JP3324308B2 - Exhaust calorie calculation device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、排気熱量演算装置に関
し、特に、排気系に介装された触媒の入口温度を推定す
るために、内燃機関の排気のエンタルピーを演算する技
術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust calorie calculating apparatus, and more particularly to a technique for calculating an enthalpy of exhaust gas from an internal combustion engine in order to estimate an inlet temperature of a catalyst provided in an exhaust system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、温度変化を求めることにより
排気熱量を演算する排気熱量演算装置が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an exhaust heat calorie calculating apparatus for calculating an exhaust calorie by calculating a temperature change.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
排気熱量演算装置では、エンタルピーの概念を導入して
おらず、温度変化を求めることにより演算していたた
め、排気の流速変化による熱伝達項が無視され、演算し
た排気熱量に誤差が生じていた。本発明はこのような従
来の課題に鑑みてなされたもので、排気熱量を精度良く
演算することが可能な排気熱量演算装置を提供すること
を目的とする。However, in the conventional exhaust calorie calculation apparatus, the concept of enthalpy is not introduced, and the calculation is performed by calculating the temperature change. Therefore, the heat transfer term due to the change in the exhaust flow velocity is ignored. Thus, an error has occurred in the calculated exhaust heat quantity. The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an exhaust heat calorie calculation device capable of calculating an exhaust calorie with high accuracy.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】このため、請求項１の発
明にかかる排気熱量演算装置では、図１に示すように、
機関への吸入空気質量を検出する吸入空気質量検出手段
と、機関の回転数を検出する機関回転数検出手段と、機
関に噴射供給される燃料質量を一定時間毎に検出する燃
料質量検出手段と、前記検出された吸入空気質量に基づ
いて所定期間における累積吸入空気質量を演算する累積
吸入空気質量演算手段と、前記検出された機関回転数に
基づいて所定期間における機関の平均回転数を演算する
平均回転数演算手段と、前記燃料質量検出手段により検
出された燃料質量に基づいて所定期間における累積燃料
質量を演算する累積燃料質量演算手段と、前記所定期間
における機関の平均回転数と累積吸入空気質量とに基づ
いて排気温度を推定する排気温度推定手段と、前記累積
吸入空気質量、累積燃料質量、排気温度、及び排気の比
熱に基づいて、排気のエンタルピーを演算するエンタル
ピー演算手段と、該エンタルピー演算手段により演算さ
れた排気のエンタルピーに基づいて排気の熱量を演算す
る排気熱量演算手段と、を備えた。Therefore, in the exhaust heat calorie calculation apparatus according to the first aspect of the present invention, as shown in FIG.
Intake air mass detection means for detecting the intake air mass to the engine, engine speed detection means for detecting the engine speed, and fuel mass detection means for detecting the fuel mass injected and supplied to the engine at regular intervals. A cumulative intake air mass calculating means for calculating a cumulative intake air mass for a predetermined period based on the detected intake air mass; and calculating an average engine speed for a predetermined period based on the detected engine speed. Average rotational speed calculating means, cumulative fuel mass calculating means for calculating a cumulative fuel mass in a predetermined period based on the fuel mass detected by the fuel mass detecting device, average engine speed and cumulative intake air in the predetermined period Exhaust temperature estimating means for estimating the exhaust temperature based on the mass and the exhaust temperature based on the cumulative intake air mass, the cumulative fuel mass, the exhaust temperature, and the specific heat of the exhaust. Enthalpy calculation means for calculating enthalpy of equipped with an exhaust heat quantity calculating means for calculating the amount of heat of the exhaust based on the enthalpy of the computed evacuated by the enthalpy calculation means.
【０００５】請求項２の発明にかかる排気熱量演算装置
では、前記エンタルピー演算手段は、次式（１）により
エンタルピーＨn を演算する手段 Ｈn ＝（SGan＋ＧFn）×ｔE ×ｃp ・・・（１） SGan：所定期間における累積吸入空気質量 ＧFn：累積燃料質量 ｔE ：排気温度 ｃp ：定圧
比熱 である。[0005] In the exhaust gas calorie calculating apparatus according to the second aspect of the present invention, the enthalpy calculating means calculates the enthalpy H n by the following equation (1): H n = (SG an + G Fn ) × t E × c p ··· (1) SG an: cumulative intake air mass during a predetermined period G Fn: cumulative fuel mass t E: a specific heat at constant pressure: exhaust temperature c p.
【０００６】請求項３の発明にかかる排気熱量演算装置
では、図２に示すように、目標空燃比に空燃比制御され
る機関であって、機関への吸入空気質量を検出する吸入
空気質量検出手段と、機関の回転数を検出する機関回転
数検出手段と、前記検出された吸入空気質量に基づいて
所定期間における累積吸入空気質量を演算する累積吸入
空気質量演算手段と、前記検出された機関回転数に基づ
いて所定期間における機関の平均回転数を演算する平均
回転数演算手段と、前記所定期間における機関の平均回
転数と累積吸入空気質量とに基づいて排気温度を推定す
る排気温度推定手段と、前記目標空燃比、所定期間にお
ける累積吸入空気質量、排気温度、及び排気の比熱に基
づいて排気のエンタルピーを演算するエンタルピー演算
手段と、該エンタルピー演算手段により演算された排気
のエンタルピーに基づいて排気の熱量を演算する排気熱
量演算手段と、を備えた。In the exhaust heat calorie calculation apparatus according to a third aspect of the present invention, as shown in FIG. 2, an air-fuel ratio control is performed to a target air-fuel ratio, and an intake air mass detection for detecting an intake air mass to the engine. Means, engine speed detecting means for detecting the engine speed, cumulative intake air mass calculating means for calculating the cumulative intake air mass for a predetermined period based on the detected intake air mass, and the detected engine Average engine speed calculating means for calculating an average engine speed during a predetermined period based on the engine speed, and exhaust temperature estimating means for estimating exhaust temperature based on the average engine speed and the accumulated intake air mass during the predetermined period. Enthalpy calculating means for calculating the enthalpy of the exhaust gas based on the target air-fuel ratio, the cumulative intake air mass for a predetermined period, the exhaust gas temperature, and the specific heat of the exhaust gas; An exhaust heat quantity calculating means for calculating the amount of heat of the exhaust based on the enthalpy of the exhaust gas calculated by the peak calculating means, with a.
【０００７】請求項４の発明にかかる排気熱量演算装置
では、前記エンタルピー演算手段は、次式（２）により
エンタルピーＨn を演算する手段 Ｈn ＝SGan・（１＋（１／目標空燃比))×ｔE ×ｃp ・・・（２） SGan：所定期間における累積吸入空気質量 ｔE ：排気温度 ｃp ：定圧比熱 である。According to a fourth aspect of the present invention, the enthalpy calculating means calculates the enthalpy H n by the following equation (2): H n = SG an · (1+ (1 / target air-fuel ratio) ) × t E × c p ··· (2) SG an: cumulative intake air mass t E in a predetermined period: a specific heat at constant pressure: exhaust temperature c p.
【０００８】請求項５の発明にかかる排気熱量演算装置
では、前記排気温度推定手段は、ルック・アップ・テー
ブルを用いて排気温度を推定するように構成された。請
求項６の発明にかかる排気熱量演算装置では、前記排気
の比熱は排気成分を二酸化炭素、水分，窒素で代表させ
たときの値である。請求項７の発明にかかる排気熱量演
算装置では、前記排気温度をフロントチューブ入口又は
マニホールド触媒入口の排気温度とする。In a fifth aspect of the present invention, the exhaust gas temperature estimating means is configured to estimate the exhaust gas temperature using a look-up table. In the exhaust gas calorie calculation apparatus according to the invention of claim 6, the specific heat of the exhaust gas is a value when the exhaust gas component is represented by carbon dioxide, moisture, and nitrogen. In the exhaust calorie calculation device according to the invention of claim 7, the exhaust gas temperature is the exhaust gas temperature at the front tube inlet or the manifold catalyst inlet.
【０００９】請求項８の発明にかかる排気熱量演算装置
では、前記所定期間は、少なくとも全気筒が１回は燃焼
する期間である。In the exhaust heat amount calculating device according to the present invention, the predetermined period is a period in which all the cylinders burn at least once.
【００１０】[0010]
【作用】上記、請求項１の発明にかかる排気熱量演算装
置の構成によれば、機関への吸入空気質量、機関の回転
数、燃料質量を検出し、所定期間における累積吸入空気
質量、機関の平均回転数、累積燃料質量を演算し、さら
に排気温度を推定し、これらに基づいて排気のエンタル
ピーを演算することにより、排気の熱量が演算される。
このように排気熱量を演算により求めることにより、排
気の流速変化による影響を受けないため、排気熱量に誤
差が生じなくなる。According to the configuration of the exhaust heat calorie calculation apparatus according to the first aspect of the present invention, the mass of intake air to the engine, the number of revolutions of the engine, and the mass of fuel are detected, and the cumulative intake air mass for a predetermined period, The calorific value of the exhaust gas is calculated by calculating the average rotation speed and the accumulated fuel mass, further estimating the exhaust gas temperature, and calculating the enthalpy of the exhaust gas based on these.
By calculating the exhaust heat quantity in this manner, the exhaust heat quantity is not affected by the change in the exhaust gas flow rate, so that no error occurs in the exhaust heat quantity.
【００１１】請求項２の発明にかかる排気熱量演算装置
の構成によれば、具体的に、エンタルピーＨn は、累積
吸入空気質量SGan、累積燃料質量ＧFn、排気温度ｔE 、
定圧比熱ｃp から、前記（１）式により算出される。請
求項３の発明にかかる排気熱量演算装置の構成によれ
ば、目標空燃比に空燃比制御される機関では、所定期間
における累積燃料質量を演算する代わりに、理論空燃比
を用いて排気のエンタルピーを演算することが可能とな
り、しかも空燃比が一定であるから、簡単に排気のエン
タルピーを演算することが可能となる。According to the configuration of the invention in such an exhaust heat quantity calculating apparatus according to claim 2, specifically, enthalpy H n is the cumulative intake air mass SG an, cumulative fuel mass G Fn, exhaust temperature t E,
It is calculated from the constant pressure specific heat c p by the above equation (1). According to the configuration of the exhaust heat calorie calculation device according to the third aspect of the invention, in an engine whose air-fuel ratio is controlled to the target air-fuel ratio, the enthalpy of the exhaust gas is calculated using the stoichiometric air-fuel ratio instead of calculating the accumulated fuel mass in a predetermined period. Can be calculated, and since the air-fuel ratio is constant, it is possible to easily calculate the enthalpy of the exhaust gas.
【００１２】請求項４の発明にかかる排気熱量演算装置
の構成によれば、具体的に、目標空燃比に空燃比制御さ
れる機関では、エンタルピーＨn が、目標空燃比、累積
吸入空気質量SGan、排気温度ｔE 、定圧比熱ｃp から、
前記（２）式により算出される。請求項５の発明にかか
る排気熱量演算装置の構成によれば、所定期間における
機関の平均回転数と累積吸入空気質量とに基づいたルッ
ク・アップ・テーブルを用いて排気温度を推定すること
により、簡易に排気温度を推定することが可能となる。According to the construction of such an exhaust heat quantity computing unit to the fourth aspect of the present invention, specifically, the engine is air-fuel ratio control to the target air-fuel ratio, enthalpy H n is the target air-fuel ratio, the cumulative intake air mass SG an , exhaust temperature t E , constant pressure specific heat c p ,
It is calculated by the above equation (2). According to the configuration of the exhaust heat calorie calculation apparatus according to the fifth aspect of the present invention, by estimating the exhaust gas temperature using a look-up table based on the average rotational speed of the engine and the cumulative intake air mass for a predetermined period, It is possible to easily estimate the exhaust gas temperature.
【００１３】請求項６の発明にかかる排気熱量演算装置
の構成によれば、二酸化炭素、水分、窒素の定圧比熱が
大きいので、これらを排気の比熱として代表させること
が可能となる。請求項７の発明にかかる排気熱量演算装
置の構成によれば、排気温度をフロントチューブ入口又
はマニホールド触媒入口の排気温度とするため、触媒の
入口温度の推定精度が向上する。According to the configuration of the exhaust heat calorie calculation apparatus according to the sixth aspect of the present invention, since the specific heat of carbon dioxide, moisture and nitrogen at a constant pressure is large, these can be represented as the specific heat of the exhaust. According to the configuration of the exhaust heat calorie calculation apparatus according to the seventh aspect of the present invention, since the exhaust gas temperature is the exhaust gas temperature at the front tube inlet or the manifold catalyst inlet, the estimation accuracy of the catalyst inlet temperature is improved.
【００１４】請求項８の発明にかかる排気熱量演算装置
の構成によれば、所定期間は少なくとも全気筒が１回は
燃焼する期間であるので、気筒間のバラツキの影響がな
くなる。According to the configuration of the exhaust heat calorie calculation apparatus of the present invention, since the predetermined period is a period in which all the cylinders burn at least once, there is no influence of the variation between the cylinders.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、本発明の実施例を図３〜図８に基づい
て説明する。まず、第１実施例について説明する。図３
は、本実施例のシステムを示す図である。吸入空気は、
エンジン１の吸気通路２を介してエンジン１内に供給さ
れる。該吸気通路２には、吸入空気質量を検出するエア
フローメータ３が備えられている。燃料はインジェクタ
４によりエンジン１内に供給され、点火プラグ５により
着火される。エンジン１には、エンジン１の回転数を検
出するクランク角センサ６と、エンジン１の冷却水温を
検出する冷却水温センサ７と、が備えられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, a first embodiment will be described. FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a system according to the present embodiment. The intake air is
The air is supplied into the engine 1 through an intake passage 2 of the engine 1. The intake passage 2 is provided with an air flow meter 3 for detecting an intake air mass. Fuel is supplied into the engine 1 by the injector 4 and ignited by the spark plug 5. The engine 1 is provided with a crank angle sensor 6 for detecting a rotation speed of the engine 1 and a cooling water temperature sensor 7 for detecting a cooling water temperature of the engine 1.
【００１６】排気通路８には、プリ触媒９、メイン触媒
10が介装されている。本実施例では、ＮＯX 低減のた
め、吸気通路２のスロットル弁11下流側と排気通路８の
プリ触媒９の上流側とを結んでＥＧＲ通路12が配設さ
れ、該ＥＧＲ通路12には、ＥＧＲ量を調節するためのス
テップモータ式ＥＧＲ制御弁13が介装され、排圧を検出
する排圧センサ14が備えられている。A pre-catalyst 9, a main catalyst,
10 are interposed. In order of the NO X reduction, the EGR passage 12 is arranged by connecting an upstream side of the pre-catalyst 9 of the throttle valve 11 downstream the exhaust passage 8 of the intake passage 2, to the EGR passage 12 in this embodiment, A step motor type EGR control valve 13 for adjusting the EGR amount is interposed, and an exhaust pressure sensor 14 for detecting an exhaust pressure is provided.
【００１７】前記エアフローメータ３、クランク角セン
サ６、冷却水温センサ７、排圧センサ14のセンサ信号は
コントロールユニット15に入力され、コントロールユニ
ット15は、これらのセンサ信号に基づいて各アクチュエ
ータを駆動し、故障が発生したときは警告灯16を点灯さ
せて故障を表示する。また、コントロールユニット15に
は、排気熱量を演算するソフトウェアが内蔵されてい
る。The sensor signals of the air flow meter 3, the crank angle sensor 6, the cooling water temperature sensor 7, and the exhaust pressure sensor 14 are input to a control unit 15, and the control unit 15 drives each actuator based on these sensor signals. When a failure occurs, the warning light 16 is turned on to indicate the failure. Further, the control unit 15 includes software for calculating the calorific value of exhaust gas.
【００１８】次にコントロールユニット15の動作を図４
のフローチャートに基づいて説明する。尚、このルーチ
ンは、10ms毎に実行される。ステップ（図中では「Ｓ」
と記してあり、以下同様とする）１では、エアフローメ
ータ３により吸入空気質量Ｇan（g/10ms) を検出する。
このステップが吸入空気質量検出手段に相当する。Next, the operation of the control unit 15 will be described with reference to FIG.
A description will be given based on the flowchart of FIG. This routine is executed every 10 ms. Step (“S” in the figure)
In (1), the air flow meter 3 detects the intake air mass G an (g / 10 ms).
This step corresponds to intake air mass detection means.
【００１９】ステップ２では、所定期間、例えば100mse
c 間の累積吸入空気質量SGanを次式に基づいて演算す
る。 SGan＝（Ｇa1＋Ｇa2＋・・・＋Ｇan） （ｎ＝10） 尚、前記所定期間を、気筒間のバラツキの影響をなくす
ため、任意の回転数で少なくとも全気筒が１回は燃焼す
るように設定する。最高回転数6000rpm 、４気筒であれ
ば、20msec以上の期間が必要であるが、累積値を求める
ための期間があまり長いと応答性が悪くなるので、100m
sec 程度が適当である。In step 2, for a predetermined period, for example, 100 ms
The cumulative intake air mass SG an between c is calculated based on the following equation. SG an = (G a1 + G a2 +... + G an ) (n = 10) Note that in order to eliminate the influence of the variation between cylinders, at least once all cylinders are burned at an arbitrary rotation speed during the predetermined period. Set to For a maximum rotation speed of 6000 rpm and four cylinders, a period of 20 msec or more is required. However, if the period for obtaining the accumulated value is too long, the responsiveness will be poor.
About sec is appropriate.
【００２０】このステップが累積吸入空気質量演算手段
に相当する。ステップ３では、クランク角センサ６によ
りエンジン１の回転数Ｎn を検出する。このステップが
機関回転数検出手段に相当する。ステップ４では、100m
sec 間におけるエンジン１の平均回転数ＮnAV を演算す
る。This step corresponds to the cumulative intake air mass calculating means. In step 3, for detecting a rotational speed N n of the engine 1 by the crank angle sensor 6. This step corresponds to engine speed detection means. In Step 4, 100m
The average rotation speed N nAV of the engine 1 during the sec is calculated.
【００２１】ＮnAV ＝（Ｎ1 ＋Ｎ2 ＋・・・＋Ｎn ）／
ｎ （ｎ＝10） このステップが平均回転数演算手段に相当する。ステッ
プ５では、機関に噴射供給される基本燃料質量Ｔpn(g)
を次式に基づいて演算する。 Ｔpn＝Ｋ・Ｑan／Ｎn （Ｋは定数） このステップが燃料質量検出手段に相当する。N nAV = (N 1 + N 2 +... + N n ) /
n (n = 10) This step corresponds to the average rotation speed calculating means. In step 5, the basic fuel mass T pn (g) injected and supplied to the engine
Is calculated based on the following equation. T pn = K · Q an / N n (K is a constant) This step corresponds to the fuel mass detecting means.
【００２２】ステップ６では、冷却水温センサ７により
冷却水温ＴWnを検出する。ステップ７では、検出された
冷却水温ＴWnより、基本燃料質量Ｔpnの水温補正値ＫTW
を求める。図５は水温補正値ＫTWを求める一例を示す図
であり、水温補正値ＫTWは低水温ほど大きくなってい
る。ステップ８では、次式に基づいて燃料質量ＴEnを演
算する。In step 6, the cooling water temperature sensor 7 detects the cooling water temperature T Wn . In step 7, the coolant temperature correction value K TW of the basic fuel mass T pn is calculated based on the detected coolant temperature T Wn.
Ask for. FIG. 5 is a diagram showing an example of obtaining the water temperature correction value K TW , and the water temperature correction value K TW increases as the water temperature decreases. In step 8, the fuel mass T En is calculated based on the following equation.
【００２３】ＴEn＝Ｔpn×ＫTW ステップ９では、次式に基づいて累積燃料質量ＧFnを演
算する。 ＧFn＝（ＴE1・Ｎ1 ＋・・・＋ＴEn・Ｎn ）／6000 このステップが累積燃料質量演算手段に相当する。ステ
ップ10では、100msec 間の平均回転数ＮnAV と（SGan／
ＮnAV ）とから、例えば図６に示すようなルック・アッ
プ・テーブルに基づいて排気温度ｔE を求める。排気温
度ｔE はエンジン１の運転条件によって推定され、エン
ジン１の運転条件は平均回転数ＮnAV と（SGan／
ＮnAV ）とにより決まる。このルック・アップ・テーブ
ルは、排気温度ｔE を推定するために、平均回転数Ｎ
nAV と（SGan／ＮnAV ）とから予め求められたテーブル
である。T En = T pn × K TW In step 9, the accumulated fuel mass G Fn is calculated based on the following equation. G Fn = (T E1 · N 1 +... + T En · N n ) / 6000 This step corresponds to the accumulated fuel mass calculation means. In step 10, the average rotation speed N nAV for 100 msec and (SG an /
N nAV ), the exhaust gas temperature t E is obtained based on, for example, a look-up table as shown in FIG. The exhaust gas temperature t E is estimated based on the operating conditions of the engine 1. The operating conditions of the engine 1 include an average rotational speed N nAV and (SG an /
N nAV ). This look-up table uses the average rotational speed N to estimate the exhaust gas temperature t E.
This is a table previously obtained from nAV and (SG an / N nAV ).
【００２４】このステップが排気温度推定手段に相当す
る。ステップ11では、エンタルピーＨn を、累積吸入空
気質量SGanと累積燃料質量ＧFnの和に排気温度ｔE と定
圧比熱ｃp とを乗じて演算する。演算式は、次式の通り
である。 Ｈn ＝（SGan＋ＧFn）×ｔE ×ｃp 尚、排気の定圧比熱ｃp は、排気成分を二酸化炭素(C
O2),水分(H2O),窒素(N2)で代表させて各排気成分の定圧
比熱の質量比に応じた和として演算される。二酸化炭素
(CO2),水分(H2O),窒素(N2)の定圧比熱が大きいので、こ
れらの定圧比熱の質量比に応じた和が、略排気の比熱ｃ
v となる。This step corresponds to exhaust temperature estimating means. In step 11, the enthalpy of H n, is calculated by multiplying the cumulative intake air mass SG an, and cumulative fuel mass G Fn sum exhaust temperature t E of the constant pressure specific heat c p. The arithmetic expression is as follows. H n = (SG an + G Fn) × t E × c p Incidentally, specific heat at constant pressure c p of exhaust, the exhaust gas component carbon dioxide (C
O 2 ), moisture (H 2 O), and nitrogen (N 2 ) are calculated as the sum according to the mass ratio of the specific heat at constant pressure of each exhaust gas component. carbon dioxide
(CO 2 ), water (H 2 O), and nitrogen (N 2 ) have large specific heats at a constant pressure.
It becomes v .
【００２５】このステップがエンタルピー演算手段に相
当する。かかる構成によれば、累積吸入空気質量SGanと
累積燃料質量ＧFnとを加算し、この加算値に排気温度ｔ
E と定圧比熱ｃp とを乗じて排気のエンタルピーＨn を
演算することにより、排気熱量を計算することができ
る。このように排気熱量が演算により求められるため、
排気の流速変化による影響を受けず、排気熱量に誤差が
生じなくなり、したがって排気熱量を正確かつ簡便に計
算することができる。This step corresponds to enthalpy calculation means. According to this configuration, the cumulative intake air mass SG an and the cumulative fuel mass G Fn are added, and the sum is added to the exhaust temperature t.
By calculating the enthalpy H n of the exhaust by multiplying E and the constant pressure specific heat c p, it is possible to calculate the heat quantity of the exhaust gas. In this way, the calorific value of exhaust gas is obtained by calculation,
It is not affected by the change in the flow rate of the exhaust gas, and no error occurs in the exhaust heat quantity, so that the exhaust heat quantity can be calculated accurately and easily.
【００２６】次に第２実施例について説明する。このも
のは、空燃比Ａ／Ｆをストイキとするラムダ・コントロ
ールを行うシステムにおいてエンタルピーを計算するよ
うにしたものである。図７は、第２実施例のシステム図
である。第１実施例のシステムと異なる点は、排気通路
８に酸素センサ21が装着され、コントロールユニット15
は、酸素センサ21のセンサ信号を入力して空燃比Ａ／Ｆ
をストイキとするラムダ・コントロールを行っている点
である。Next, a second embodiment will be described. In this system, enthalpy is calculated in a system for performing lambda control in which the air-fuel ratio A / F is stoichiometric. FIG. 7 is a system diagram of the second embodiment. The difference from the system of the first embodiment is that an oxygen sensor 21 is mounted in the exhaust passage 8 and the control unit 15
Is the input of the sensor signal of the oxygen sensor 21 and the air-fuel ratio A / F
The point is that the lambda control with stoichiometric is performed.
【００２７】次に第２実施例の動作を図８のフローチャ
ートに基づいて説明する。尚、図４のフローチャートと
同一処理を行っているステップについては、同一符号を
付して説明は省略する。ステップ21では、酸素センサ21
の出力値VO2 を測定する。ステップ22では、該出力値VO
2 を比較値SLと比較する。Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. Steps in which the same processing as in the flowchart of FIG. 4 is performed are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In step 21, the oxygen sensor 21
The output value VO 2 is measured. In step 22, the output value VO
2 is compared with a comparison value SL.
【００２８】出力値VO2 が比較値SLを越えているときは
空燃比Ａ／Ｆがリッチなので、ステップ23に進み、次式
に基づいて補正係数αn を小さくする。 αn ＝αn-1 −Δα 出力値VO2 が比較値SL以下であるときは空燃比Ａ／Ｆが
リーンなので、ステップ24に進み、次式に基づいて補正
係数αn を大きくする。[0028] Since the air-fuel ratio A / F when the output value VO 2 is greater than the comparison value SL is rich, the process proceeds to step 23, to reduce the correction coefficient alpha n based on the following equation. α n = α n-1 −Δα When the output value VO 2 is equal to or smaller than the comparison value SL, the air-fuel ratio A / F is lean, so the routine proceeds to step 24, where the correction coefficient α n is increased based on the following equation.
【００２９】αn ＝αn-1 ＋Δα ステップ25では、次式に基づいて燃料質量ＴEnを計算す
る。 ＴEn＝Ｔpn×ＫTW×αn ステップ26では、理論空燃比Ａ／Ｆ＝14.6を用い、次式
に基づいて累積燃料質量ＧFnを計算する。Α n = α n-1 + Δα In step 25, the fuel mass T En is calculated based on the following equation. T En = T pn × K TW × α n In step 26, the cumulative fuel mass G Fn is calculated based on the following equation using the stoichiometric air-fuel ratio A / F = 14.6.
【００３０】ＧFn＝SGan／14.6 ステップ27では、エンタルピーＨn を、累積吸入空気質
量SGan、理論空燃比Ａ／Ｆ＝14.6、排気温度ｔE と定圧
比熱ｃp とを乗じて演算する。演算式は、次式の通りで
ある。 Ｈn ＝SGan・（１＋（１／14.6))×ｔE ×ｃp かかる構成によれば、Ａ／Ｆをストイキとするラムダ・
コントロールを行うシステムでは、空燃比Ａ／Ｆが理論
空燃比に制御されて一定であるから、簡単にエンタルピ
ーＨn を演算することができる。[0030] In G Fn = SG an /14.6 step 27, the enthalpy H n, the cumulative intake air mass SG an,, the stoichiometric air-fuel ratio A / F = 14.6, calculates by multiplying the exhaust gas temperature t E and the constant pressure specific heat c p . The arithmetic expression is as follows. According to H n = SG an · (1+ (1 / 14.6)) × t E × c p such a configuration, the lambda for the A / F stoichiometric
In the system for performing control, because the air-fuel ratio A / F is constant is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio, it can be easily computed enthalpy H n.
【００３１】尚、第２実施例では、空燃比Ａ／Ｆを理論
空燃比としたが、これに限らず、例えばリーン空燃比の
ように、目標空燃比に制御するもの全てに適用できる。In the second embodiment, the stoichiometric air-fuel ratio is used as the air-fuel ratio A / F. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to all types that control the target air-fuel ratio, such as a lean air-fuel ratio.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
かかる排気熱量演算装置によれば、排気熱量を演算によ
り求めることにより、排気の流速変化による影響を受け
ないため、排気熱量に誤差が生じなくなり、しかも簡単
に排気熱量を演算することができる。As described above, according to the exhaust heat calorie calculation apparatus according to the first aspect of the present invention, the exhaust calorie is obtained by calculation, so that the exhaust calorie is not affected by a change in the flow velocity of the exhaust gas. Does not occur, and the amount of exhaust heat can be easily calculated.
【００３３】請求項２の発明にかかる排気熱量演算装置
によれば、エンタルピーＨn を、累積吸入空気質量S
Gan、累積燃料質量ＧFn、排気温度ｔE 、定圧比熱ｃp
から、前記（１）式により算出することが出来る。請求
項３の発明にかかる排気熱量演算装置によれば、目標空
燃比に空燃比制御される機関では、所定期間における累
積燃料質量を演算する代わりに、理論空燃比を用いて排
気のエンタルピーを演算することが出来、しかも空燃比
が一定であるから、簡単に排気のエンタルピーを演算す
ることが出来る。[0033] According to the heat quantity of the exhaust gas calculation system to a second aspect of the present invention, the enthalpy H n, the cumulative intake air mass S
G an , cumulative fuel mass G Fn , exhaust temperature t E , constant pressure specific heat c p
Can be calculated by the above equation (1). According to the exhaust gas calorie calculation device of the third aspect, in an engine whose air-fuel ratio is controlled to the target air-fuel ratio, the enthalpy of the exhaust gas is calculated using the stoichiometric air-fuel ratio instead of calculating the accumulated fuel mass in a predetermined period. Since the air-fuel ratio is constant, the enthalpy of the exhaust gas can be easily calculated.
【００３４】請求項４の発明にかかる排気熱量演算装置
によれば、目標空燃比に空燃比制御される機関では、エ
ンタルピーＨn を、目標空燃比、累積吸入空気質量S
Gan、排気温度ｔE 、定圧比熱ｃp から、前記（２）式
により算出することが出来る。請求項５の発明にかかる
排気熱量演算装置によれば、簡単に排気温度を推定する
ことが出来る。According to such an exhaust heat quantity computing unit to the fourth aspect of the present invention, the engine is air-fuel ratio control to the target air-fuel ratio, the enthalpy H n, the target air-fuel ratio, the cumulative intake air mass S
G an , the exhaust gas temperature t E , and the constant-pressure specific heat c p can be calculated by the above equation (2). According to the exhaust heat calorie calculation apparatus of the fifth aspect, the exhaust gas temperature can be easily estimated.
【００３５】請求項６の発明にかかる排気熱量演算装置
によれば、二酸化炭素、水分、窒素の定圧比熱が大きい
ので、これらを代表させて排気の比熱とすることが出来
る。請求項７の発明にかかる排気熱量演算装置によれ
ば、排気温度をフロントチューブ入口又はマニホールド
触媒入口の排気温度とするため、触媒の入口温度の推定
精度が向上する。According to the exhaust heat calorie calculation apparatus of the present invention, since the specific heats of carbon dioxide, moisture and nitrogen are large at constant pressure, the specific heat of exhaust gas can be represented as these. According to the exhaust heat calorie calculation apparatus of the present invention, since the exhaust gas temperature is the exhaust gas temperature at the front tube inlet or the manifold catalyst inlet, the estimation accuracy of the catalyst inlet temperature is improved.
【００３６】請求項８の発明にかかる排気熱量演算装置
によれば、気筒間のバラツキの影響がなくなる。According to the exhaust heat calorie calculation apparatus according to the eighth aspect of the present invention, the influence of the variation between cylinders is eliminated.
【図１】第１発明の構成を示すクレーム対応図。FIG. 1 is a claim correspondence diagram showing a configuration of a first invention.
【図２】第２発明の構成を示すクレーム対応図。FIG. 2 is a claim correspondence diagram showing a configuration of a second invention.
【図３】本発明の第１実施例のシステム図。FIG. 3 is a system diagram of a first embodiment of the present invention.
【図４】図３の動作を示すフローチャート。FIG. 4 is a flowchart showing the operation of FIG. 3;
【図５】図３の機関の水温と補正値との関係を示す特性
図。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a water temperature of the engine of FIG. 3 and a correction value.
【図６】図３の機関の運転条件と排気温度との関係を示
す特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between operating conditions of the engine of FIG. 3 and exhaust gas temperature.
【図７】本発明の第２実施例のシステム図。FIG. 7 is a system diagram of a second embodiment of the present invention.
【図８】図７の動作を示すフローチャート。FIG. 8 is a flowchart showing the operation of FIG. 7;
１ エンジン ３ エアーフローメータ ６ クランク角センサ ７ 冷却水温センサ 15 コントロールユニット 21 酸素センサ 1 engine 3 air flow meter 6 crank angle sensor 7 cooling water temperature sensor 15 control unit 21 oxygen sensor
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 15/00 F02D 45/00 360 G01K 17/00 G01N 25/00 G01N 25/20 G01M 17/00 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01M 15/00 F02D 45/00 360 G01K 17/00 G01N 25/00 G01N 25/20 G01M 17/00
Claims (8)
質量検出手段と、 機関の回転数を検出する機関回転数検出手段と、 機関に噴射供給される燃料質量を一定時間毎に検出する
燃料質量検出手段と、 前記検出された吸入空気質量に基づいて所定期間におけ
る累積吸入空気質量を演算する累積吸入空気質量演算手
段と、 前記検出された機関回転数に基づいて所定期間における
機関の平均回転数を演算する平均回転数演算手段と、 前記燃料質量検出手段により検出された燃料質量に基づ
いて所定期間における累積燃料質量を演算する累積燃料
質量演算手段と、 前記所定期間における機関の平均回転数と累積吸入空気
質量とに基づいて排気温度を推定する排気温度推定手段
と、 前記累積吸入空気質量、累積燃料質量、排気温度、及び
排気の比熱に基づいて、排気のエンタルピーを演算する
エンタルピー演算手段と、 該エンタルピー演算手段により演算された排気のエンタ
ルピーに基づいて排気の熱量を演算する排気熱量演算手
段と、を備えたことを特徴とする排気熱量演算装置。1. An intake air mass detection means for detecting an intake air mass to an engine, an engine speed detection means for detecting an engine speed, and a fuel mass injected and supplied to the engine at regular intervals. Fuel mass detection means, cumulative intake air mass calculation means for calculating a cumulative intake air mass for a predetermined period based on the detected intake air mass, and an engine average for a predetermined period based on the detected engine speed. Average rotational speed calculating means for calculating the rotational speed; cumulative fuel mass calculating means for calculating the cumulative fuel mass in a predetermined period based on the fuel mass detected by the fuel mass detecting device; average engine rotation in the predetermined period Exhaust temperature estimating means for estimating the exhaust temperature based on the number and the cumulative intake air mass; and a ratio of the cumulative intake air mass, the cumulative fuel mass, the exhaust temperature, and the exhaust gas. Enthalpy calculating means for calculating enthalpy of exhaust gas based on heat; and calorie calculating means for calculating calorific value of exhaust gas based on enthalpy of exhaust gas calculated by the enthalpy calculating means. Exhaust calorie calculation device.
によりエンタルピーＨn を演算する手段 Ｈn ＝（SGan＋ＧFn）×ｔE ×ｃp ・・・（１） SGan：所定期間における累積吸入空気質量 ＧFn：累積燃料質量 ｔE ：排気温度 ｃp ：定圧
比熱 であることを特徴とする請求項１に記載の排気熱量演算
装置。2. The method according to claim 1, wherein the enthalpy calculating means is:
The enthalpy H n means calculates the H n = (SG an + G Fn) × t E × c p ··· (1) SG an: Cumulative intake air mass during a predetermined period G Fn: Cumulative fuel mass t E: exhaust gas temperature The exhaust heat calorie calculation apparatus according to claim 1, wherein c p : constant pressure specific heat.
て、 機関への吸入空気質量を検出する吸入空気質量検出手段
と、 機関の回転数を検出する機関回転数検出手段と、 前記検出された吸入空気質量に基づいて所定期間におけ
る累積吸入空気質量を演算する累積吸入空気質量演算手
段と、 前記検出された機関回転数に基づいて所定期間における
機関の平均回転数を演算する平均回転数演算手段と、 前記所定期間における機関の平均回転数と累積吸入空気
質量とに基づいて排気温度を推定する排気温度推定手段
と、 前記目標空燃比、所定期間における累積吸入空気質量、
排気温度、及び排気の比熱に基づいて排気のエンタルピ
ーを演算するエンタルピー演算手段と、 該エンタルピー演算手段により演算された排気のエンタ
ルピーに基づいて排気の熱量を演算する排気熱量演算手
段と、を備えたことを特徴とする排気熱量演算装置。3. An engine whose air-fuel ratio is controlled to a target air-fuel ratio, an intake air mass detecting means for detecting an intake air mass to the engine, an engine speed detecting means for detecting an engine speed, Cumulative intake air mass calculating means for calculating a cumulative intake air mass for a predetermined period based on the detected intake air mass; and an average rotation for calculating an average engine speed during a predetermined period based on the detected engine speed. Number calculation means, exhaust temperature estimation means for estimating exhaust temperature based on the average engine speed and the accumulated intake air mass during the predetermined period, the target air-fuel ratio, the accumulated intake air mass during the predetermined period,
Enthalpy calculating means for calculating the enthalpy of the exhaust gas based on the exhaust gas temperature and the specific heat of the exhaust gas; and calorific value calculating means for calculating the calorific value of the exhaust gas based on the enthalpy of the exhaust gas calculated by the enthalpy calculating means. An exhaust calorie calculation device characterized by the above-mentioned.
によりエンタルピーＨn を演算する手段 Ｈn ＝SGan・（１＋（１／目標空燃比))×ｔE ×ｃp ・・・（２） SGan：所定期間における累積吸入空気質量 ｔE ：排気温度 ｃp ：定圧比熱 であることを特徴とする請求項３に記載の排気熱量演算
装置。4. The enthalpy calculation means according to the following equation (2):
The enthalpy H means H n = SG an · (1+ (1 / target air-fuel ratio)) n calculates a × t E × c p ··· ( 2) SG an: Cumulative intake air mass in a predetermined period t E: exhaust temperature c p: exhaust heat calculation device according to claim 3, characterized in that the specific heat at constant pressure.
・テーブルを用いて排気温度を推定するように構成され
たことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の排気
熱量演算装置。5. The exhaust heat amount calculating device according to claim 1, wherein said exhaust gas temperature estimating means is configured to estimate the exhaust gas temperature using a look-up table.
水分，窒素で代表させたときの値であることを特徴とす
る請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の排気熱量
演算装置。6. The exhaust gas has a specific heat of carbon dioxide,
The exhaust heat calorie calculation apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the value is a value represented by moisture and nitrogen.
マニホールド触媒入口の排気温度とすることを特徴とす
る請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の排気熱量
演算装置。7. The exhaust heat calorie calculation apparatus according to claim 1, wherein the exhaust gas temperature is an exhaust gas temperature at a front tube inlet or a manifold catalyst inlet.
は燃焼する期間であることを特徴とする請求項１〜請求
項７のいずれか１つに記載の排気熱量演算装置。8. The exhaust heat calorie calculation apparatus according to claim 1, wherein the predetermined period is a period in which all the cylinders burn at least once.
Priority Applications (1)
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| JP29966694A JP3324308B2 (en) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | Exhaust calorie calculation device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP29966694A JP3324308B2 (en) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | Exhaust calorie calculation device |
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| KR20030031753A (en) * | 2001-10-16 | 2003-04-23 | 현대자동차주식회사 | Measuring method for fuel consumption of vehicle |
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1994
- 1994-12-02 JP JP29966694A patent/JP3324308B2/en not_active Expired - Fee Related
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