JP2016191308A - Exhaust gas estimation device - Google Patents

Exhaust gas estimation device Download PDF

Info

Publication number
JP2016191308A
JP2016191308A JP2015070100A JP2015070100A JP2016191308A JP 2016191308 A JP2016191308 A JP 2016191308A JP 2015070100 A JP2015070100 A JP 2015070100A JP 2015070100 A JP2015070100 A JP 2015070100A JP 2016191308 A JP2016191308 A JP 2016191308A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nox concentration
concentration value
exhaust gas
internal combustion
combustion engine
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.)
Pending
Application number
JP2015070100A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
良文 花村
Yoshifumi Hanamura
良文 花村
佐藤 淳一
Junichi Sato
淳一 佐藤
ヒューナーズ ホルガー
Hueners HOLGER
ヒューナーズ ホルガー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP2015070100A priority Critical patent/JP2016191308A/en
Priority to PCT/JP2016/060266 priority patent/WO2016159019A1/en
Publication of JP2016191308A publication Critical patent/JP2016191308A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively improve estimation accuracy of NOx concentration discharged from an engine.SOLUTION: An exhaust gas estimation device for estimating NOx concentration in exhaust gas discharged from an internal combustion engine 10 includes: a reference NOx concentration value calculation unit 51 configured to calculate a reference NOx value in exhaust gas discharged from the internal combustion engine 10 on the basis of a rotational frequency Ne and a fuel injection amount Q of the internal combustion engine 10; and an estimation NOx concentration value calculation unit 52 configured to calculate an estimation NOx concentration value in exhaust gas discharged from the internal combustion engine 10 by multiplying the reference NOx concentration value by a first predetermined correction value set based on the fuel injection timing of the internal combustion engine 10.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、排気ガス推定装置に関し、特に、内燃機関から排出される排気ガス中の窒素化合物濃度(以下、エンジン排出NOx濃度という)の推定装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas estimation device, and more particularly to an estimation device for a nitrogen compound concentration (hereinafter referred to as engine exhaust NOx concentration) in exhaust gas discharged from an internal combustion engine.

排気エミッション性能の向上を図るには、エンジン排出NOx濃度を高精度に検出する必要がある。エンジン排出NOx濃度は、NOx触媒よりも上流側の排気通路に設けられたNOxセンサによって検出するのが一般的である。また、NOx触媒のNOx浄化率等を検知するには、NOx触媒の上流側及び下流側にNOxセンサをそれぞれ設ける必要がある。   In order to improve the exhaust emission performance, it is necessary to detect the engine exhaust NOx concentration with high accuracy. The engine exhaust NOx concentration is generally detected by a NOx sensor provided in the exhaust passage upstream of the NOx catalyst. Further, in order to detect the NOx purification rate of the NOx catalyst, it is necessary to provide NOx sensors on the upstream side and the downstream side of the NOx catalyst, respectively.

しかしながら、NOxセンサは、エンジン始動から暖気が完了するまでの所定期間は、NOx濃度をセンシング可能な状態にならない課題がある。また、NOx触媒のNOx浄化率等を検知するために、NOx触媒の上流及び下流にNOxセンサをそれぞれ設けると、センサ数の増加によってコスト上昇を招く課題もある。   However, the NOx sensor has a problem that the NOx concentration cannot be sensed for a predetermined period from the start of the engine to the completion of warm-up. In addition, if NOx sensors are provided upstream and downstream of the NOx catalyst in order to detect the NOx purification rate of the NOx catalyst, there is a problem that the cost increases due to an increase in the number of sensors.

このため、NOxセンサを用いることなく、モデル式やマップ等に基づいてエンジン排出NOx濃度を高精度に推定する要請がある。   For this reason, there is a demand for estimating the engine exhaust NOx concentration with high accuracy based on a model formula, a map and the like without using a NOx sensor.

特開2013−107631号公報JP 2013-107631 A

一般的に、エンジン排出NOx濃度は、エンジン回転数及び燃料噴射量に基づいて参照されるマップ、或は、これらエンジン回転数及び燃料噴射量を入力値として含むモデル式等に基づいて推定される。しかしながら、実際のエンジン排出NOx濃度は、燃料噴射タイミングやコモンレール圧、冷却水温等に応じて変化するため、エンジン回転数や燃料噴射量のみに基づいて推定する手法では、推定精度を十分に担保できない課題がある。   In general, the engine exhaust NOx concentration is estimated based on a map that is referred to based on the engine speed and the fuel injection amount, or a model formula that includes the engine speed and the fuel injection amount as input values. . However, since the actual engine exhaust NOx concentration varies depending on the fuel injection timing, common rail pressure, cooling water temperature, etc., the estimation accuracy cannot be sufficiently ensured by the method of estimating based only on the engine speed and the fuel injection amount. There are challenges.

開示の装置は、エンジン排出NOx濃度の推定精度を効果的に向上させることを目的とする。   The disclosed apparatus aims to effectively improve the estimation accuracy of the engine exhaust NOx concentration.

開示の装置は、内燃機関から排出される排気ガス中のNOx濃度を推定する排気ガス推定装置であって、前記内燃機関の回転数及び燃料噴射量に基づいて、当該内燃機関から排出される排気ガス中の基準NOx濃度値を演算する基準NOx濃度値演算手段と、前記内燃機関の燃料噴射タイミングに基づいて設定される所定の第1補正値を前記基準NOx濃度値に乗じることで、前記内燃機関から排出される排気ガス中の推定NOx濃度値を演算する推定NOx濃度値演算手段と、を備える。   The disclosed apparatus is an exhaust gas estimation device that estimates the NOx concentration in exhaust gas discharged from an internal combustion engine, and the exhaust gas discharged from the internal combustion engine based on the rotational speed and fuel injection amount of the internal combustion engine. A reference NOx concentration value calculating means for calculating a reference NOx concentration value in the gas, and multiplying the reference NOx concentration value by a predetermined first correction value set based on a fuel injection timing of the internal combustion engine. Estimated NOx concentration value calculating means for calculating an estimated NOx concentration value in the exhaust gas discharged from the engine.

前記内燃機関のインジェクタに蓄圧燃料を供給するコモンレールの圧力を検出するコモンレール圧検出手段をさらに備え、前記推定NOx濃度値演算手段は、前記基準NOx濃度値に、前記コモンレール圧検出手段によって検出されるコモンレール圧から設定される所定の第2補正値をさらに乗じることで、前記推定NOx濃度値を演算するものでもよい。   The apparatus further comprises common rail pressure detecting means for detecting the pressure of the common rail that supplies the accumulated fuel to the injector of the internal combustion engine, and the estimated NOx concentration value calculating means is detected by the common rail pressure detecting means as the reference NOx concentration value. The estimated NOx concentration value may be calculated by further multiplying a predetermined second correction value set from the common rail pressure.

前記内燃機関の冷却水循環路を流れる冷却水温を検出する冷却水温検出手段をさらに備え、前記推定NOx濃度値演算手段は、前記基準NOx濃度値に、前記冷却水温検出手段によって検出される冷却水温から設定される所定の第3補正値をさらに乗じることで前記推定NOx濃度値を演算するものでもよい。   Cooling water temperature detecting means for detecting the cooling water temperature flowing through the cooling water circulation path of the internal combustion engine is further provided, and the estimated NOx concentration value calculating means is configured to calculate the reference NOx concentration value from the cooling water temperature detected by the cooling water temperature detecting means. The estimated NOx concentration value may be calculated by further multiplying a predetermined third correction value to be set.

開示の装置は、内燃機関から排出される排気ガス中のNOx濃度を推定する排気ガス推定装置であって、前記内燃機関のインジェクタに蓄圧燃料を供給するコモンレールの圧力を検出するコモンレール圧検出手段と、前記内燃機関の回転数及び燃料噴射量に基づいて、当該内燃機関から排出される排気ガス中の基準NOx濃度値を演算する基準NOx濃度値演算手段と、前記コモンレール圧検出手段によって検出されるコモンレール圧から設定される所定の第2補正値を前記基準NOx濃度値に乗じることで、前記内燃機関から排出される排気ガス中の推定NOx濃度値を演算する推定NOx濃度値演算手段と、を備えるものでもよい。   The disclosed apparatus is an exhaust gas estimation device that estimates the NOx concentration in exhaust gas discharged from an internal combustion engine, and a common rail pressure detection unit that detects a pressure of a common rail that supplies pressure accumulation fuel to an injector of the internal combustion engine. The reference NOx concentration value calculating means for calculating the reference NOx concentration value in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine based on the rotational speed and the fuel injection amount of the internal combustion engine, and the common rail pressure detecting means. Estimated NOx concentration value calculating means for calculating an estimated NOx concentration value in exhaust gas discharged from the internal combustion engine by multiplying the reference NOx concentration value by a predetermined second correction value set from a common rail pressure; It may be provided.

開示の装置は、内燃機関から排出される排気ガス中のNOx濃度を推定する排気ガス推定装置であって、前記内燃機関の冷却水循環路を流れる冷却水温を検出する冷却水温検出手段と、前記内燃機関の回転数及び燃料噴射量に基づいて、当該内燃機関から排出される排気ガス中の基準NOx濃度値を演算する基準NOx濃度値演算手段と、前記冷却水温検出手段によって検出される冷却水温から設定される所定の第3補正値を前記基準NOx濃度値に乗じることで、前記内燃機関から排出される排気ガス中の推定NOx濃度値を演算する推定NOx濃度値演算手段と、を備えるものでもよい。   The disclosed apparatus is an exhaust gas estimation device that estimates the NOx concentration in exhaust gas discharged from an internal combustion engine, the cooling water temperature detecting means for detecting the cooling water temperature flowing through the cooling water circulation path of the internal combustion engine, and the internal combustion engine Based on the engine speed and the fuel injection amount, the reference NOx concentration value calculating means for calculating the reference NOx concentration value in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine, and the cooling water temperature detected by the cooling water temperature detecting means An estimated NOx concentration value calculating means for calculating an estimated NOx concentration value in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine by multiplying the predetermined third correction value to be set by the reference NOx concentration value; Good.

前記内燃機関の筒内の酸素濃度を取得する酸素濃度取得手段をさらに備え、前記推定NOx濃度値演算手段は、前記基準NOx濃度値に、前記酸素濃度取得手段によって取得される酸素濃度から設定される所定の第4補正値をさらに乗じることで、前記推定NOx濃度値を演算するものでもよい。   The apparatus further comprises oxygen concentration acquisition means for acquiring the oxygen concentration in the cylinder of the internal combustion engine, and the estimated NOx concentration value calculation means is set to the reference NOx concentration value from the oxygen concentration acquired by the oxygen concentration acquisition means. The estimated NOx concentration value may be calculated by further multiplying the predetermined fourth correction value.

前記内燃機関の筒内に吸入される吸入空気温度を取得する吸入空気温度取得手段をさらに備え、前記推定NOx濃度値演算手段は、前記基準NOx濃度値に、前記吸入空気温度取得手段によって取得される吸入空気温度から設定される所定の第5補正値をさらに乗じることで、前記推定NOx濃度値を演算するものでもよい。   Intake air temperature acquisition means for acquiring the intake air temperature sucked into the cylinder of the internal combustion engine is further provided, and the estimated NOx concentration value calculation means is acquired by the intake air temperature acquisition means as the reference NOx concentration value. The estimated NOx concentration value may be calculated by further multiplying a predetermined fifth correction value set from the intake air temperature.

開示の装置によれば、エンジン排出NOx濃度の推定精度を効果的に向上させることができる。   According to the disclosed apparatus, it is possible to effectively improve the estimation accuracy of the engine exhaust NOx concentration.

本発明の一実施形態に係る排気ガス推定装置が適用されたエンジンの吸排気系を示す模式的な全体構成図である。1 is a schematic overall configuration diagram showing an intake / exhaust system of an engine to which an exhaust gas estimation device according to an embodiment of the present invention is applied. 本発明の一実施形態に係る排気ガス推定装置を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the exhaust-gas estimation apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る排気ガス推定装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, an exhaust gas estimation device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same parts are denoted by the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図1は、本実施形態の排気ガス推定装置が適用されたディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)10の全体構成図を示している。   FIG. 1 shows an overall configuration diagram of a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) 10 to which the exhaust gas estimation device of the present embodiment is applied.

エンジン10の各気筒には、図示しない燃料ポンプによって加圧されてコモンレール11内に蓄圧された高圧燃料を各気筒内に直接噴射する筒内インジェクタ12がそれぞれ設けられている。筒内インジェクタ12の燃料噴射量や噴射タイミングは、電子制御ユニット(以下、ECUという)50によってコントロールされる。   Each cylinder of the engine 10 is provided with an in-cylinder injector 12 that directly injects high-pressure fuel pressurized by a fuel pump (not shown) and accumulated in the common rail 11 into each cylinder. The fuel injection amount and injection timing of the in-cylinder injector 12 are controlled by an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 50.

コモンレール11には、燃料の噴射圧に相当するコモンレール圧を検出可能なコモンレール圧センサ40が設けられている。コモンレール圧センサ40によって検出されるコモンレール圧は、電気的に接続されたECU50に入力される。   The common rail 11 is provided with a common rail pressure sensor 40 capable of detecting a common rail pressure corresponding to the fuel injection pressure. The common rail pressure detected by the common rail pressure sensor 40 is input to the electrically connected ECU 50.

エンジン10の吸気マニホールド10Aには吸気通路13が接続され、排気マニホールド10Bには排気通路20が接続されている。   An intake passage 13 is connected to the intake manifold 10A of the engine 10, and an exhaust passage 20 is connected to the exhaust manifold 10B.

吸気通路13には、吸気上流側から順に、エアクリーナ14、MAFセンサ41、過給機15のコンプレッサ15A、インタークーラ16、吸気温度センサ46等が設けられている。MAFセンサ41によって検出される吸気量及び、吸気温度センサ46によって検出される吸気温度は、電気的に接続されたECU50にそれぞれ入力される。排気通路20には、排気上流側から順に、過給機15のタービン15B、図示しない排気後処理装置等が設けられている。   In the intake passage 13, an air cleaner 14, a MAF sensor 41, a compressor 15 </ b> A of the supercharger 15, an intercooler 16, an intake air temperature sensor 46, and the like are provided in order from the intake upstream side. The intake air amount detected by the MAF sensor 41 and the intake air temperature detected by the intake air temperature sensor 46 are respectively input to the electrically connected ECU 50. In the exhaust passage 20, a turbine 15 </ b> B of the supercharger 15, an exhaust aftertreatment device (not shown), and the like are provided in order from the exhaust upstream side.

排気再循環(EGR)装置30は、排気の一部を吸気系に環流するEGR通路31と、EGRガスを冷却するEGRクーラ32と、EGRガス流量を調整するEGRバルブ33とを備えている。EGRクーラ32よりも下流側のEGR通路31には、EGRクーラ32によって冷却されたEGRガスの温度を検出するEGRガス温度センサ42が設けられている。EGRガス温度センサ42によって検出されるEGRガス温度は、電気的に接続されたECU50に入力される。   The exhaust gas recirculation (EGR) device 30 includes an EGR passage 31 that circulates part of the exhaust gas to the intake system, an EGR cooler 32 that cools EGR gas, and an EGR valve 33 that adjusts the EGR gas flow rate. An EGR gas temperature sensor 42 that detects the temperature of the EGR gas cooled by the EGR cooler 32 is provided in the EGR passage 31 on the downstream side of the EGR cooler 32. The EGR gas temperature detected by the EGR gas temperature sensor 42 is input to the electrically connected ECU 50.

エンジン回転数センサ43は、エンジン10の図示しないクランク軸の回転数Neを検出する。アクセル開度センサ44は、筒内インジェクタ12の燃料噴射量Qに相当するアクセルペダル踏み込み量を検出する。冷却水温センサ45は、図1中に一部分のみを示すエンジン冷却水循環路35を流れる冷却水の温度Tclntを検出する。これらセンサ43〜45のセンサ値は、電気的に接続されたECU50にそれぞれ入力される。 The engine speed sensor 43 detects the speed Ne of a crankshaft (not shown) of the engine 10. The accelerator opening sensor 44 detects an accelerator pedal depression amount corresponding to the fuel injection amount Q of the in-cylinder injector 12. The cooling water temperature sensor 45 detects the temperature T clnt of the cooling water flowing through the engine cooling water circulation path 35, only a part of which is shown in FIG. The sensor values of these sensors 43 to 45 are respectively input to the electrically connected ECU 50.

ECU50は、エンジン10の各種制御を行うもので、公知のCPUやROM、RAM、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。また、ECU50は、図2に示すように、基準NOx濃度値演算部51と、推定NOx濃度値演算部52とを一部の機能要素として有する。これらの各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるECU50に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。   The ECU 50 performs various controls of the engine 10 and includes a known CPU, ROM, RAM, input port, output port, and the like. Further, as shown in FIG. 2, the ECU 50 includes a reference NOx concentration value calculation unit 51 and an estimated NOx concentration value calculation unit 52 as some functional elements. In the present embodiment, each of these functional elements is described as being included in the ECU 50 that is integral hardware, but any one of these functional elements may be provided in separate hardware.

基準NOx濃度値演算部51は、エンジン10の運転状態に基づいてエンジン10から排出される排気ガス中の基準NOx濃度値NOxrefを演算する。より詳しくは、ECU50のメモリには、エンジン回転数Ne及び、燃料噴射量Qに基づいて参照される基準NOx濃度値マップM1が予め記憶されている。基準NOx濃度値演算部51は、基準NOx濃度値マップM1からエンジン回転数センサ43及び、アクセル開度センサ44のセンサ値に対応する値を読み取ることで、基準NOx濃度値NOxrefを演算する。 The reference NOx concentration value calculation unit 51 calculates a reference NOx concentration value NOx ref in the exhaust gas exhausted from the engine 10 based on the operating state of the engine 10. More specifically, in the memory of the ECU 50, a reference NOx concentration value map M1 that is referenced based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Q is stored in advance. The reference NOx concentration value calculation unit 51 calculates a reference NOx concentration value NOx ref by reading values corresponding to the sensor values of the engine speed sensor 43 and the accelerator opening sensor 44 from the reference NOx concentration value map M1.

推定NOx濃度値演算部52は、基準NOx濃度値演算部51から入力される基準NOx濃度値NOxrefに、酸素濃度補正値A、燃料噴射タイミング補正値B、コモンレール圧補正値C、冷却水温補正値D及び、筒内吸入空気温度補正値Eを乗算する以下の数式(1)に基づいて、エンジン10から排出される排気ガス中の推定NOx濃度値NOxENG_outを演算する。 The estimated NOx concentration value calculation unit 52 adds the oxygen concentration correction value A, the fuel injection timing correction value B, the common rail pressure correction value C, and the cooling water temperature correction to the reference NOx concentration value NOx ref input from the reference NOx concentration value calculation unit 51. The estimated NOx concentration value NOx ENG_out in the exhaust gas discharged from the engine 10 is calculated based on the following formula (1) that multiplies the value D and the cylinder intake air temperature correction value E.

Figure 2016191308
Figure 2016191308

数式(1)において、O2cylは現在の筒内酸素濃度、O2cyl_refは標準大気圧条件下の基準筒内酸素濃度、αO2は酸素濃度補正指数、eは自然対数の底、θsoiは現在の燃料噴射タイミング、θsoi_refは標準大気圧条件下の基準燃料噴射タイミング、βsoiは燃料噴射タイミング補正係数、Prailは現在のコモンレール圧、Prail_refは標準大気圧条件下の基準コモンレール圧、βrailはコモンレール圧補正係数、Tclntは現在の冷却水温、Tclnt_refは標準大気圧条件下の基準冷却水温、βclntは冷却水温補正係数、Tinmは現在の吸気マニホールド10A内の吸気温度(以下、筒内吸入空気温度という)、Tinm_refは大気圧条件下の基準筒内吸入空気温度、αinmは筒内吸入空気温度補正指数をそれぞれ示している。以下、これら各補正値A〜Eの詳細について説明する。 In Equation (1), O2 cyl is the current in-cylinder oxygen concentration, O2 cyl_ref is the reference in-cylinder oxygen concentration under standard atmospheric pressure conditions, α O2 is the oxygen concentration correction index, e is the base of natural logarithm, and θ soi is the current Fuel injection timing, θ soi_ref is a reference fuel injection timing under standard atmospheric pressure conditions, β soi is a fuel injection timing correction coefficient, P rail is a current common rail pressure, P rail_ref is a reference common rail pressure under standard atmospheric pressure conditions, β rail is the common rail pressure correction coefficient, T clnt is the current cooling water temperature, T clnt_ref is the reference cooling water temperature under standard atmospheric pressure conditions, β clnt is the cooling water temperature correction coefficient, and T inm is the current intake air temperature in the intake manifold 10A (hereinafter referred to as “in air intake manifold 10A”). , that the cylinder intake air temperature), T inm_ref the reference cylinder intake air temperature of the atmospheric conditions alpha inm denotes the cylinder intake air temperature correction index, respectively. Hereinafter, details of each of these correction values A to E will be described.

[酸素濃度補正値]
酸素濃度補正値Aは、本発明の第4補正値であって、数式(1)に示すように、現在の筒内酸素濃度O2cylを基準筒内酸素濃度O2cyl_refで除算した値を酸素濃度補正指数αO2だけ累乗することで算出される。現在の筒内酸素濃度O2cylは、各種センサ類から入力される吸入空気量やEGRガス量等に基づいて推定される。基準筒内酸素濃度O2cyl_refは、エンジン回転数Ne及び、燃料噴射量Qに基づいて参照される基準酸素濃度マップM2から読み取られる。酸素濃度補正指数αO2は、エンジン回転数Ne及び、燃料噴射量Qに基づいて参照される酸素濃度補正指数マップM3から読み取られる。これら基準酸素濃度マップM2及び、酸素濃度補正指数マップM3は、ECU50のメモリに予め記憶されている。
[Oxygen concentration correction value]
The oxygen concentration correction value A is the fourth correction value of the present invention, and as shown in the equation (1), a value obtained by dividing the current in-cylinder oxygen concentration O2 cyl by the reference in-cylinder oxygen concentration O2 cyl_ref is the oxygen concentration. It is calculated by raising the correction index α O2 to the power. The current in-cylinder oxygen concentration O2 cyl is estimated based on the intake air amount, EGR gas amount, and the like input from various sensors. The reference in-cylinder oxygen concentration O2 cyl_ref is read from a reference oxygen concentration map M2 that is referred to based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Q. The oxygen concentration correction index α O2 is read from an oxygen concentration correction index map M3 that is referred to based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Q. The reference oxygen concentration map M2 and the oxygen concentration correction index map M3 are stored in advance in the memory of the ECU 50.

[燃料噴射タイミング補正値]
燃料噴射タイミング補正値Bは、本発明の第1補正値であって、数式(1)に示すように、現在の燃料噴射タイミングθsoiから基準燃料噴射タイミングθsoi_refを減算して燃料噴射タイミング補正係数βsoiを乗じた値だけ自然対数の底eを累乗することで算出される。現在の燃料噴射タイミングθsoiは、筒内インジェクタ12への指示値から読み取られる。基準燃料噴射タイミングθsoi_refは、エンジン回転数Ne及び、燃料噴射量Qに基づいて参照される基準噴射タイミングマップM4から読み取られる。燃料噴射タイミング補正係数βsoiは、エンジン回転数Ne及び、燃料噴射量Qに基づいて参照される噴射タイミング補正係数マップM5から読み取られる。これら基準噴射タイミングマップM4及び、噴射タイミング補正係数マップM5は、ECU50のメモリに予め記憶されている。
[Fuel injection timing correction value]
The fuel injection timing correction value B is the first correction value of the present invention, and as shown in the mathematical formula (1), the fuel injection timing correction is performed by subtracting the reference fuel injection timing θ soi_ref from the current fuel injection timing θ soi. It is calculated by raising the base e of the natural logarithm by the value multiplied by the coefficient β soi . The current fuel injection timing θ soi is read from the value indicated to the in-cylinder injector 12. The reference fuel injection timing θ soi_ref is read from a reference injection timing map M4 that is referred to based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Q. The fuel injection timing correction coefficient β soi is read from an injection timing correction coefficient map M5 that is referred to based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Q. The reference injection timing map M4 and the injection timing correction coefficient map M5 are stored in advance in the memory of the ECU 50.

[コモンレール圧補正値]
コモンレール圧補正値Cは、本発明の第2補正値であって、数式(1)に示すように、現在のコモンレール圧Prailから基準コモンレール圧Prail_refを減算した値にコモンレール圧補正係数βrailを乗ることで算出される。現在のコモンレール圧Prailは、コモンレール圧センサ40のセンサ値から読み取られる。基準コモンレール圧Prail_refは、エンジン回転数Ne及び、燃料噴射量Qに基づいて参照される基準コモンレール圧マップM6から読み取られる。コモンレール圧補正係数βrailは、エンジン回転数Ne及び、燃料噴射量Qに基づいて参照されるコモンレール圧補正係数マップM7から読み取られる。これら基準コモンレール圧マップM6及び、コモンレール圧補正係数マップM7は、ECU50のメモリに予め記憶されている。
[Common rail pressure correction value]
Common rail pressure correction value C is the second correction value of the present invention, as shown in Equation (1), the common rail pressure correction coefficient beta rail to a value obtained by subtracting the reference rail pressure P Rail_ref the current common rail pressure P rail It is calculated by riding. The current common rail pressure P rail is read from the sensor value of the common rail pressure sensor 40. The reference common rail pressure P rail_ref is read from a reference common rail pressure map M6 that is referred to based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Q. The common rail pressure correction coefficient β rail is read from the common rail pressure correction coefficient map M7 that is referred to based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Q. The reference common rail pressure map M6 and the common rail pressure correction coefficient map M7 are stored in advance in the memory of the ECU 50.

[冷却水温補正値]
冷却水温補正値Dは、本発明の第3補正値であって、数式(1)に示すように、現在の冷却水温Tclntから基準冷却水温Tclnt_refを減算した値に冷却水温補正係数βclntを乗ることで算出される。現在の冷却水温Tclntは、冷却水温センサ45のセンサ値から読み取られる。基準冷却水温Tclnt_refは、エンジン回転数Ne及び、燃料噴射量Qに基づいて参照される基準冷却水温マップM8から読み取られる。冷却水温補正係数βclntは、エンジン回転数Ne及び、燃料噴射量Qに基づいて参照される冷却水温補正係数マップM9から読み取られる。これら基準冷却水温マップM8及び、冷却水温補正係数マップM9は、ECU50のメモリに予め記憶されている。
[Cooling water temperature correction value]
The cooling water temperature correction value D is a third correction value of the present invention, and, as shown in Equation (1), the cooling water temperature correction coefficient β clnt is obtained by subtracting the reference cooling water temperature T clnt_ref from the current cooling water temperature T clnt. It is calculated by riding. The current coolant temperature T clnt is read from the sensor value of the coolant temperature sensor 45. The reference cooling water temperature T clnt_ref is read from a reference cooling water temperature map M8 that is referred to based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Q. The coolant temperature correction coefficient β clnt is read from the coolant temperature correction coefficient map M9 that is referred to based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Q. The reference cooling water temperature map M8 and the cooling water temperature correction coefficient map M9 are stored in advance in the memory of the ECU 50.

[筒内吸入空気温度補正値]
筒内吸入空気温度補正値Eは、本発明の第5補正値であって、数式(1)に示すように、現在の筒内吸入空気温度Tinmを基準筒内吸入空気温度Tinm_refで除算した値を筒内吸入空気温度補正指数αinmだけ累乗することで算出される。現在の筒内吸入空気温度Tinmは、各種センサ類から入力される吸入空気温度やEGRガス温度等に基づいて推定される。基準筒内吸入空気温度Tinm_refは、エンジン回転数Ne及び、燃料噴射量Qに基づいて参照される基準筒内吸入空気温度マップM10から読み取られる。筒内吸入空気温度補正指数αinmは、エンジン回転数Ne及び、燃料噴射量Qに基づいて参照される筒内吸入空気温度補正指数マップM11から読み取られる。これら基準筒内吸入空気温度マップM10及び、筒内吸入空気温度補正指数マップM11は、ECU50のメモリに予め記憶されている。
[In-cylinder intake air temperature correction value]
The in-cylinder intake air temperature correction value E is the fifth correction value of the present invention, and as shown in Equation (1), the current in-cylinder intake air temperature T inm is divided by the reference in-cylinder intake air temperature T inm_ref . This value is calculated by raising the in-cylinder intake air temperature correction index α inm to the power. The current in-cylinder intake air temperature T inm is estimated based on the intake air temperature, EGR gas temperature, and the like input from various sensors. The reference in-cylinder intake air temperature T inm_ref is read from a reference in-cylinder intake air temperature map M10 that is referred to based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Q. The in-cylinder intake air temperature correction index α inm is read from the in-cylinder intake air temperature correction index map M11 that is referred to based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Q. The reference in-cylinder intake air temperature map M10 and the in-cylinder intake air temperature correction index map M11 are stored in advance in the memory of the ECU 50.

以上詳述したように、本実施形態の排気ガス推定装置は、エンジン回転数Ne及び燃料噴射量Qに基づいて推定される基準NOx濃度値NOxrefに、大気圧環境の変化に応じて設定される酸素濃度補正値A、燃料噴射タイミング補正値B、コモンレール圧補正値C、冷却水温補正値D及び、筒内吸入空気温度補正値Eの各補正値を乗算することで、推定NOx濃度値NOxENG_outを演算するように構成されている。これにより、エンジン10から排出される排気ガス中のNOx濃度を大気圧環境の変化の影響を受けることなく高精度に推定することが可能になる。 As described above in detail, the exhaust gas estimation device of the present embodiment is set to the reference NOx concentration value NOx ref estimated based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Q according to changes in the atmospheric pressure environment. The estimated NOx concentration value NOx is obtained by multiplying the correction values of the oxygen concentration correction value A, fuel injection timing correction value B, common rail pressure correction value C, cooling water temperature correction value D, and cylinder intake air temperature correction value E. It is configured to calculate ENG_out . As a result, the NOx concentration in the exhaust gas discharged from the engine 10 can be estimated with high accuracy without being affected by changes in the atmospheric pressure environment.

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change suitably and can implement.

例えば、エンジン10はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等の他のエンジンにも適用することが可能である。   For example, the engine 10 is not limited to a diesel engine, but can be applied to other engines such as a gasoline engine.

10 エンジン
11 コモンレール
12 筒内インジェクタ
13 吸気通路
14 エアクリーナ
15 過給機
15A コンプレッサ
15B タービン
16 インタークーラ
20 排気通路
30 EGR装置
31 EGR通路
32 EGRクーラ
33 EGRバルブ
40 コモンレール圧センサ
41 MAFセンサ
42 EGRガス温度センサ
43 エンジン回転数センサ
44 アクセル開度センサ
45 冷却水温センサ
46 吸気温度センサ
50 ECU
51 基準NOx濃度値演算部
52 推定NOx濃度値演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 11 Common rail 12 In-cylinder injector 13 Intake passage 14 Air cleaner 15 Supercharger 15A Compressor 15B Turbine
16 Intercooler 20 Exhaust passage 30 EGR device 31 EGR passage 32 EGR cooler 33 EGR valve 40 Common rail pressure sensor 41 MAF sensor 42 EGR gas temperature sensor 43 Engine speed sensor 44 Accelerator opening sensor 45 Cooling water temperature sensor 46 Intake temperature sensor 50 ECU
51 Reference NOx Concentration Value Calculation Unit 52 Estimated NOx Concentration Value Calculation Unit

Claims (7)

内燃機関から排出される排気ガス中のNOx濃度を推定する排気ガス推定装置であって、
前記内燃機関の回転数及び燃料噴射量に基づいて、当該内燃機関から排出される排気ガス中の基準NOx濃度値を演算する基準NOx濃度値演算手段と、
前記内燃機関の燃料噴射タイミングに基づいて設定される所定の第1補正値を前記基準NOx濃度値に乗じることで、前記内燃機関から排出される排気ガス中の推定NOx濃度値を演算する推定NOx濃度値演算手段と、を備える
排気ガス推定装置。
An exhaust gas estimation device for estimating a NOx concentration in exhaust gas discharged from an internal combustion engine,
Reference NOx concentration value calculating means for calculating a reference NOx concentration value in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine based on the rotational speed of the internal combustion engine and the fuel injection amount;
Estimated NOx for calculating an estimated NOx concentration value in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine by multiplying the reference NOx concentration value by a predetermined first correction value set based on the fuel injection timing of the internal combustion engine An exhaust gas estimation device comprising: a concentration value calculation means.
前記内燃機関のインジェクタに蓄圧燃料を供給するコモンレールの圧力を検出するコモンレール圧検出手段をさらに備え、
前記推定NOx濃度値演算手段は、前記基準NOx濃度値に、前記コモンレール圧検出手段によって検出されるコモンレール圧から設定される所定の第2補正値をさらに乗じることで、前記推定NOx濃度値を演算する
請求項1に記載の排気ガス推定装置。
A common rail pressure detecting means for detecting a pressure of a common rail for supplying pressure accumulation fuel to the injector of the internal combustion engine;
The estimated NOx concentration value calculating means calculates the estimated NOx concentration value by further multiplying the reference NOx concentration value by a predetermined second correction value set from the common rail pressure detected by the common rail pressure detecting means. The exhaust gas estimation device according to claim 1.
前記内燃機関の冷却水循環路を流れる冷却水温を検出する冷却水温検出手段をさらに備え、
前記推定NOx濃度値演算手段は、前記基準NOx濃度値に、前記冷却水温検出手段によって検出される冷却水温から設定される所定の第3補正値をさらに乗じることで、前記推定NOx濃度値を演算する
請求項1又は2に記載の排気ガス推定装置。
A cooling water temperature detecting means for detecting a cooling water temperature flowing through the cooling water circulation path of the internal combustion engine;
The estimated NOx concentration value calculating means calculates the estimated NOx concentration value by further multiplying the reference NOx concentration value by a predetermined third correction value set from the cooling water temperature detected by the cooling water temperature detecting means. The exhaust gas estimation device according to claim 1 or 2.
内燃機関から排出される排気ガス中のNOx濃度を推定する排気ガス推定装置であって、
前記内燃機関のインジェクタに蓄圧燃料を供給するコモンレールの圧力を検出するコモンレール圧検出手段と、
前記内燃機関の回転数及び燃料噴射量に基づいて、当該内燃機関から排出される排気ガス中の基準NOx濃度値を演算する基準NOx濃度値演算手段と、
前記コモンレール圧検出手段によって検出されるコモンレール圧から設定される所定の第2補正値を前記基準NOx濃度値に乗じることで、前記内燃機関から排出される排気ガス中の推定NOx濃度値を演算する推定NOx濃度値演算手段と、を備える
排気ガス推定装置。
An exhaust gas estimation device for estimating a NOx concentration in exhaust gas discharged from an internal combustion engine,
Common rail pressure detecting means for detecting the pressure of the common rail that supplies the pressure-accumulated fuel to the injector of the internal combustion engine;
Reference NOx concentration value calculating means for calculating a reference NOx concentration value in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine based on the rotational speed of the internal combustion engine and the fuel injection amount;
An estimated NOx concentration value in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is calculated by multiplying the reference NOx concentration value by a predetermined second correction value set from the common rail pressure detected by the common rail pressure detecting means. An exhaust gas estimation device comprising: estimated NOx concentration value calculation means.
内燃機関から排出される排気ガス中のNOx濃度を推定する排気ガス推定装置であって、
前記内燃機関の冷却水循環路を流れる冷却水温を検出する冷却水温検出手段と、
前記内燃機関の回転数及び燃料噴射量に基づいて、当該内燃機関から排出される排気ガス中の基準NOx濃度値を演算する基準NOx濃度値演算手段と、
前記冷却水温検出手段によって検出される冷却水温から設定される所定の第3補正値を前記基準NOx濃度値に乗じることで、前記内燃機関から排出される排気ガス中の推定NOx濃度値を演算する推定NOx濃度値演算手段と、を備える
排気ガス推定装置。
An exhaust gas estimation device for estimating a NOx concentration in exhaust gas discharged from an internal combustion engine,
Cooling water temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water flowing through the cooling water circulation path of the internal combustion engine;
Reference NOx concentration value calculating means for calculating a reference NOx concentration value in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine based on the rotational speed of the internal combustion engine and the fuel injection amount;
The estimated NOx concentration value in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is calculated by multiplying the reference NOx concentration value by a predetermined third correction value set from the cooling water temperature detected by the cooling water temperature detecting means. An exhaust gas estimation device comprising: estimated NOx concentration value calculation means.
前記内燃機関の筒内の酸素濃度を取得する酸素濃度取得手段をさらに備え、
前記推定NOx濃度値演算手段は、前記基準NOx濃度値に、前記酸素濃度取得手段によって取得される酸素濃度から設定される所定の第4補正値をさらに乗じることで、前記推定NOx濃度値を演算する
請求項1から5の何れか一項に記載の排気ガス推定装置。
Oxygen concentration acquisition means for acquiring the oxygen concentration in the cylinder of the internal combustion engine,
The estimated NOx concentration value calculating means calculates the estimated NOx concentration value by further multiplying the reference NOx concentration value by a predetermined fourth correction value set from the oxygen concentration acquired by the oxygen concentration acquiring means. The exhaust gas estimation device according to any one of claims 1 to 5.
前記内燃機関の筒内に吸入される吸入空気温度を取得する吸入空気温度取得手段をさらに備え、
前記推定NOx濃度値演算手段は、前記基準NOx濃度値に、前記吸入空気温度取得手段によって取得される吸入空気温度から設定される所定の第5補正値をさらに乗じることで、前記推定NOx濃度値を演算する
請求項1から6の何れか一項に記載の排気ガス推定装置。
An intake air temperature acquisition means for acquiring an intake air temperature sucked into the cylinder of the internal combustion engine;
The estimated NOx concentration value calculation means further multiplies the reference NOx concentration value by a predetermined fifth correction value set from the intake air temperature acquired by the intake air temperature acquisition means, to thereby calculate the estimated NOx concentration value. The exhaust gas estimation device according to any one of claims 1 to 6.
JP2015070100A 2015-03-30 2015-03-30 Exhaust gas estimation device Pending JP2016191308A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015070100A JP2016191308A (en) 2015-03-30 2015-03-30 Exhaust gas estimation device
PCT/JP2016/060266 WO2016159019A1 (en) 2015-03-30 2016-03-29 Exhaust gas estimation apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015070100A JP2016191308A (en) 2015-03-30 2015-03-30 Exhaust gas estimation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016191308A true JP2016191308A (en) 2016-11-10

Family

ID=57005111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015070100A Pending JP2016191308A (en) 2015-03-30 2015-03-30 Exhaust gas estimation device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2016191308A (en)
WO (1) WO2016159019A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7342483B2 (en) 2019-07-22 2023-09-12 三浦工業株式会社 Air blower

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2932828B2 (en) * 1992-05-11 1999-08-09 日産自動車株式会社 Diesel engine emission control device
JPH06299895A (en) * 1993-04-16 1994-10-25 Toyota Motor Corp Fuel injection control device for diesel engine
JP3885302B2 (en) * 1997-07-30 2007-02-21 日産自動車株式会社 In-cylinder direct injection spark ignition engine exhaust purification system
JP2002195071A (en) * 2000-12-25 2002-07-10 Mitsubishi Electric Corp Internal combustion engine control device
JP3867626B2 (en) * 2002-06-20 2007-01-10 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7342483B2 (en) 2019-07-22 2023-09-12 三浦工業株式会社 Air blower

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016159019A1 (en) 2016-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7493896B2 (en) Exhaust gas recirculation estimation system
KR100649403B1 (en) Device and method for estimating occlusion amount of ??? occlusion catalyst
JP4622719B2 (en) PM deposition amount estimation device
JP6146192B2 (en) Diagnostic equipment
US10683822B2 (en) Fuel-cetane-number estimation method and apparatus
US20160169168A1 (en) Exhaust system state detection device
JP5331613B2 (en) In-cylinder gas amount estimation device for internal combustion engine
JP2013053546A (en) Supercharger control device
JP2009002281A (en) Intake air amount detection device
JP2012092689A (en) Apparatus for estimating flow rate of egr gas flowing into cylinder of internal combustion engine
JP2009287410A (en) NOx GENERATING QUANTITY ESTIMATING DEVICE OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE
JP5099263B2 (en) EGR control system for internal combustion engine
WO2016159019A1 (en) Exhaust gas estimation apparatus
JP5111534B2 (en) EGR control device for internal combustion engine
JP5608614B2 (en) Engine EGR flow rate detection device
JP6326260B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2015218688A (en) Control device for engine with turbosupercharger
JP2004143964A (en) Egr flow rate calculating device of internal combustion engine and control device of internal combustion engine
JP5760924B2 (en) In-cylinder pressure estimation device for internal combustion engine
JP2014163295A (en) Control device for internal combustion engine and control method for the same
WO2022014388A1 (en) Control device for internal combustion engine
JP2016160921A (en) Combustion control device for internal combustion engine
JP2022120376A (en) Condensed water amount estimation device
JP2015137642A (en) NOx AMOUNT ESTIMATION METHOD OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE
JP2013221445A (en) Gas temperature estimating device of internal combustion engine and failure diagnosis apparatus