JP6978328B2 - 排気推定温度誤差低減方法及び車両動作制御装置 - Google Patents
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Description
一方、部品等の収納空間が極めて限定された自動車両にあっては、必要最小限の部品で最良の動作を実現することが常に求められる。
このような代替え手法は、単に部品や収納スペースの削減に留まらず、いわゆるソフトウェア処理を用いるものであるので、任意の様々な条件設定等を可能として柔軟性ある所要データの取得が可能となる等の利点がある。
このようなセンサ素子の割れの発生を防止、低減する観点から水滴の付着が無い状態でセンサを使用可能とするため、センサが設置される箇所で凝縮水の飛散の有無を判断するための露点検知を行う構成が採られる場合がある。
ところが、DPFの上流側に排気温度センサを搭載し、DPF下流側には搭載されない構成が採られることが多い。このため、そのような構成の自動車両においては、排気温度モデルと排気管壁面温度モデルを構築し、それぞれの温度モデルを基に演算算出された排気推定温度、排気管推定壁面温度が露点検知に供されている。
これら排気温度モデル、排気管壁面温度モデルは、上述したDPFの上流側に設けられた排気温度センサの検出値を、それぞれの推定温度算出に用いるものとなっている。
排気中の排気微粒子を捕集するDPFの上流側の排気温度の実測値を用いて前記DPFの下流側における排気温度の推定値である排気推定温度を算出可能に構成された排気温度モデルにより算出された前記排気推定温度の誤差を低減する排気推定温度誤差低減方法であって、
エンジン始動直後において、前記DPF内に存在する凝縮水量の推定値である暫定推定凝縮水量を、前記DPF内に発生する凝縮水量の推定値を算出するDPF内凝縮水量モデルを用いて算出し、
前記DPF内の凝縮水の蒸発量の推定値である推定蒸発水量を、前記DPF内の凝縮水の蒸発量の推定値を算出するDPF内凝縮水蒸発モデルを用いて算出し、
前記暫定推定凝縮水量と前記推定蒸発水量との差が零を超えている場合、前記差が零となるまで前記排気推定温度を所定の固定値として前記DPF内凝縮水の発生による前記排気推定温度の誤差増大を低減可能としてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る車両動作制御装置は、
車両の動作制御のためのプログラムが実行される電子制御ユニットを有すると共に、前記車両の排気管に設けられて排気中の排気微粒子を捕集するDPFの上流側の温度を検出するDPF上流側温度センサを有し、前記電子制御ユニットは、前記DPFの上流側の排気温度の実測値を用いて前記DPFの下流側における排気温度の推定値である排気推定温度を算出可能に構成された排気温度モデルによって前記排気推定温度を算出可能に構成されてなる車両動作制御装置において、
前記電子制御ユニットは、
エンジン始動直後において、前記DPF内に存在する凝縮水量の推定値である暫定推定凝縮水量を、前記DPF内に発生する凝縮水量の推定値を算出するDPF内凝縮水量モデルを用いて算出し、
前記DPF内の凝縮水の蒸発量の推定値である推定蒸発水量を、前記DPF内の凝縮水の蒸発量の推定値を算出するDPF内凝縮水蒸発モデルを用いて算出し、
前記暫定推定凝縮水量と前記推定蒸発水量との差が零を超えている場合、前記差が零となるまで前記排気推定温度を所定の固定値とするよう構成されてなるものである。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における排気推定温度誤差低減方法が適用される車両における排気系統の主要部分の構成例について図1を参照しつつ説明する。
そして、この排気管2の下流側の適宜な位置には、ディーゼルエンジン1の排気に含まれる排気微粒子を捕集するためのDPF(Diesel Particulate Filter)3が設けられている。
なお、図1においては、本発明の実施の形態における排気推定温度誤差低減方法に関連する構成部分のみが示されており、車両の動作制御に通常必要とされる他のセンサや他の構成部品等については図示を省略してある。
まず、電子制御ユニット10においては、エンジン回転制御処理や燃料噴射制御処理等の通常の車両の動作制御処理が実行されることを前提とする。
さらに、電子制御ユニット10においては、従来同様の露点検知処理が実行されるものとなっていることを前提とする。
例えば、排気に晒されるラムダセンサ5やノックスセンサ等は、作動時に素子温度を高温に保つ必要があるが、排気管内の水滴がセンサ素子に付着すると素子の温度勾配によりセンサ素子の割れが発生することがある。
そのため、排気の凝縮水が消失した状態にあるか否かを判定し、凝縮水が消失したと判定された場合に、該当するセンサの動作を許可し所要の処理に供する等の方策が採られている。
かかる露点検知処理は、基本的に従来と同様の手順に基づいて実行されるものである。この露点検知処理には、ラムダセンサ5が設けられた箇所の排気温度と排気管壁面温度が必要とされる。
そのため、露点検知処理に必要な、ラムダセンサ5が設けられた箇所の排気温度、排気管壁面温度には、従来同様、それぞれ排気温度モデル、排気管壁面温度モデルを用いて演算算出された推定値としての排気推定温度、排気管推定壁面温度が用いられるものとなっている。
露点検知処理に用いられる排気温度モデルや排気管壁面温度モデルに用いられる排気温度は、先に述べたように、露点検知の対象点であるDPF3の下流側ではなく、DPF3の上流側の実測値が用いられている。そのため、”背景技術”においても述べたように、DPF3に凝縮水がある場合には、DPF3の下流側の温度が、DPF上流側排気温度センサ4により検出された温度よりも低くなる。その結果、実際の温度と排気温度モデルにより算出された排気推定温度との誤差が増大し露点検知の精度低下を招く。
電子制御ユニット10による処理が開始されると、最初に、エンジン始動が行われたか否かが判定される(図2のステップS110参照)。
エンジン始動が行われたと判定された場合(YESの場合)には、次述するステップS120の処理へ進むこととなる。
一方、エンジン始動ではないと判定された場合(NOの場合)には、以降の処理を実行する状態ではないとして一連の処理が終了され、一旦、図示されないメインルーチンへ戻ることとなる。
残留凝縮水量の記憶データが有ると判定された場合(YESの場合)には、次述するステップS130の処理へ進む一方、残留凝縮水量の記憶データは無いと判定された場合(NOの場合)には、後述するステップS140の処理へ進むこととなる。
次いで、ステップS140においては、暫定推定凝縮水量の算出が行われる。
暫定推定凝縮水量は、この時点の環境条件の下でDPF3に存在すると推定される凝縮水量である。かかる暫定推定凝縮水量は、DPF内凝縮水量モデルを用いて算出されるものとなっており、その算出には、少なくとも大気温度、エンジン冷却水温の実測値が用いられる。
総合凝縮水量は、総合凝縮水量=暫定推定凝縮水量+残留凝縮水量として求められるものである。
残留凝縮水量が無い場合、総合凝縮水量=暫定推定凝縮水量となる。
ここで、総合凝縮水量が基準値を超えているかの判定を行うのは、DPF3に溜まる凝縮水量には、DPF3の大きさや構造等によって限界があるためである。したがって、基準値は、DPF3の具体的な仕様等を考慮して試験結果やシミュレーション結果に基づいて定めるのが好適である。
なお、上限値は、先の基準値同様、DPF3の具体的な仕様等を考慮して試験結果やシミュレーション結果に基づいて適宜な値を設定するのが好適である。
推定蒸発水量は、DPF3内における凝縮水の蒸発量をモデル化したDPF内凝縮水蒸発モデルを基に算出されるものとなっている。
このDPF内凝縮水蒸発モデルは、DPF3に流入する熱量の積算値をモデル化した積算熱量モデルを基に構築されたものとなっている。
かかる積算熱量モデルは、DPF3の上流側の排気温度及びDPF3に流入する排気量を基に求められるDPF3内の熱量の積算値に基づいて構成されたものとなっている。
この残留凝縮水量は、総合凝縮水量から推定蒸発水量を減算した結果として求められる。
次いで、上述のようにして算出された残留凝縮水量が零であるか否かが判定される(図2のステップS200参照)。
これは、先に述べたように、DPF3内に凝縮水が残留している状態にあっては、DPF3の下流側の排気温度は、一定の温度域に停滞するためである。
この場合、基本的に、図2に示されたフローチャートに示された処理手順を適用することができる。なお、図2の処理手順を適用する場合、”DPF下流側温度モデル”を”排気管壁面温度モデル”と読み替えれば良い。
2…排気管
3…DPF
4…上流側排気温度センサ
5…ラムダセンサ
Claims (8)
- 排気中の排気微粒子を捕集するDPFの上流側の排気温度の実測値を用いて前記DPFの下流側における排気温度の推定値である排気推定温度を算出可能に構成された排気温度モデルにより算出された前記排気推定温度の誤差を低減する排気推定温度誤差低減方法であって、
エンジン始動直後において、前記DPF内に存在する凝縮水量の推定値である暫定推定凝縮水量を、前記DPF内に発生する凝縮水量の推定値を算出するDPF内凝縮水量モデルを用いて算出し、
前記DPF内の凝縮水の蒸発量の推定値である推定蒸発水量を、前記DPF内の凝縮水の蒸発量の推定値を算出するDPF内凝縮水蒸発モデルを用いて算出し、
前記暫定推定凝縮水量と前記推定蒸発水量との差が零を超えている場合、前記差が零となるまで前記排気推定温度を所定の固定値として前記DPF内凝縮水の発生による前記排気推定温度の誤差増大を低減可能としてなることを特徴とする排気推定温度誤差低減方法。 - 前記DPF内凝縮水量モデルは、前記DPF内に存在する凝縮水に起因して前記DPFの下流側における排気温度が前記DPF内に存在する凝縮水量に応じた温度域に停滞する際の前記DPF内に存在する凝縮水量と前記温度域との相関関係に基づいて構成されてなることを特徴とする請求項1記載の排気推定温度誤差低減方法。
- 前記DPF内凝縮水蒸発モデルは、前記DPFに流入する熱量の積算値の推定値を算出可能とする積算熱量モデルを用いて構成され、前記積算熱量モデルは、前記DPFの上流側の排気温度及び前記DPFに流入する排気量を基に求められる前記DPF内の熱量の積算値に基づいて構成されてなるものであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の排気推定温度誤差低減方法。
- 前記所定の固定値は、前記DPF内の凝縮水に起因して前記DPF下流側の排気温度が前記DPF内の凝縮水量に応じた温度域に停滞する際の前記DPF内の凝縮水量と前記温度域との相対関係に基づいて定められたものであることを特徴とする請求項1乃至請求項3いずれか記載の排気推定温度誤差低減方法。
- 車両の動作制御のためのプログラムが実行される電子制御ユニットを有すると共に、前記車両の排気管に設けられて排気中の排気微粒子を捕集するDPFの上流側の温度を検出するDPF上流側温度センサを有し、前記電子制御ユニットは、前記DPFの上流側の排気温度の実測値を用いて前記DPFの下流側における排気温度の推定値である排気推定温度を算出可能に構成された排気温度モデルによって前記排気推定温度を算出可能に構成されてなる車両動作制御装置において、
前記電子制御ユニットは、
エンジン始動直後において、前記DPF内に存在する凝縮水量の推定値である暫定推定凝縮水量を、前記DPF内に発生する凝縮水量の推定値を算出するDPF内凝縮水量モデルを用いて算出し、
前記DPF内の凝縮水の蒸発量の推定値である推定蒸発水量を、前記DPF内の凝縮水の蒸発量の推定値を算出するDPF内凝縮水蒸発モデルを用いて算出し、
前記暫定推定凝縮水量と前記推定蒸発水量との差が零を超えている場合、前記差が零となるまで前記排気推定温度を所定の固定値とするよう構成されてなることを特徴とする車両動作制御装置。 - 前記DPF内凝縮水量モデルは、前記DPF内に存在する凝縮水に起因して前記DPFの下流側における排気温度が前記DPF内に存在する凝縮水量に応じた温度域に停滞する際の前記DPF内に存在する凝縮水量と前記温度域との相関関係に基づいて構成されてなることを特徴とする請求項5記載の車両動作制御装置。
- 前記DPF内凝縮水蒸発モデルは、前記DPFに流入する熱量の積算値の推定値を算出可能とする積算熱量モデルを用いて構成され、前記積算熱量モデルは、前記DPFの上流側の排気温度及び前記DPFに流入する排気量を基に求められる前記DPF内の熱量の積算値に基づいて構成されてなるものであることを特徴とする請求項5又は請求項6記載の車両動作制御装置。
- 前記所定の固定値は、前記DPF内の凝縮水に起因して前記DPF下流側の排気温度が前記DPF内の凝縮水量に応じた温度域に停滞する際の前記DPF内の凝縮水量と前記温度域との相対関係に基づいて定められたものであることを特徴とする請求項5乃至請求項7いずれか記載の車両動作制御装置。
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