defined by the fuel injection amount “Q” and the engine speed “Ne”, the engine speed “Ne” detected using the
Der Berechnungsabschnitt 124 für den Korrekturwert für die O2-Konzentration in der Ansaugluft berechnet den Korrekturwert der O2-Konzentration in der Ansaugluft, der als das Verhältnis der O2-Konzentration in der trockenen Ansaugluft „O2inD“ zur Basis-O2-Konzentration in der Ansaugluft „O2inbse“ definiert ist, durch Verwenden der nachstehenden Gleichung (8), wobei die O2-Konzentration in der trockenen Ansaugluft „O2inD“ und die Basis-O2-Konzentration in der Ansaugluft „O2inbse“ als Eingabewerte verwendet werden.
[Gleichung 8]
[Equation 8]
Wenn im vorstehend beschriebenen Schritt S2 bestimmt wird, dass der derzeitige Betriebsbereich der Bereich A ist, und der Vorgang im vorstehend beschriebenen Schritt S3 ausgeführt wird, geht der Ablauf anschließend zum Schritt S5. In Schritt S5 wird der in Schritt S3 berechnete Korrekturwert für die O2-Konzentration in der Ansaugluft (O2inD/O2inbse) im Korrekturwert für die O2-Konzentration in der Ansaugluft wiedergegeben, der in das Abgasabschätzungsmodell eingelesen wird, und ein ungültiger Wert wird im Korrekturwert für die spezifische Wärme wiedergegeben, der in das Emissionsabschätzungsmodell 100 eingegeben wird. Im Arithmetikabschnitt 112 des Emissionsabschätzungsmodells 100 ist die derzeitige O2-Konzentration in der Ansaugluft unter Verwendung der eingelesenen Korrekturgröße für die O2-Konzentration in der Ansaugluft (O2inD/O2inbse) korrigiert. Währenddessen wird im Berechnungsabschnitt 107 für den Korrekturkoeffizienten für die spezifische Wärme des Emissionsabschätzungsmodells 100 eine Konstante „1“ als ein Proportionskorrekturkoeffizient ausgegeben, wenn die Eingabe des ungültigen Werts als des spezifischen Wärmekorrekturwerts empfangen wird. In diesem Fall wird die Rußabgabemenge im Arithmetikabschnitt 115 mit dem Proportionskorrekturkoeffizienten „1“ multipliziert, und daher wird keine spezifische Wärmekorrektur für die Rußabgabemenge durchgeführt.When it is determined in step S2 described above that the current operation area is the area A and the process in step S3 described above is executed, the flow advances to step S5 thereafter. In step S5, the intake air O 2 concentration correction value (O2inD/O2inbse) calculated in step S3 is reflected in the intake air O 2 concentration correction value read in the exhaust gas estimation model, and an invalid value is set in the The specific heat correction value that is input to the
Zudem wird in Schritt S4 der spezifische Wärmekorrekturwert berechnet. Hier wird genauer gesagt eine Berechnung durch die in
Der Berechnungsabschnitt 131 für das Molekulargewicht der feuchten Ansaugluft berechnet ein Molekulargewicht „Mair_w“ einer feuchten Ansaugluft unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (9), wobei die Ansaugluft „Ga“ und die absolute Feuchtigkeit „AH“, die vom Luftströmungsmesser 54 gemessen werden, der mit dem Feuchtigkeitssensor ausgestattet ist, als Eingabewerte verwendet werden.
[Gleichung 9]
[Equation 9]
Der Berechnungsabschnitt 132 für die spezifische Wärme der feuchten Ansaugluft berechnet die spezifische Wärme „Cvair_w“ der feuchten Ansaugluft unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (10), wobei das Molekulargewicht „Mair_w“ der angesaugten Feuchtluft, das im Berechnungsabschnitt 131 für das Molekulargewicht der feuchten Ansaugluft berechnet wird, die spezifische Wärme „Cvair_d“ der trockenen Luft und die spezifische Wärme „Cvw“ als Eingabewerte verwendet werden.
[Gleichung 10]
[Equation 10]
Zudem berechnet der Berechnungsabschnitt 133 für das Molekulargewicht des Ansauggases ein Molekulargewicht „Mgas“ eines Ansauggases, das eine Summe der angesaugten Feuchtluft und des EGR-Gases ist, unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (11), wobei das Molekulargewicht „Mair_w“ der angesaugten Feuchtluft, das im Berechnungsabschnitt 131 für das Molekulargewicht der angesaugten Feuchtluft berechnet wird, und ein Molekulargewicht „Megr“ des EGR-Gases als Eingabewerte verwendet werden.
[Gleichung 11]
[Equation 11]
Der nächste Berechnungsabschnitt 134 für die spezifische Wärme des Ansauggases berechnet die spezifische Wärme „Cvgas“ des Ansauggases unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (12) mit der spezifischen Wärme „Cvair_w“ der feuchten Ansaugluft, dem Molekulargewicht „Mair_w“ der feuchten Ansaugluft, der spezifischen Wärme „Cvegr“ des EGR-Gases und dem Molekulargewicht „Mgas“ des Ansauggases als Eingabewerte.
[Gleichung 12]
[Equation 12]
Das Basiskennfeld 135 für die spezifische Wärme berechnet die spezifische Basiswärme des Ansauggases „Cvgasbse“, die ein Basiswert (ein Wert im stabilen Zustand) der spezifischen Wärme des Ansauggases im vorliegenden Betriebsbereich ist (das bedeutet, dem Betriebsbereich, der durch die Kraftstoffeinspritzmenge „Q“ und die Maschinendrehzahl „Ne“ definiert ist), wobei die Maschinendrehzahl „Ne“, die unter Verwendung des Drehzahlsensors 52 erfasst wird, und die befohlene Kraftstoffeinspritzmenge „Q“ des Kraftstoffeinspritzventils 8 als Argumente dienen.
Der Berechnungsabschnitt 136 für den Korrekturwert der spezifischen Wärme berechnet einen Korrekturwert der spezifischen Wärme, der als ein Verhältnis der spezifischen Wärme „Cvgas“ des Ansauggases zur spezifischen Basis-Wärme des Ansauggases „Cvbse“ definiert ist, unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (13), wobei die spezifische Wärme „Cvgas“ des Ansauggases und die spezifische Basis-Wärme „Cvgasbse“ des Ansauggases als Eingabewerte dienen.
[Gleichung 13]
[Equation 13]
Wenn im vorstehend beschriebenen Schritt S2 bestimmt wird, dass der derzeitige Betriebsbereich nicht der Bereich A ist (das heißt, der Bereich B ist) und der Ablauf des Schritts S4 wie vorstehend beschrieben ausgeführt wird, geht der Ablauf anschließend zum Schritt S6. In Schritt S6 wird der spezifische Wärmekorrekturwert (Cvgas/Cvbse), der im Schritt S4 berechnet wird, im spezifischen Wärmekorrekturwert wiedergegeben, der in das Emissionsabschätzungsmodell 100 eingelesen wird, und die Konstante „1“ wird im Korrekturwert für die O2-Konzentration in der Ansaugluft wiedergegeben, der in das Emissionsabschätzungsmodell 100 eingelesen wird. In dem Berechnungsabschnitt 107 für den Korrekturkoeffizienten für die spezifische Wärme des Emissionsabschätzungsmodells 100 wird der spezifische Wärmekorrekturkoeffizient unter Verwendung des eingelesenen spezifischen Wärmekorrekturwerts (Cvgas/Cvbse) berechnet.
Wie vorstehend erörtert wird nach dem Emissionsabschätzungsmodell 100 der vorliegenden Ausführungsform die Hauptursache der Änderung der Rußabgabemenge durch den Einfluss von Feuchtigkeit bestimmt und eine Korrektur kann für die Hauptsache in der Abschätzungssteuerung der Rußabgabemenge durchgeführt werden, und daher kann die Abschätzungsgenauigkeit der Rußabgabemenge verbessert werden, während die Rechenlast beschränkt ist.As discussed above, according to the
Nebenbei bemerkt ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend erläuterte Ausführungsform beschränkt und kann durchgeführt werden, während sie in verschiedenen Arten innerhalb des Bereichs modifiziert wird, ohne vom Gebiet der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung ausgeführt werden, indem sie wie folgt modifiziert ist.Incidentally, the present invention is not limited to the embodiment explained above, and can be carried out while being modified in various ways within the range without departing from the gist of the present invention. For example, the present invention can be carried out by being modified as follows.
In der vorstehend erläuterten ersten Ausführungsform werden die absolute Feuchtigkeit und die Ansaugluftmenge unter Verwendung des Luftströmungsmessers 54 erfasst, der mit dem Feuchtigkeitssensor ausgestattet ist, aber ein Aufbau kann verwendet werden, in dem der Feuchtigkeitssensor unabhängig vom Luftströmungsmesser vorgesehen ist. Zudem ist der Feuchtigkeitsmesser nicht auf den Feuchtigkeitsmesser beschränkt, der eine absolute Feuchtigkeit erfasst, sondern ein Feuchtigkeitssensor kann verwendet werden, der eine relative Feuchtigkeit erfasst. Dies gilt auch für eine später beschriebene zweite Ausführungsform.In the first embodiment explained above, the absolute humidity and the intake air amount are detected using the
In der vorstehend erläuterten ersten Ausführungsform entspricht das Emissionsabschätzungsmodell 100 einer „Emissionsabschätzungsvorrichtung“ der vorstehend beschriebenen ersten Erfindung. Die Rußabgabemenge entspricht einer „Emissionsabgabemenge“ der vorstehend beschriebenen ersten Erfindung. Der Luftströmungsmesser 54, der mit dem Feuchtigkeitssensor ausgestattet ist, entspricht der „Feuchtigkeitserfassungseinrichtung“ der vorstehend beschriebenen ersten Erfindung. Der Bereich A entspricht einem „ersten Betriebsbereich“ der vorstehend beschriebenen ersten Erfindung. Der Bereich B entspricht einem „zweiten Betriebsbereich“ der vorstehend beschriebenen ersten Erfindung. Der Feuchtigkeitskorrekturabschnitt 160 und der Arithmetikabschnitt 112 entsprechen einer „Korrektureinrichtung für die O2-Konzentration in der Ansaugluft“ der vorstehend beschriebenen ersten Erfindung. Der Feuchtigkeitskorrekturabschnitt 160, der Berechnungsabschnitt für den Korrekturkoeffizienten für die spezifische Wärme 107 und der Arithmetikabschnitt 115 entsprechen der „spezifischen Wärmekorrektureinrichtung“ der vorstehend beschriebenen ersten Erfindung. Zudem führt die ECU 50 in der vorstehend erläuterten ersten Ausführungsform die Vorgänge in den Schritten S2, S3 und S5 oder den Schritten S2, S4 und S6 wie vorstehend beschrieben aus, wodurch eine „Emissionsabgabemengenabschätzungseinrichtung“ in der vorstehend beschriebenen ersten Erfindung realisiert ist.In the first embodiment explained above, the
Zudem entspricht die Rußabgabemenge einer „Rußabgabemenge“ in der vorstehend beschriebenen zweiten Erfindung.In addition, the discharge amount of soot corresponds to “amount of discharge of soot” in the second invention described above.
Zudem entspricht das Basis-Rußkennfeld 101 der vorstehend erläuterten ersten Ausführungsform der „Basis-Rußabgabemengenberechnungseinrichtung“ in der vorstehend beschriebenen dritten Erfindung. Der Basis-A/F-Berechnungsabschnitt 102 entspricht der „Basis-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Berechnungseinrichtung“ der vorstehend beschriebenen dritten Erfindung. Der Berechnungsabschnitt 104 für die Basis-O2-Konzentration in der Ansaugluft entspricht der „Berechnungseinrichtung für die Basis-O2-Konzentration in der Ansaugluft“ der vorstehend beschriebenen dritten Erfindung. Der derzeitige A/F-Berechnungsabschnitt 103 entspricht der „Berechnungseinrichtung für das abgeschätzte Luft/Kraftstoff-Verhältnis“ der vorstehend beschriebenen dritten Erfindung. Der Berechnungsabschnitt 106 für den Übergangskorrekturkoeffizienten und der Arithmetikabschnitt 114 entsprechen der „Übergangskorrektureinrichtung“ der vorstehend beschriebenen dritten Erfindung.In addition, the
Zweite AusführungsformSecond embodiment
[Merkmal der zweiten Ausführungsform][Feature of the second embodiment]
Als Nächstes wird die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der vorstehend erläuterten ersten Ausführungsform wird die Funktion aus den Funktionen beschrieben, die in dem Emissionsabschätzungsmodell 100 enthalten sind, die die Rußabgabemenge mit hoher Präzision abschätzt, indem sie eine Feuchtigkeitskorrektur durchführt. In der vorliegenden zweiten Ausführungsform wird eine Funktion aus den Abschätzungsfunktionen, die im Emissionsabschätzungsmodell 100 enthalten sind, beschrieben, die eine Abgabemenge von NOx mit hoher Präzision abschätzt, das aus dem Zylinder abgegeben wird, indem sie eine Feuchtigkeitskorrektur durchführt. Man bemerke, dass die NOx-Abgabemenge, die in der nachstehenden Erläuterung verwendet wird, eine NOx-Menge (g/g) anzeigt, die vom Zylinder pro Gramm Kraftstoff abgegeben wird.Next, the second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment explained above, the function is described among the functions included in the
(Feuchtigkeitskorrektur für die NOx-Abgabemenge)(humidity correction for NOx discharge amount)
Die NOx-Abgabemenge, die vom Zylinder abgegeben wird, ändert sich entsprechend der Feuchtigkeit in der Ansaugluft, die in den Zylinder eingesaugt wird. Dies ist ähnlich zur vorstehend erläuterten Rußabgabemenge und es ist ähnlich zur vorstehend erläuterten Rußabgabemenge, das die Hauptursachen derselben die Änderung der O2-Konzentration in der Ansaugluft, die eine Sauerstoffkonzentration ist, die in der Ansaugluft enthalten ist, die in den Zylinder eingesaugt wird, und die Änderung der spezifischen Wärme der Ansaugluft sind. Die Rußabgabemenge weist jedoch die Empfindlichkeitsverteilung im Betriebsbereich auf, der durch die O2-Konzentration in der Ansaugluft und das Äquivalenzverhältnis ausgedrückt wird, während die NOx-Abgabemenge eine vorab festgelegte Empfindlichkeitsverteilung nur durch den Grad der O2-Konzentration in der Ansaugluft aufweist.The amount of NOx discharged from the cylinder changes according to the humidity in the intake air drawn into the cylinder. This is similar to the soot discharge amount explained above, and it is similar to the soot discharge amount explained above that the main causes thereof are the change in the O 2 concentration in intake air, which is an oxygen concentration contained in the intake air sucked into the cylinder. and the change in specific heat of intake air. However, the discharge amount of soot has the sensitivity distribution in the operating range expressed by the O 2 concentration in intake air and the equivalence ratio, while the discharge amount of NOx has a predetermined sensitivity distribution only by the degree of O 2 concentration in intake air.
Daher wird in der Abschätzungssteuerung für die NOx-Abgabemenge der vorliegenden Ausführungsform ein Betriebsbereich wie in
(Steuerung der Abschätzung der NOx-Abgabemenge)(NOx discharge amount estimation control)
Das Emissionsabschätzungsmodell 100 der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Funktion der Abschätzung der Abgabemenge von NOx, das vom Zylinder während eines Betriebs abgegeben wird.
Das in
Der Berechnungsabschnitt 211 für die O2-Konzentration in der Ansaugluft vor der Korrektur führt eine Berechnung ähnlich jener des Berechnungsabschnitts 103 für das aktuelle A/F und des Berechnungsabschnitts 105 für die aktuelle O2-Konzentration in der Ansaugluft durch, die vorstehend beschrieben sind, und berechnet die O2-Konzentration in der Ansaugluft vor der Korrektur, die die derzeitige O2-Konzentration in der Ansaugluft vor der Korrektur ist. Der Arithmetikabschnitt 221 berechnet die korrigierte O2-Konzentration in der Ansaugluft durch Multiplizieren der O2-Konzentration in der Ansaugluft vor der Korrektur, die im Berechnungsabschnitt 211 für die O2-Konzentration in der Ansaugluft berechnet wird, mit dem Korrekturwert für die O2-Konzentration in der Ansaugluft, der im Feuchtigkeitskorrekturabschnitt 160 berechnet wird. Der Berechnungsabschnitt 212 für die mittlere Einspritzzeit berechnet einen mittleren Einspritzzeitpunkt, in welchem Einspritzzeitpunkte und Einspritzmengen aller effektiven Einspritzungen unter Verwendung eines bekannten Verfahrens wiedergegeben werden.The intake air O 2
Die korrigierte O2-Konzentration in der Ansaugluft, die im Arithmetikabschnitt 221 berechnet wird, und der mittlere Einspritzzeitpunkt, der im Berechnungsabschnitt 212 für den mittleren Einspritzzeitpunkt berechnet wird, die Einspritzmenge und die Maschinendrehzahl werden in den Berechnungsabschnitt 213 für die NOx-Abgabemenge eingelesen. Der Berechnungsabschnitt 213 für die NOx-Abgabemenge berechnet die NOx-Abgabemenge auf der Grundlage der nachstehenden Gleichung (14), die aus einer Potenzierung der korrigierten O2-Konzentration in der Ansaugluft, einer Potenzierung der mittleren Einspritzdauer bzw. des mittleren Einspritzzeitpunkts, einer Potenzierung der Einspritzmenge und einer Potenzierung der Maschinendrehzahl zusammengesetzt ist. Man bemerke, dass die Exponenten A, B, C, D und E in der nachstehenden Gleichung (14) passend zum Modell und den Eigenschaften der Maschine eingestellt sind.
[Gleichung 14]
[Equation 14]
Der Berechnungsabschnitt 214 für den Korrekturkoeffizient der spezifischen Wärme berechnet den Korrekturkoeffizienten der spezifischen Wärme durch Durchführen einer Berechnung ähnlich jener des vorstehend erläuterten Berechnungsabschnitts 107 für den Korrekturkoeffizient der spezifischen Wärme. Im Arithmetikabschnitt 222 wird die im Berechnungsabschnitt 213 für die NOx-Abgabemenge berechnete NOx-Abgabemenge mit dem Korrekturkoeffizient der spezifischen Wärme multipliziert, der im Berechnungsabschnitt 214 für den Korrekturkoeffizienten der spezifischen Wärme berechnet wird. Dadurch wird die endgültige NOx-Abgabemenge berechnet.The specific heat correction
Wie vorstehend erläutert wird nach dem Emissionsabschätzungsmodell 100 der vorliegenden Ausführungsform die Hauptursache der Änderung der NOx-Abgabemenge durch den Einfluss der Feuchtigkeit bestimmt und eine Korrektur der Hauptursache kann in der Abschätzungssteuerung der NOx-Abgabemenge eingesetzt werden. Dadurch kann die Abschätzungsgenauigkeit der NOx-Abgabemenge verbessert werden, während die Rechenlast eingeschränkt wird.As explained above, according to the
In der vorstehend erläuterten zweiten Ausführungsform entspricht das Emissionsabschätzungsmodell 100 der „Emissionsabschätzungsvorrichtung“ der vorstehend erläuterten ersten Erfindung. Die NOx-Abgabemenge entspricht der „Emissionsabgabemenge“ der vorstehend beschriebenen ersten Erfindung. Der mit dem Feuchtigkeitssensor ausgestattete Luftströmungsmesser 54 entspricht der „Erfassungseinrichtung für die absolute Feuchtigkeit“ der vorstehend beschriebenen ersten Erfindung. Der Bereich A entspricht dem „ersten Betriebsbereich“ der vorstehend beschriebenen ersten Erfindung. Der Bereich B entspricht dem „zweiten Betriebsbereich“ der vorstehend beschriebenen ersten Erfindung. Der Feuchtigkeitskorrekturabschnitt 160 und der Arithmetikabschnitt 221 entsprechen der „Einrichtung zur Korrektur der O2-Konzentration in der Ansaugluft“ der vorstehend beschriebenen ersten Erfindung. Der Feuchtigkeitskorrekturabschnitt 160, der Berechnungsabschnitt 214 für den Korrekturkoeffizient für spezifische Wärme und der Arithmetikabschnitt 222 entsprechen der „spezifischen Korrektureinrichtung“ der vorstehend beschriebenen ersten Erfindung. Zudem führt die ECU 50 in der vorstehend erläuterten zweiten Ausführungsform die Abläufe in den Schritten S2, S3 und S5 oder den Schritten S2, S4 und S6 wie vorstehend beschrieben durch, wodurch die „Einrichtung zur Abschätzung der Emissionsabgabemenge“ in der vorstehend beschriebenen ersten Erfindung realisiert ist.In the second embodiment explained above, the
Zudem entspricht die NOx-Abgabemenge in der vorstehend erläuterten zweiten Ausführungsform der „NOx-Abgabemenge“ der vorstehend beschriebenen fünften Erfindung.In addition, the NOx discharge amount in the above second embodiment corresponds to the “NOx discharge amount” of the fifth invention described above.
Zudem entspricht der Berechnungsabschnitt 211 für die O2-Konzentration in der Ansaugluft vor der Korrektur der „Berechnungseinrichtung für die abgeschätzte O2-Konzentration in der Ansaugluft“ der vorstehend beschriebenen sechsten Erfindung, und der Berechnungsabschnitt 213 für die NOx-Abgabemenge entspricht der „Berechnungseinrichtung für die Basis-NOx-Abgabemenge“ der vorstehend beschriebenen sechsten Erfindung.In addition, the intake air O 2 concentration before
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015-041391 | 2015-03-03 | ||
JP2015041391A JP6222138B2 (en) | 2015-03-03 | 2015-03-03 | Emission estimation device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016203333A1 DE102016203333A1 (en) | 2016-09-08 |
DE102016203333B4 true DE102016203333B4 (en) | 2022-05-05 |
Family
ID=56739053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016203333.6A Active DE102016203333B4 (en) | 2015-03-03 | 2016-03-01 | EMISSION ESTIMATION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6222138B2 (en) |
DE (1) | DE102016203333B4 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11401854B2 (en) * | 2017-03-10 | 2022-08-02 | Cummins Inc. | Systems and methods for optimizing engine-aftertreatment system operation |
CN111346528B (en) * | 2020-04-29 | 2020-12-08 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | Preparation method of cold jet flow mixed gas with variable specific heat ratio |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001057233A (en) | 1999-08-18 | 2001-02-27 | Sony Corp | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
JP2006274991A (en) | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Toyota Motor Corp | Air fuel mixture condition estimation device and emission quantity estimation device for internal combustion engine |
JP2006343136A (en) | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Nissan Motor Co Ltd | Partial pressure detector of steam, suction flow rate detector of engine and internal pressure detector of collector |
JP2008286019A (en) | 2007-05-15 | 2008-11-27 | Isuzu Motors Ltd | Engine |
JP2014137004A (en) | 2013-01-16 | 2014-07-28 | Toyota Motor Corp | Control device for internal combustion engine |
US20150252699A1 (en) | 2014-03-05 | 2015-09-10 | GM Global Technology Operations LLC | Ambient humidity and temperature correction to particulate filter soot rate |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3549779B2 (en) * | 1999-09-17 | 2004-08-04 | 日野自動車株式会社 | Internal combustion engine |
JP4061915B2 (en) * | 2002-02-06 | 2008-03-19 | 日産自動車株式会社 | Engine control device |
JP2014206103A (en) * | 2013-04-12 | 2014-10-30 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
-
2015
- 2015-03-03 JP JP2015041391A patent/JP6222138B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2016
- 2016-03-01 DE DE102016203333.6A patent/DE102016203333B4/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001057233A (en) | 1999-08-18 | 2001-02-27 | Sony Corp | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
JP2006274991A (en) | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Toyota Motor Corp | Air fuel mixture condition estimation device and emission quantity estimation device for internal combustion engine |
JP2006343136A (en) | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Nissan Motor Co Ltd | Partial pressure detector of steam, suction flow rate detector of engine and internal pressure detector of collector |
JP2008286019A (en) | 2007-05-15 | 2008-11-27 | Isuzu Motors Ltd | Engine |
JP2014137004A (en) | 2013-01-16 | 2014-07-28 | Toyota Motor Corp | Control device for internal combustion engine |
US20150252699A1 (en) | 2014-03-05 | 2015-09-10 | GM Global Technology Operations LLC | Ambient humidity and temperature correction to particulate filter soot rate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6222138B2 (en) | 2017-11-01 |
JP2016160855A (en) | 2016-09-05 |
DE102016203333A1 (en) | 2016-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112007000779B4 (en) | Control system and control method for estimating turbocharger performance | |
DE102008025452B4 (en) | Monitoring the performance of a lambda probe | |
DE102016219548B4 (en) | Ammonia slip detection | |
DE102008038205B4 (en) | Turbocharger speed sensor diagnosis for turbocharged engines | |
DE102012208727B4 (en) | A method of detecting disturbances of mass airflow sensors in a parallel inlet engine | |
DE112013007115B4 (en) | Downstream NOx Estimate | |
DE102012203539A1 (en) | Method of correcting an estimate of NH3 stored in a selective catalytic reduction exhaust system | |
DE112005001727T5 (en) | Estimation of the oxygen concentration in the intake manifold of an unthrottled lean-burn engine | |
DE102005005537A1 (en) | Control unit for internal combustion engine | |
DE102008002366A1 (en) | Exhaust gas purification device for a lean-burn internal combustion engine | |
DE102017214423B4 (en) | CONTROL AND CONTROL PROCEDURES FOR COMBUSTION ENGINE | |
DE10249019A1 (en) | Efficiency of the NOx trap | |
DE112013006583B4 (en) | Apparatus for detecting inter-cylinder air-fuel ratio imbalance in a multi-cylinder internal combustion engine | |
EP1180594B1 (en) | Method for testing an exhaust gas recirculation system | |
DE102016203333B4 (en) | EMISSION ESTIMATION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
DE102020111702A1 (en) | SYSTEM FOR REGULATING A AIR-FUEL RATIO FOR A FLEX-FUEL VEHICLE USING AN OXYGEN STORAGE AMOUNT OF A CATALYST AND PROCEDURE THEREOF | |
DE102007000479A1 (en) | Supercharging pressure controller for combustion engine controlling system, has turbine provided in engine exhaust system and exhaust gas drive magnitude evaluation device for evaluating exhaust gas drive magnitude components of compressor | |
DE102013204558A1 (en) | Engine control unit and method for estimating atmospheric pressure | |
DE112018004733T5 (en) | Control device for an exhaust gas purification system | |
DE102010055641B4 (en) | Method and control device for determining a soot load on a particle filter | |
DE102010029325B4 (en) | Exhaust emission control device for an internal combustion engine | |
DE102009028617B4 (en) | Method and control device for calculating the bank-specific exhaust gas mass flow in multi-flow exhaust systems of supercharged internal combustion engines | |
DE60309083T2 (en) | Method for estimating the pumping losses in an internal combustion engine | |
DE102017125363A1 (en) | Control device for an internal combustion engine | |
EP2469061B1 (en) | Method and control equipment for determining a carbon black loading of a particulate filter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R084 | Declaration of willingness to licence |