排气系统的状态检测装置的制造方法

文档序号:9650347阅读:400来源:国知局
排气系统的状态检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种排气系统的状态检测装置,特别设及对从发动机排出的排气的溫 度进行检测的排气系统的状态检测装置。
【背景技术】
[0002] W往,已知使发动机的排气的一部分向吸气系统回流的排气回流装置巧Xhaust GasRecirculation:W下,称为EGR装置)。EGR装置在对排气系统与吸气系统进行连接的 配管上具有对EGR气体进行冷却的EGR冷却器等而构成。 阳00引当排气中的油、煤烟附着在EGR冷却器内时,导致冷却效率降低,高溫状态的EGR气体向吸气系统再循环。着眼于运样的课题,已知有如下技术:在EGR冷却器的上游侧W及 下游侧分别设置排气溫度传感器,基于运些传感器的溫度差对EGR冷却器的冷却效率进行 诊断(例如,参照专利文献1)。
[0004] 现有技术文献 阳00引专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2009 - 114871号公报

【发明内容】

[0007] 发明要解决的课题
[0008] 然而,排气溫度传感器的输出相对于实际的排气溫度的变化产生响应延迟。因此, 当基于排气溫度传感器来进行发动机的各种控制时,控制产生延迟,有可能不能够实现对 于运转状态最佳的控制。
[0009] 此外,在EGR冷却器的上游侧W及下游侧分别设置排气溫度传感器的构成中,还 存在由于传感器数的增加而导致装置整体的成本上升的课题。
[0010] 本发明的目的在于提供一种排气系统的状态检测装置,能够通过简单的构成来有 效地检测排气溫度。
[0011] 用于解决课题的手段
[0012] 本发明的排气系统的状态检测装置具备:氧浓度检测单元,对发动机的吸气氧浓 度进行检测;运转状态检测单元,对上述发动机的运转状态进行检测;指示热效率变化量, 基于所检测的上述吸气氧浓度、根据所检测的上述运转状态而设定的燃料喷射开始定时、 W及预先存储的至少对吸气氧浓度、喷射开始定时W及指示热效率变化量的关系进行规定 的第一模型式,对上述发动机的指示热效率变化量进行计算;W及排气溫度计算单元,基于 所计算出的上述指示热效率变化量、预先存储的至少对排气溫度与指示热效率变化量的关 系进行规定的第二模型式,对上述发动机的排气溫度进行计算。
[0013] 发明的效果
[0014] 根据本发明的排气系统的状态检测装置,能够通过简单构成来有效地检测排气溫 度。
【附图说明】
[0015] 图1是表示本发明的一个实施方式的排气系统的状态检测装置的示意性整体构 成图。
[0016] 图2是表示本发明的一个实施方式的排气系统的状态检测装置的控制内容的流 程图。
【具体实施方式】
[0017] W下,基于图1、2对本发明的一个实施方式的排气系统的状态检测装置进行说 明。对于相同的部件赋予相同的符号,运些部件的名称W及功能也相同。由此,不重复进行 对于运些部件的详细说明。
[0018] 如图1所示那样,在柴油发动机(W下,简称为发动机)10上设置有吸气歧管IOA W及排气歧管10B。在吸气歧管IOA上连接有导入新气的吸气通路(吸气管)11,在排气歧 管IOB上连接有将排气向大气排放的排气通路(排气管)12。
[0019] 在排气通路12上,从排气上游侧起依次设置有增压器14的满轮14B、未图示的排 气后处理装置等。在吸气通路11上,从吸气上游侧起依次设置有MAF传感器32、增压器 14的压缩机14A、中间冷却器15、吸气溫度传感器33、吸气氧浓度传感器(氧浓度检测单 元)34、W及增压压力传感器35。由运些各种传感器31~35检测的传感器值向电连接的 电子控制单元(W下,称为ECUMO输出。
[0020] EGR装置20具备:EGR通路21,使排气的一部分向吸气系统回流;EGR冷却器22, 对EGR气体进行冷却;W及EGR阀23,对EGR气体流量进行调整。此外,在比EGR冷却器22 靠下游侧(出口)的EGR通路21上,设置有对由EGR冷却器22冷却的EGR气体的溫度进 行检测的冷却器出口溫度传感器(排气溫度检测单元)36。由EGR冷却器出口溫度传感器 36检测的传感器值,向电连接的ECU40输出。
[0021] 发动机旋转传感器30对未图示的曲轴的转速进行检测。油口开度传感器31对与 未图示的油口踏板的踏入量相对应的油口开度进行检测。由运些传感器30、31检测的传感 器值向电连接的ECU40输出。此外,发动机旋转传感器30、油口开度传感器31是作为运转 状态检测单元的一个例子而优选的。
[0022] ECU40用于进行发动机10的燃料喷射等的各种控制,具备公知的CPU、ROM、RAM、 输入端口、输出端口等而构成。此外,ECU40作为一部分功能要素而具有燃料喷射控制部 41、指示热效率计算部(指示热效率变化量计算单元)42、排气溫度计算部(排气溫度计算 单元)43化及EGR冷却器诊断部(诊断单元)44。对运些各功能要素包含于一体的硬件即 ECU40的情况进行说明,但也能够将运些要素的任意一部分设置于独立的硬件。
[0023] 燃料喷射控制部41基于从发动机旋转传感器30输入的转速NW及从油口开度传 感器31输入的油口开度Q,对发动机10的未图示的燃料喷射装置的燃料喷射定时、燃料喷 射量进行控制。
[0024] 指示热效率计算部42基于由各种传感器30~36检测的传感器值W及后述的模 型式等,对发动机10的指示热效率变化量AIii进行计算。W下,对其计算顺序进行详述。 [00巧]发动机10的缸内的能量守恒由W下的数式(1)表示,该数式(1)表示排气能量 Hex、吸气能量Hi。、燃料的燃烧能量Qfuel、冷却损失能量UhlM,W及发动机10的指示功率Wid的 关系。
[0026][数U
[0027] Hex=Hm+Qfuel-UhW-Wld
[002引此外,发动机10的指示热效率Ili由表示指示功率Wid与燃烧能量Qfue之比的W下的数式似表示。
[0029] [数引
[0030] Ili三WId水/Ofuel
[00川当向数式(1)代入数式似的指示功率Wi拥,排气能量Hex由W下的数式做表 /J、-O 阳03引[数引 阳03;3]Hex= (1-ni)Qfuel-UhW+Hm
[0034]并且,当基于数式做对从基准排气能量Hex,ref的变化量AHe进行计算时,由W下的数式(4)表示。 阳03引[数"
[0036]AHex=Hex-Hewef 阳037] =[(1- n i) Qfuel-Uhloss+H J -[(1- n i,托f) Qfuel, ref-Uhloss,托f+Hin, ref]
[00測在数式(4)中,当假设燃料喷射量为恒定、冷却损失能量UhkJ勺变化较微小时,排 气能量的变化量AHex通过W下的数式(5)来近似。
[0039] [数引
[0040]AHex>Hin-Hin,"广Ani?Qfuei
[0041] 并且,从发动机10排出的排气溫度(W下,称为发动机出口排气溫度川3根据数 式(4)的AHm=Hm-H 而由W下的数式做表示。 阳0创[数6]
[0044] 其中 W45] Hex=CpiexTsmex
[0046] 当向数式(6)代入数式(5)时,发动机出口排气溫度Ts由W下的数式(7)(第二模 型式)表示,在该数式(7)中,吸气的定压比热:Cp,1。,排气流量:nw,基准排气能量:Hpy,fW, 基准吸气能量排气能量:Hi。,燃烧能量:Qfuci。
[0047] [数 7]
[0049] 在此,作为指示热效率Ili的变化重要因素,对燃料的喷射开始定时OW及吸气 氧浓度而2进行考虑。当假设指示热效率变化量An1相对于吸气氧浓度X。2的变化为线形 时,指示热效率变化量AIii通过泰勒展开,而通过W下的数式(8)来近似,在该数式(8) 中,吸气氧浓度而2,喷射开始定时:?,吸入氧浓度修正系数:ki,D2,基准吸入氧浓度而2, ref,喷射开始定时修正系数:k"(。^,2),sM,基准喷射开始定时:巫ref。
[0050][数 8]
[0052] 在数式(8)中,当假设喷射开始定时O与吸入氧浓度而2之间的相互作用项的影 响较微小时,指示热效率变化量AIii由W下的数式巧)(第一模型式)表示。 阳05引[数9]
[0055] 指示热效率计算部42基于该数式(9)实时地计算指示热效率变化量An1。更详 细地说,在ECU40存储有预先通过实验等而制作的对发动机转速N、油口开度QW及吸入氧 浓度修正系数kw2的关系进行规定的修正值映射(未图示)、W及对发动机转速N、油口开 度QW及基准吸入氧浓度而2,W的关系进行规定的基准值映射(未图示)。并且,在ECU40 中存储有预先通过实验等而制作的对发动机转速N、油口开度QW及喷射开始定时修正系 数SM的关系进行规定的修正值映射(未图示)、W及对发动机转速N、油口开度Q W及基准喷射开始定时Of。,的关系进行规定的基准值映射(未图示)。
[0056] 指示热效率计算部42对运些映射读取与发动机10的运转状态相对应的值并代入 数式巧),并且将从吸气氧浓度传感器34输入的吸气氧浓度而2W及由燃料喷射控制部41 决定的喷射开始定时O分别代入数式巧)。由此,构成为,根据发动机10的运转状态而实 时地计算反映了从基准吸入氧浓度而2,W的变化量、W及从基准喷射开始定时Ofw的变化 量的指示热效率变化量Arii。 阳057] 排气溫度计算部43基于数式(7)实时地计算发动机出口排气溫度Ts。更详细地 说,在ECU40中存储有预先通过实验等而制作的对发动机转速N、油口开度QW及基准吸气 能量Hi。,W的关系进行表示的基准值映射(未图示)、W及对发动机转速N、油口开度QW 及基准排气能量Hex, ref的关系进行表示的基准值
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