JP2015190397A - Soot emission estimation device for internal combustion engine - Google Patents
Soot emission estimation device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015190397A JP2015190397A JP2014068985A JP2014068985A JP2015190397A JP 2015190397 A JP2015190397 A JP 2015190397A JP 2014068985 A JP2014068985 A JP 2014068985A JP 2014068985 A JP2014068985 A JP 2014068985A JP 2015190397 A JP2015190397 A JP 2015190397A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- amount
- fuel ratio
- soot
- fuel injection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004071 soot Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 173
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 83
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 83
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007562 laser obscuration time method Methods 0.000 description 1
- 238000001028 reflection method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
この発明は、内燃機関のスート排出量推定装置に関する。 The present invention relates to a soot emission estimating device for an internal combustion engine.
従来、例えば特許文献1には、ディーゼルエンジンのPM堆積量推定装置が開示されている。この従来の推定装置は、エンジン回転数と燃料噴射量とを入力値として用いるPM排出量(基本値)マップと、空気過剰率(空燃比情報に相当)の増減に応じてPM排出量を増減させる補正項を有するモデルを利用してPM堆積量を推定している。また、上記推定装置では、目標空気過剰率に対する実空気過剰率の誤差(空燃比情報のずれ量に相当)の学習値(空燃比学習値に相当)をモデルの入力としての空気過剰率に反映させることで、上記誤差をモデルに認識させている。これにより、上記誤差に応じたPM排出量の推定が可能となっている。
Conventionally, for example,
吸入空気量および指令燃料噴射量に基づく推定空燃比情報と実空燃比情報との差(空燃比情報のずれ量)が発生する場合としては、吸入空気量の計測値と実際値との間にずれが発生する場合、指令燃料噴射量と実際の燃料噴射量との間にずれが発生する場合、もしくはこれらの双方にずれが発生する場合がある。しかしながら、上記特許文献1に記載の手法では、空燃比情報のずれが発生する要因(主因)が吸入空気量のずれであるか或いは燃料噴射量のずれであるかを判断することなく、モデルの入力としての空燃比情報(空気過剰率)に対してのみ空燃比情報のずれ量に関する学習値を反映させることとしている。その結果、空燃比情報のずれ量が発生する要因が吸入空気量のずれおよび燃料噴射量のずれの一方であった場合に、そのずれがモデルの入力としての燃料噴射量や吸入空気量には反映されなくなる。このことは、モデルの推定誤差要因となる。
When the difference between the estimated air-fuel ratio information based on the intake air amount and the command fuel injection amount and the actual air-fuel ratio information (amount of deviation of the air-fuel ratio information) occurs, the difference between the measured value and the actual value of the intake air amount When a deviation occurs, a deviation may occur between the command fuel injection amount and the actual fuel injection amount, or there may be a deviation between both. However, in the method described in
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、筒内からのスート排出量の推定に関する空燃比情報のずれの発生要因を考慮して入力パラメータの補正を行うことによってスート排出量の推定誤差を低減することのできる内燃機関のスート排出量推定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and corrects the input parameters by taking into account the factors that cause the deviation of the air-fuel ratio information related to the estimation of the soot discharge amount from the cylinder. An object of the present invention is to provide a soot emission estimation device for an internal combustion engine that can reduce an estimation error of the emission amount.
第1の発明は、内燃機関のスート排出量推定装置であって、
内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁と、
吸気通路に配置されたエアフローメータを用いて吸入空気量を取得する空気量取得手段と、
排気通路に配置された空燃比センサを用いて実空燃比情報を取得する実空燃比取得手段と、
吸入空気量と前記燃料噴射弁の指令燃料噴射量とに基づいて推定空燃比情報を算出する推定空燃比算出手段と、
実空燃比情報と推定空燃比情報との差を学習し、当該差が小さくなるように前記内燃機関を制御する空燃比学習制御手段と、
吸入空気量、指令燃料噴射量、および推定空燃比情報を含むパラメータを入力値として用いて、筒内から排出されるスートの排出量であるスート排出量を算出するスート算出手段と、
を備え、
前記スート算出手段は、
指令燃料噴射量が所定値以上であり、かつ現在の運転領域がEGR率と吸入空気量とを用いて特定した運転領域であって吸入空気量の計測値と実際値とのずれ量が相対的に大きい第1運転領域にある場合には、前記空燃比学習制御手段による前記差の学習に基づく空燃比学習値を用いて補正した吸入空気量をスート排出量の算出のための入力値として用い、
指令燃料噴射量が前記所定値未満であり、かつ現在の運転領域がEGR率と吸入空気量とを用いて特定した運転領域であって吸入空気量の計測値と実際値とのずれ量が相対的に小さい第2運転領域にある場合には、前記空燃比学習値を用いて補正した指令燃料噴射量をスート排出量の算出のための入力値として用い、
指令燃料噴射量が前記所定値未満であり、かつ現在の運転領域が前記第1運転領域にある場合、または、指令燃料噴射量が前記所定値以上であり、かつ現在の運転領域が前記第2運転領域にある場合には、前記空燃比学習値を用いて補正した推定空燃比情報をスート排出量の算出のための入力値として用いることを特徴とする。
A first invention is a soot emission estimating device for an internal combustion engine,
A fuel injection valve for supplying fuel to the internal combustion engine;
An air amount acquisition means for acquiring an intake air amount using an air flow meter disposed in the intake passage;
Real air-fuel ratio acquisition means for acquiring real air-fuel ratio information using an air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust passage;
Estimated air-fuel ratio calculating means for calculating estimated air-fuel ratio information based on an intake air amount and a command fuel injection amount of the fuel injection valve;
Learning the difference between the actual air-fuel ratio information and the estimated air-fuel ratio information, and air-fuel ratio learning control means for controlling the internal combustion engine so that the difference becomes smaller;
Soot calculation means for calculating a soot discharge amount that is a discharge amount of soot discharged from the cylinder, using parameters including the intake air amount, command fuel injection amount, and estimated air-fuel ratio information as input values;
With
The soot calculating means includes
The command fuel injection amount is equal to or greater than a predetermined value, and the current operation region is an operation region specified using the EGR rate and the intake air amount, and the difference between the measured value of the intake air amount and the actual value is relative The intake air amount corrected using the air-fuel ratio learning value based on the learning of the difference by the air-fuel ratio learning control means is used as an input value for calculating the soot discharge amount. ,
The command fuel injection amount is less than the predetermined value, and the current operation region is an operation region specified using the EGR rate and the intake air amount, and the difference between the measured value of the intake air amount and the actual value is relative If the command fuel injection amount corrected using the air-fuel ratio learning value is used as an input value for calculating the soot discharge amount,
When the command fuel injection amount is less than the predetermined value and the current operation region is in the first operation region, or the command fuel injection amount is greater than or equal to the predetermined value and the current operation region is the second operation region. When in the operating region, the estimated air-fuel ratio information corrected using the air-fuel ratio learning value is used as an input value for calculating the soot discharge amount.
第1の発明によれば、空燃比のずれの要因を吸入空気量のずれと燃料噴射量のずれと吸入空気量および燃料噴射量の両方のずれの3つに分類し、かつ、空燃比のずれの要因がこれら3つのうちのどれに該当するかに応じて、空燃比学習値が反映される入力パラメータが変更される。より具体的には、吸入空気量、指令燃料噴射量および推定空燃比情報の中から空燃比学習値が反映される入力パラメータが変更される。これにより、スート排出量の推定誤差を低減することが可能となる。 According to the first aspect of the invention, the causes of the air-fuel ratio deviation are classified into three, namely the intake air quantity deviation, the fuel injection quantity deviation, and both the intake air quantity and fuel injection quantity deviation, and The input parameter that reflects the air-fuel ratio learning value is changed according to which of these three factors cause the deviation. More specifically, the input parameter that reflects the air-fuel ratio learning value is changed from the intake air amount, the command fuel injection amount, and the estimated air-fuel ratio information. Thereby, the estimation error of the soot discharge amount can be reduced.
実施の形態1.
[内燃機関のハードウェア構成]
図1は、本発明の実施の形態1における内燃機関10のシステム構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、内燃機関10を備えている。ここでは、内燃機関10は、ディーゼルエンジン(圧縮着火内燃機関)であり、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。本実施形態の内燃機関10は、直列4気筒型であるが、本発明における内燃機関の気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。
[Hardware configuration of internal combustion engine]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration of an
内燃機関10の各気筒には、吸気通路12および排気通路14が連通している。吸気通路12の入口近傍には、吸入空気量を計測するためのエアフローメータ16が設置されている。エアフローメータ16よりも下流側の吸気通路12には、可変ノズル付きのターボ過給機18のコンプレッサ18aが設置されている。コンプレッサ18aよりも下流側の吸気通路12には、コンプレッサ18aにより圧縮された空気を冷却するためのインタークーラー20が設けられている。インタークーラー20よりも下流側の吸気通路12には、ディーゼルスロットル弁22が設置されている。
An
タービン18bよりも下流側の排気通路14には、排気ガスを浄化するために、酸化触媒24およびDPF(Diesel Particulate Filter)26が上流側から順に設置されている。また、DPF26よりも下流側の排気通路14には、排気ガスの実空燃比(実A/F)を検出するための空燃比センサ28が取り付けられている。さらに、内燃機関10は、タービン18bよりも上流側の排気通路14と、ディーゼルスロットル弁22よりも下流側の吸気通路12とを接続するEGR通路30を備えている。このEGR通路30の途中には、吸気通路12に導入されるEGRガスの流量を調整するためのEGRバルブ32が設置されている。
In order to purify the exhaust gas, an
さらに、図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)34を備えている。ECU34の入力部には、上述したエアフローメータ16および空燃比センサ28に加え、エンジン回転数を検知するためのクランク角センサ36等の内燃機関10の運転状態を検知するための各種センサが接続されている。一方、ECU34の出力部には、上述したディーゼルスロットル弁22およびEGRバルブ32に加え、内燃機関10の筒内に燃料を噴射するための燃料噴射弁38等の内燃機関10の運転を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ECU34は、上述した各種センサの出力と所定のプログラムとに従って各種アクチュエータを作動させることにより、内燃機関10の運転を制御する。
Further, the system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 34. In addition to the
[オンボードSoot推定モデル]
(モデル構成の概要)
図2は、ECU34が備えるオンボードSoot推定モデル40の構成の概要を説明するためのブロック図である。DPF26へのスートの堆積量を把握するなどの目的のために、運転中に、各気筒内からのスートの排出量を推定することが要求される。ECU34には、そのような目的のために、スート排出量(単位時間当たりの排出量)を推定するためのオンボードSoot推定モデル40が仮想的に構築されている。
[Onboard Soot estimation model]
(Outline of model structure)
FIG. 2 is a block diagram for explaining the outline of the configuration of the onboard
より具体的には、オンボードSoot推定モデル(以下、単に「推定モデル」と略する)40は、ベースSootマップ42、ベースA/Fマップ44、現在A/F計算部46、ベース吸気O2濃度マップ48、現在A/F計算部50、EGR率計算部52、現在吸気O2濃度計算部54および過渡補正係数計算部56を備えている。
More specifically, the onboard soot estimation model (hereinafter simply referred to as “estimation model”) 40 includes a
ベースSootマップ42は、クランク角センサ36を用いて検出されるエンジン回転数と燃料噴射弁38の指令燃料噴射量とを入力値として、現在の運転領域(燃料噴射量とエンジン回転数とで規定される運転領域)において筒内から排出されるSootの量の基本値(定常状態での値)であるベースSoot排出量を算出する。
The
ベースA/Fマップ44は、クランク角センサ36を用いて検出されるエンジン回転数と指令燃料噴射量とを入力値として、現在の(すなわち、ベースSoot排出量の算出時の)運転領域において基準となるベースA/Fを算出する。
The base A /
現在A/F計算部46は、エアフローメータ16によって計測される吸入空気量と指令燃料噴射量とを入力値として、現在の空燃比の推定値である推定A/Fを算出する。例えば内燃機関10に経年劣化が生じている場合には、推定A/Fが実A/Fから乖離するようになる。そこで、ECU34は、内燃機関10の運転中に所定の学習実行条件が成立することを条件として、空燃比センサ28を用いて取得した実A/Fを利用して、現在A/F計算部46によって算出された推定A/Fと実A/Fとの差を学習するA/F学習制御を実行する。
The current A / F calculation unit 46 calculates an estimated A / F, which is an estimated value of the current air-fuel ratio, using the intake air amount measured by the
より具体的には、上記A/F学習制御によれば、実A/F(空燃比センサ値)と推定A/Fとの差に基づいて、当該差が無くなるようにするためのA/F学習値が算出される。そのうえで、算出されたA/F学習値に基づいて、上記の差を無くすための制御(例えば、EGRバルブ32の開度調整による筒内のO2濃度の調整)が実行される。これにより、推定A/Fと実A/Fとの差が解消される。 More specifically, according to the A / F learning control, based on the difference between the actual A / F (air-fuel ratio sensor value) and the estimated A / F, the A / F for eliminating the difference. A learning value is calculated. Then, based on the calculated A / F learning value, control for eliminating the above difference (for example, adjustment of the O 2 concentration in the cylinder by adjusting the opening of the EGR valve 32) is executed. This eliminates the difference between the estimated A / F and the actual A / F.
次に、ベース吸気O2濃度マップ48は、クランク角センサ36を用いて検出されるエンジン回転数と指令燃料噴射量とを入力値として、現在の(すなわち、ベースSoot排出量を算出する時の)運転領域における吸気中のO2濃度の基本値であるベースO2濃度を算出する。現在A/F計算部50の構成は、上記現在A/F計算部46の構成と同様である。
Next, the base intake O 2 concentration map 48 uses the engine speed detected by the
EGR率とは、筒内に充填される筒内ガス量(新気量とEGRガス量の和)に対するEGRガス量の比率として定義される値である。EGR率計算部52は、エアフローメータ16によって計測される吸入空気量と、公知の任意の手法で取得した筒内ガス量とを入力値として、EGR率を算出する。また、現在吸気O2濃度計算部54は、推定空燃比とEGR率とを入力値として、現在の吸気O2濃度を算出する。
The EGR rate is a value defined as the ratio of the EGR gas amount to the in-cylinder gas amount (sum of the fresh air amount and the EGR gas amount) filled in the cylinder. The EGR
さらに、推定モデル40では、過渡補正係数計算部56の入力として用いられるA/F比と吸気O2濃度比とが算出される。A/F比は、ベースA/Fマップ44により算出されたベースA/Fと、現在A/F計算部46により算出された推定A/Fとの比として算出される。吸気O2濃度比は、ベース吸気O2濃度マップ48により算出されたベースO2濃度と、現在吸気O2濃度計算部54により算出された現在の吸気O2濃度との比として算出される。
Further, in the
過渡補正係数計算部56は、上記のようにA/F比と吸気O2濃度比とを入力値として、内燃機関10が定常状態にある時の値(ベースSoot排出量)に対する過渡時のスート排出量の増減を補正するための過渡補正係数を算出する。推定モデル40では、このような過渡補正係数を用いてベースSoot排出量を補正することによって、最終的なSoot排出量の推定値が算出される。より具体的には、ベースA/Fおよびベース吸気O2濃度をそれぞれ基準としたA/F比および吸気O2濃度比に基づく過渡補正係数を利用することで、ベースSoot排出量を基礎としつつ過渡的な空燃比および吸気O2濃度の変化の影響が考慮された最終Soot排出量を算出することができる。
The transient correction
(特徴的なA/F学習値の反映手法)
従来のオンボードSoot推定モデルは、モデル適合時に使用した内燃機関に対しては高い精度を発揮できるが、内燃機関の経年劣化や機差ばらつきの影響を受けると推定精度が低下してしまう。本実施形態の推定モデル40では、空燃比センサ28により検出される実A/Fを利用して求めた上記A/F学習値(空燃比のずれ量に関する学習値)をモデルの各入力値に反映させる処理が行われる。
(Characteristic reflection method of A / F learning value)
The conventional on-board soot estimation model can exhibit high accuracy for the internal combustion engine used at the time of model adaptation, but the estimation accuracy decreases when it is affected by aging deterioration of the internal combustion engine and machine difference variation. In the
そのうえで、推定モデル40では、A/F学習値をモデルの入力値に反映させる際に次のような手法が用いられる。すなわち、推定モデル40では、空燃比のずれが発生する要因(主因)が吸入空気量のずれであるか、燃料噴射量のずれであるか、または、吸入空気量および燃料噴射量の両方のずれであるかが判断される。そして、判断結果に応じて、A/F学習値の反映先が変更される。具体的には、(1)吸入空気量のずれが主因である場合には、図2に示すように、推定モデル40の各入力としての吸入空気量に対してA/F学習値が反映される。(2)燃料噴射量のずれが主因である場合には、推定モデル40の各入力としての指令燃料噴射量に対してA/F学習値が反映される。また、(3)吸入空気量および燃料噴射量の両方のずれが主因である場合には、推定モデル40の各入力としての空燃比(推定A/F)に対してA/F学習値が反映される。
In addition, in the
図3は、上述した各モデル入力へのA/F学習値の反映処理を実現するためにECU34が実行するルーチンを示すフローチャートである。なお、本ルーチンは、上述したA/F学習制御が実行されていることで推定A/Fと実A/Fとの間にずれが認められる状況下において、所定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとする。
FIG. 3 is a flowchart showing a routine executed by the
図3に示すルーチンでは、ECU34は、まず、ステップ100にて現在の指令燃料噴射量、吸入空気量およびEGR率を取得する。より具体的には、ECU34は、内燃機関10の運転領域(吸入空気量とエンジン回転数とで特定)との関係で指令燃料噴射量を定めたマップ(図示省略)を記憶しており、そのようなマップを参照して、指令燃料噴射量を取得する。ここで取得される吸入空気量は、エアフローメータ16の計測値(AFM値)である。EGR率は、EGR率計算部52を利用して算出される。
In the routine shown in FIG. 3, the
次に、ECU34は、ステップ102に進み、現在の指令燃料噴射量が所定の閾値未満であるか否かを判定する。図4は、燃料噴射量のずれ量を示す指標値(=指令燃料噴射量/実燃料噴射量)と指令燃料噴射量との関係を表した図である。この指標値が1に対して大きくなるほど、また、1に対して小さくなるほど、実燃料噴射量に対する指令燃料噴射量のずれが大きくなる。したがって、図4より、燃料噴射量のずれ量は、指令燃料噴射量が少ないほど大きくなる傾向にあることが分かる。この図4に示す傾向を考慮して、ECU34には、燃料噴射量のずれ量の大小を判定するための指令燃料噴射量の閾値(予め実験にて適合した値)が記憶されている。
Next, the
ステップ102において指令燃料噴射量が上記閾値よりも少ないと判定した場合には、ECU34は、ステップ104に進み、吸入空気量の計測値(AFM値)と実際値とのずれ量が大きい状況にあるか或いはそれが小さい状況にあるかを判定する。図5は、EGR率と吸入空気量(AFM値)とを用いて特定した運転領域を利用して吸入空気量のずれ量の大きいA領域とそれが小さいB領域とを区画して表した図である。より具体的には、吸入空気量のずれ量が大きいA領域は、AFM値が小さい状況下でEGR率が大きくなるほど大きくなる傾向がある。ECU34には、このような傾向を考慮して、吸入空気量のずれ量の大小を判定するための運転領域の境界となる閾値(予め実験にて適合した値で、図5に示すように設定された値)が記憶されている。本ステップ104では、ECU34は、ステップ100にて取得したAFM値およびEGR率の現在値の座標がA領域に位置する場合には吸入空気量のずれ量が大きいと判定し、一方、上記現在値の座標がB領域に位置する場合には吸入空気量のずれ量が小さいと判定する。
If it is determined in
ECU34は、ステップ104の判定が成立する場合にはステップ106に進む。この場合には、燃料噴射量および吸入空気量のずれ量がともに大きい状況にあるために厳密に燃料噴射量および吸入空気量のずれのどちらが空燃比のずれの主因となっているかを判別できない。このため、ステップ106では、ECU34は、空燃比のずれの主因が吸入空気量および燃料噴射量の両方のずれであると判定し、そのうえで、推定モデル40の各入力としての空燃比(推定A/F)に対してA/F学習値を反映させる処理を行う。具体的には、図2に示すように、現在A/F計算部46および50にて算出される推定A/Fに対してA/F学習値を反映させる処理が行われる。これにより、空燃比のずれの影響が考慮された推定A/Fが得られるようになる。
The
一方、ステップ104の判定が不成立となる場合、すなわち、吸入空気量のずれ量が小さいと判断できる場合には、ECU34はステップ108に進む。この場合には、燃料噴射量のずれ量のみが大きい状況にある。このため、ステップ108では、ECU34は、空燃比のずれの主因が燃料噴射量のずれであると判定し、そのうえで、推定モデル40の各入力としての指令燃料噴射量に対してA/F学習値を反映させる処理を行う。具体的には、図2に示すように、ベースSootマップ42、ベースA/Fマップ44、現在A/F計算部46および50、ならびにベース吸気O2濃度マップ48に入力される指令燃料噴射量に対してA/F学習値を反映させる処理が行われる。この場合のA/F学習値の反映は、例えば、A/F学習値から逆算して燃料噴射量ずれの補正値を算出したうえで当該補正値を指令燃料噴射量に反映させる手法によって行うことができる。これにより、空燃比のずれの影響が考慮された値となるようにモデル入力としての指令燃料噴射量が修正される。
On the other hand, if the determination in
また、ステップ102の判定が不成立となる場合には、ECU34は、ステップ110に進み、ステップ104と同一の処理によって吸入空気量のずれ量の大小を判定する。その結果、ECU34は、ステップ110の判定が成立する場合にはステップ112に進む。この場合には、吸入空気量のずれ量のみが大きい状況にある。このため、ステップ112では、ECU34は、空燃比のずれの主因が吸入空気量のずれであると判定し、そのうえで、推定モデル40の各入力としての吸入空気量に対してA/F学習値を反映させる処理を行う。具体的には、図2に示すように、現在A/F計算部46および50に入力される吸入空気量に対してA/F学習値を反映させる処理が行われる。この場合のA/F学習値の反映は、例えば、A/F学習値から逆算して吸入空気量ずれの補正値を算出したうえで当該補正値を吸入空気量に反映させる手法によって行うことができる。これにより、空燃比のずれの影響が考慮された値となるようにモデル入力としての吸入空気量が修正される。
If the determination in
また、ステップ110の判定が不成立となる場合には、ECU34はステップ114に進む。この場合には、燃料噴射量および吸入空気量のずれ量がともに小さい状況にあるために厳密に燃料噴射量および吸入空気量のずれのどちらが空燃比のずれの主因となっているかを判別できない。このため、ステップ114では、ECU34は、空燃比のずれの主因が吸入空気量および燃料噴射量の両方のずれであると判定し、そのうえで、ステップ108と同様に、推定モデル40の各入力としての空燃比(推定A/F)に対してA/F学習値を反映させる処理を行う。
If the determination in
以上説明した図3に示すルーチンの処理とは異なり、空燃比のずれの要因が考慮されずにA/F学習値が一律に推定A/Fに対してのみ反映されるようになっていると次のような問題が生じる。すなわち、一例として燃料噴射量のずれが空燃比のずれの主因となるケースを例に挙げて説明する。このケースでは、燃料噴射量のずれが空燃比のずれの主因であるにもかかわらず、ベースSootマップ42、ベースA/Fマップ44、現在A/F計算部46および50、ならびにベース吸気O2濃度マップ48に入力される指令燃料噴射量に対してA/F学習値が反映されなくなる。これらの推定モデル40の構成要素の中で現在A/F計算部46および50に関しては、A/F学習値が推定A/Fに対して反映されるため、出力値に対して空燃比のずれが考慮される。しかしながら、その他のベースSootマップ42、ベースA/Fマップ44、およびベース吸気O2濃度マップ48では、入力としての指令燃料噴射量にずれが生じたままとなるので、ベースSoot排出量、ベースA/Fおよびベース吸気O2濃度、ならびにこれらを基礎として算出される過渡補正係数の算出値に誤差が生じてしまう。このことは、推定モデル40により算出されるスート排出量の推定誤差要因となる。
Unlike the processing of the routine shown in FIG. 3 described above, the A / F learning value is uniformly reflected only on the estimated A / F without considering the cause of the deviation of the air-fuel ratio. The following problems occur. In other words, as an example, the case where the difference in fuel injection amount is the main cause of the difference in air-fuel ratio will be described as an example. In this case, the
これに対し、以上説明した図3に示すルーチンによれば、空燃比のずれの要因が吸入空気量のずれと燃料噴射量のずれと吸入空気量および燃料噴射量の両方のずれの3つに分類される。そして、空燃比のずれの要因がこれら3つのうちのどれに該当するかに応じて、A/F学習値の反映先が変更される。より具体的には、吸入空気量、指令燃料噴射量および推定A/Fの中から空燃比学習値が反映される入力パラメータが変更される。これにより、推定モデル40により算出されるスート排出量の推定誤差を低減することが可能となる。
On the other hand, according to the routine shown in FIG. 3 described above, there are three causes of the deviation of the air-fuel ratio: the deviation of the intake air amount, the deviation of the fuel injection amount, and the deviation of both the intake air amount and the fuel injection amount. being classified. Then, the reflection destination of the A / F learning value is changed according to which of the three causes of the deviation of the air-fuel ratio. More specifically, the input parameter that reflects the air-fuel ratio learning value is changed from among the intake air amount, the command fuel injection amount, and the estimated A / F. Thereby, the estimation error of the soot discharge amount calculated by the
なお、上述した実施の形態1においては、ECU34が上記ステップ100の処理を実行することにより前記第1の発明における「空気量取得手段」が実現されており、ECU34が空燃比センサ28を用いて実A/Fを取得することにより前記第1の発明における「実空燃比取得手段」が実現されており、ECU34が現在A/F計算部46または50を利用して推定A/Fを算出することにより前記第1の発明における「推定空燃比算出手段」が実現されており、ECU34が上述したA/F学習制御を実行することにより前記第1の発明における「空燃比学習制御手段」が実現されており、ECU34が上記ステップ102〜114の一連の処理によるA/F学習値の反映手法を用いつつオンボードSoot推定モデル40を用いてスート排出量を算出することにより前記第1の発明における「スート算出手段」が実現されている。
In the first embodiment described above, the “air amount acquisition means” in the first aspect of the present invention is realized by the
ところで、上述した実施の形態1においては、推定モデル40によるスート排出量の算出に用いる空燃比情報(実空燃比情報および推定空燃比情報)として、空燃比(A/F)を使用する例について説明を行ったが、本発明において用いる空燃比情報は、空燃比自体に限られず、空気過剰率或いは当量比などであってもよい。
By the way, in
10 内燃機関
12 吸気通路
14 排気通路
16 エアフローメータ
18 ターボ過給機
20 インタークーラー
22 ディーゼルスロットル弁
24 酸化触媒
26 DPF
28 空燃比センサ
30 EGR通路
32 EGRバルブ
34 ECU(Electronic Control Unit)
36 クランク角センサ
38 燃料噴射弁
40 オンボードSoot推定モデル
42 ベースSootマップ
44 ベースA/Fマップ
46、50 現在A/F計算部
48 ベース吸気O2濃度マップ
52 EGR率計算部
54 現在吸気O2濃度計算部
56 過渡補正係数計算部
28 Air-
36 Crank angle sensor 38
Claims (1)
吸気通路に配置されたエアフローメータを用いて吸入空気量を取得する空気量取得手段と、
排気通路に配置された空燃比センサを用いて実空燃比情報を取得する実空燃比取得手段と、
吸入空気量と前記燃料噴射弁の指令燃料噴射量とに基づいて推定空燃比情報を算出する推定空燃比算出手段と、
実空燃比情報と推定空燃比情報との差を学習し、当該差が小さくなるように前記内燃機関を制御する空燃比学習制御手段と、
吸入空気量、指令燃料噴射量、および推定空燃比情報を含むパラメータを入力値として用いて、筒内から排出されるスートの排出量であるスート排出量を算出するスート算出手段と、
を備え、
前記スート算出手段は、
指令燃料噴射量が所定値以上であり、かつ現在の運転領域がEGR率と吸入空気量とを用いて特定した運転領域であって吸入空気量の計測値と実際値とのずれ量が相対的に大きい第1運転領域にある場合には、前記空燃比学習制御手段による前記差の学習に基づく空燃比学習値を用いて補正した吸入空気量をスート排出量の算出のための入力値として用い、
指令燃料噴射量が前記所定値未満であり、かつ現在の運転領域がEGR率と吸入空気量とを用いて特定した運転領域であって吸入空気量の計測値と実際値とのずれ量が相対的に小さい第2運転領域にある場合には、前記空燃比学習値を用いて補正した指令燃料噴射量をスート排出量の算出のための入力値として用い、
指令燃料噴射量が前記所定値未満であり、かつ現在の運転領域が前記第1運転領域にある場合、または、指令燃料噴射量が前記所定値以上であり、かつ現在の運転領域が前記第2運転領域にある場合には、前記空燃比学習値を用いて補正した推定空燃比情報をスート排出量の算出のための入力値として用いることを特徴とする内燃機関のスート排出量推定装置。 A fuel injection valve for supplying fuel to the internal combustion engine;
An air amount acquisition means for acquiring an intake air amount using an air flow meter disposed in the intake passage;
Real air-fuel ratio acquisition means for acquiring real air-fuel ratio information using an air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust passage;
Estimated air-fuel ratio calculating means for calculating estimated air-fuel ratio information based on an intake air amount and a command fuel injection amount of the fuel injection valve;
Learning the difference between the actual air-fuel ratio information and the estimated air-fuel ratio information, and air-fuel ratio learning control means for controlling the internal combustion engine so that the difference becomes smaller;
Soot calculation means for calculating a soot discharge amount that is a discharge amount of soot discharged from the cylinder, using parameters including the intake air amount, command fuel injection amount, and estimated air-fuel ratio information as input values;
With
The soot calculating means includes
The command fuel injection amount is equal to or greater than a predetermined value, and the current operation region is an operation region specified using the EGR rate and the intake air amount, and the difference between the measured value of the intake air amount and the actual value is relative The intake air amount corrected using the air-fuel ratio learning value based on the learning of the difference by the air-fuel ratio learning control means is used as an input value for calculating the soot discharge amount. ,
The command fuel injection amount is less than the predetermined value, and the current operation region is an operation region specified using the EGR rate and the intake air amount, and the difference between the measured value of the intake air amount and the actual value is relative If the command fuel injection amount corrected using the air-fuel ratio learning value is used as an input value for calculating the soot discharge amount,
When the command fuel injection amount is less than the predetermined value and the current operation region is in the first operation region, or the command fuel injection amount is greater than or equal to the predetermined value and the current operation region is the second operation region. A soot emission estimation device for an internal combustion engine, wherein the estimated air-fuel ratio information corrected using the air-fuel ratio learning value is used as an input value for calculating a soot emission amount when in the operating region.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014068985A JP2015190397A (en) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | Soot emission estimation device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014068985A JP2015190397A (en) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | Soot emission estimation device for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015190397A true JP2015190397A (en) | 2015-11-02 |
Family
ID=54425105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014068985A Pending JP2015190397A (en) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | Soot emission estimation device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015190397A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019229021A1 (en) | 2018-05-28 | 2019-12-05 | Renault S.A.S | System and method for estimating the quantity of polluting particles in the engine oil of a diesel internal combustion engine |
DE102019118256A1 (en) | 2018-07-09 | 2020-01-09 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Particle detecting apparatus |
CN117436372A (en) * | 2023-12-19 | 2024-01-23 | 潍柴动力股份有限公司 | Engine original exhaust Soot value estimation method and device |
-
2014
- 2014-03-28 JP JP2014068985A patent/JP2015190397A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019229021A1 (en) | 2018-05-28 | 2019-12-05 | Renault S.A.S | System and method for estimating the quantity of polluting particles in the engine oil of a diesel internal combustion engine |
DE102019118256A1 (en) | 2018-07-09 | 2020-01-09 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Particle detecting apparatus |
CN117436372A (en) * | 2023-12-19 | 2024-01-23 | 潍柴动力股份有限公司 | Engine original exhaust Soot value estimation method and device |
CN117436372B (en) * | 2023-12-19 | 2024-04-16 | 潍柴动力股份有限公司 | Method and device for estimating engine original exhaust Soot value |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9885306B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5273183B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
KR102086021B1 (en) | Method and system for determining non-gas constant and stoichiometric air-fuel ratio of fuel gas for gas engine | |
US10400685B2 (en) | Apparatus and method for correction of intake pulsation | |
JP2007231884A (en) | Control device for internal combustion engine | |
WO2014080523A1 (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP2015190397A (en) | Soot emission estimation device for internal combustion engine | |
JP2004019629A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5076879B2 (en) | Fuel injection control system for internal combustion engine | |
EP2514955A1 (en) | Method for updating a function for calculating the exhaust pressure of an internal combustion engine | |
JP2014206103A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2009185732A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2016160855A (en) | Emission estimation device for internal combustion engine | |
CN108999709B (en) | Method for calculating the charge of an internal combustion engine | |
US11028748B2 (en) | Controller and control method for internal combustion engine | |
JP2012145041A (en) | Control system of internal combustion engine | |
CN109154246B (en) | Methods of providing models in engine systems | |
JP2018021525A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2013253564A (en) | Control device for power system | |
WO2014083626A1 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP6223904B2 (en) | Fuel injection amount correction method and common rail fuel injection control device | |
JP5418678B2 (en) | Injection amount learning device for internal combustion engine | |
JP7206625B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
US7383117B2 (en) | Method for optimizing a valve-lift changeover on spark-ignition engines | |
JP2007192091A (en) | Control device for internal combustion engine |