JP4675284B2 - Internal combustion engine temperature measurement device - Google Patents
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Description
この発明は、内燃機関の温度測定装置に関する。 The present invention relates to a temperature measuring device for an internal combustion engine.
内燃機関の温度測定装置としては、例えば下記の特許文献1記載の技術が知られている。特許文献1記載の技術にあっては、酸化触媒付DPF(排気後処理装置)の下流側に設置された排気温センサで検出された出ガス温度に、排気後処理装置の温度変化に対する出ガス温度変化を一次遅れとムダ時間Lで規定する逆伝達関数を乗じて第1のDPF温度推定値を算出する。さらに、直近の2つの出ガス温度における温度変化からムダ時間L相当の時間だけ先の出ガス温度を予測し、予測値に上記した逆伝達関数を乗じて第2のDPF温度推定値を算出する。
As a temperature measuring device for an internal combustion engine, for example, a technique described in
そして、精度が要求されるPM堆積量の演算では第1のDPF温度推定値を使用すると共に、応答性が要求される過昇温防止制御では第2のDPF温度推定値を使用し、よって排気後処理装置についての制御を適切に行うように構成している。
しかしながら、上記した従来技術にあっては、第1、第2のDPF温度推定値を算出する必要があって構成が複雑になっていた。また、ムダ時間相当の時間だけ先の予測値を用いて第2のDPF温度推定値を算出しているが、温度予測は困難であって算出精度の低下を招く不都合があった。 However, in the above-described prior art, it is necessary to calculate the first and second DPF temperature estimated values, and the configuration is complicated. Further, the second DPF temperature estimated value is calculated using the previous predicted value for a time corresponding to the waste time, but there is a disadvantage that the temperature prediction is difficult and the calculation accuracy is lowered.
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、簡易な構成でありながら、排気温度などの内燃機関の温度を精度良く測定するようにした内燃機関の温度測定装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an internal combustion engine temperature measuring apparatus that solves the above-described problems and that measures the temperature of the internal combustion engine such as the exhaust temperature with high accuracy while having a simple configuration.
上記の目的を解決するために、請求項1に係る内燃機関の温度測定装置にあっては、内燃機関に設置され、排気系の排気温度を検出する排気温度検出手段と、前記検出された排気温度の時間変動分を算出する排気温度時間変動分算出手段と、前記算出された排気温度の時間変動分をフィルタ処理するフィルタ処理手段と、および前記検出された排気温度と前記フィルタ処理された温度の時間変動分に基づいて前記排気系の排気温度を算出する排気温度算出手段とを備えると共に、前記フィルタ処理手段は、前記算出された排気温度の時間変動分が減少するほど時間変動分の高周波成分に対するフィルタ出力が減少する一方、前記算出された排気温度の時間変動分が増加するほど時間変動分の低周波数成分に対するフィルタ出力が増加するようにフィルタ通過特性を変更する如く構成した。
In order to solve the above object, in the temperature measuring device of an internal combustion engine according to
請求項2に係る内燃機関の温度測定装置にあっては、前記フィルタ処理手段は、前記時間変動分の低周波数成分に対するフィルタ出力の重み関数を備えると共に、前記算出された排気温度の時間変動分が減少するほど前記重み関数の値が減少する一方、前記算出された排気温度の時間変動分が増加するほど前記重み関数の値が増加するように、前記重み関数を設定する如く構成した。 The internal combustion engine temperature measuring apparatus according to claim 2, wherein the filter processing means includes a weight function of a filter output for the low frequency component corresponding to the time variation, and the time variation of the calculated exhaust temperature. The weight function is set such that the value of the weight function decreases as the value decreases, while the value of the weight function increases as the calculated time variation of the exhaust temperature increases .
請求項1に係る内燃機関の温度測定装置にあっては、検出された排気温度の時間変動分を算出し、算出された排気温度の時間変動分をフィルタ処理し、それら検出された排気温度とフィルタ処理された排気温度の時間変動分に基づいて排気系の排気温度を算出すると共に、算出された排気温度の時間変動分が減少するほど、時間変動分の高周波成分に対するフィルタ出力が減少する一方、算出された温度の時間変動分が増加するほど、時間変動分の低周波数成分に対するフィルタ出力が増加するように、より具体的には、前記算出された温度の時間変動分が減少するほど、通過周波数(遮断周波数)が下がる一方、前記算出された温度の時間変動分が増加するほど、通過周波数が上がるように、フィルタ通過特性を変更する如く構成したので、簡易な構成でありながら、内燃機関の排気温度を、ノイズを除去しつつ、精度良く測定することができ、さらに、精度と応答性の向上を両立させることができる。
In the internal combustion engine temperature measuring apparatus according to
請求項2に係る内燃機関の温度測定装置にあっては、算出された排気温度の時間変動分が小さくなるほど重み関数の値が減少する一方、算出された排気温度の時間変動分が大きくなるほど重み関数の値が増加する如く構成したので、上記した効果に加え、精度と応答性の向上を一層両立させることができる。 In the temperature measuring device of an internal combustion engine according to claim 2, one value of the weighting function as time change of the calculated exhaust gas temperature becomes smaller you decrease, the greater the time change of the calculated exhaust gas temperature since the value of the weighting function is constructed as you increase, in addition to the effects mentioned above, the improvement in accuracy and responsiveness can be further achieved.
即ち、排気温度の時間変動分が減少するほど、その高周波成分に対するフィルタ出力が減少するように、換言すれば、排気温度の時間変動分が減少するほど通過周波数(遮断周波数)が下がるようにフィルタ通過特性を変更することで、ノイズを除去することができ、算出される排気温度が検出された排気温度に近い値となり、検出精度が向上する。 That is, Ruhodo to reduce the time variation of the exhaust temperature, to so that to the filter output is reduced for the high-frequency components, in other words, it decreases time change is reduced to Ruhodo pass frequency of the exhaust temperature (the cutoff frequency) Thus, by changing the filter pass characteristic, noise can be removed, and the calculated exhaust temperature becomes a value close to the detected exhaust temperature, so that the detection accuracy is improved.
一方、大きな時間変動は高周波側に出現することから、排気温度の時間変動分が増加するほど、その低周波数成分に対するフィルタ出力が増加するように、換言すれば、排気温度の時間変動分が増加するほど通過周波数が上がるようにフィルタ通過特性を変更することで、直近の検出温度をフィルタ出力に大きく反映させることができ、応答性を改善することができる。以上から、精度と応答性の向上を両立させることができる。 On the other hand, since the appearing significant time variations in the high frequency side, Ruhodo to increase time change of the exhaust temperature, to so that to increase the filter output for the low frequency components, in other words, time change of the exhaust temperature by but changing the filter pass characteristic so go up Ruhodo passing frequency to increase, it is possible to greatly reflects the most recent detected temperature to the filter output, it is possible to improve the responsiveness. As described above, both improvement in accuracy and responsiveness can be achieved.
以下、添付図面に即してこの発明に係る内燃機関の温度測定装置を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out an internal combustion engine temperature measuring apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、この発明の実施例に係る内燃機関の温度測定装置を模式的に示す概略図である。尚、実施例においては内燃機関の温度測定装置として、内燃機関の排気処理装置を例にとって説明する。 FIG. 1 is a schematic view schematically showing a temperature measuring device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. In the embodiment, an exhaust gas processing apparatus for an internal combustion engine will be described as an example of a temperature measuring apparatus for the internal combustion engine.
図1において、符号10は4気筒の内燃機関(ディーゼルエンジン。以下「エンジン」という)を、10aはその本体を示す。エンジン10において、エアクリーナ12から吸入された吸気は吸気管14を流れる。
In FIG. 1,
吸気管14の適宜位置にはインテークシャッタ16が配置される。インテークシャッタ16はバルブ16aとそれに接続される電動モータなどのアクチュエータ16bを備え、駆動回路(図示せず)を介してアクチュエータ16bが駆動されるとき、それに応じてバルブ16aが閉鎖方向に駆動されて吸気管14の開度を絞り方向に調整し、そこを通過する吸気量を減少させる。
An
吸気管14を流れる空気はその下流の吸気マニホルド20を通ってそれぞれの気筒に至り、吸気バルブ(図示せず)が開弁すると共に、ピストン(図示せず)が下降するとき、燃焼室(図示せず)に吸入される。吸入された空気はピストンが上昇するとき圧縮されて高温となる。
The air flowing through the
燃料タンク(図示せず)に貯留された燃料(軽油)はポンプおよびコモンレール(共に図示せず)を介してそれぞれの気筒の燃焼室を臨む位置に配置されたインジェクタ22に供給され、インジェクタ22が駆動回路(図示せず)を介して駆動(開弁)されるとき、燃焼室に噴射され、圧縮されて高温となった吸入空気に触れて自然着火して燃焼する。それによってピストンは下方に駆動された後、再び上昇し、排気バルブ(図示せず)が開弁するとき、排気(排ガス)を排気マニホルド(排気系)24に排出する。排気は、次いでその下流の排気管(排気系)26を流れる。
Fuel (light oil) stored in a fuel tank (not shown) is supplied to an
排気管26には、吸気管14に接続されるEGR管30が設けられると共に、EGR管30にはEGRバルブ30aが設けられる。EGRバルブ30aは駆動回路(図示せず)を介して作動させられるとき、EGR管30を開放して排気の一部を吸気系に還流させる。
The
また、排気管26において、EGR管30の接続位置の下流にはターボチャージャ(図に「T/C」と示す)32のタービン(図示せず)が設けられ、排気によって回転させられ、それに機械的に接続されたコンプレッサ32aを駆動し、エアクリーナ12から吸入される空気を過給する。
Further, in the
排気管26において、ターボチャージャ32の配置位置の下流には、白金などからなる酸化触媒装置(図に「CAT」と示す)34が配置される。酸化触媒装置34は、排気中の未燃HCを酸化して除去する。
In the
酸化触媒装置34の下流にはDPF(Diesel Particulate Filter。フィルタ)36が配置され、排気中の微粒子物質(Particulate)を捕集する。DPF36はセラミック製のハニカムフィルタからなり、その内部には上流側端部が閉塞されて下流側端部が開放された排気通路と、上流側端部が開放されて下流側端部が閉塞された排気通路とが交互に配列されると共に、隣接する通路間には10μm程度の孔径の多くの孔が穿設された多孔質の壁面が形成され、排気中の微粒子物質をその孔で捕集する。
A DPF (Diesel Particulate Filter) 36 is disposed downstream of the
排気はDPF36を通った後、サイレンサ、テールパイプなど(全て図示せず)を流れてエンジン10の外部に放出される。
After passing through the
エンジン10のクランク軸(図示せず)の付近には複数組の電磁ピックアップからなるクランク角センサ40が配置され、気筒判別信号を出力すると共に、4気筒のそれぞれのTDCあるいはその付近でTDC信号を出力し、さらに所定クランク角度ごとにクランク角度信号を出力する。
A
さらに、エンジン10の冷却水通路(図示せず)の付近には水温センサ42が配置され、エンジン冷却水温TWに応じた信号を出力すると共に、吸気管14においてエアクリーナ12の付近には吸気温度センサ44が配置され、エンジン10に吸入される吸気の温度に応じた信号を出力する。
Further, a
また、エンジン10が搭載される車両の運転席(図示せず)の床面に配置されたアクセルペダル46の付近にはアクセル開度センサ50が配置され、アクセル開度θAPに応じた信号を出力すると共に、車輪(図示せず)の適宜位置には車輪速センサ52が配置され、車輪の所定角度当たりの回転ごとに信号を出力する。
Further, an
また、エンジン10の排気系において、ターボチャージャ32の下流で酸化触媒装置34の上流の適宜位置には第1の排気温度センサ54が配置され、酸化触媒装置34の上流側の排気温度に応じた出力Ts1を生じると共に、酸化触媒装置34の下流でDPF36の直前には第2の排気温度センサ56が配置され、DPF36の上流側の排気温度に応じた出力Ts2を生じる。第1、第2の排気温度センサ54,56は、具体的には、電気抵抗を利用したサーミスタからなる。
In the exhaust system of the
さらに、DPF36には差圧センサ60が配置され、DPF36に流入する排気の圧力とDPF36から流出する排気の圧力の差圧PDIFに応じた出力を生じる。
Further, a
上記したセンサ群の出力は、ECU(Electronic Control Unit。電子制御ユニット)62に送られる。 The output of the sensor group described above is sent to an ECU (Electronic Control Unit) 62.
ECU62はCPU,ROM,RAMおよび入出力回路からなるマイクロコンピュータから構成される。ECU62は、センサ群の出力の中、クランク角センサ40から出力されるクランク角度信号をカウンタでカウントしてエンジン回転数NEを検出(算出)すると共に、車輪速センサ52の出力をカウンタでカウントして車速を検出する。
The ECU 62 includes a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, and an input / output circuit. The ECU 62 counts the crank angle signal output from the
ECU62は、DPF36の再生が必要と判断されるとき、エンジン回転数NEと通常の燃料噴射量Qとからポスト噴射の基本噴射量を算出すると共に、第1、第2の排気温度センサ54,56の出力Ts1,Ts2から検出された排気温度からその補正量を算出する。
When it is determined that regeneration of the
次いでECU62は、エンジン10が低、中負荷にあるとき、爆発行程から排気行程に移行した付近において基本噴射量を補正して得た噴射量に相当する燃料をポスト噴射する。噴射された燃料は排気系を流れ、酸化触媒装置34に至って酸化反応(燃焼)を生じる。燃焼によって加熱された排気は下流のDPF36に流れ、そこに堆積されていた微粒子物質を除去し、DPF36を再生する。
Next, when the
上記を前提としてこの実施例に係る内燃機関の温度測定装置を説明する。 Based on the above, a temperature measuring apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment will be described.
図1に示す如く、ECU62は排気温度推定演算ブロック62aを備える。排気温度推定ブロック62aは、排気系の温度を測定する第1、第2の排気温度センサ54,56の出力Tsから推定排気温度Tex’(排気温度Texを精度良く近似する推定温度)を推定演算(温度測定)する。第1、第2の排気温度センサ54,56が検出する温度は共に排気温度であることから、以下ではそれらの出力を単にTsと総称する。
As shown in FIG. 1, the
図2は、排気温度推定演算ブロック62aの処理を詳細に示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing in detail the processing of the exhaust temperature
第1の排気温度センサ54(あるいは第2の排気温度センサ56)の出力(検出された温度)Tsは所定時間Δtごとに時間変動分算出ブロック62a1に入力され、そこで図示の式に従って時間変動分(時間変動値)dTsが算出される。尚、この明細書でt、Δtは離散系のサンプル番号を表わし、tは今回値、即ち、今回入力あるいは検出された値を、(t−Δt)はΔt前に入力あるいは検出された値、即ち、前回値を示す。Δtは具体的には、0.1secである。 The output (detected temperature) Ts of the first exhaust temperature sensor 54 (or the second exhaust temperature sensor 56) is input to the time variation calculation block 62a1 every predetermined time Δt, where the time variation according to the equation shown in the figure. (Time fluctuation value) dTs is calculated. In this specification, t and Δt represent discrete sample numbers, t is a current value, that is, a value input or detected this time, (t−Δt) is a value input or detected before Δt, That is, it indicates the previous value. Specifically, Δt is 0.1 sec.
算出された時間変動分dTsには排気温度と関わらない変動成分も含まれることから、それを除去するため、算出された時間変動分dTsは低域通過フィルタ(ローパスフィルタ)62a2に入力される。 Since the calculated time variation dTs includes a variation component not related to the exhaust temperature, the calculated time variation dTs is input to the low-pass filter (low-pass filter) 62a2 in order to remove it.
低域通過フィルタ62a2の通過特性パラメータCは、パラメータ設定ブロック62a3で設定される。パラメータ設定ブロック62a3においては、図示のフィルタ特性関数に基づき、時間変動分dTsの二乗の逆正接(arc tangent)を求めると共に、それに定数pを乗じることでパラメータCが算出される。 The pass characteristic parameter C of the low-pass filter 62a2 is set by the parameter setting block 62a3. In the parameter setting block 62a3, the arc tangent of the square of the time variation dTs is obtained based on the illustrated filter characteristic function, and the parameter C is calculated by multiplying it by a constant p.
フィルタ特性関数はより具体的には、算出された時間変動分dTsの値が増加するほど、パラメータCの値が増加する、逆にいえば、算出された時間変動分dTsの値が減少するほど、パラメータCの値が減少するような特性を持つ関数からなり、図示の逆正接はその一例である。尚、定数pは、0.1とする。 The filter characteristic function. More specifically, Ruhodo to increase the value of the calculated time change dTs is, you increase the value of the parameter C, conversely, the value of the time change dTs calculated reduction to Ruhodo consists functions with so that properties to decrease the value of the parameter C, arctangent shown is one example. The constant p is assumed to be 0.1.
低域通過フィルタ62a2においては、算出(設定)されたパラメータCを用い、図示の式に従って出力が算出される。即ち、低域通過フィルタ62a2においては、時間変動分dTsの今回値とCの積と、時間変動分dTsの前回値と(1−C)の積とを加算して出力が算出、より具体的にはパラメータCを重みとしつつ、時間変動分の今回値と前回値の加重平均を求めることで出力が算出される。 In the low-pass filter 62a2, using the calculated (set) parameter C, the output is calculated according to the equation shown in the figure. That is, in the low-pass filter 62a2, the output is calculated by adding the product of the current value of the time variation dTs and C, the previous value of the time variation dTs and the product of (1-C), and more specifically. The output is calculated by calculating the weighted average of the current value and the previous value for the time variation while using the parameter C as a weight.
低域通過フィルタ62a2の出力は増幅ブロック62a4に送られ、そこで適宜な倍率で増幅される。ただし、この実施例では増幅率は1倍とする。 The output of the low-pass filter 62a2 is sent to the amplification block 62a4, where it is amplified at an appropriate magnification. However, in this embodiment, the amplification factor is 1.
増幅ブロック62a4の出力dTs(filter)は加算ブロック62a5に入力され、そこで第1の排気温度センサ54(あるいは第2の排気温度センサ56)の出力Tsに補正分として加算され、その和が推定排気温度Tex’として出力(温度測定)される。 The output dTs (filter) of the amplification block 62a4 is input to the addition block 62a5, where it is added to the output Ts of the first exhaust temperature sensor 54 (or the second exhaust temperature sensor 56) as a correction amount, and the sum is estimated exhaust. Output (temperature measurement) as temperature Tex ′.
図3および図4は、図2に示す排気温度推定演算(温度測定)を検証するために発明者達が行ったシミュレーション結果を示すグラフである。 FIG. 3 and FIG. 4 are graphs showing simulation results performed by the inventors in order to verify the exhaust gas temperature estimation calculation (temperature measurement) shown in FIG.
図3および4に、排気温度センサ出力Tsと真の排気温度Texを示す。第1、第2の温度センサ54,56は熱容量を持つために熱応答遅れが生じ、真の排気温度Texが急変した場合、排気温度センサ出力Tsは、応答性良くその変動に追従することができない。
3 and 4 show the exhaust temperature sensor output Ts and the true exhaust temperature Tex. Since the first and
そこで、図2の構成においてパラメータCを固定値、即ち、排気温度センサ出力Tsの時間変動分dTsの大きさに関わらず、一定値に設定した場合の加算ブロック62a5の出力を、図3に符号Texfh,Texflで示す。符号TexfhはパラメータCを高い一定値に設定した場合、Texflは低い一定値に設定した場合を示す。 Therefore, the output of the addition block 62a5 when the parameter C is set to a fixed value in the configuration of FIG. 2, that is, regardless of the magnitude of the time variation dTs of the exhaust temperature sensor output Ts, is shown in FIG. This is indicated by Texfh and Texfl. Symbol Texfh indicates a case where the parameter C is set to a high constant value, and Texfl indicates a case where the parameter C is set to a low constant value.
図3から明らかな如く、温度変化の少ない領域ta,tcでは応答性よりも精度を重視してTexflを用いる一方、温度変化の大きい領域tbでは精度よりも応答性を重視してTexfhを用いるのが望ましい。しかしながら、領域tcでは真の排気温度Texは未だ緩やかに上昇を続けており、温度変化補正を重視しないTexflは、真の排気温度Texに対して誤差を生じている。このように、温度変化の大きい領域tbと小さい過渡領域ta,tcにおいては、精度と応答性を両立させない限り、誤差が避けられない。 As is apparent from FIG. 3, Texfl is used with emphasis on accuracy rather than responsiveness in the regions ta and tc where the temperature change is small, while Texfh is used with emphasis on responsiveness rather than accuracy on the region tb where the temperature change is large. Is desirable. However, in the region tc, the true exhaust temperature Tex continues to rise gently, and Texfl that does not place importance on temperature change correction has an error with respect to the true exhaust temperature Tex. Thus, in the region tb where the temperature change is large and the transient regions ta and tc, errors are inevitable unless both accuracy and responsiveness are achieved.
そこで、この実施例においては、前記した如く、パラメータCの値が温度の時間変動分dTsが大きいときは大きく、小さいときは小さくなるようにフィルタ特性関数を設定した。図4に、それによって得られる排気温度推定値を符号Tex’で示す。 Therefore, in this embodiment, as described above, the filter characteristic function is set so that the value of the parameter C is large when the time variation dTs of the temperature is large and small when it is small. In FIG. 4, the estimated exhaust gas temperature value obtained thereby is indicated by a symbol Tex ′.
この実施例は上記の如く構成したので、温度の時間的変動分の多寡の判別を要することなく、排気温度の変化が大きい領域tbにおける排気温度推定の応答性と、排気温度変化が小さい領域ta,tcにおける排気温度の推定精度を両立させることができ、さらに領域tcのような変化が過渡的な場合において排気温度を一層精度良く推定することができる。 Since this embodiment is configured as described above, the response of the exhaust temperature estimation in the region tb where the change in the exhaust temperature is large and the region ta where the change in the exhaust temperature is small are not required without determining the amount of time variation of the temperature. , Tc, and the exhaust gas temperature can be estimated more accurately when the change in the region tc is transient.
即ち、パラメータ設定ブロック62a3で設定されるパラメータCは、温度の時間変動分dTsが大きくなるにつれて増加するように設定されると共に、低域通過フィルタ62a2においてフィルタ出力は、そのパラメータCを重みとしつつ時間変動分の今回値と前回値の加重平均値を求めることで算出される。より具体的には、フィルタ出力は、温度の時間変動分の今回値とCの積と前回値と(1−C)の積を加算して算出される。 That is, the parameter C set in the parameter setting block 62a3 is set so as to increase as the temperature variation dTs increases, and the filter output in the low-pass filter 62a2 is weighted by the parameter C. It is calculated by calculating the weighted average value of the current value and the previous value for the time fluctuation. More specifically, the filter output is calculated by adding the product of the current value and C for the time variation of temperature, the previous value, and the product of (1-C).
従って、温度の時間変動分dTsが大きいときはフィルタ出力が大きくなる、換言すれば、温度の時間変動分dTsが増加するほど温度の時間変動分dTsの低周波数成分に対するフィルタ出力が増加するように、別言すれば、フィルタ出力による補正分が増加するように構成されることから、推定排気温度Tex’の応答性を改善することができる。 Accordingly, the filter output becomes large when the time variation dTs temperature is large, in other words, you increase the filter output for the low frequency components of the time change dTs of Ruhodo temperature to increase time change dTs of temperature In other words, since the correction by the filter output is configured to increase, the responsiveness of the estimated exhaust gas temperature Tex ′ can be improved.
即ち、大きな時間変動は高周波側に出現することから、温度の時間変動分が増加するほど通過周波数が上がるようにフィルタ通過特性を変更することで、直近の検出温度をフィルタ出力に大きく反映させることができ、応答性を改善することができる。 That is, a large time variation from that appearing in the high frequency side, that the time variation of the temperature changes the filter pass characteristic as to Ruhodo pass frequency increases increases, thereby greatly reflects the most recent detected temperature to the filter output Responsiveness can be improved.
他方、温度の時間変動分dTsが小さいときは、算出された温度の時間変動分dTsが減少するほど、温度の時間変動分dTsの高周波成分に対するフィルタ出力が減少するように、換言すればフィルタ出力が減少して補正分が減少するように構成されることから、推定排気温度Tex’はセンサ出力Tsに近い値となって精度が向上する。 On the other hand, when the time change dTs of temperature is small, Ruhodo to decrease time change dTs of the calculated temperature, the so that to reduce the filter output for the high-frequency components of the time change dTs of temperature, in other words Since the filter output is reduced and the correction amount is reduced, the estimated exhaust gas temperature Tex ′ becomes a value close to the sensor output Ts and the accuracy is improved.
即ち、温度の時間変動分が減少するほど通過周波数(遮断周波数)が下がるようにフィルタ通過特性を変更するように構成されることで、ノイズを除去でき、算出される温度は検出された温度に近い値となって検出精度が向上する。 That is, by time change of the temperature is arranged to change the filter pass characteristic as to Ruhodo passing frequency (cutoff frequency) decreases reduced, noise can be removed, temperature calculated were detected temperature The detection accuracy is improved with a value close to.
このように、この実施例に係る内燃機関(エンジン)10の温度測定装置にあっては、内燃機関(エンジン)10に設置され、排気系の排気温度(より具体的には温度センサ54,56の出力)Tsを検出する排気温度検出手段(第1、第2の排気温度センサ54,56)と、前記検出された排気温度Tsの時間変動分dTsを算出する排気温度時間変動分算出手段(排気温度推定演算ブロック62a、時間変動分算出ブロック62a1)、前記算出された排気温度の時間変動分dTsをフィルタ処理するフィルタ処理手段(排気温度推定演算ブロック62a、低域通過フィルタ62a2、パラメータ設定ブロック62a3)と、および前記検出された排気温度Tsと前記フィルタ処理された排気温度の時間変動分dTsに基づいて前記排気系の排気温度を算出する排気温度算出手段(排気温度推定演算ブロック62a、増幅ブロック62a4、加算ブロック62a5)とを備えると共に、前記フィルタ処理手段は、前記算出された排気温度の時間変動分dTsが減少するほど時間変動分dTsの高周波成分に対するフィルタ出力が減少する一方、前記算出された排気温度の時間変動分dTsが増加するほど時間変動分dTsの低周波数成分に対するフィルタ出力が増加するように、より具体的には、前記算出された温度の時間変動分dTsが小さくなるほど、通過周波数(遮断周波数)が下がる一方、前記算出された温度の時間変動分dTsが大きくなるほど、通過周波数が上がるように、フィルタ通過特性(通過特性パラメータC)を変更する如く構成した。これにより、簡易な構成でありながら、排気温度などのエンジン10の温度を、ノイズを除去しつつ、精度良く測定することができる。また、精度と応答性の向上を両立させることができる。
Thus, in the temperature measuring device of an internal combustion engine (engine) 10 according to this embodiment is installed in an inner combustion engine (engine) 10, an exhaust system of the exhaust temperature (the
また、予測値を用いないため、予測誤差に起因する推定誤差を生じることがない。さらに、かく測定された温度を用いることで、内燃機関の全ての運転モードにおいて常に最適な制御を行うことを可能とする。 Moreover, since no predicted value is used, an estimation error due to a prediction error does not occur. Further, by using the temperature thus measured, it is possible to always perform optimum control in all the operation modes of the internal combustion engine.
より具体的には、前記フィルタ処理手段は、前記時間変動分dTsの低周波数成分に対するフィルタ出力の重み関数(通過特性パラメータC)を備えると共に、前記算出された排気温度の時間変動分dTsが減少するほど前記重み関数Cの値が減少する一方、前記算出された排気温度の時間変動分dTsが増加するほど前記重み関数Cの値が増加するように、前記重み関数Cを設定する如く構成した。これにより、上記した効果に加え、精度と応答性の向上を一層両立させることができる。 More specifically, the filter processing means includes a filter output weight function (passage characteristic parameter C) for the low frequency component of the time variation dTs, and the calculated exhaust temperature time variation dTs decreases. while the value of the weighting function C decreases enough to, as the value of the weighting function C as time change dTs of the calculated exhaust gas temperature increases is increased, as to set the weighting function C configuration did. Thereby, in addition to the above-described effects, it is possible to further improve both accuracy and responsiveness.
尚、上記において、図2のパラメータ設定ブロック62a3で使用されるフィルタ特性関数としてarc tangent(逆正接)関数を用いたが、それに限定されるものではない。フィルタ特性関数は、温度の時間変動分dTsが増加するほど増加する、あるいは減少するほど減少するような特性、即ち、単調増加特性を持つ関数であれば、どのようなものでも良い。 In the above description, the arc tangent function is used as the filter characteristic function used in the parameter setting block 62a3 in FIG. 2, but the present invention is not limited to this. The filter characteristic function may be any function as long as it has a characteristic that increases as the time variation dTs of temperature increases or decreases as it decreases, that is, a function having a monotonically increasing characteristic.
また、内燃機関の排気系に設置された第1、第2の排気温度センサ54,56からなる2個の温度センサの出力から設置部位の温度をそれぞれ推定演算(測定)するようにしたが、1個の排気温度センサの出力に基づいて温度を推定演算(測定)する場合にも妥当する。排気系の構成も、図1に示したものに限られるものではない。
Further, the temperature of the installation part is estimated and calculated (measured) from the outputs of the two temperature sensors including the first and second
また、内燃機関の温度として排気温度を測定する場合を例にとったが、この発明はそれに限られるものではなく、吸気系の温度を測定する場合にも適用可能である。 Further, the case where the exhaust gas temperature is measured as the temperature of the internal combustion engine is taken as an example, but the present invention is not limited to this, and can also be applied to the case where the temperature of the intake system is measured.
さらに、内燃機関としてディーゼルエンジンを用いると共に、その温度を測定する場合を例にとったが、この発明はガソリンエンジンの温度を測定する場合であっても良く、さらには内燃機関と電動機を備えたハイブリッド型の温度を測定する場合であっても良い。 Furthermore, the case where a diesel engine is used as the internal combustion engine and the temperature thereof is measured is taken as an example. However, the present invention may be a case where the temperature of the gasoline engine is measured, and further includes an internal combustion engine and an electric motor. A hybrid type temperature may be measured.
尚、上記において、この発明を車両用の内燃機関を例にとって説明したが、この発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶用推進機関用の内燃機関にも適用が可能である。 In the above description, the present invention has been described with reference to an internal combustion engine for a vehicle. However, the present invention can also be applied to an internal combustion engine for a marine propulsion engine such as an outboard motor having a crankshaft as a vertical direction. Is possible.
10 ディーゼルエンジン(内燃機関。エンジン)、54 第1の排気温度センサ、56 第2の排気温度センサ、62 ECU(電子制御ユニット)、62a 排気温度推定演算ブロック、62a1 時間変動分算出ブロック、62a2 低域通過フィルタ、62a3 パラメータ設定ブロック、62a4 増幅ブロック、62a5 加算ブロック
10 diesel engine (internal combustion engine) 54 first
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