(57)【要約】【課題】センサ出力値推定装置に関し、温度センサの応答遅れを反映したセンサ出力値を効果的に推定する。【解決手段】少なくともエンジン１０の運転状態及び、エンジン内ガスの状態量に基づいて、エンジン１０の推定ガス温度を演算する推定ガス温度演算部４３と、演算される推定ガス温度及び、予め記憶した温度センサ３１の温度変化時定数とガス流量とガス温度との関係を規定する第１モデル式に基づいて、温度センサ３１の応答遅れを反映させた推定センサ出力値を演算する推定センサ出力値演算部４４とを備えた。【選択図】図２
2015031169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともエンジンの運転状態及び、エンジン内ガスの状態量に基づいて、前記エンジンの推定ガス温度を演算する推定ガス温度演算手段と、
演算される前記推定ガス温度及び、予め記憶した温度センサの温度変化時定数とガス流量とガス温度との関係を規定する第１モデル式に基づいて、前記温度センサの応答遅れを反映させた推定センサ出力値を演算する推定センサ出力値演算手段と、を備える
ことを特徴とするセンサ出力値推定装置。
【請求項２】
前記第１モデル式は、
前記温度センサが設けられた配管の温度変化時定数とガス流量とガス温度との関係をさらに含む
請求項１に記載のセンサ出力値推定装置。
【請求項３】
前記推定センサ出力値演算手段で演算される推定センサ出力値と、前記温度センサで検出される実センサ出力値とに基づいて、前記温度センサを診断する診断手段をさらに備える
請求項１又は２に記載のセンサ出力値推定装置。
【請求項４】
前記推定ガス温度演算手段は、
前記エンジンの吸気酸素濃度と運転状態に応じて設定される燃料噴射時期と図示熱効率変化量との関係を規定する第２モデル式に基づいて、前記エンジンの図示熱効率変化量を演算すると共に、演算される図示熱効率変化量と排気温度との関係を規定する第３モデル式に基づいて、前記エンジンの推定排気温度を演算する
請求項１から３の何れか一項に記載のセンサ出力値推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ出力値推定装置に関し、特に、センサの応答遅れを反映したセンサ出力値の推定に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度センサは、例えば、エンジンの排気を浄化する後処理装置や、排気の一部を吸気系に環流する排気環流装置（Exhaust Gas Recirculation：以下、ＥＧＲ装置）等の各種制御に用いられている。温度センサに故障等による異常が生じると、これら各種制御を適切に行えなくなる可能性がある。
【０００３】
このような課題に着目し、エンジンの運転状態に基づいて推定した推定ガス温度と、温度センサのセンサ値とを比較して、温度センサの異常を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７６３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、温度センサの出力は、実際の温度変化に対して応答遅れを生じる。そのため、実際のエンジン内ガス温度として推定した推定温度と、温度センサで検出されるセンサ出力値とを単純に比較する合理性診断においては、応答遅れの影響によりセンサ値と推定値とに差異が生じるため、正確な診断を行えない可能性がある。すなわち、診断精度の向上を図るためには、応答遅れの影響を反映したセンサ出力値の推定が重要となる。
【０００６】
本発明の目的は、温度センサの応答遅れを反映したセンサ出力値を効果的に推定することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明のセンサ出力値推定装置は、少なくともエンジンの運転状態及び、エンジン内ガスの状態量に基づいて、前記エンジンの推定ガス温度を演算する推定ガス温度演算手段と、演算される前記推定ガス温度及び、予め記憶した温度センサの温度変化時定数とガス流量とガス温度との関係を規定する第１モデル式に基づいて、前記温度センサの応答遅れを反映させた推定センサ出力値を演算する推定センサ出力値演算手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記第１モデル式は、前記温度センサが設けられた配管の温度変化時定数とガス流量とガス温度との関係をさらに含むことが好ましい。
【０００９】
また、前記推定センサ出力値演算手段で演算される推定センサ出力値と、前記温度センサで検出される実センサ出力値とに基づいて、前記温度センサを診断する診断手段をさらに備えてもよい。
【００１０】
また、前記推定ガス温度演算手段は、前記エンジンの吸気酸素濃度と運転状態に応じて設定される燃料噴射時期と図示熱効率変化量との関係を規定する第２モデル式に基づいて、前記エンジンの図示熱効率変化量を演算すると共に、演算される図示熱効率変化量と排気温度との関係を規定する第３モデル式に基づいて、前記エンジンの推定排気温度を演算してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のセンサ出力値推定装置によれば、温度センサの応答遅れを反映したセンサ出力値を効果的に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るセンサ出力値推定装置を示す模式的な全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るセンサ出力値推定装置による制御内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係るセンサ出力値推定装置で演算されるエンジン出口推定排気温度、推定センサ出力値、排気温度センサで検出される実センサ入力値を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図１〜３に基づいて、本発明の一実施形態に係るセンサ出力値推定装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１４】
図１に示すように、ディーゼルエンジン（以下、単にエンジン）１０には、吸気マニホールド１０Ａ及び、排気マニホールド１０Ｂが設けられている。吸気マニホールド１０Ａには新気を導入する吸気通路（吸気管）１１が接続され、排気マニホールド１０Ｂには排気を大気に放出する排気通路（排気管）１２が接続されている。
【００１５】
排気通路１２には、排気上流側から順に、排気温度センサ３１、過給機１４のタービン１４Ｂ、図示しない排気後処理装置が設けられている。吸気通路１１には、吸気上流側から順に、ＭＡＦセンサ３２、過給機１４のコンプレッサ１４Ａ、インタークーラ１５、吸気温度センサ３３、吸気酸素濃度センサ３４、ブースト圧センサ３５が設けられている。これら各種センサ３１〜３５で検出されるセンサ値は、電気的に接続された電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ）４０に出力される。
【００１６】
ＥＧＲ装置２０は、排気の一部を吸気系に環流するＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲガス流量を調整するＥＧＲバルブ２３とを備えている。また、ＥＧＲクーラ２２よりも上流側（入口）のＥＧＲ通路２１には、排気通路１２から取り込まれた排気の温度を検出するクーラ入口温度センサ３７が設けられている。さらに、ＥＧＲクーラ２２よりも下流側（出口）のＥＧＲ通路２１には、ＥＧＲクーラ２２で冷却されたＥＧＲガスの温度を検出するクーラ出口温度センサ３６が設けられている。これらセンサ３６，３７で検出されるセンサ値は、電気的に接続されたＥＣＵ４０に出力される。
【００１７】
エンジン回転センサ２９は、図示しないクランク軸の回転数を検出する。アクセル開度センサ３０は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量に応じたアクセル開度を検出する。これらセンサ２９，３０で検出されるセンサ値は、電気的に接続されたＥＣＵ４０に出力される。
【００１８】
ＥＣＵ４０は、エンジン１０の燃料噴射等の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。また、ＥＣＵ４０は、燃料噴射制御部４１と、図示熱効率演算部４２と、推定排気温度演算部４３と、推定センサ出力値演算部４４と、排気温度センサ診断部４５とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるＥＣＵ４０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
【００１９】
燃料噴射制御部４１は、エンジン回転センサ２９から入力される回転数Ｎ及び、アクセル開度センサ３０から入力されるアクセル開度Ｑに基づいて、エンジン１０の図示しない燃料噴射装置による燃料噴射時期や燃料噴射量を制御する。
【００２０】
図示熱効率演算部４２は、本発明の推定ガス温度演算手段の一部を構成するもので、各種センサ２９〜３７で検出されるセンサ値及び、後述するモデル式等に基づいて、エンジン１０の図示熱効率変化量Δηiを演算する。以下、その演算手順を詳述する。
【００２１】
エンジン１０の筒内におけるエネルギ保存は、排気エネルギＨex、吸気エネルギＨin、燃料の燃焼エネルギＱfuel、冷却損失エネルギＵhloss及び、エンジン１０の図示仕事Ｗidの関係を示す以下の数式（１）で表される。
【００２２】
【数１】
2015031169.tif 000003
【００２３】
また、エンジン１０の図示熱効率ηiは、図示仕事Ｗidと燃焼エネルギＱfuelとの比を示す以下の数式（２）で表される。
【００２４】
【数２】
2015031169.tif 000004
【００２５】
数式（１）に数式（２）の図示仕事Ｗidを代入すると、排気エネルギＨexは以下の数式（３）で表される。
【００２６】
【数３】
2015031169.tif 000005
【００２７】
さらに、数式（３）に基づいて、基準排気エネルギＨex,refからの変化量ΔＨexを計算すると以下の数式（４）で表される。
【００２８】
【数４】
2015031169.tif 000006
【００２９】
数式（４）において、燃料噴射量は一定、冷却損失エネルギＵhlossの変化は微小であると仮定すると、排気エネルギの変化量ΔＨexは以下の数式（５）で近似される。
【００３０】
【数５】
2015031169.tif 000007
【００３１】
さらに、エンジン１０から排出される推定排気温度（以下、エンジン出口推定排気温度）Ｔ3は、数式（４）のΔＨex＝Ｈex−Ｈex,refから以下の数式（６）で表される。
【００３２】
【数６】
2015031169.tif 000008
【００３３】
数式（６）に数式（５）を代入すると、エンジン出口推定排気温度Ｔ3は、吸気の定圧比熱：Ｃp,in、排気流量：ｍex、基準排気エネルギ：Ｈex、ref、基準吸気エネルギ：Ｈin、ref、排気エネルギ：Ｈin、燃焼エネルギ：Ｑfuelとする以下の数式（７）（第３モデル式）で表される。
【００３４】
【数７】
2015031169.tif 000009
【００３５】
ここで、図示熱効率ηiの変化要因として、燃料の噴射開始時期φ及び、吸気酸素濃度ＸO2を考慮する。図示熱効率変化量Δηiの吸気酸素濃度ＸO2に対する変化を線形と仮定すると、図示熱効率変化量Δηiはテイラー展開により、吸気酸素濃度：ＸO2、噴射開始時期：φ、吸入酸素濃度補正係数：ｋ1,O2、基準吸入酸素濃度：ＸO2、ref、噴射開始時期補正係数：ｋn(n=1,2),soi、基準噴射開始時期：φrefとする以下の数式（８）で近似される。
【００３６】
【数８】
2015031169.tif 000010
【００３７】
数式（８）において、噴射開始時期φと吸入酸素濃度ＸO2との相互作用項の影響を微小と仮定すると、図示熱効率変化量Δηiは以下の数式（９）（第２モデル式）で表される。
【００３８】
【数９】
2015031169.tif 000011
【００３９】
図示熱効率演算部４２は、この数式（９）に基づいて、図示熱効率変化量Δηiをリアルタイムで演算する。より詳しくは、ＥＣＵ４０には、予め実験等により作成したエンジン回転数Ｎとアクセル開度Ｑと吸入酸素濃度補正係数ｋ1,O2との関係を規定する補正値マップ（不図示）及び、エンジン回転数Ｎとアクセル開度Ｑと基準吸入酸素濃度ＸO2、refとの関係を規定する基準値マップ（不図示）が記憶されている。さらに、ＥＣＵ４０には、予め実験等により作成したエンジン回転数Ｎとアクセル開度Ｑと噴射開始時期補正係数ｋn(n=1,2),soiとの関係を規定する補正値マップ（不図示）及び、エンジン回転数Ｎとアクセル開度Ｑと基準噴射開始時期φrefとの関係を規定する基準値マップ（不図示）が記憶されている。
【００４０】
図示熱効率演算部４２は、数式（９）にこれらマップからエンジン１０の運転状態に応じた値を読み取って代入すると共に、吸気酸素濃度センサ３４から入力される吸気酸素濃度ＸO2及び、燃料噴射制御部４１で決定される噴射開始時期φをそれぞれ代入する。これにより、基準吸入酸素濃度ＸO2、refからの変化量及び、基準噴射開始時期φrefからの変化量を反映した図示熱効率変化量Δηiが、エンジン１０の運転状態に応じてリアルタイムで演算されるように構成されている。
【００４１】
推定ガス温度演算部４３は、本発明の推定ガス温度演算手段の一部を構成するもので、上述の数式（７）に基づいて、エンジン出口推定排気温度Ｔ3をリアルタイムで演算する。より詳しくは、ＥＣＵ４０には、予め実験等により作成したエンジン回転数Ｎとアクセル開度Ｑと基準吸気エネルギＨin、refとの関係を示す基準値マップ（不図示）及び、エンジン回転数Ｎとアクセル開度Ｑと基準排気エネルギＨex、refとの関係を示す基準値マップ（不図示）が記憶されている。
【００４２】
推定ガス温度演算部４３は、これらマップからエンジン１０の運転状態に応じた値を読み取ると共に、吸気の定圧比熱Ｃp,in、吸気温度Ｔ2及び、吸気流量ｍinの関係を示す以下の数式（１０）から吸気エネルギＨinを演算する。
【００４３】
【数１０】
2015031169.tif 000012
【００４４】
さらに、推定ガス温度演算部４３は、燃料の低位発熱量ｈl及び、燃料噴射量ｍfuelの関係を示す以下の数式（１１）から燃料の燃焼エネルギＱfuelを演算する。
【００４５】
【数１１】
2015031169.tif 000013
【００４６】
そして、推定ガス温度演算部４３は、マップから読み取った値や数式（１０），（１１）から演算した値及び、排気の定圧比熱Ｃp,ex、排気流量ｍexを数式（７）に代入することで、エンジン出口推定排気温度Ｔ3を演算する。これにより、エンジン１０の運転状態に応じて変化するエンジン出口推定排気温度Ｔ3がリアルタイムで演算されるように構成されている。
【００４７】
推定センサ出力値演算部４４は、本発明の推定センサ出力値演算手段の一例であって、排気温度センサ３１の応答遅れの影響を反映させる二次のＬＰＦ（Low Pass Filter）を用いて、推定ガス温度演算部４３で演算されたエンジン出口推定排気温度Ｔ3を排気温度センサ３１のセンサ出力値に近づける演算を行う。以下、その演算の詳細手順を説明する。
【００４８】
排気温度センサ３１の時定数は排気流量等に依存するため一定ではない。そのため、時定数と物理量との依存関係を物理式から導き出す必要がある。排気から排気温度センサ３１の外壁面又は排気通路（排気管）１２の内壁面に伝わる熱エネルギは、これら壁面の温度上昇に全て使われると仮定すると、熱伝達式は、固体の密度：ρw、固体の比熱：ｃp、固体の体積：Ｖw、壁面温度：ＴS、熱伝達率：ｈ、伝熱面積：Ｓ、流体温度：Ｔfとする以下の数式（１２）で表される。
【００４９】
【数１２】
2015031169.tif 000014
【００５０】
数式（１２）をラプラス変換して変形すると、以下の数式（１３）で表される。
【００５１】
【数１３】
2015031169.tif 000015
【００５２】
数式（１３）から、温度変化の時定数は、排気と壁面との間の熱伝達率ｈに反比例することが分かる。
【００５３】
本実施形態では、まず排気温度センサ３１の熱伝達率と物理量との関係を考慮する。例えば、排気流とセンサとの熱伝達現象を、一様流中におかれた円柱の熱伝達現象と相似であると仮定すると、公知の熱伝達率の実験式から、一様流中に置かれた円柱状センサの平均熱伝達率は、ヌセルト数：Ｎｕ、レイノルズ数：Ｒｅ、プラント数：Ｐｒ、定数：Ｃとする以下の数式（１４）で表される。
【００５４】
【数１４】
2015031169.tif 000016
【００５５】
数式（１４）の無次元数を物理量に書き直し、さらに、熱伝達率ｈについて解くと、代表長さ：ｌ、流体比熱ｃpf、流体の熱伝導率：λ、流体の粘度：μ、流体の密度：ρ、流体の動粘度：ｖとする以下の数式（１５）で表される。
【００５６】
【数１５】
2015031169.tif 000017
【００５７】
排気の熱伝導率λ、粘度μは温度に依存して変化するため、これら熱伝導率λ、粘度μを以下の数式（１６）に示す近似式で表せるものと仮定する。
【００５８】
【数１６】
2015031169.tif 000018
【００５９】
数式（１６）において、α及びβは両方の対数をとった以下の数式（１７）により、一次関数の近似で求めることができる。
【００６０】
【数１７】
2015031169.tif 000019
【００６１】
数式（１７）を公知の理科年表等に記載されている、熱伝導率λは例えば０〜１００℃、粘度μは例えば−５０〜３５０℃の値を用いて同定すると、近似式は以下の数式（１８），（１９）で表される。
【００６２】
【数１８】
2015031169.tif 000020
【００６３】
【数１９】
2015031169.tif 000021
【００６４】
数式（１８），（１９）を上述の数式（１５）に代入すると、以下の数式（２０）で表される。
【００６５】
【数２０】
2015031169.tif 000022
【００６６】
さらに、センサの有効断面積をＡeとすると、排気の質量流量ｍfは、以下の数式（２１）で表される。
【００６７】
【数２１】
2015031169.tif 000023
【００６８】
数式（２０），（２１）から流体密度ρと流体流速ｕとを消去し、流体温度Ｔfと質量流量ｍfとを抽出すると、以下の数式（２２）で表される。
【００６９】
【数２２】
2015031169.tif 000024
【００７０】
数式（２２）を数式（１３）に代入すると、センサの温度変化時定数τ1が流体温度Ｔfと質量流量ｍfとに比例する以下の数式（２３）が得られる。なお、数式（２３）において、Ｔf0は流体温度の基準値、ｍf0は質量流量の基準値である。
【００７１】
【数２３】
2015031169.tif 000025
【００７２】
次に、本実施形態では、排気通路（排気管）１２の熱伝達率と物理量との関係を考慮する。排気通路１２が滑らかな円筒管と仮定すると、円管内部の平均熱伝達率は、公知の経験式から以下の数式（２４）で表される。
【００７３】
【数２４】
2015031169.tif 000026
【００７４】
上述の数式（１４）〜（２３）と同様の変形を施すと、排気管の温度変化時定数τ2と物理量（流体温度Ｔf、質量流量ｍf）との比例関係は、以下の数式（２５）で表される。
【００７５】
【数２５】
2015031169.tif 000027
【００７６】
さらに、本実施形態では、排気温度センサ３１の推定センサ出力値Ｔestと排気通路１２の壁面温度との関係についても考慮する。推定センサ出力値Ｔestは、センサ壁面温度Ｔs1と排気管温度Ｔs2との中間値になると仮定すると、重み係数をαとする以下の数式（２６）で示すこができる。
【００７７】
【数２６】
2015031169.tif 000028
【００７８】
センサ壁面温度Ｔs1及び排気管温度Ｔs2がそれぞれ個別の時定数を有し、上述の数式（２３）又は数式（２５）に従って変化すると仮定すると、推定センサ出力値Ｔestの変化を表す伝達関数は、二次のＬＰＦとして以下の数式（２７）（第１モデル式）で示される。
【００７９】
【数２７】
2015031169.tif 000029
【００８０】
推定センサ出力値演算部４４は、数式（２７）の流体温度Ｔfに推定ガス温度演算部４３で演算されるエンジン出口推定排気温度Ｔ3を代入することで、排気温度センサ３１の推定センサ出力値Ｔestを演算する。これにより、エンジン１０の運転状態に応じて変化するエンジン出口推定排気温度Ｔ3からセンサの応答遅れを反映した推定センサ出力値Ｔestがリアルタイムで演算されるように構成されている。なお、質量流量（排気の質量流量）ｍfは、図示しない排気流量センサで直接的に検出してもよく、又は、エンジン回転数Ｎ及びアクセル開度Ｑから把握されるエンジン１０の運転状態に基づいて推定してもよい。
【００８１】
排気温度センサ診断部４５は、本発明の診断手段の一例であって、排気温度センサ３１から入力される実センサ入力値Ｔactと、推定センサ出力値演算部４４で演算される推定センサ出力値Ｔestとに基づいて、排気温度センサ３１の合理性診断を行う。
【００８２】
より詳しくは、ＥＣＵ４０には、予め実験等により求めた排気温度センサ３１の故障を示す温度差上限閾値Ｔ0が記憶されている。ここでいう故障には、例えばセンサのショートや断線等によりセンサ値を出力できなくなる状態のみならず、正確な値を検出できない状態も含まれる。排気温度センサ診断部４５は、実センサ入力値Ｔactと推定センサ出力値Ｔestとの温度差ΔＴが温度差上限閾値Ｔ0よりも大きくなった場合に、排気温度センサ３１を故障と判定する。
【００８３】
なお、故障判定は、必ずしも温度差ΔＴに基づく必要はなく、実センサ入力値Ｔactと推定センサ出力値Ｔestとの比Ｔact／Ｔestに基づいて行われてもよい。また、診断対象は、排気温度センサ３１と略同等の温度を検出するものであれば、例えば、ＥＧＲクーラ２２の入口に設けられたクーラ入口温度センサ３７であってもよい。
【００８４】
次に、図２に基づいて、本実施形態のセンサ出力値推定装置による制御フローを説明する。
【００８５】
まず、イグニッションキーのＯＮ操作と同時に、ステップ１００では、各種センサ２９〜３７のセンサ値がＥＣＵ４０に入力される。
【００８６】
ステップ１１０では、エンジン１０の運転状態に応じて、補正値マップから吸入酸素濃度補正係数ｋ1,O2及び、噴射開始時期補正係数ｋn(n=1,2),soi、基準値マップから基準吸入酸素濃度ＸO2、ref及び、基準噴射開始時期φrefがそれぞれ読み取られる。
【００８７】
ステップ１２０では、ステップ１１０で各種マップから読み取った値と、吸気酸素濃度センサ３４から入力される吸気酸素濃度ＸO2と、燃料噴射制御部４１で決定される噴射開始時期φとに基づいて、数式（９）のモデル式から図示熱効率変化量Δηiが演算される。
【００８８】
ステップ１３０では、エンジン１０の運転状態に応じて、基準値マップから基準吸入エネルギＨin、ref、基準排気エネルギＨex、refが読み取られると共に、数式（１０），（１１）から排気エネルギＨin、燃焼エネルギＱfuelが演算される。
【００８９】
ステップ１４０では、ステップ１２０で演算された図示熱効率変化量Δηi、ステップ１３０でマップから読み取った値及び、数式（１０），（１１）から演算された値に基づいて、数式（７）のモデル式からエンジン出口推定排気温度Ｔ3が演算される。
【００９０】
ステップ１５０では、ステップ１００で入力されたエンジン回転数Ｎ及びアクセル開度Ｑから推定（又は、センサで直接的に検出）される質量流量ｍf及び、ステップ１４０で演算されたエンジン出口推定排気温度Ｔ3を数式（２７）に代入することで、排気温度センサ３１の推定センサ出力値Ｔestが演算される。
【００９１】
ステップ１６０では、ステップ１５０で演算された推定センサ出力値Ｔestと、ステップ１００で排気温度センサ３１から入力された実センサ入力値Ｔactとの温度差ΔＴに基づいて、排気温度センサ３１の診断が実行される。温度差ΔＴが閾値Ｔ0よりも大きい場合（ＹＥＳ）、ステップ１７０で排気温度センサ３１は故障と判定される。一方、温度差ΔＴが閾値Ｔ0以下の場合（ＮＯ）、本制御はステップ１００に戻される。その後、ステップ１００〜１７０までの各制御ステップは、イグニッションキーのＯＦＦ操作まで繰り返し実行される。
【００９２】
次に、本実施形態に係るセンサ出力値推定装置による作用効果を説明する。
【００９３】
従来は、排気温度センサの合理性診断に際し、エンジンの運転状態から推定した推定排気温度と、排気温度センサの実センサ出力値とを比較していた。排気温度センサのセンサ出力値には応答遅れが生じるため、これらセンサ値と推定値とを単純に比較する手法では、正確な診断を行えない可能性があった。
【００９４】
これに対し、本実施形態のセンサ出力値推定装置は、センサの応答遅れを反映させる数式（２７）を用いて、排気温度センサ３１の推定センサ出力値Ｔestをリアルタイムで演算する。この数式（２７）は、応答遅れを高精度に反映させるように、排気温度センサ３１の温度変化時定数τ1と物理量（排気流量ｍf、排気温度Ｔf）との関係及び、排気通路（排気管）１２の温度変化時定数τ2と物理量（排気流量ｍf、排気温度Ｔf）との関係を含む二次のＬＰＦとして構成されている。このような二次のＬＰＦとすることで、図３に示すように、エンジン１０の過渡運転を含めた全運転領域において、センサの応答遅れを反映した排気温度センサ３１の推定センサ出力値Ｔestを高精度に演算することができる。
【００９５】
したがって、本実施形態のセンサ出力値推定装置によれば、応答遅れの影響を反映した推定センサ出力値Ｔestを効果的に演算することができると共に、排気温度センサ３１の実センサ値Ｔactとの比較が容易になり、合理性診断を高精度に行うことが可能になる。
【００９６】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００９７】
例えば、上述の実施形態では、エンジン出口推定排気温度Ｔ3は、上述の数式（７）及び、数式（９）に基づいて演算されるものとして説明したが、エンジン１０の運転状態や排気の状態量等を含む他のモデル式から演算してもよい。また、推定センサ出力値Ｔestを排気温度センサ３１の診断に用いるものとして説明したが、ＥＧＲクーラ２２の診断に適用することも可能である。この場合は、推定センサ出力値Ｔestをクーラ出口温度センサ３６のセンサ値と比較すればよい。また、エンジン１０はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等の他のエンジンにも広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１０  エンジン
１２  排気通路（排気管）
３１  排気温度センサ
３６  クーラ出口温度センサ
３７  クーラ入口温度センサ
４０  ＥＣＵ
４２  図示熱効率演算部（推定ガス温度演算手段）
４３  推定ガス温度演算部（推定ガス温度演算手段）
４４  推定センサ出力値演算部（推定センサ出力値演算手段）
４５  排気温度センサ診断部（診断手段）
【図１】
2015031169.tif 000030
【図２】
2015031169.tif 000031
【図３】
2015031169.tif 000032