映射（未圖示）。
[0058] 排氣溫度計算部43從運(yùn)些映射讀取與發(fā)動機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相對應(yīng)的值，并且 根據(jù)對吸氣的定壓比熱Cp,1。、吸氣溫度TzW及吸氣流量nil。的關(guān)系進(jìn)行表示的W下的數(shù)式 (10)來計算吸氣能量Hi。。
[0059] [數(shù) 10] W60]Hm=Cp'm? 了2 ?Hlin
[0061]并且，排氣溫度計算部43根據(jù)對燃料的低位發(fā)熱量hiW及燃料噴射量mfwi的關(guān) 系進(jìn)行表示的W下的數(shù)式（11)來計算燃料的燃燒能量Qfwi。 W62][數(shù) 11] 陽 06引Qfuei=h1?HW W64] 然后，排氣溫度計算部43將從映射讀取的值、根據(jù)數(shù)式（10)、（11)計算出的值、 排氣的定壓比熱Cp,。、、W及排氣流量HW代入數(shù)式（7)，由此計算出發(fā)動機(jī)出口排氣溫度T3。 由此，構(gòu)成為，實(shí)時地計算根據(jù)發(fā)動機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而變化的發(fā)動機(jī)出口排氣溫度Ts。此 夕F，排氣流量HW可W通過未圖示的排氣流量傳感器直接檢測，或者也可W基于根據(jù)發(fā)動機(jī) 轉(zhuǎn)速NW及油口開度Q而掌握的發(fā)動機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來進(jìn)行推斷。 W65] EGR冷卻器診斷部44基于由排氣溫度計算部43計算出的發(fā)動機(jī)出口排氣溫度T3、 W及從EGR冷卻器出口溫度傳感器36輸入的EGR冷卻器出口溫度Ta,執(zhí)行EGR冷卻器22 的故障診斷。
[0066] 更詳細(xì)地說，在ECU40中存儲有預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等而求出的對EGR冷卻器22的故障 進(jìn)行表示的下限闊值Tmm。在此，故障例如是指：在EGR冷卻器22的未圖示的翅片等上附著 有排氣中的煤煙、油，EGR氣體與冷卻水之間的熱交換被妨礙，由此使冷卻效率顯著降低的 狀態(tài)。
[0067] EGR冷卻器診斷部44在發(fā)動機(jī)出口排氣溫度Ts與EGR冷卻器出口溫度T4的溫度 差A(yù)T變得低于下限闊值Tmi。的情況下，判斷為EGR冷卻器22產(chǎn)生故障。此外，故障判斷 不一定需要基于溫度差A(yù)T來進(jìn)行，也可W基于發(fā)動機(jī)出口排氣溫度Ts與EGR冷卻器出口 溫度Ta之比T3/T4來進(jìn)行。
[0068] 接下來，根據(jù)圖2對本實(shí)施方式的排氣系統(tǒng)的狀態(tài)檢測裝置的控制流程進(jìn)行說 明。
[0069] 首先，在點(diǎn)火開關(guān)的開啟操作的同時，在步驟100中，各種傳感器30~36的傳感 器值被向ECU40輸入。
[0070] 在步驟110中，根據(jù)發(fā)動機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，從修正值映射讀取吸入氧濃度修正系 數(shù)kw擬及噴射開始定時修正系數(shù)SM,從基準(zhǔn)值映射讀取基準(zhǔn)吸入氧濃度而2,UfW 及基準(zhǔn)噴射開始定時Ofef。
[0071] 在步驟120中，基于在步驟110中從各種映射讀取的值、從吸氣氧濃度傳感器34 輸入的吸氣氧濃度而2、W及由燃料噴射控制部41決定的噴射開始定時O，根據(jù)數(shù)式（9)的 模型式來計算指示熱效率變化量Ani。
[0072] 在步驟130中，根據(jù)發(fā)動機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，從基準(zhǔn)值映射讀取基準(zhǔn)吸入能量Hi。， W、基準(zhǔn)排氣能量HpwW，并且根據(jù)數(shù)式（10)、（11)來計算排氣能量Hm、燃燒能量Qfuel。 陽073] 在步驟140中，基于在步驟120中計算出的指示熱效率變化量An1、在步驟130 中從映射讀取的值W及根據(jù)數(shù)式（10)、（11)計算出的值，根據(jù)數(shù)式（7)的模型式來計算發(fā) 動機(jī)出口排氣溫度Ts。
[0074] 在步驟150中，基于在步驟140中計算出的發(fā)動機(jī)出口排氣溫度Ts與從EGR冷卻 器出口溫度傳感器36輸入的EGR冷卻器出口溫度Ta之差A(yù)T，來判斷EGR冷卻器22的故 障。在溫度差A(yù)T低于下限闊值Tmi。的情況（是）下，在步驟160中判斷為EGR冷卻器22 產(chǎn)生故障。另一方面，在溫度差A(yù)T為下限闊值TmmW上的情況（否）下，主控制返回步驟 100。然后，反復(fù)執(zhí)行步驟100~160的各控制步驟，直到點(diǎn)火開關(guān)的關(guān)閉操作為止。
[0075] 接下來，對本實(shí)施方式的排氣系統(tǒng)的狀態(tài)檢測裝置的作用效果進(jìn)行說明。
[0076] W往，使用設(shè)置于排氣通路的排氣溫度傳感器，來直接測定從發(fā)動機(jī)排出的排氣 的溫度。由于該排氣溫度傳感器相對于實(shí)際的排氣溫度產(chǎn)生響應(yīng)延遲，因此存在對發(fā)動機(jī) 的各種控制產(chǎn)生延遲的課題。
[0077] 與此相對，本實(shí)施方式的排氣系統(tǒng)的狀態(tài)檢測裝置構(gòu)成為，根據(jù)由上述數(shù)式巧） 表示的模型式來實(shí)時地計算發(fā)動機(jī)10的指示熱效率變化量Arii，并且根據(jù)該指示熱效率 變化量AIiiW及由上述數(shù)式（7)表示的模型式來實(shí)時地計算發(fā)動機(jī)出口排氣溫度了3。即， 不適用產(chǎn)生響應(yīng)延遲的排氣溫度傳感器，而使用預(yù)先規(guī)定的模型式，由此能夠迅速且高精 度地計算出發(fā)動機(jī)出口排氣溫度Tj。
[0078] 由此，根據(jù)本實(shí)施方式的排氣系統(tǒng)的狀態(tài)檢測裝置，通過使用了模型式的簡單構(gòu) 成，就能夠有效地對發(fā)動機(jī)出口排氣溫度Ts進(jìn)行檢測（計算）。
[0079] 此外，W往，為了進(jìn)行EGR冷卻器的診斷，而在EGR冷卻器的上游側(cè)W及下游側(cè)分 別設(shè)置排氣溫度傳感器。因此，存在對診斷帶來排氣溫度傳感器的響應(yīng)延遲的影響，并且由 于傳感器數(shù)的增加而導(dǎo)致裝置整體的成本上升的課題。
[0080] 與此相對，本實(shí)施方式的排氣系統(tǒng)的狀態(tài)檢測裝置構(gòu)成為，基于根據(jù)由上述數(shù)式 (7)表示的模型式而實(shí)時地計算出的發(fā)動機(jī)出口排氣溫度Ts與從EGR冷卻器出口溫度傳感 器36輸入的EGR冷卻器出口溫度Ta的溫度差A(yù)T，來判斷EGR冷卻器22的故障。
[0081] 由此，根據(jù)本實(shí)施方式的排氣系統(tǒng)的狀態(tài)檢測裝置，能夠不受傳感器的響應(yīng)延遲 的影響，而迅速且正確地進(jìn)行EGR冷卻器22的診斷。此外，能夠省略上游側(cè)的排氣溫度傳 感器，還能夠有效地抑制由于傳感器數(shù)的增加而導(dǎo)致的成本上升。
[0082] 此外，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠適當(dāng) 地變形而實(shí)施。
[0083] 例如，在上述實(shí)施方式中，說明了將由排氣溫度計算部43計算出的發(fā)動機(jī)出口排 氣溫度Ts用于EGR冷卻器22的診斷的情況，但也可W構(gòu)成為將其用于EGR氣體量的控制、 未圖示的排氣后處理裝置的控制。此外，發(fā)動機(jī)10不限定于柴油發(fā)動機(jī)，也能夠廣泛地應(yīng) 用于汽油發(fā)動機(jī)等其他發(fā)動機(jī)。在運(yùn)些任一種情況下，能夠起到與上述實(shí)施方式同樣的作 用效果。
[0084] 符號的說明 陽0財 10發(fā)動機(jī)
[0086] 20 EGR裝置
[0087] 22 EGR冷卻器（回流排氣冷卻單元）
[0088] 30發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)傳感器（運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測單元）
[0089] 31油口開度傳感器（運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測單元）
[0090] 34吸氣氧濃度傳感器（氧濃度檢測單元）
[0091] 35增壓壓力傳感器
[00巧 36 EGR冷卻器出口溫度傳感器（排氣溫度檢測單元）
[0093] 40 ECU
[0094] 42指示熱效率計算部（指示熱效率變化量計算單元）
[00巧]43排氣溫度計算部（排氣溫度計算單元）
[0096] 44EGR冷卻器診斷部（診斷單元）
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種排氣系統(tǒng)的狀態(tài)檢測裝置，具備： 氧濃度檢測單元，對發(fā)動機(jī)的吸氣氧濃度進(jìn)行檢測； 運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測單元，對上述發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測； 指示熱效率變化量計算單元，基于所檢測的上述吸氣氧濃度、根據(jù)所檢測的上述運(yùn)轉(zhuǎn) 狀態(tài)而設(shè)定的燃料的噴射開始定時、以及預(yù)先存儲的至少對吸氣氧濃度、噴射開始定時以 及指示熱效率變化量的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的第一模型式，對上述發(fā)動機(jī)的指示熱效率變化量進(jìn) 行計算；以及 排氣溫度計算單元，基于所計算出的上述指示熱效率變化量、預(yù)先存儲的至少對排氣 溫度與指示熱效率變化量的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的第二模型式，對上述發(fā)動機(jī)的排氣溫度進(jìn)行計 算。2. 如權(quán)利要求1所述的排氣系統(tǒng)的狀態(tài)檢測裝置，其中，還具備： 回流排氣冷卻單元，設(shè)置于將上述發(fā)動機(jī)的吸氣系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)進(jìn)行連接的回流排氣 流路，對回流排氣進(jìn)行冷卻； 排氣溫度檢測單元，設(shè)置于比上述回流排氣冷卻單元更靠排氣下游側(cè)的回流排氣流 路；以及 診斷單元，基于由上述排氣溫度計算單元計算出的排氣溫度、以及由上述排氣溫度檢 測單元檢測的排氣溫度，對上述回流排氣冷卻單元的冷卻效率進(jìn)行診斷。3. 如權(quán)利要求1或者2所述的排氣系統(tǒng)的狀態(tài)檢測裝置，其中， 上述第一模型式包含根據(jù)上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而設(shè)定的基準(zhǔn)吸氣氧濃度、根據(jù)上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) 而設(shè)定的吸氣氧濃度修正系數(shù)、根據(jù)上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而設(shè)定的基準(zhǔn)噴射開始定時、以及根據(jù) 上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而設(shè)定的噴射開始定時修正系數(shù)。4. 如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的排氣系統(tǒng)的狀態(tài)檢測裝置，其中， 上述第二模型式包含根據(jù)上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而設(shè)定的基準(zhǔn)排氣能量、根據(jù)上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而 設(shè)定的基準(zhǔn)吸氣能量、至少根據(jù)吸入空氣量以及吸氣溫度而計算出的吸氣能量、以及基于 根據(jù)上述運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而設(shè)定的燃料噴射量而計算出的燃燒能量。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種排氣系統(tǒng)的狀態(tài)檢測裝置，通過簡單的構(gòu)成來有效地檢測排氣溫度。具備：吸氣氧濃度傳感器(32)，檢測發(fā)動機(jī)(10)的吸氣氧濃度；發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)傳感器(30)、油門開度傳感器(31)，檢測運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；指示熱效率計算部(42)，基于吸氣氧濃度、燃料的噴射開始定時、以及預(yù)先存儲的對吸氣氧濃度、噴射開始定時以及指示熱效率變化量的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的第一模型式，對發(fā)動機(jī)(10)的指示熱效率變化量進(jìn)行計算；以及排氣溫度計算部(43)，基于指示熱效率變化量、以及預(yù)先存儲的對排氣溫度與指示熱效率變化量的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的第二模型式，對發(fā)動機(jī)(10)的排氣溫度進(jìn)行計算。
【IPC分類】F02D21/08, F02M26/49, F02D45/00
【公開號】CN105408608
【申請?zhí)枴緾N201480042373
【發(fā)明人】塙哲史, 伊海佳昭
【申請人】五十鈴自動車株式會社, 株式會社特朗斯特隆
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2014年7月31日
【公告號】EP3029304A1, US20160169168, WO2015016305A1