JPH08159995A - Exhaust heat quantity calculating apparatus - Google Patents
Exhaust heat quantity calculating apparatusInfo
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- JPH08159995A JPH08159995A JP29966694A JP29966694A JPH08159995A JP H08159995 A JPH08159995 A JP H08159995A JP 29966694 A JP29966694 A JP 29966694A JP 29966694 A JP29966694 A JP 29966694A JP H08159995 A JPH08159995 A JP H08159995A
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Abstract
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 heat quantity computing device, and more particularly to a technique for computing the enthalpy of exhaust gas of an internal combustion engine in order to estimate the inlet temperature of a catalyst installed 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 has been known an exhaust heat quantity calculation device for calculating an exhaust heat quantity by obtaining 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 gas heat quantity calculation device, the concept of enthalpy is not introduced and the calculation is performed by obtaining the temperature change. Therefore, the heat transfer term due to the change in the flow velocity of the exhaust gas is ignored. Therefore, an error was generated in the calculated exhaust heat amount. The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust heat amount calculation device that can accurately calculate the exhaust heat amount.
【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 quantity computing device according to the invention of claim 1, 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 in a predetermined period based on the detected intake air mass, and an average engine speed in a predetermined period based on the detected engine speed. Average rotation speed calculation means, cumulative fuel mass calculation means for calculating a cumulative fuel mass in a predetermined period based on the fuel mass detected by the fuel mass detection means, average rotation speed of the engine and cumulative intake air in the predetermined period An exhaust temperature estimating means for estimating the exhaust temperature based on the mass, and an 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 such exhaust heat arithmetic unit to a second aspect of the invention, the enthalpy calculation means, means for calculating 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 quantity computing device according to the third aspect of the present invention, as shown in FIG. 2, the engine is an air-fuel ratio controlled to a target air-fuel ratio, and intake air mass detection for detecting intake air mass to the engine is performed. Means, engine speed detecting means for detecting the engine speed, cumulative intake air mass calculating means for calculating a cumulative intake air mass in a predetermined period based on the detected intake air mass, and the detected engine Average rotation speed calculation means for calculating the average rotation speed of the engine in a predetermined period based on the rotation speed, and exhaust temperature estimation means for estimating the exhaust temperature based on the average rotation speed of the engine and the cumulative intake air mass in the predetermined period An enthalpy calculating means for calculating an enthalpy of exhaust gas based on the target air-fuel ratio, cumulative intake air mass in a predetermined period, exhaust gas temperature, and specific heat of 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。In the exhaust heat quantity computing device according to the invention of claim 4, the enthalpy computing means computes 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 the exhaust heat quantity computing device according to the fifth aspect of the present invention, the exhaust temperature estimating means is configured to estimate the exhaust temperature by using a look-up table. In the exhaust gas heat quantity computing device according to the invention of claim 6, the specific heat of the exhaust gas is a value when the exhaust gas components are represented by carbon dioxide, water and nitrogen. In the exhaust heat quantity computing device according to the invention of claim 7, the exhaust temperature is set to the exhaust temperature of 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 quantity computing device according to the invention of claim 8, the predetermined period is a period in which all 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 structure of the exhaust heat quantity computing device of the first aspect of the present invention, the intake air mass to the engine, the engine speed and the fuel mass are detected, and the accumulated intake air mass in the predetermined period and the engine The heat quantity of the exhaust gas is calculated by calculating the average rotation speed and the cumulative fuel mass, further estimating the exhaust gas temperature, and calculating the enthalpy of the exhaust gas based on these.
Since the exhaust heat quantity is calculated in this way, the exhaust heat quantity is not affected by the change in the exhaust 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 exhaust heat quantity computing device of the second aspect of the invention, specifically, the enthalpy H n is the cumulative intake air mass SG an , the cumulative fuel mass G Fn , the 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 quantity computing device of the third aspect of the present invention, in the engine in which the air-fuel ratio is controlled to the target air-fuel ratio, the stoichiometric air-fuel ratio is used instead of calculating the cumulative fuel mass in the predetermined period. Can be calculated, and since the air-fuel ratio is constant, the enthalpy of the exhaust gas can be easily calculated.
【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 configuration of the exhaust heat quantity computing device of the fourth aspect of the present invention, specifically, in an engine in which the air-fuel ratio is controlled to the target air-fuel ratio, the enthalpy H n is the target air-fuel ratio, the cumulative intake air mass SG From an , exhaust temperature t E , constant pressure specific heat c p ,
It is calculated by the equation (2). According to the exhaust heat quantity computing device of the invention of claim 5, the exhaust temperature is estimated by using the look-up table based on the average engine speed and the cumulative intake air mass in the predetermined period. It is possible to easily estimate the exhaust 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 quantity computing device of the sixth aspect of the present invention, since the constant pressure specific heat of carbon dioxide, water and nitrogen is large, these can be represented as the specific heat of the exhaust. According to the configuration of the exhaust heat calculation device of the invention of claim 7, the exhaust temperature is set to the exhaust temperature of the front tube inlet or the manifold catalyst inlet, so that 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 quantity computing device of the eighth aspect 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 variations among 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。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, the first embodiment will be described. FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a system of this embodiment. Intake air is
It 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 the 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 that detects the rotation speed of the engine 1, and a cooling water temperature sensor 7 that detects the 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。The exhaust passage 8 has a pre-catalyst 9 and a main catalyst.
10 are installed. In this embodiment, in order to reduce NO X , an EGR passage 12 is arranged by connecting the downstream side of the throttle valve 11 of the intake passage 2 and the upstream side of the pre-catalyst 9 of the exhaust passage 8 to the EGR passage 12. A step motor type EGR control valve 13 for adjusting the EGR amount is provided, and an exhaust pressure sensor 14 for detecting the 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 from 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 the control unit 15, which drives each actuator based on these sensor signals. When a failure occurs, the warning light 16 is turned on to display the failure. Further, the control unit 15 has a built-in software for calculating the exhaust heat amount.
【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 is shown in FIG.
A description will be given based on the flowchart. This routine is executed every 10 ms. Step ("S" in the figure)
1), the intake air mass G an (g / 10 ms) is detected by the air flow meter 3.
This step corresponds to the intake air mass detecting 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, a predetermined period, for example 100 mse
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) In order to eliminate the influence of variations among the cylinders, the predetermined period is burned at least once in all cylinders at any rotation speed. Set to do. If the maximum rotation speed is 6000 rpm and four cylinders, a period of 20 msec or more is required, but if the period for obtaining the cumulative value is too long, the responsiveness will deteriorate.
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, the crank angle sensor 6 detects the rotation speed N n of the engine 1. This step corresponds to the engine speed detecting means. In step 4, 100m
The average rotation speed N nAV of the engine 1 during 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 calculation 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 detection 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 from 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 cumulative 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 cumulative fuel mass calculation means. In step 10, the average rotation speed N nAV for 100 msec and (SG an /
N nAV ) and the exhaust temperature t E based on a look-up table as shown in FIG. 6, for example. The exhaust temperature t E is estimated by the operating conditions of the engine 1, and the operating conditions of the engine 1 are the average speed N nAV and (SG an /
N nAV ). This look-up table is used to estimate the exhaust temperature t E in order to estimate the average speed N
It 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 the exhaust temperature estimation means. In step 11, the enthalpy H n is calculated by multiplying the sum of the cumulative intake air mass SG an and the cumulative fuel mass G Fn by the exhaust temperature t E and the constant pressure specific heat c p . The calculation formula is as follows. H n = (SG an + G Fn ) × t E × c p Note that the constant pressure specific heat of the exhaust gas c p is equal to carbon dioxide (C
O 2 ), water (H 2 O), and nitrogen (N 2 ) are represented as a sum in accordance with the mass ratio of the constant pressure specific heat of each exhaust component. carbon dioxide
Since the constant pressure specific heats of (CO 2 ), water (H 2 O) and nitrogen (N 2 ) are large, the sum of these constant pressure specific heats corresponding to the mass ratio is approximately the exhaust gas specific heat c
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 the 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 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. Since the heat of exhaust gas is calculated in this way,
The heat quantity of the exhaust gas is not affected by the change in the flow rate of the exhaust gas, and the heat quantity of the exhaust gas does not have an error. Therefore, the heat quantity of the exhaust gas 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, the second embodiment will be described. This is for calculating the enthalpy in a system that performs lambda control with the air-fuel ratio A / F as stoichiometry. FIG. 7 is a system diagram of the second embodiment. The difference from the system of the first embodiment is that the oxygen sensor 21 is mounted in the exhaust passage 8 and the control unit 15
Inputs the sensor signal of the oxygen sensor 21 and outputs the air-fuel ratio A / F
This is the point where lambda control with stoichiometry 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 based on the flowchart of FIG. It should be noted that steps that are the same as those in the flowchart of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. In step 21, the oxygen sensor 21
Measure the output value VO 2 of. In step 22, the output value VO
Compare 2 with the 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。When the output value VO 2 exceeds the comparison value SL, the air-fuel ratio A / F is rich, so the routine proceeds to step 23, where the correction coefficient α n is reduced based on the following equation. Since the air-fuel ratio A / F when α n = α n-1 -Δα output value VO 2 is less than the comparison value SL is lean, the process proceeds to step 24, to increase the correction coefficient alpha n 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 At step 26, the stoichiometric air-fuel ratio A / F = 14.6 is used to calculate the cumulative fuel mass G Fn based on the following equation.
【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 calculation formula 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 control system, the air-fuel ratio A / F is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio and is constant, so that the enthalpy H n can be easily calculated.
【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 air-fuel ratio A / F is set to the stoichiometric air-fuel ratio, but the present invention is not limited to this, and it can be applied to all the lean air-fuel ratio control to the target 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 quantity computing device of the first aspect of the present invention, since the exhaust heat quantity is calculated, it is not affected by the 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。According to the exhaust heat quantity computing device of the second aspect of the present invention, the enthalpy H n is calculated as the cumulative intake air mass S
G an,, cumulative fuel mass G Fn, exhaust temperature t E, specific heat at constant pressure c p
It can be calculated from the above equation (1). According to the exhaust heat calculation device of the third aspect of the present invention, in an engine in which the air-fuel ratio is controlled to the target air-fuel ratio, the stoichiometric air-fuel ratio is used to calculate the exhaust enthalpy instead of calculating the cumulative 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 the exhaust heat quantity computing device of the fourth aspect of the present invention, in an engine in which the air-fuel ratio is controlled to the target air-fuel ratio, the enthalpy H n is the target air-fuel ratio, the cumulative intake air mass S
G an,, exhaust temperature t E, the constant pressure specific heat c p, wherein (2) can be calculated by the equation. According to the exhaust heat quantity computing device of the fifth aspect of the invention, the exhaust 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 quantity computing device of the sixth aspect of the present invention, since the constant pressure specific heat of carbon dioxide, water and nitrogen is large, these can be represented as the specific heat of the exhaust gas. According to the exhaust heat quantity computing device of the seventh aspect, the exhaust temperature is set to the exhaust temperature of the front tube inlet or the manifold catalyst inlet, so that 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 quantity computing device of the eighth aspect of the present invention, the influence of the variation between the 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 the 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.
【図5】図3の機関の水温と補正値との関係を示す特性
図。5 is a characteristic diagram showing the relationship between the water temperature and the correction value of the engine of FIG.
【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。6 is a characteristic diagram showing the relationship between the operating conditions of the engine of FIG. 3 and the exhaust 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。8 is a flowchart showing the operation of FIG.
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
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 detecting means for detecting an intake air mass to an engine, an engine speed detecting means for detecting an engine speed, and a fuel mass injected and supplied to the engine at regular time intervals. A fuel mass detection means, a cumulative intake air mass calculation means for calculating a cumulative intake air mass in a predetermined period based on the detected intake air mass, and an engine average in a predetermined period based on the detected engine speed. Average rotation speed calculation means for calculating the rotation speed, cumulative fuel mass calculation means for calculating the cumulative fuel mass in a predetermined period based on the fuel mass detected by the fuel mass detection means, and average rotation of the engine in the predetermined period An exhaust temperature estimating means for estimating an exhaust temperature based on a number and a cumulative intake air mass, and a ratio of the cumulative intake air mass, the cumulative fuel mass, the exhaust temperature, and the exhaust gas. An enthalpy calculation means for calculating exhaust gas enthalpy based on heat, and an exhaust heat quantity calculation means for calculating exhaust gas heat quantity based on the exhaust gas enthalpy calculated by the enthalpy calculation means. Exhaust heat 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 enthalpy calculating means is defined by the following equation (1).
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 c p: exhaust heat calculation device according to claim 1, characterized in that the specific heat at constant pressure.
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, wherein intake air mass detection means for detecting intake air mass to the engine, engine speed detection means for detecting engine speed, and Cumulative intake air mass calculating means for calculating a cumulative intake air mass in a predetermined period based on the detected intake air mass, and average rotation for calculating an average engine speed in the 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 cumulative intake air mass in the predetermined period, the target air-fuel ratio, cumulative intake air mass in the predetermined period,
An enthalpy calculating means for calculating the enthalpy of the exhaust based on the exhaust temperature and the specific heat of the exhaust, and an exhaust heat quantity calculating means for calculating the heat quantity of the exhaust based on the enthalpy of the exhaust calculated by the enthalpy calculating means are provided. An exhaust heat quantity computing device characterized by the above.
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 is defined by 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 quantity computing device according to claim 1, wherein the exhaust gas temperature estimating means is configured to estimate the exhaust gas temperature by 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 specific heat of the exhaust gas is such that the exhaust gas component is carbon dioxide,
The exhaust calorific value computing device according to any one of claims 1 to 5, wherein the value is a value represented by water 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 quantity computing device according to claim 1, wherein the exhaust temperature is set to an exhaust 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 quantity computing device according to claim 1, wherein the predetermined period is a period in which all cylinders burn at least once.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29966694A JP3324308B2 (en) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | Exhaust calorie calculation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP29966694A JP3324308B2 (en) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | Exhaust calorie calculation device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08159995A true JPH08159995A (en) | 1996-06-21 |
JP3324308B2 JP3324308B2 (en) | 2002-09-17 |
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JP (1) | JP3324308B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030031753A (en) * | 2001-10-16 | 2003-04-23 | 현대자동차주식회사 | Measuring method for fuel consumption of vehicle |
US6980902B2 (en) | 2003-10-29 | 2005-12-27 | Nissan Motor Co., Ltd. | Estimation of intake gas temperature in internal combustion engine |
-
1994
- 1994-12-02 JP JP29966694A patent/JP3324308B2/en not_active Expired - Fee Related
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