JP6833952B1 - Engine exhaust system temperature estimator - Google Patents

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Abstract

【課題】EGRシステムが作動したときでも、高精度に排気系温度を推定することができるエンジンの排気系温度推定装置を提供する。【解決手段】予め記憶したエンジン(1)の定常運転状態における排気系の温度を、運転条件毎にEGR非作動時のデータと、予め定められたEGR率条件のデータとを備えており、EGR率の変化に応じて、EGR非作動時を含むEGR率条件でのデータから定常燃焼時の排気系ガス温度基本値を演算し、定常燃焼時の排気系の温度基本値を、EGR率に応じて補正した点火リタード量による補正量により補正して、定常燃焼時の排気系の温度推定値を算出する。【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine exhaust system temperature estimation device capable of estimating an exhaust system temperature with high accuracy even when an EGR system is operated. SOLUTION: The temperature of the exhaust system in a steady operation state of an engine (1) stored in advance is provided for each operating condition with data when the EGR is not operating and data under a predetermined EGR rate condition, and EGR is provided. According to the change in the rate, the basic value of the exhaust system gas temperature during steady combustion is calculated from the data under the EGR rate condition including when the EGR is not operating, and the basic temperature value of the exhaust system during steady combustion is set according to the EGR rate. The temperature estimate of the exhaust system during steady combustion is calculated by correcting it with the correction amount based on the corrected ignition retard amount. [Selection diagram] Fig. 3

Description

本願は、エンジンの排気系温度推定装置に関するものである。 The present application relates to an engine exhaust system temperature estimation device.

従来から、排気ガス浄化用触媒などのエンジンの排気系の特定の部分における温度を推定するための技術が開発されている。例えば、特許文献1には、エンジンの運転状態に対応付けられた基準吸入空気量に対する吸入空気量の比率を示す吸入空気量比と、そのときのエンジンの運転状態での図示出力とに基づいて補正係数を算出し、その算出した補正係数を用いて、エンジンの定常運転状態に対応付けられた基準排気温度を補正することにより、推定排気温度を算出するようにしたエンジンの排気温度推定装置が提案されている。 Conventionally, techniques for estimating the temperature in a specific part of the exhaust system of an engine such as an exhaust gas purification catalyst have been developed. For example, Patent Document 1 describes the intake air amount ratio indicating the ratio of the intake air amount to the reference intake air amount associated with the operating state of the engine, and the illustrated output in the operating state of the engine at that time. An engine exhaust temperature estimation device that calculates an estimated exhaust temperature by calculating a correction coefficient and using the calculated correction coefficient to correct the reference exhaust temperature associated with the steady operation state of the engine. Proposed.

また、特許文献2には、エンジンの回転数と吸入空気量とに基づいて、排気ガス浄化用触媒に流入するエンジンの排気温度を推定し、エンジンの回転数と吸入空気量とに基づいて予め設定した排気ガス浄化用触媒の層内温度から排気温度の推定値を減算し、この減算した値に基づいて排気ガス浄化用触媒の反応熱を推定し、排気温度の推定値と排気ガス浄化用触媒の反応熱の推定値とを加算することにより、排気ガス浄化用触媒の層内温度を推定するようにした排気ガス浄化用触媒の状態推定装置が提案されている。 Further, in Patent Document 2, the exhaust temperature of the engine flowing into the exhaust gas purification catalyst is estimated based on the engine rotation speed and the intake air amount, and the exhaust gas temperature is estimated in advance based on the engine rotation speed and the intake air amount. The estimated value of the exhaust temperature is subtracted from the set intra-layer temperature of the exhaust gas purification catalyst, the reaction heat of the exhaust gas purification catalyst is estimated based on this subtracted value, and the estimated value of the exhaust gas and the exhaust gas purification are used. An exhaust gas purification catalyst state estimation device has been proposed in which the intra-layer temperature of the exhaust gas purification catalyst is estimated by adding the estimated value of the reaction heat of the catalyst.

温度センサを用いるようにすれば、直接的に排気温度および排気ガス浄化用触媒の温度を検出することは可能であるが、コストの増大を招き、また、温度センサを取り付けるための手間、時間も余分に必要となる。さらに、エンジンの排気系には温度センサを設けるスペースが不足している場合もある。 If a temperature sensor is used, it is possible to directly detect the exhaust temperature and the temperature of the exhaust gas purification catalyst, but this leads to an increase in cost and the time and effort required to install the temperature sensor. Extra is needed. Further, the exhaust system of the engine may lack the space for providing the temperature sensor.

したがって、現実的には、温度センサを用いずにエンジンの排気系の温度を推定するのが好ましい。エンジンの排気系の温度を推定することによって、例えば、エンジンの排気ガス浄化用触媒の温度を正確に推定できれば、排気ガス浄化用触媒が過剰な熱により劣化したり損傷したりする事態を避けることが可能となり、また、排気ガス浄化用触媒の保護制御としての燃料増量制御の実施領域を、無駄に拡大することなく最小限の条件で実施することが可能となり、燃費の向上に寄与することもできる。 Therefore, in reality, it is preferable to estimate the temperature of the exhaust system of the engine without using a temperature sensor. By estimating the temperature of the exhaust system of the engine, for example, if the temperature of the exhaust gas purification catalyst of the engine can be accurately estimated, it is possible to avoid the situation where the exhaust gas purification catalyst is deteriorated or damaged due to excessive heat. In addition, it is possible to implement the fuel increase control as a protection control for the exhaust gas purification catalyst under the minimum conditions without unnecessarily expanding it, which also contributes to the improvement of fuel efficiency. it can.

特開2010−7492公報JP-A-2010-7492 特許第6216244号公報Japanese Patent No. 6216244

特許文献1に開示された従来の装置はエンジンの排気温度を推定するものであり、特許文献2に開示された従来の装置は排気ガス浄化用触媒の温度を推定するものであるが、特許文献1に示される従来の装置では、エンジンの定常運転時におけるエンジンの排気温度の基準値を設定しておき、この基準値に各種の補正を行ってエンジンの定常運転時の推定排気温度を求めるようにしており、特許文献2に示される従来の装置では、エンジンの定常運転時の排気ガス浄化用触媒反応熱の基準値を設定しておき、この基準値に各種の補正を行ってエンジンの定常運転時の推定排気ガス浄化用触媒温度を求めるようにしている。 The conventional device disclosed in Patent Document 1 estimates the exhaust gas temperature of an engine, and the conventional device disclosed in Patent Document 2 estimates the temperature of an exhaust gas purification catalyst. In the conventional device shown in 1, a reference value of the exhaust temperature of the engine during the steady operation of the engine is set, and various corrections are made to this reference value to obtain the estimated exhaust temperature during the steady operation of the engine. In the conventional device shown in Patent Document 2, a reference value of the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady operation of the engine is set, and various corrections are made to the reference value to make the engine steady. The estimated exhaust gas purification catalyst temperature during operation is calculated.

しかしながら、特許文献1、および特許文献2に開示された従来の装置は、何れも、EGR(Exhaust Gas Recirculation)システムを備えたエンジンにおいて、EGRシステムが作動したときに、新規に吸入する吸気中に環流させる排気ガスの量に応じて、エンジンの定常運転時の排気温度及び排気ガス浄化用触媒反応熱に変化が生じることについては考慮しておらず、EGRシステムの作動時における、排気温度の基準値の設定及び排気ガス浄化用触媒反応熱の基準値を設定を実施していない。したがって、EGRシステムの作動時における排気温度の基準値の補正、および排気ガス浄化用触媒反応熱の基準値の補正は実施されていない。そのため、特許文献1、特許文献2に開示された従来の装置は、EGRシステムが作動したときに、定常運転時排気温度の基準値および定常運転時排気ガス浄化用触媒反応熱の基準値の誤差が大きくなり、その結果、推定排気温度および推定排気ガス浄化用触媒温度に大きな誤差が生じる場合がある。 However, both the conventional devices disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are in an engine equipped with an EGR (Exhaust Gas Recirculation) system, and when the EGR system is activated, during intake of freshly inhaled gas. It does not take into consideration that the exhaust temperature during steady operation of the engine and the reaction heat of the exhaust gas purification catalyst will change depending on the amount of exhaust gas to be recirculated, and is the standard for the exhaust temperature when the EGR system is operating. The value is not set and the standard value of the catalyst reaction heat for exhaust gas purification is not set. Therefore, the correction of the reference value of the exhaust temperature during the operation of the EGR system and the correction of the reference value of the catalyst reaction heat for purifying the exhaust gas have not been carried out. Therefore, in the conventional apparatus disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, when the EGR system is operated, there is an error between the reference value of the exhaust gas temperature during steady operation and the reference value of the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady operation. As a result, a large error may occur between the estimated exhaust gas temperature and the estimated exhaust gas purification catalyst temperature.

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、EGRシステムが作動したときでも、高精度に排気系温度を推定することができるエンジンの排気系温度推定装置を提供することを目的とする。 The present application discloses a technique for solving the above-mentioned problems, and provides an engine exhaust system temperature estimation device capable of estimating the exhaust system temperature with high accuracy even when the EGR system is activated. The purpose is to do.

本願に開示されるエンジンの排気系温度推定装置は、
エンジンから排出された排気ガスを前記エンジンに還流させるEGRシステムと前記エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化用触媒とを備えたエンジンにおける、前記エンジンの排気系の温度を推定するエンジンの排気系温度推定装置であって、
少なくとも前記エンジンの回転速度と前記エンジンの負荷とを含む前記エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、
前記EGRシステムにより制御されるEGR率を検知するEGR率検出手段と、
前記エンジンの定常運転状態時であって、前記EGRシステムの非作動時における前記排気ガスの温度を、前記エンジンの運転条件毎に第1の定常燃焼時排気ガス温度基本データとして記憶する第1の定常燃焼時排気ガス温度記憶手段と、
前記エンジンの定常運転状態時であって、予め定められたEGR率により前記EGRシステムを作動させたときの前記エンジンの排気ガスの温度を、前記エンジンの運転条件毎に第2の定常燃焼時排気ガス温度基本データとして記憶する第2の定常燃焼時排気ガス温度記憶手段と、
前記EGR率の変化に応じて、前記第1の定常燃焼時排気ガス温度記憶手段に記憶された前記第1の定常燃焼時排気ガス温度基本データと、前記第2の定常燃焼時排気ガス温度記憶手段に記憶された前記第2の定常燃焼時排気ガス温度基本データと、に基づいて、現在のEGR率に対応する定常燃焼時排気ガス温度基本値を演算する定常燃焼時排気ガス温度基本値演算部と、
前記定常燃焼時排気ガス温度基本値演算部により演算された前記定常燃焼時排気ガス温度基本値を、前記エンジンの点火リタード量に応じて補正する点火リタード量補正手段と、
前記点火リタード量補正手段により前記定常燃焼時排気ガス温度基本値を補正する補正量を、前記EGR率に応じて補正するEGR量補正手段と、
前記エンジンの排気ガス温度応答遅れに基づいて算出した第1のなまし係数により、記点火リタード量補正手段と前記EGR量補正手段とに基づいて補正された前記定常燃焼時排気ガス温度基本値に対して第1のなまし処理を行なって得た定常燃焼時排気ガス温度推定値を出力する燃焼時排気ガス温度推定部と、
を備え、
前記燃焼時排気ガス温度推定部から出力された前記定常燃焼時排気ガス温度推定値に基づいて、前記排気系の温度を推定するように構成されている、
ことを特徴とする。
The engine exhaust system temperature estimator disclosed in the present application is
An engine exhaust system that estimates the temperature of the engine exhaust system in an engine equipped with an EGR system that returns the exhaust gas discharged from the engine to the engine and an exhaust gas purification catalyst that purifies the exhaust gas of the engine. It is a temperature estimation device
An engine operating state detecting means for detecting an operating state of the engine including at least the rotational speed of the engine and the load of the engine.
An EGR rate detecting means for detecting an EGR rate controlled by the EGR system,
A first type that stores the temperature of the exhaust gas when the EGR system is not operating in the steady operation state of the engine as the first exhaust gas temperature basic data during steady combustion for each operating condition of the engine. Exhaust gas temperature storage means during steady combustion,
The temperature of the exhaust gas of the engine when the EGR system is operated at a predetermined EGR rate in the steady operation state of the engine is set to the exhaust during the second steady combustion for each operating condition of the engine. The second exhaust gas temperature storage means for steady combustion, which is stored as basic gas temperature data,
According to the change in the EGR rate, the first steady combustion exhaust gas temperature basic data stored in the first steady combustion exhaust gas temperature storage means and the second steady combustion exhaust gas temperature storage. Calculation of the basic value of the exhaust gas temperature during steady combustion corresponding to the current EGR rate based on the second basic data of the exhaust gas temperature during steady combustion stored in the means. Department and
An ignition retard amount correcting means that corrects the exhaust gas temperature basic value during steady combustion calculated by the exhaust gas temperature basic value calculation unit during steady combustion according to the ignition retard amount of the engine.
An EGR amount correction means that corrects the correction amount for correcting the exhaust gas temperature basic value during steady combustion by the ignition retard amount correction means according to the EGR rate.
The first averaging coefficient which is calculated based on the exhaust gas temperature response delay of the engine, before Symbol ignition retard quantity correction means and the EGR amount correction means and the corrected the steady combustion at the exhaust gas temperature basic value on the basis of the The combustion exhaust gas temperature estimation unit that outputs the estimated value of the exhaust gas temperature during steady combustion obtained by performing the first annealing treatment on the vehicle, and
With
It is configured to estimate the temperature of the exhaust system based on the estimated value of the exhaust gas temperature during steady combustion output from the exhaust gas temperature estimation unit during combustion.
It is characterized by that.

また、本願に開示されるエンジンの排気系温度推定装置は、
エンジンから排出された排気ガスを前記エンジンに還流させるEGRシステムと前記エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化用触媒とを備えたエンジンにおける、前記エンジンの排気系の温度を推定するエンジンの排気系温度推定装置であって、
少なくとも前記エンジンの回転速度と前記エンジンの負荷とを含む前記エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、
前記排気ガス浄化用触媒に流入する前記エンジンの排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段、又は前記エンジンの運転状態に基づいて前記排気ガスの温度を推定する排気ガス温度推定手段と、
前記EGRシステムにより制御されるEGR率を検知するEGR率検出手段と、
前記エンジンの定常運転状態時であって、前記EGRシステムの非作動時における排気ガス浄化用触媒反応熱を、前記エンジンの運転条件毎に第1の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データとして記憶する第1の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱記憶手段と、
前記エンジンの前記定常運転状態時であって、予め定められたEGR率で前記エンジンを作動させたときの前記排気ガス浄化用触媒の反応熱を、前記エンジンの運転条件毎に第2の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データとして記憶する第2の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱記憶手段と、
前記EGR率の変化に応じて、前記第1の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データと前記第2の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データとに基づいて、現在の前記EGR率に対応する定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値を演算する定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値演算部と、
前記定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値演算部で演算された前記定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値を、前記エンジンの点火リタード量に応じて補正する点火リタード量補正手段と、
前記点火リタード量補正手段により前記定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値を補正する補正量を、前記EGR率に応じて補正するEGR量補正手段と、
前記エンジンの排気ガス浄化用触媒反応熱応答遅れに基づいて算出した第2のなまし係数により、前記点火リタード量補正手段と前記EGR量補正手段とに基づいて補正された前記定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値に対して第2のなまし処理を行なって得た定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定値を出力する燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定部と、
を備え、
前記燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定部から出力された前記定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定値に基づいて、前記排気系の温度を推定するように構成されている、
ことを特徴とする。

Further, the engine exhaust system temperature estimation device disclosed in the present application is
An engine exhaust system that estimates the temperature of the engine exhaust system in an engine equipped with an EGR system that returns the exhaust gas discharged from the engine to the engine and an exhaust gas purification catalyst that purifies the exhaust gas of the engine. It is a temperature estimation device
An engine operating state detecting means for detecting an operating state of the engine including at least the rotational speed of the engine and the load of the engine.
An exhaust gas temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust gas of the engine flowing into the exhaust gas purifying catalyst, or an exhaust gas temperature estimating means for estimating the temperature of the exhaust gas based on the operating state of the engine.
An EGR rate detecting means for detecting an EGR rate controlled by the EGR system,
Exhaust gas purification catalyst reaction heat when the engine is in a steady operation state and when the EGR system is not operating, and the first exhaust gas purification catalyst reaction heat basic data for each operating condition of the engine. The first catalyst reaction heat storage means for purifying exhaust gas during steady combustion, which is stored as
The reaction heat of the exhaust gas purification catalyst when the engine is operated at a predetermined EGR rate in the steady operation state of the engine is subjected to a second steady combustion for each operating condition of the engine. The second catalyst reaction heat storage means for purifying exhaust gas during steady combustion, which is stored as basic data, and the catalyst reaction heat storage means for purifying exhaust gas.
Based on the first basic data on the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion and the second basic data on the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion, according to the change in the EGR rate. Calculates the basic value of the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion corresponding to the EGR rate.
Ignition retard amount correction means that corrects the catalyst reaction heat basic value for exhaust gas purification during steady combustion calculated by the calculation unit for the exhaust gas purification catalyst reaction heat during steady combustion according to the ignition retard amount of the engine. When,
The EGR amount correction means for correcting the correction amount for correcting the basic value of the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion by the ignition retard amount correction means according to the EGR rate.
The exhaust gas during steady combustion is corrected based on the ignition retard amount correction means and the EGR amount correction means by the second smoothing coefficient calculated based on the catalyst reaction thermal response delay for purifying the exhaust gas of the engine. A catalyst reaction heat estimation unit for combustion exhaust gas purification that outputs an estimated value of the catalyst reaction heat for purification of exhaust gas during steady combustion obtained by performing a second annealing treatment on the basic value of the catalyst reaction heat for purification,
With
It is configured to estimate the temperature of the exhaust system based on the estimated value of the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion output from the catalyst reaction heat estimation unit for purifying exhaust gas during combustion.
It is characterized by that.

本願に開示されたエンジンの排気系温度推定装置によれば、EGRシステムが作動したときでも、エンジンの排気系温度を高精度に推定することができる。 According to the engine exhaust system temperature estimation device disclosed in the present application, the exhaust system temperature of the engine can be estimated with high accuracy even when the EGR system is operated.

実施の形態1によるエンジンの排気系温度推定装置が適用されるエンジンの吸排気系の構成を概略的に示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a configuration of an engine intake / exhaust system to which the engine exhaust system temperature estimation device according to the first embodiment is applied. 実施の形態1によるエンジンの排気系温度推定装置を備えた、エンジン制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram schematically showing a configuration of an engine control device including the engine exhaust system temperature estimation device according to the first embodiment. 実施の形態1によるエンジンの排気系温度推定装置を備えた、エンジン制御装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。FIG. 5 is a functional block diagram showing an example of a functional configuration of an engine control device including the engine exhaust system temperature estimation device according to the first embodiment. 実施の形態1による排気系温度推定装置における、定常燃焼時排気温度演算部の構成の一例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows an example of the structure of the exhaust temperature calculation part at the time of steady combustion in the exhaust system temperature estimation apparatus by Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による排気系温度推定装置における、定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱演算部の構成の一例を示す機能ブロック図である。FIG. 5 is a functional block diagram showing an example of the configuration of a catalytic reaction heat calculation unit for purifying exhaust gas during steady combustion in the exhaust system temperature estimation device according to the first embodiment. 定常燃焼時排気温度とEGR率の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the exhaust temperature at the time of steady combustion and the EGR rate. 定常燃焼時排気温度と点火リタード量の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the exhaust temperature at the time of steady combustion and the amount of ignition retard. 実施の形態1によるエンジンの排気系温度推定装置における、定常燃焼時排気ガス温度演算部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the exhaust gas temperature calculation unit at the time of steady combustion in the exhaust system temperature estimation apparatus of the engine by Embodiment 1. 実施の形態1によるエンジンの排気系温度推定装置における、定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱演算部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the catalyst reaction heat calculation unit for exhaust gas purification at the time of steady combustion in the exhaust system temperature estimation apparatus of the engine by Embodiment 1.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1によるエンジンの排気系温度推定装置が適用されるエンジンの吸排気系の構成を概略的に示す構成図である。図1において、エンジン1のクランク軸には、その回転角に応じた電気信号を生成するためのクランク角センサ11が取り付けられている。エンジン1の燃焼室の吸入口と排出口には、それぞれ、吸気路を形成する吸気管2と、排気路を形成する排気管7が接続されている。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a configuration of an engine intake / exhaust system to which the engine exhaust system temperature estimation device according to the first embodiment is applied. In FIG. 1, a crank angle sensor 11 for generating an electric signal corresponding to the rotation angle of the crankshaft of the engine 1 is attached. An intake pipe 2 forming an intake passage and an exhaust pipe 7 forming an exhaust passage are connected to the intake port and the exhaust port of the combustion chamber of the engine 1, respectively.

吸気管2の最上流側には、取り込んだ外気を浄化するためのエアクリーナ3が取り付けられている。吸気管2のエアクリーナ3の下流側(エンジン1に近い側)には、吸入空気流量に応じた電気信号を生成するエアフローセンサ12と、吸入路内の吸入空気温度に応じた電気信号を生成する吸気温センサ13と、が互いに一体又は別体に設けられている。なお、図1では、エアフローセンサ12と吸気温センサ13とが一体に構成された例を示す。 An air cleaner 3 for purifying the taken-in outside air is attached to the most upstream side of the intake pipe 2. On the downstream side (closer to the engine 1) of the air cleaner 3 of the intake pipe 2, an air flow sensor 12 that generates an electric signal according to the intake air flow rate and an electric signal that generates an electric signal according to the intake air temperature in the intake passage are generated. The intake air temperature sensor 13 and the intake air temperature sensor 13 are provided integrally or separately from each other. Note that FIG. 1 shows an example in which the air flow sensor 12 and the intake air temperature sensor 13 are integrally configured.

排気管7には、排気ガス浄化用触媒22が設けられている。排気管7の排気ガス浄化用触媒22の上流側(エンジン1に近い側)には、燃焼ガス内の燃料又は酸素の割合に応じた電気信号を生成する空燃比センサ16が設けられている。 The exhaust pipe 7 is provided with an exhaust gas purification catalyst 22. An air-fuel ratio sensor 16 that generates an electric signal according to the ratio of fuel or oxygen in the combustion gas is provided on the upstream side (the side close to the engine 1) of the exhaust gas purification catalyst 22 of the exhaust pipe 7.

エアフローセンサ12の下流側には、エンジン1に送られる新規の空気量を調整するためのスロットルバルブ4が設けられている。スロットルバルブ4には、そのスロットルバルブ開度に応じた電気信号を生成するスロットルポジションセンサ14が接続されている。 A throttle valve 4 for adjusting a new amount of air sent to the engine 1 is provided on the downstream side of the air flow sensor 12. A throttle position sensor 14 that generates an electric signal according to the opening degree of the throttle valve is connected to the throttle valve 4.

さらに、吸気管2における吸気路のスロットルバルブ4の下流側には、吸気脈動を抑制するためのサージタンク5が設けられている。サージタンク5には、サージタンク5内の空気圧に応じた電気信号を生成するインテークマニホールド圧センサ15が設けられている。 Further, a surge tank 5 for suppressing intake pulsation is provided on the downstream side of the throttle valve 4 of the intake passage in the intake pipe 2. The surge tank 5 is provided with an intake manifold pressure sensor 15 that generates an electric signal according to the air pressure in the surge tank 5.

なお、エアフローセンサ12およびインテークマニホールド圧センサ15については、それらの双方が設けられてもよいし、インテークマニホールド圧センサ15のみが設けられてもよい。また、インテークマニホールド圧センサ15のみが設けられている場合には、図1に示すように、吸気温センサ13はサージタンク5に設けられる。また、図1では、エアフローセンサ12とインテークマニホールド圧センサ15とが別体に構成された例を示すが、これらのセンサが一体に構成されていてもよい。 Both of the air flow sensor 12 and the intake manifold pressure sensor 15 may be provided, or only the intake manifold pressure sensor 15 may be provided. When only the intake manifold pressure sensor 15 is provided, the intake air temperature sensor 13 is provided in the surge tank 5 as shown in FIG. Further, although FIG. 1 shows an example in which the air flow sensor 12 and the intake manifold pressure sensor 15 are separately configured, these sensors may be integrally configured.

吸気管2のサージタンク5の下流のエンジン1側には、燃料を噴射するインジェクタ17が設けられている。なお、インジェクタ17は、エンジン1のシリンダ8の内部に直接燃料を噴射するように設けられてもよい。 An injector 17 for injecting fuel is provided on the engine 1 side downstream of the surge tank 5 of the intake pipe 2. The injector 17 may be provided so as to inject fuel directly into the cylinder 8 of the engine 1.

エンジン1のシリンダ8の頂部には、エンジン1に吸入された空気とインジェクタ17から噴射された燃料とが混合されて生成される可燃混合気に点火する点火プラグ18と、点火プラグ18に点火火花を発生させるためのエネルギーを供給する点火コイル19とが設けられている。 At the top of the cylinder 8 of the engine 1, an ignition plug 18 that ignites a flammable air-fuel mixture generated by mixing the air sucked into the engine 1 and the fuel injected from the injector 17, and an ignition spark on the ignition plug 18 Is provided with an ignition coil 19 that supplies energy for generating the above.

また、エンジン1のシリンダ8の頂部には、吸気路を形成する吸気管2からシリンダ8の内部に導入される可燃混合気の量を調節する吸気バルブ20と、シリンダ8の内部からエンジン1の排気路に排出される排気ガスの量を調節する排気バルブ21が設けられている。吸気バルブ20には、吸気バルブ20の開閉タイミングを変化させる吸気バルブ可変タイミング機構(以下、吸気VVTと称する)23が設けられている。排気バルブ21には、排気バルブ21の開閉タイミングを変化させる排気バルブ可変タイミング機構(以下、排気VVTと称する)24が設けられている。 Further, at the top of the cylinder 8 of the engine 1, an intake valve 20 for adjusting the amount of combustible air-fuel mixture introduced into the cylinder 8 from the intake pipe 2 forming the intake passage, and the engine 1 from the inside of the cylinder 8 An exhaust valve 21 for adjusting the amount of exhaust gas discharged to the exhaust passage is provided. The intake valve 20 is provided with an intake valve variable timing mechanism (hereinafter, referred to as an intake VVT) 23 that changes the opening / closing timing of the intake valve 20. The exhaust valve 21 is provided with an exhaust valve variable timing mechanism (hereinafter, referred to as an exhaust VVT) 24 that changes the opening / closing timing of the exhaust valve 21.

後述の電子制御ユニット(Electronic Control Unit:以下、ECUと称する)100は、吸気VVT23により制御される吸気バルブ20の位相角と、排気VVT24により制御される排気バルブ21の位相角を検知し、それぞれの位相角が目標位相角に一致するように制御する。 The electronic control unit (Electronic Control Unit: hereinafter referred to as ECU) 100, which will be described later, detects the phase angle of the intake valve 20 controlled by the intake VVT 23 and the phase angle of the exhaust valve 21 controlled by the exhaust VVT 24, respectively. The phase angle of is controlled so as to match the target phase angle.

EGR通路25は、排気管7と吸気管2との間を接続するように設けられている。EGR通路25の途中には、EGRバルブ26と、EGRバルブを駆動するEGRモータ27が設けられている。 The EGR passage 25 is provided so as to connect the exhaust pipe 7 and the intake pipe 2. An EGR valve 26 and an EGR motor 27 for driving the EGR valve are provided in the middle of the EGR passage 25.

図2は、実施の形態1によるエンジンの排気系温度推定装置を備えた、エンジン制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。図2において、ECU100は、クランク角センサ11、エアフローセンサ12、吸気温センサ13、スロットルポジションセンサ14、インテークマニホールド圧センサ15、および空燃比センサ16から、それぞれのセンサにより検出された検出値に対応する電気信号を受ける。 FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of an engine control device including the engine exhaust system temperature estimation device according to the first embodiment. In FIG. 2, the ECU 100 corresponds to the detection values detected by the crank angle sensor 11, the air flow sensor 12, the intake air temperature sensor 13, the throttle position sensor 14, the intake manifold pressure sensor 15, and the air-fuel ratio sensor 16. Receives an electrical signal.

ECU100は、前述の各センサ以外の各種センサOSとのそれぞれからも電気信号を受ける。この各種センサOSには、アクセル(図示せず)の操作量に応じた電気信号を生成するアクセルポジション(開度)センサ(図示せず)、エンジン1の燃焼制御用のセンサ、車両の挙動制御用のセンサ(例えば、車速センサ、水温センサ等)が含まれている。 The ECU 100 also receives electric signals from various sensor OSs other than the above-mentioned sensors. These various sensor OSs include an accelerator position (opening) sensor (not shown) that generates an electric signal according to the amount of operation of the accelerator (not shown), a sensor for combustion control of the engine 1, and vehicle behavior control. Sensors for the purpose (eg, vehicle speed sensor, water temperature sensor, etc.) are included.

なお、以下の説明では、各センサが出力するそれぞれの電気信号を、各センサがそれぞれ検出した検出値として説明する。例えば、クランク角センサ11から出力される電気信号は、回転速度Neとして表記される。 In the following description, each electric signal output by each sensor will be described as a detection value detected by each sensor. For example, the electric signal output from the crank angle sensor 11 is expressed as the rotation speed Ne.

ECU100は、クランク角センサ11からの回転速度Ne、エアフローセンサ12からの実計測の吸入空気量Qr、吸気温センサ13からの吸気温AT、スロットルポジションセンサ14からのスロットル開度TH、インテークマニホールド圧センサ15からのインテークマニホールド圧Pb、空燃比センサ16からの空燃比AF、および車両に設けられたアクセルの開度を検出するアクセル開度センサ(OS)からのアクセル開度D、の各入力データに基づいて、エンジン1から発生した実トルクを推定した推定出力トルクを算出するとともに、各センサからの入力データ、および他のコントローラOCO(例えば、トランスミッション制御、ブレーキ制御、トラクション制御、スタビリティ制御等のための各コントローラ)からのトルク要求値TRRに基づいて、目標出力トルク(図示せず)を算出する。 The ECU 100 includes a rotation speed Ne from the crank angle sensor 11, an actual measured intake air amount Qr from the air flow sensor 12, an intake air temperature AT from the intake air temperature sensor 13, a throttle opening TH from the throttle position sensor 14, and an intake manifold pressure. Input data of intake manifold pressure Pb from the sensor 15, air-fuel ratio AF from the air-fuel ratio sensor 16, and accelerator opening D from the accelerator opening sensor (OS) that detects the opening of the accelerator provided in the vehicle. Based on the above, the estimated output torque that estimates the actual torque generated from the engine 1 is calculated, the input data from each sensor, and other controller OCOs (for example, transmission control, brake control, traction control, stability control, etc.) The target output torque (not shown) is calculated based on the required torque value TRR from each controller).

さらに、ECU100は、エンジン1の目標出力トルクを達成するために、空燃比AF、吸入空気流量Qat、吸気VVT23の制御における位相角、排気VVT24の制御における位相角、EGR率、点火時期、等のそれぞれの目標値を達成するように、スロットルバルブ4、インジェクタ17、点火コイル19、吸気VVT23、排気VVT24、EGRモータ27をそれぞれ駆動する。より具体的には、吸入空気流量Qatの目標値を達成するようにスロットルバルブ4を制御し、空燃比AFの目標値を達成するようにインジェクタ17を制御し、点火時期の目標値を達成するように点火コイル19に通電し、EGR率の目標値を達成するようにEGRモータ27を制御する。また、ECU100は、これらのアクチュエータ以外の、各種装置のための各種アクチュエータOACに対する目標値も算出し、その目標値を達成するように各種アクチュエータOACを駆動する。 Further, in order to achieve the target output torque of the engine 1, the ECU 100 determines the air-fuel ratio AF, the intake air flow rate Qat, the phase angle in the control of the intake VVT 23, the phase angle in the control of the exhaust VVT 24, the EGR rate, the ignition timing, and the like. The throttle valve 4, the injector 17, the ignition coil 19, the intake VVT23, the exhaust VVT24, and the EGR motor 27 are driven so as to achieve the respective target values. More specifically, the throttle valve 4 is controlled so as to achieve the target value of the intake air flow rate Qat, the injector 17 is controlled so as to achieve the target value of the air-fuel ratio AF, and the target value of the ignition timing is achieved. The ignition coil 19 is energized as described above, and the EGR motor 27 is controlled so as to achieve the target value of the EGR rate. In addition, the ECU 100 also calculates target values for various actuator OACs for various devices other than these actuators, and drives various actuator OACs so as to achieve the target values.

このようなエンジン制御によってエンジン1の筒内燃焼が最適化され、この燃焼による排気ガスが排気ガス浄化用触媒22で浄化された後、マフラ(図示せず)を介して大気に放出される。 Such engine control optimizes the in-cylinder combustion of the engine 1, and after the exhaust gas from this combustion is purified by the exhaust gas purification catalyst 22, it is released to the atmosphere via a muffler (not shown).

さらに、ECU100は、エンジンの排気系温度推定処理を行う排気系温度推定装置としての機能を有しており、排気系温度推定装置の機能は、排気ガス温度推定値を演算する機能と、排気ガス浄化用触媒反応熱推定値とを演算する機能を含む。そしてそれらの推定値のうちの少なくとも一方の推定値が、予め定められた温度以上、例えば加熱継続による排気ガス浄化用触媒22の劣化が懸念される温度以上、となった場合に、燃料を増量して排気ガスの温度を下げ、或いは燃料カットを禁止して排気ガス浄化用触媒22の温度の上昇を抑制することにより、排気ガス浄化用触媒22などの排気系の部品を保護するように動作する。 Further, the ECU 100 has a function as an exhaust system temperature estimation device that performs an engine exhaust system temperature estimation process, and the functions of the exhaust system temperature estimation device include a function of calculating an exhaust gas temperature estimation value and an exhaust gas. Includes a function to calculate the estimated reaction heat of the catalyst for purification. Then, when at least one of these estimated values is equal to or higher than a predetermined temperature, for example, a temperature at which deterioration of the exhaust gas purification catalyst 22 due to continuous heating is a concern, the amount of fuel is increased. By lowering the temperature of the exhaust gas or prohibiting fuel cut and suppressing the rise in the temperature of the exhaust gas purification catalyst 22, it operates to protect the exhaust system parts such as the exhaust gas purification catalyst 22. To do.

ここで、ECU100は、演算処理を実行するCPU(Central Processing Unit)100aと、記憶部100bと、を有するマイクロプロセッサで構成されている。記憶部100bは、プログラムデータおよび固定値データを記憶するROMと、格納されているデータが順次書き換えられて更新されるRAMと、を含む。 Here, the ECU 100 is composed of a microprocessor having a CPU (Central Processing Unit) 100a for executing arithmetic processing and a storage unit 100b. The storage unit 100b includes a ROM that stores program data and fixed value data, and a RAM that sequentially rewrites and updates the stored data.

図3は、実施の形態1によるエンジンの排気系温度推定装置を備えた、エンジン制御装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図、図4Aは、実施の形態1による排気系温度推定装置における、定常燃焼時排気ガス温度演算部の構成の一例を示す機能ブロック図、図4Bは、実施の形態1による排気系温度推定装置における、定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱演算部の構成の一例を示す機能ブロック図である。図3において、前述のECU100の記憶部100bにおけるROMには、排気ガス浄化用触媒温度推定制御部110と、燃料制御部140と、がソフトウェアとして記憶されている。 FIG. 3 is a functional block diagram showing an example of the functional configuration of the engine control device including the exhaust system temperature estimation device of the engine according to the first embodiment, and FIG. 4A is a functional block diagram of the exhaust system temperature estimation device according to the first embodiment. A functional block diagram showing an example of the configuration of the exhaust gas temperature calculation unit during steady combustion, FIG. 4B is an example of the configuration of the catalytic reaction heat calculation unit for purifying exhaust gas during steady combustion in the exhaust system temperature estimation device according to the first embodiment. It is a functional block diagram which shows. In FIG. 3, the exhaust gas purification catalyst temperature estimation control unit 110 and the fuel control unit 140 are stored as software in the ROM in the storage unit 100b of the ECU 100 described above.

排気ガス浄化用触媒温度推定制御部110は、燃焼時排気ガス温度推定部111と、燃料カット時排気ガス温度検知部112と、燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定部113と、燃料カット時排気ガス浄化用触媒反応熱推定部114と、推定排気ガス浄化用触媒温度演算部130と、を備え、これらは前述のようにソフトウェアとして、ECU100の記憶部100bにおけるROMに記憶されている。 The exhaust gas purification catalyst temperature estimation control unit 110 includes a combustion exhaust gas temperature estimation unit 111, a fuel cut exhaust gas temperature detection unit 112, a combustion exhaust gas purification catalyst reaction heat estimation unit 113, and a fuel cut time. The exhaust gas purification catalyst reaction heat estimation unit 114 and the estimated exhaust gas purification catalyst temperature calculation unit 130 are provided, and these are stored in the ROM in the storage unit 100b of the ECU 100 as software as described above.

燃焼時排気ガス温度推定部111は、定常燃焼時排気ガス温度演算部120と、第1のなまし係数設定部121と、第1のなまし処理部122とを備えている。燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定部113は、定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱演算部123と、第2のなまし係数設定部124と、第2のなまし処理部125とを備えている。エンジン1は、図1に示すアクチュエータ部における燃料制御に関わるインジェクタ17を含んで示している。 The combustion exhaust gas temperature estimation unit 111 includes a steady combustion exhaust gas temperature calculation unit 120, a first smoothing coefficient setting unit 121, and a first smoothing processing unit 122. The catalyst reaction heat estimation unit 113 for purifying exhaust gas during combustion includes a catalyst reaction heat calculation unit 123 for purifying exhaust gas during steady combustion, a second smoothing coefficient setting unit 124, and a second smoothing processing unit 125. I have. The engine 1 includes an injector 17 related to fuel control in the actuator section shown in FIG.

ここで排気ガス浄化用触媒温度推定制御部110について詳細に説明する。燃焼時排気ガス温度推定部111における定常燃焼時排気ガス温度演算部120は、図4Aに示すように、定常燃焼時排気ガス温度基本値演算部150と、点火リタード量補正手段202と、EGR量補正手段203とを備えている。 Here, the exhaust gas purification catalyst temperature estimation control unit 110 will be described in detail. As shown in FIG. 4A, the exhaust gas temperature calculation unit 120 during steady combustion in the exhaust gas temperature estimation unit 111 during combustion includes the exhaust gas temperature basic value calculation unit 150 during steady combustion, the ignition retard amount correction means 202, and the EGR amount. The correction means 203 is provided.

定常燃焼時排気ガス温度演算部120では、排気流量Qexと、エンジン1の回転速度Neと、充填効率Ecと、EGR率と、吸気VVT位相角と、排気VVT位相角と、点火リタード量と、に基づいて、予めエンジン1の定常運転状態で作成した第1の定常燃焼時排気ガス温度基本データと、点火リタード量補正手段202と,EGR量補正手段203とにより、定常燃焼時排気ガス温度推定値Tex_mapを算出する。 In the exhaust gas temperature calculation unit 120 during steady combustion, the exhaust flow rate Qex, the rotation speed Ne of the engine 1, the filling efficiency Ec, the EGR rate, the intake VVT phase angle, the exhaust VVT phase angle, the ignition retard amount, and the like. Based on the above, the exhaust gas temperature during steady combustion is estimated by the first basic data on the exhaust gas temperature during steady combustion, the ignition retard amount correction means 202, and the EGR amount correction means 203, which are prepared in advance in the steady operation state of the engine 1. Calculate the value Tex_map.

さらに詳しく述べれば、まず、定常燃焼時排気ガス温度基本値演算部150において、エンジン1の回転速度Neと、充填効率Ecと、吸気VVT位相角と、排気VVT位相角とに基づいて、予めエンジン1の定常運転状態時におけるEGR非作動時(EGR率が0[%]のとき)の排気ガス温度をエンジン1の運転条件毎に、第1の定常燃焼時排気ガス温度基本データAとして作成し、この第1の定常燃焼時排気ガス温度基本データAを、第1の定常燃焼時排気ガス温度記憶手段200に記憶する。 More specifically, first, in the exhaust gas temperature basic value calculation unit 150 during steady combustion, the engine is preliminarily based on the rotation speed Ne of the engine 1, the filling efficiency Ec, the intake VVT phase angle, and the exhaust VVT phase angle. The exhaust gas temperature when EGR is not operating (when the EGR rate is 0 [%]) in the steady operation state of 1 is created as the first exhaust gas temperature basic data A during steady combustion for each operating condition of the engine 1. The first exhaust gas temperature basic data A during steady combustion is stored in the first exhaust gas temperature storage means 200 during steady combustion.

また、定常燃焼時排気ガス温度基本値演算部150において、エンジン1の回転速度Neと、充填効率Ecと、吸気VVT位相角と、排気VVT位相角とに基づいて、予めエンジン1の定常運転状態時における予め定められたEGR率(例えば、EGR率40[%])のときの排気ガス温度を、エンジン1の運転条件毎に、第2の定常燃焼時排気ガス温度基本データNとして作成し、この第2の定常燃焼時排気ガス温度基本データNを、第2の定常燃焼時排気ガス温度記憶手段201に記憶する。 Further, in the exhaust gas temperature basic value calculation unit 150 during steady combustion, the steady operation state of the engine 1 is preliminarily based on the rotation speed Ne of the engine 1, the filling efficiency Ec, the intake VVT phase angle, and the exhaust VVT phase angle. The exhaust gas temperature at a predetermined EGR rate (for example, EGR rate 40 [%]) at the time is created as the second exhaust gas temperature basic data N during steady combustion for each operating condition of the engine 1. The second exhaust gas temperature basic data N during steady combustion is stored in the second exhaust gas temperature storage means 201 during steady combustion.

定常燃焼時排気ガス温度基本値演算部150は、EGR率の変化に応じて、第1の定常燃焼時排気ガス温度記憶手段200に記憶されている第1の定常燃焼時排気ガス温度基本データAの値と、第2の定常燃焼時排気ガス温度記憶手段201に記憶されている第2の定常燃焼時排気ガス温度基本データNの値とから、現在のEGR率に対応する定常燃焼時排気ガス温度基本値Tex_baseを演算する。このとき、空燃比は理論空燃比であり、点火時期はMBT(Minimum Advance for Best Torque)であるとして、基準となる排気ガス温度が算出される。また、EGR率は、EGRバルブ26を通過する排気ガスの流量を新気の吸入空気量で除算したECU演算値とする。 The exhaust gas temperature basic value calculation unit 150 during steady combustion responds to the change in the EGR rate, and the first exhaust gas temperature basic data A during steady combustion is stored in the first exhaust gas temperature storage means 200 during steady combustion. From the value of and the value of the second steady combustion exhaust gas temperature basic data N stored in the second steady combustion exhaust gas temperature storage means 201, the steady combustion exhaust gas corresponding to the current EGR rate. Calculate the basic temperature value Tex_base. At this time, assuming that the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio and the ignition timing is MBT (Minimum Advance for Best Torque), the reference exhaust gas temperature is calculated. The EGR rate is an ECU calculated value obtained by dividing the flow rate of the exhaust gas passing through the EGR valve 26 by the amount of fresh air intake air.

この実施の形態1では、予め定められた1つのEGR率(例えば、EGR率40[%])のときの排気ガス温度を、エンジン1の運転条件毎に、第2の定常燃焼時排気ガス温度基本データNとして作成しているが、EGR率の変化に対する傾向が線形でない場合は、複数のEGR率の条件で設定するようにしても良い。 In the first embodiment, the exhaust gas temperature at one predetermined EGR rate (for example, EGR rate 40 [%]) is set to the exhaust gas temperature at the time of the second steady combustion for each operating condition of the engine 1. Although it is created as basic data N, if the tendency to change of the EGR rate is not linear, it may be set under the condition of a plurality of EGR rates.

図5Aは、定常燃焼時排気ガス温度とEGR率の関係を示す説明図である。図5Aに示すように、定常運転時のEGR率に対する排気ガス温度の傾向は、EGR率が増える程、排気ガス温度が低下する線形の特性を有している。そのため、EGR率毎に細かくマップを設定することなく、例えばEGR非作動時(EGR率0[%])とEGR率40[%]の2つのマップ値に対して線形補間して演算することで、設定マップを簡素化することができ、それにより、適合工数の増大を抑制できる。 FIG. 5A is an explanatory diagram showing the relationship between the exhaust gas temperature during steady combustion and the EGR rate. As shown in FIG. 5A, the tendency of the exhaust gas temperature with respect to the EGR rate during steady operation has a linear characteristic that the exhaust gas temperature decreases as the EGR rate increases. Therefore, without setting a detailed map for each EGR rate, for example, by linearly interpolating and calculating two map values, for example, when EGR is not operating (EGR rate 0 [%]) and EGR rate 40 [%]. , The setting map can be simplified, thereby suppressing the increase in the conforming man-hours.

次に、点火リタード補正Aは、エンジン1の回転速度Neと充填効率Ecとに基づいて、予め点火リタード量に対応する排気ガス温度上昇分を補正値として設定しておき、この補正値に基づいて、点火リタード量に応じて点火リタード量補正手段202により補正量を算出して出力する。EGR補正Aは、充填効率Ecに基づいて、予めEGR率に対応する点火リタード補正量の低下分を補正値として設定しておき、この設定値に基づいて、EGR率に応じてEGR量補正手段203により補正量を算出し、この算出した補正量により前述の点火リタード量補正手段202からの出力値を補正して、EGR量補正手段203によるEGR補正Aによる補正後の補正値Tex_sarevを算出して出力する。前述の定常燃焼時排気ガス温度基本値演算部150からの定常燃焼時排気ガス温度基本値Tex_baseは、補正値Tex_sarevにより補正され、定常燃焼時排気ガス温度演算部120から定常燃焼時排気ガス温度推定値Tex_mapとして出力される。 Next, the ignition retard correction A sets in advance the amount of increase in the exhaust gas temperature corresponding to the amount of ignition retard as a correction value based on the rotation speed Ne of the engine 1 and the filling efficiency Ec, and is based on this correction value. Then, the correction amount is calculated and output by the ignition retard amount correction means 202 according to the ignition retard amount. The EGR correction A sets in advance a decrease in the ignition retard correction amount corresponding to the EGR rate as a correction value based on the filling efficiency Ec, and based on this set value, the EGR amount correction means according to the EGR rate. The correction amount is calculated by 203, the output value from the above-mentioned ignition retard amount correction means 202 is corrected by the calculated correction amount, and the correction value Tex_sarev after correction by EGR correction A by the EGR amount correction means 203 is calculated. And output. The exhaust gas temperature basic value Tex_base during steady combustion from the above-mentioned exhaust gas temperature basic value calculation unit 150 during steady combustion is corrected by the correction value Tex_sarev, and the exhaust gas temperature during steady combustion is estimated from the exhaust gas temperature calculation unit 120 during steady combustion. It is output as the value Tex_map.

図5Bは、定常燃焼時排気ガス温度と点火リタード量の関係を示す説明図である。図5Bに示すように、点火リタード量及びEGR率に対する排気ガス温度の傾向は、点火リタード量が多い程、排気ガス温度は上昇し、EGR率が増える程、点火リタードによる排気ガス温度の上昇分が減少する傾向を有する。この傾向に合わせたEGR量補正と、前述の定常燃焼時排気ガス温度基本値Tex_baseを算出するためのデータの簡素化と、を組み合わせることで、簡易な手法としながらEGR作動時の推定排気ガス温度をより精度良く推定することができる。 FIG. 5B is an explanatory diagram showing the relationship between the exhaust gas temperature during steady combustion and the amount of ignition retard. As shown in FIG. 5B, the tendency of the exhaust gas temperature with respect to the ignition retard amount and the EGR rate is that the larger the ignition retard amount, the higher the exhaust gas temperature, and the higher the EGR rate, the higher the exhaust gas temperature due to the ignition retard. Tends to decrease. By combining the EGR amount correction according to this tendency and the simplification of the data for calculating the above-mentioned basic value Tex_base of the exhaust gas temperature during steady combustion, the estimated exhaust gas temperature at the time of EGR operation can be used as a simple method. Can be estimated more accurately.

次に、図3に戻り、燃焼時排気ガス温度推定部111における第1のなまし係数設定部121は、排気流量Qexに基づいて予め過渡時の排気ガス温度応答遅れに基づいて作成したなまし係数テーブルから、第1のなまし係数Filt_exを算出して出力する。ここで、排気流量Qexは、現排気工程タイミングに対応する吸気工程タイミングでの吸入空気量Qrと空燃比AFから算出した燃料量を加算して求めたECU演算値とする。 Next, returning to FIG. 3, the first smoothing coefficient setting unit 121 in the combustion exhaust gas temperature estimation unit 111 is prepared in advance based on the exhaust gas temperature response delay at the time of transition based on the exhaust flow rate Qex. From the coefficient table, the first smoothing coefficient Film_ex is calculated and output. Here, the exhaust flow rate Qex is an ECU calculated value obtained by adding the intake air amount Qr at the intake process timing corresponding to the current exhaust process timing and the fuel amount calculated from the air-fuel ratio AF.

第1のなまし処理部122は、前述の定常燃焼時排気ガス温度演算部120で算出した定常燃焼時排気ガス温度推定値Tex_mapに対して、前述の第1のなまし係数設定部121で算出した第1のなまし係数Filt_exにより、例えば一次遅れによるなまし処理を行い、なまし処理後の定常燃焼時排気ガス温度推定値Tex_estを算出して出力する。 The first annealing processing unit 122 is calculated by the above-mentioned first annealing coefficient setting unit 121 with respect to the above-mentioned exhaust gas temperature estimated value Tex_map during steady combustion calculated by the above-mentioned exhaust gas temperature calculation unit 120 during steady combustion. Using the first annealing coefficient Filt_ex, for example, an annealing process is performed with a first-order delay, and the estimated exhaust gas temperature Tex_est during steady combustion after the annealing process is calculated and output.

燃料カット時排気ガス温度検知部112は、燃料カット時の排気ガス温度を、排気ガス温度推定手段(図示せず)により推定して燃料カット時排気ガス温度推定値FCTex_estとして出力する。なお、排気ガス温度検出手段により、燃料カット時の排気ガス温度を検出するようにしてもよい。 The exhaust gas temperature detection unit 112 at the time of fuel cut estimates the exhaust gas temperature at the time of fuel cut by an exhaust gas temperature estimating means (not shown) and outputs it as an estimated value FC Ex_est of the exhaust gas temperature at the time of fuel cut. The exhaust gas temperature at the time of fuel cut may be detected by the exhaust gas temperature detecting means.

つぎに、図3に示す燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定部113について説明する。燃焼時排気ガス温度推定部111における定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱演算部123は、図4Bに示すように、定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値演算部151と、点火リタード量補正手段302と、EGR量補正手段303とを備えている。 Next, the catalyst reaction heat estimation unit 113 for purifying exhaust gas during combustion shown in FIG. 3 will be described. As shown in FIG. 4B, the catalyst reaction heat calculation unit 123 for purifying exhaust gas during steady combustion in the exhaust gas temperature estimation unit 111 during combustion is the catalyst reaction heat basic value calculation unit 151 for purifying exhaust gas during steady combustion, and the ignition retard. The amount correction means 302 and the EGR amount correction means 303 are provided.

定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱演算部123では、排気流量Qexと、エンジン1の回転速度Neと、充填効率Ecと、EGR率と、吸気VVT位相角と、排気VVT位相角と、点火リタード量と、EGR率と、に基づいて、予めエンジン1の定常運転状態で作成した第1の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データと、点火リタード量補正手段302とEGR量補正手段303により、定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定値Hr_mapを算出する。 In the catalytic reaction heat calculation unit 123 for purifying exhaust gas during steady combustion, the exhaust flow rate Qex, the rotation speed Ne of the engine 1, the filling efficiency Ec, the EGR rate, the intake VVT phase angle, the exhaust VVT phase angle, and ignition Based on the retard amount and the EGR rate, the first basic data on the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion, which was created in advance in the steady operation state of the engine 1, the ignition retard amount correction means 302 and the EGR amount correction means. According to 303, the estimated value Hr_map of the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion is calculated.

更に詳しく述べれば、まず、定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値演算部151において、排気流量Qexと、エンジン1の回転速度Neと、充填効率Ecと、吸気VVTと、排気VVT位相角と、に基づいて、予めエンジンの定常運転状態におけるEGR非作動時(EGR率0[%]時)の排気ガス浄化用触媒反応熱を、エンジン1の運転条件毎に、第1の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データAとして作成し、この第1の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データAを、第1の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱記憶手段300に記憶する。 More specifically, first, in the catalytic reaction heat basic value calculation unit 151 for purifying exhaust gas during steady combustion, the exhaust flow rate Qex, the rotation speed Ne of the engine 1, the filling efficiency Ec, the intake VVT, and the exhaust VVT phase angle Based on the above, the heat of the exhaust gas purification catalyst reaction when the EGR is not operating (when the EGR rate is 0 [%]) in the steady operation state of the engine is preliminarily applied to the first steady combustion for each operating condition of the engine 1. Created as exhaust gas purification catalyst reaction heat basic data A, and this first exhaust gas purification catalyst reaction heat basic data A during steady combustion is used in the first steady combustion exhaust gas purification catalyst reaction heat storage means 300. Remember.

また、定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値演算部151において、エンジン1の回転速度Neと、充填効率Ecと、吸気VVT位相角と、排気VVT位相角とに基づいて、予めエンジン1の定常運転状態時における予め定められたEGR率(例えば、EGR率40[%])のときの排気ガス浄化用触媒反応熱を、エンジン1の運転条件毎に、第2の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データNとして作成し、この第2の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データNを、第2の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱記憶手段301に記憶する。 Further, in the catalyst reaction heat basic value calculation unit 151 for purifying exhaust gas during steady combustion, the engine 1 is preliminarily based on the rotation speed Ne of the engine 1, the filling efficiency Ec, the intake VVT phase angle, and the exhaust VVT phase angle. Exhaust gas purification catalyst reaction heat at a predetermined EGR rate (for example, EGR rate 40 [%]) in the steady operation state of the second steady combustion exhaust gas for each operating condition of the engine 1. Created as purification catalyst reaction heat basic data N, and stores the second steady combustion exhaust gas purification catalyst reaction heat basic data N in the second steady combustion exhaust gas purification catalyst reaction heat storage means 301. ..

定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値演算部151は、EGR率の変化に応じて、第1の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱記憶手段300に記憶されている第1の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データAの値と、第2の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱記憶手段301に記憶されている第2の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データNの値とから、現在のEGR率に対応する定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値Hr_baseを演算する。このとき、空燃比は理論空燃比であり、点火時期はMBTであるとして、基準となる排気ガス浄化用触媒反応熱が算出される。また、EGR率は、EGRバルブ26を通過する排気ガスの流量を新気の吸入空気量で除算したECU演算値とする。 The basic value calculation unit 151 for the exhaust gas purification catalyst reaction during steady combustion is stored in the first steady-state combustion exhaust gas purification catalyst reaction heat storage means 300 according to the change in the EGR rate. Catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during combustion The value of basic data A and the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion stored in the second catalyst reaction heat storage means 301 for purifying exhaust gas during steady combustion. From the value of the basic data N, the basic value Hr_base of the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion corresponding to the current EGR rate is calculated. At this time, assuming that the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio and the ignition timing is MBT, the reference heat of the catalyst reaction for exhaust gas purification is calculated. The EGR rate is an ECU calculated value obtained by dividing the flow rate of the exhaust gas passing through the EGR valve 26 by the amount of fresh air intake air.

この実施の形態1では、予め定められた1つのEGR率(例えば、EGR率40[%])のときの排気ガス浄化用触媒反応熱を、エンジン1の運転条件毎に、第2の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データNとして作成しているが、EGR率の変化に対する傾向が線形でない場合は、複数のEGR率の条件で設定するようにしても良い。 In the first embodiment, the exhaust gas purification catalytic reaction heat at one predetermined EGR rate (for example, EGR rate 40 [%]) is transferred to the second steady combustion for each operating condition of the engine 1. Although it is created as the catalyst reaction heat basic data N for purifying the exhaust gas, if the tendency for the change in the EGR rate is not linear, it may be set under the condition of a plurality of EGR rates.

次に、点火リタード補正Bは、エンジン1の回転速度Neと充填効率Ecとに基づいて、予め点火リタード量に対応する排気ガス浄化用触媒反応熱上昇分を補正値として設定しておき、この補正値に基づいて、点火リタード量に応じて点火リタード量補正手段302により補正量を算出して出力する。EGR補正Bは、充填効率Ecに基づいて、予めEGR率に対応する点火リタード補正量の低下分を補正値として設定しておき、この設定値に基づいて、EGR率に応じてEGR量補正手段303により補正量を算出し、この算出した補正量により前述の点火リタード量補正手段302からの出力値を補正して、EGR量補正手段303によるEGR補正Bによる補正後の補正値Hr_sarevを出力する。 Next, in the ignition retard correction B, the amount of increase in the catalyst reaction heat for exhaust gas purification corresponding to the amount of ignition retard is set in advance as a correction value based on the rotation speed Ne of the engine 1 and the filling efficiency Ec. Based on the correction value, the ignition retard amount correction means 302 calculates and outputs the correction amount according to the ignition retard amount. The EGR correction B sets in advance a decrease in the ignition retard correction amount corresponding to the EGR rate as a correction value based on the filling efficiency Ec, and based on this set value, the EGR amount correction means according to the EGR rate. The correction amount is calculated by 303, the output value from the above-mentioned ignition retard amount correction means 302 is corrected by the calculated correction amount, and the correction value Hr_sarev after correction by EGR correction B by the EGR amount correction means 303 is output. ..

前述の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値演算部151からの定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値Hr_baseは、補正値Hr_sarevにより補正され、定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱演算部123から定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定値Hr_mapとして出力される。 The above-mentioned basic value Hr_base of the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion from the calculation unit 151 for exhaust gas purification during steady combustion is corrected by the correction value Hr_sarev, and the catalytic reaction for purifying exhaust gas during steady combustion. It is output from the heat calculation unit 123 as an estimated value Hr_map of the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion.

次に、図3に戻り、燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定部113における第2のなまし係数設定部124は、排気流量Qexに基づいて予め過渡時の排気ガス浄化用触媒反応熱応答遅れに基づいて作成したなまし係数テーブルから、第2のなまし係数Filt_hrを算出して出力する。ここで、排気流量Qexは、現排気工程タイミングに対応する吸気工程タイミングでの吸入空気量Qrと空燃比AFから算出した燃料量を加算して求めたECU演算値とする。 Next, returning to FIG. 3, the second smoothing coefficient setting unit 124 in the combustion exhaust gas purification catalyst reaction heat estimation unit 113 previously responds to the exhaust gas purification catalyst reaction heat during transients based on the exhaust flow rate Qex. The second smoothing coefficient Fit_hr is calculated and output from the smoothing coefficient table created based on the delay. Here, the exhaust flow rate Qex is an ECU calculated value obtained by adding the intake air amount Qr at the intake process timing corresponding to the current exhaust process timing and the fuel amount calculated from the air-fuel ratio AF.

第2のなまし処理部125は、前述の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱演算部123で算出した定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定値Hr_mapに対して、前述の第2のなまし係数設定部124で算出した第2のなまし係数Filt_hrにより、例えば一次遅れによるなまし処理を行い、なまし処理後の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定値Hr_estを算出して出力する。 The second tanning treatment unit 125 has the above-mentioned second tanning treatment unit 125 with respect to the above-mentioned estimated value Hr_map of the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion calculated by the above-mentioned catalyst reaction heat calculation unit 123 for purifying exhaust gas during steady combustion. Using the second smoothing coefficient Fit_hr calculated by the smoothing coefficient setting unit 124, for example, a smoothing process due to a first-order delay is performed, and the estimated catalyst reaction heat Hr_est for purifying exhaust gas during steady combustion after the smoothing process is calculated. Output.

燃料カット時排気ガス浄化用触媒反応熱推定部114は、燃料カット時の排気ガス浄化用触媒反応熱を推定し、燃料カット時排気ガス浄化用触媒反応熱推定値FCHr_estを算出して出力する。 The exhaust gas purification catalyst reaction heat estimation unit 114 at the time of fuel cut estimates the exhaust gas purification catalyst reaction heat at the time of fuel cut, calculates and outputs the estimated value FCHr_est of the exhaust gas purification catalyst reaction heat at the time of fuel cut.

推定排気ガス浄化用触媒温度演算部130は、燃焼時排気ガス温度推定部111で算出した定常燃焼時排気ガス温度推定値Tex_est、又は燃料カット時排気ガス温度検知部112で算出した燃料カット時排気ガス温度推定値FCTex_estに、燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定部113で算出した定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定値Hr_estと、燃料カット時排気ガス浄化用触媒反応熱推定部114で算出した燃料カット時排気ガス浄化用触媒反応熱推定値FCHr_estを加算し、排気ガス浄化用触媒温度推定値Tcat_estを算出する。 The catalyst temperature calculation unit 130 for estimating exhaust gas purification is the exhaust gas temperature estimation value Tex_est during steady combustion calculated by the exhaust gas temperature estimation unit 111 during combustion, or the exhaust gas during fuel cut calculated by the exhaust gas temperature detection unit 112 during fuel cut. The gas temperature estimation value FCEx_est includes the catalyst reaction heat estimation value Hr_est for steady combustion exhaust gas purification calculated by the catalyst reaction heat estimation unit 113 for exhaust gas purification during combustion, and the catalyst reaction heat estimation unit 114 for exhaust gas purification during fuel cut. The estimated value FCHr_est of the catalyst reaction heat for exhaust gas purification at the time of fuel cut calculated in the above is added, and the estimated value Tcat_est of the catalyst temperature for exhaust gas purification is calculated.

燃料制御部140は、排気ガス浄化用触媒温度推定値Tcat_estが予め定められた温度、例えば加熱継続による排気ガス浄化用触媒22の劣化が懸念される温度、以上であるときに、排気ガス浄化用触媒22の保護のための燃料増量制御、あるいは燃料カット禁止制御などを実施する。 When the exhaust gas purification catalyst temperature estimated value Tcat_est is equal to or higher than a predetermined temperature, for example, a temperature at which deterioration of the exhaust gas purification catalyst 22 due to continuous heating is a concern, the fuel control unit 140 is used for exhaust gas purification. Fuel increase control or fuel cut prohibition control for protection of the catalyst 22 is implemented.

続いて、実施の形態1による定常燃焼時排気ガス温度推定値Tex_mapと、定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定値Hr_mapの演算動作を、フローチャートに従って説明する。図6Aは、実施の形態1によるエンジンの排気系温度推定装置における、定常燃焼時排気ガス温度演算部の動作を示すフローチャートであって、定常燃焼時排気ガス温度推定値Tex_mapの演算の一例を示す動作を示している。図6Bは、実施の形態1によるエンジンの排気系温度推定装置における、定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱演算部の動作を示すフローチャートであって、定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定値Hr_mapの演算の一例を示す動作を示している。 Subsequently, the calculation operation of the exhaust gas temperature estimated value Tex_map during steady combustion and the catalyst reaction heat estimated value Hr_map for purifying exhaust gas during steady combustion according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart. FIG. 6A is a flowchart showing the operation of the exhaust gas temperature calculation unit during steady combustion in the exhaust system temperature estimation device of the engine according to the first embodiment, and shows an example of calculation of the exhaust gas temperature estimation value Tex_map during steady combustion. It shows the operation. FIG. 6B is a flowchart showing the operation of the catalytic reaction heat calculation unit for purifying exhaust gas during steady combustion in the engine exhaust system temperature estimation device according to the first embodiment, and estimates the catalytic reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion. The operation which shows an example of the operation of the value Hr_map is shown.

図6Aにおいて、ステップS101では、エンジン1の回転速度Neと充填効率Ec及び吸気VVTの位相角と排気VVTの位相角に基づいて、予めEGR非作動時の定常状態で作成した第1の定常燃焼時排気ガス温度基本データAからMAP値Aを算出し、ステップS102へ進む。 In FIG. 6A, in step S101, the first steady combustion created in advance in the steady state when the EGR is not activated based on the rotation speed Ne of the engine 1, the filling efficiency Ec, the phase angle of the intake VVT, and the phase angle of the exhaust VVT. The MAP value A is calculated from the hourly exhaust gas temperature basic data A, and the process proceeds to step S102.

ステップS102では、エンジン1の回転速度Neと充填効率Ec及び吸気VVTの位相角と排気VVTの位相角に基づいて、予めEGR作動時の定常状態で作成した第2の定常燃焼時排気ガス温度基本データNからMAP値Bを算出し、ステップS103へ進む。 In step S102, the exhaust gas temperature during the second steady combustion, which is prepared in advance in the steady state at the time of EGR operation, based on the rotation speed Ne of the engine 1, the filling efficiency Ec, the phase angle of the intake VVT, and the phase angle of the exhaust VVT. The MAP value B is calculated from the data N, and the process proceeds to step S103.

ステップS103では、ステップS101で算出したMAP値AとステップS102で算出したMAP値Bから、現在のEGR率に応じた値を補間計算し、定常燃焼時排気ガス温度基本値Tex_baseを算出して、ステップS104へ進む。 In step S103, a value corresponding to the current EGR rate is interpolated from the MAP value A calculated in step S101 and the MAP value B calculated in step S102, and the exhaust gas temperature basic value Tex_base during steady combustion is calculated. The process proceeds to step S104.

ステップS104では、エンジン1の回転速度Neと充填効率Ecに基づいて、予め点火リタード量に対応する排気温度上昇分を補正値として設定した点火リタード補正Aマップから現在の点火リタード量に応じてMAP値Cを算出し、ステップS105へ進む。 In step S104, the MAP is set according to the current ignition retard amount from the ignition retard correction A map in which the exhaust temperature rise corresponding to the ignition retard amount is set as the correction value in advance based on the rotation speed Ne and the filling efficiency Ec of the engine 1. The value C is calculated, and the process proceeds to step S105.

ステップS105では、充填効率Ecに基づいて、予めEGR率に対応する点火リタード補正量の低下分を補正値として設定したEGR補正Aマップから、現在のEGR率に応じてMAP値Dを算出し、ステップS106へ進む。 In step S105, the MAP value D is calculated according to the current EGR rate from the EGR correction A map in which the decrease in the ignition retard correction amount corresponding to the EGR rate is set as the correction value in advance based on the filling efficiency Ec. The process proceeds to step S106.

ステップS106では、ステップS104で算出したMAP値CをステップS105で算出したMAP値Dで補正し、補正値Tex_sarevを算出して、ステップS107へ進む。 In step S106, the MAP value C calculated in step S104 is corrected by the MAP value D calculated in step S105, the correction value Tex_sarev is calculated, and the process proceeds to step S107.

ステップS107では、ステップS103で算出した定常燃焼時排気ガス温度基本値Tex_baseを、ステップS106で算出した補正値Tex_sarevで補正し、定常燃焼時排気ガス温度推定値Tex_mapを算出して処理を抜ける。 In step S107, the basic value Tex_base of the exhaust gas temperature during steady combustion calculated in step S103 is corrected by the correction value Tex_sarev calculated in step S106, the estimated value Tex_map of the exhaust gas temperature during steady combustion is calculated, and the process is exited.

つぎに、図6Bにおいて、ステップS108では、排気流量Qexとエンジン1の回転速度Neと充填効率Ec及び吸気VVTの位相角と排気VVTの位相角に基づいて、予めEGR非作動時の定常状態で作成した第1の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データAからMAP値Eを算出し、ステップS109へ進む。 Next, in FIG. 6B, in step S108, based on the exhaust flow rate Qex, the rotation speed Ne of the engine 1, the filling efficiency Ec, the phase angle of the intake VVT, and the phase angle of the exhaust VVT, in a steady state when the EGR is not activated in advance. The MAP value E is calculated from the created first basic data A of the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion, and the process proceeds to step S109.

ステップS109では、排気流量Qexとエンジン1の回転速度Neと充填効率Ec及び吸気VVTと排気VVT位相角に基づいて、予めEGR作動時の定常状態で作成した第2の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データNからMAP値Fを算出し、ステップS110へ進む。 In step S109, for purifying the exhaust gas during the second steady combustion, which is prepared in advance in the steady state at the time of EGR operation based on the exhaust flow rate Qex, the rotation speed Ne of the engine 1, the filling efficiency Ec, the intake VVT and the exhaust VVT phase angle. The MAP value F is calculated from the catalyst reaction heat basic data N, and the process proceeds to step S110.

ステップS110では、ステップS108で算出したMAP値EとステップS109で算出したMAP値Fから、現在のEGR率に応じた値を補間計算し、定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値Hr_baseを算出して、ステップS111へ進む。 In step S110, a value corresponding to the current EGR rate is interpolated from the MAP value E calculated in step S108 and the MAP value F calculated in step S109, and the catalyst reaction heat basic value Hr_base for purifying exhaust gas during steady combustion is calculated. Calculate and proceed to step S111.

ステップS111では、エンジン1の回転速度Neと充填効率Ecに基づいて、予め点火リタード量に対応する排気ガス浄化用触媒反応熱上昇分を補正値として設定した点火リタード補正Bマップから、現在の点火リタード量に応じてMAP値Gを算出し、ステップS112へ進む。 In step S111, the current ignition is generated from the ignition retard correction B map in which the amount of increase in the catalyst reaction heat for exhaust gas purification corresponding to the ignition retard amount is set as a correction value in advance based on the rotation speed Ne and the filling efficiency Ec of the engine 1. The MAP value G is calculated according to the retard amount, and the process proceeds to step S112.

ステップS112では、充填効率Ecに基づいて、予めEGR率に対応する点火リタード補正量の低下分を補正値として設定したEGR補正Bマップから、現在のEGR率に応じてMAP値Hを算出し、ステップS113へ進む。 In step S112, the MAP value H is calculated according to the current EGR rate from the EGR correction B map in which the decrease in the ignition retard correction amount corresponding to the EGR rate is set as the correction value in advance based on the filling efficiency Ec. The process proceeds to step S113.

ステップS113では、ステップS111で算出したMAP値GをステップS112で算出したMAP値Hで補正し、補正値Hr_sarevを算出して、ステップS114へ進む。 In step S113, the MAP value G calculated in step S111 is corrected by the MAP value H calculated in step S112, the correction value Hr_sarev is calculated, and the process proceeds to step S114.

ステップS114では、ステップS110で算出した定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値Hr_baseをステップS113で算出した補正値Hr_sarevで補正し、定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定値Hr_mapを算出して処理を抜ける。 In step S114, the basic value Hr_base of the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion calculated in step S110 is corrected by the correction value Hr_sarev calculated in step S113, and the estimated value Hr_map of the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion is calculated. And exit the process.

以上述べた実施の形態1によるエンジンの排気系温度推定装置によれば、エンジン運転状態に基づいて設定する定常燃焼時排気ガス温度の基本データ及び、定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱の基本データを、EGR率条件の違いにより大量に設定することなく、設定データ量の増加及び適合工数の増大を抑えることができる。 According to the engine exhaust system temperature estimation device according to the first embodiment described above, the basic data of the exhaust gas temperature during steady combustion set based on the engine operating state and the basics of the catalyst reaction heat for purifying the exhaust gas during steady combustion. It is possible to suppress an increase in the amount of set data and an increase in the number of matching steps without setting a large amount of data due to the difference in EGR rate conditions.

また、点火リタード量による補正量をEGR率に応じて補正する手段を併せて使用することで、簡易な手法としながら、EGR作動時の排気温度及び排気ガス浄化用触媒温度を精度良く推定することができる。 In addition, by using a means for correcting the amount of ignition retard correction according to the EGR rate, the exhaust temperature during EGR operation and the exhaust gas purification catalyst temperature can be estimated accurately while using a simple method. Can be done.

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。したがって、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。 Although the present application describes various exemplary embodiments and examples, the various features, embodiments, and functions described in one or more embodiments are applications of a particular embodiment. It is not limited to, but can be applied to embodiments alone or in various combinations. Therefore, innumerable variations not illustrated are envisioned within the scope of the techniques disclosed in the present application. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and further, at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments.

1 エンジン、2 吸気管、3 エアクリーナ、4 スロットルバルブ、5 サージタンク、7 排気管、8 シリンダ、11 クランク角センサ、12 エアフローセンサ、13 吸気温センサ、14 スロットルポジションセンサ、15 インテークマニホールド圧センサ、16 空燃比センサ、17 インジェクタ、18 点火プラグ、19 点火コイル、20 吸気バルブ、21 排気バルブ、22 排気ガス浄化用触媒、23 吸気VVT、24 排気VVT、25 EGR通路、26 EGRバルブ、27 EGRモータ、100 ECU、100a CPU、100b 記憶部、110 排気ガス浄化用触媒温度推定制御部、111 燃焼時排気ガス温度推定部、112 燃料カット時排気ガス温度検知部、113 燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定部、114 燃料カット時排気ガス浄化用触媒反応熱推定部、120 定常燃焼時排気ガス温度演算部、121 第1のなまし係数設定部、122 第1のなまし処理部、123 定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱演算部、124 第2のなまし係数設定部、125 第2のなまし処理部、130 推定排気ガス浄化用触媒温度演算部、140 燃料制御部、150 定常燃焼時排気ガス温度基本値演算部、151 定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値演算部、200 第1の定常燃焼時排気ガス温度記憶手段、201 第2の定常燃焼時排気ガス温度記憶手段、202 点火リタード量補正手段、203 EGR量補正手段、300 第1の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱記憶手段、301 第2の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱記憶手段、302 点火リタード量補正手段、303 EGR量補正手段 1 engine, 2 intake pipe, 3 air cleaner, 4 throttle valve, 5 surge tank, 7 exhaust pipe, 8 cylinder, 11 crank angle sensor, 12 air flow sensor, 13 intake temperature sensor, 14 throttle position sensor, 15 intake manifold pressure sensor, 16 Air-fuel ratio sensor, 17 injector, 18 ignition plug, 19 ignition coil, 20 intake valve, 21 exhaust valve, 22 exhaust gas purification catalyst, 23 intake VVT, 24 exhaust VVT, 25 EGR passage, 26 EGR valve, 27 EGR motor , 100 ECU, 100a CPU, 100b storage unit, 110 Exhaust gas purification catalyst temperature estimation control unit, 111 Exhaust gas temperature estimation unit during combustion, 112 Exhaust gas temperature detection unit during fuel cut, 113 Catalytic reaction for exhaust gas purification during combustion Heat estimation unit, 114 Exhaust gas purification catalyst reaction heat estimation unit during fuel cut, 120 Exhaust gas temperature calculation unit during steady combustion, 121 First smoothing coefficient setting unit, 122 First smoothing processing unit, 123 Constant combustion Exhaust gas purification catalyst reaction heat calculation unit, 124 2nd smoothing coefficient setting unit, 125 2nd smoothing processing unit, 130 Estimated exhaust gas purification catalyst temperature calculation unit, 140 Fuel control unit, 150 During steady combustion Exhaust gas temperature basic value calculation unit, 151 Exhaust gas purification catalyst reaction heat basic value calculation unit during steady combustion, 200 1st exhaust gas temperature storage means during steady combustion, 201 2nd exhaust gas temperature storage means during steady combustion, 202 Ignition retard correction means, 203 EGR amount correction means, 300 First constant combustion exhaust gas purification catalytic reaction heat storage means, 301 Second steady combustion exhaust gas purification catalytic reaction heat storage means, 302 Ignition retard Amount correction means, 303 EGR amount correction means

Claims (2)

エンジンから排出された排気ガスを前記エンジンに還流させるEGRシステムと前記エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化用触媒とを備えたエンジンにおける、前記エンジンの排気系の温度を推定するエンジンの排気系温度推定装置であって、
少なくとも前記エンジンの回転速度と前記エンジンの負荷とを含む前記エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、
前記EGRシステムにより制御されるEGR率を検知するEGR率検出手段と、
前記エンジンの定常運転状態時であって、前記EGRシステムの非作動時における前記排気ガスの温度を、前記エンジンの運転条件毎に第1の定常燃焼時排気ガス温度基本データとして記憶する第1の定常燃焼時排気ガス温度記憶手段と、
前記エンジンの定常運転状態時であって、予め定められたEGR率により前記EGRシステムを作動させたときの前記エンジンの排気ガスの温度を、前記エンジンの運転条件毎に第2の定常燃焼時排気ガス温度基本データとして記憶する第2の定常燃焼時排気ガス温度記憶手段と、
前記EGR率の変化に応じて、前記第1の定常燃焼時排気ガス温度記憶手段に記憶された前記第1の定常燃焼時排気ガス温度基本データと、前記第2の定常燃焼時排気ガス温度記憶手段に記憶された前記第2の定常燃焼時排気ガス温度基本データと、に基づいて、現在のEGR率に対応する定常燃焼時排気ガス温度基本値を演算する定常燃焼時排気ガス温度基本値演算部と、
前記定常燃焼時排気ガス温度基本値演算部により演算された前記定常燃焼時排気ガス温度基本値を、前記エンジンの点火リタード量に応じて補正する点火リタード量補正手段と、
前記点火リタード量補正手段により前記定常燃焼時排気ガス温度基本値を補正する補正量を、前記EGR率に応じて補正するEGR量補正手段と、
前記エンジンの排気ガス温度応答遅れに基づいて算出した第1のなまし係数により、記点火リタード量補正手段と前記EGR量補正手段とに基づいて補正された前記定常燃焼時排気ガス温度基本値に対して第1のなまし処理を行なって得た定常燃焼時排気ガス温度推定値を出力する燃焼時排気ガス温度推定部と、
を備え、
前記燃焼時排気ガス温度推定部から出力された前記定常燃焼時排気ガス温度推定値に基づいて、前記排気系の温度を推定するように構成されている、
ことを特徴とするエンジンの排気系温度推定装置。
An engine exhaust system that estimates the temperature of the engine exhaust system in an engine equipped with an EGR system that returns the exhaust gas discharged from the engine to the engine and an exhaust gas purification catalyst that purifies the exhaust gas of the engine. It is a temperature estimation device
An engine operating state detecting means for detecting an operating state of the engine including at least the rotational speed of the engine and the load of the engine.
An EGR rate detecting means for detecting an EGR rate controlled by the EGR system,
A first type that stores the temperature of the exhaust gas when the EGR system is not operating in the steady operation state of the engine as the first exhaust gas temperature basic data during steady combustion for each operating condition of the engine. Exhaust gas temperature storage means during steady combustion,
The temperature of the exhaust gas of the engine when the EGR system is operated at a predetermined EGR rate in the steady operation state of the engine is set to the exhaust during the second steady combustion for each operating condition of the engine. The second exhaust gas temperature storage means for steady combustion, which is stored as basic gas temperature data,
According to the change in the EGR rate, the first steady combustion exhaust gas temperature basic data stored in the first steady combustion exhaust gas temperature storage means and the second steady combustion exhaust gas temperature storage. Calculation of the basic value of the exhaust gas temperature during steady combustion corresponding to the current EGR rate based on the second basic data of the exhaust gas temperature during steady combustion stored in the means. Department and
An ignition retard amount correcting means that corrects the exhaust gas temperature basic value during steady combustion calculated by the exhaust gas temperature basic value calculation unit during steady combustion according to the ignition retard amount of the engine.
An EGR amount correction means that corrects the correction amount for correcting the exhaust gas temperature basic value during steady combustion by the ignition retard amount correction means according to the EGR rate.
The first averaging coefficient which is calculated based on the exhaust gas temperature response delay of the engine, before Symbol ignition retard quantity correction means and the EGR amount correction means and the corrected the steady combustion at the exhaust gas temperature basic value on the basis of the The combustion exhaust gas temperature estimation unit that outputs the estimated value of the exhaust gas temperature during steady combustion obtained by performing the first annealing treatment on the vehicle, and
With
It is configured to estimate the temperature of the exhaust system based on the estimated value of the exhaust gas temperature during steady combustion output from the exhaust gas temperature estimation unit during combustion.
An engine exhaust system temperature estimator characterized by this.
エンジンから排出された排気ガスを前記エンジンに還流させるEGRシステムと前記エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化用触媒とを備えたエンジンにおける、前記エンジンの排気系の温度を推定するエンジンの排気系温度推定装置であって、
少なくとも前記エンジンの回転速度と前記エンジンの負荷とを含む前記エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、
前記排気ガス浄化用触媒に流入する前記エンジンの排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段、又は前記エンジンの運転状態に基づいて前記排気ガスの温度を推定する排気ガス温度推定手段と、
前記EGRシステムにより制御されるEGR率を検知するEGR率検出手段と、
前記エンジンの定常運転状態時であって、前記EGRシステムの非作動時における排気ガス浄化用触媒反応熱を、前記エンジンの運転条件毎に第1の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データとして記憶する第1の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱記憶手段と、
前記エンジンの前記定常運転状態時であって、予め定められたEGR率で前記エンジンを作動させたときの前記排気ガス浄化用触媒の反応熱を、前記エンジンの運転条件毎に第2の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データとして記憶する第2の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱記憶手段と、
前記EGR率の変化に応じて、前記第1の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データと前記第2の定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本データとに基づいて、現在の前記EGR率に対応する定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値を演算する定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値演算部と、
前記定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値演算部で演算された前記定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値を、前記エンジンの点火リタード量に応じて補正する点火リタード量補正手段と、
前記点火リタード量補正手段により前記定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値を補正する補正量を、前記EGR率に応じて補正するEGR量補正手段と、
前記エンジンの排気ガス浄化用触媒反応熱応答遅れに基づいて算出した第2のなまし係数により、前記点火リタード量補正手段と前記EGR量補正手段とに基づいて補正された前記定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱基本値に対して第2のなまし処理を行なって得て定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定値を出力する燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定部と、
を備え、
前記燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定部から出力された前記定常燃焼時排気ガス浄化用触媒反応熱推定値に基づいて、前記排気系の温度を推定するように構成されている、
ことを特徴とするエンジンの排気系温度推定装置。
An engine exhaust system that estimates the temperature of the engine exhaust system in an engine equipped with an EGR system that returns the exhaust gas discharged from the engine to the engine and an exhaust gas purification catalyst that purifies the exhaust gas of the engine. It is a temperature estimation device
An engine operating state detecting means for detecting an operating state of the engine including at least the rotational speed of the engine and the load of the engine.
An exhaust gas temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust gas of the engine flowing into the exhaust gas purifying catalyst, or an exhaust gas temperature estimating means for estimating the temperature of the exhaust gas based on the operating state of the engine.
An EGR rate detecting means for detecting an EGR rate controlled by the EGR system,
Exhaust gas purification catalyst reaction heat when the engine is in a steady operation state and when the EGR system is not operating, and the first exhaust gas purification catalyst reaction heat basic data for each operating condition of the engine. The first catalyst reaction heat storage means for purifying exhaust gas during steady combustion, which is stored as
The reaction heat of the exhaust gas purification catalyst when the engine is operated at a predetermined EGR rate in the steady operation state of the engine is subjected to a second steady combustion for each operating condition of the engine. The second catalyst reaction heat storage means for purifying exhaust gas during steady combustion, which is stored as basic data, and the catalyst reaction heat storage means for purifying exhaust gas.
Based on the first basic data on the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion and the second basic data on the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion, according to the change in the EGR rate. Calculates the basic value of the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion corresponding to the EGR rate.
Ignition retard amount correction means that corrects the catalyst reaction heat basic value for exhaust gas purification during steady combustion calculated by the calculation unit for the exhaust gas purification catalyst reaction heat during steady combustion according to the ignition retard amount of the engine. When,
The EGR amount correction means for correcting the correction amount for correcting the basic value of the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion by the ignition retard amount correction means according to the EGR rate.
The exhaust gas during steady combustion is corrected based on the ignition retard amount correction means and the EGR amount correction means by the second smoothing coefficient calculated based on the catalyst reaction thermal response delay for purifying the exhaust gas of the engine. The catalyst reaction heat estimation unit for combustion exhaust gas purification that outputs the estimated value of the exhaust gas purification catalyst reaction heat during steady combustion obtained by performing the second tanning treatment on the basic value of the catalyst reaction heat for purification,
With
It is configured to estimate the temperature of the exhaust system based on the estimated value of the catalyst reaction heat for purifying exhaust gas during steady combustion output from the catalyst reaction heat estimation unit for purifying exhaust gas during combustion.
An engine exhaust system temperature estimator characterized by this.
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