JP2012021443A - エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】過渡状態であるか否かを正確に判断することができるエンジンを提供する。
【解決手段】燃料を噴射する燃料噴射装置としてのコモンレール燃料噴射装置３と、エンジン回転数Ｎを検知する回転数センサ７１と、コモンレール燃料噴射装置３及び回転数センサ７１が接続されるコントローラ７と、を備えるエンジン１において、コントローラ７は、エンジン回転数Ｎとコモンレール燃料噴射装置３の燃料噴射量Ｑとの関係を規定する制御マップ７３に基づいてエンジン回転数Ｎに応じた燃料噴射量Ｑを算出し、燃料噴射量Ｑの単位時間当たりの増加量として噴射量偏差ΔＱｎを算出し、噴射量偏差ΔＱｎが基準噴射量偏差としての基準過渡噴射量偏差Ａ２を上回る場合に、過渡状態であると判断するものである。
【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンに関し、特に、燃料を噴射する燃料噴射装置と、エンジン回転数を検知する回転数センサと、前記燃料噴射装置及び回転数センサが接続されるコントローラと、を備えるエンジンに関する。

ディーゼルエンジン等のエンジンにおいては、エンジン回転数の変化に基づいて過渡状態であるか否かを判断する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。該技術においては、エンジン回転数の増加量が所定の基準値を超えた場合には、加速による過渡状態であると判断し、エンジン回転数の低下量が所定の基準値を超えた場合には、負荷投入による過渡状態であると判断する、という制御構成が備えられている。

特開２００９−４１４９２号公報

しかしながら、前記技術のように、エンジン回転数の変化に基づいて過渡状態であるか否かを判断する場合には、次のような問題があった。

すなわち、緩慢な加速や負荷投入による過渡状態である場合には、エンジン回転数の変化量が小さいため、定常状態におけるエンジン回転数の変動と区別がつき難くい。また、加速と負荷投入とが同時に発生した過渡状態である場合には、加速によるエンジン回転数の増加と負荷投入によるエンジン回転数の低下とが相殺することにより、エンジン回転数が殆ど変化しない。

従って、緩慢な加速や負荷投入による過渡状態である場合、加速と負荷投入とが同時に発生した過渡状態である場合には、過渡状態であるか否かを正確に判断することができない。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、過渡状態であるか否かを正確に判断することができるエンジンを提供する。

本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、燃料を噴射する燃料噴射装置と、エンジン回転数を検知する回転数センサと、前記燃料噴射装置及び回転数センサが接続されるコントローラと、を備えるエンジンにおいて、前記コントローラは、前記エンジン回転数と前記燃料噴射装置の燃料噴射量との関係を規定する制御マップに基づいて前記エンジン回転数に応じた前記燃料噴射量を算出し、該燃料噴射量の単位時間当たりの増加量として噴射量偏差を算出し、該噴射量偏差が所定の基準噴射量偏差を上回る場合に、過渡状態であると判断するものである。

請求項２においては、前記コントローラは、前記噴射量偏差が前記基準噴射量偏差を上回った回数が、所定の基準回数以上の場合に、過渡状態であると判断するものである。

請求項３においては、前記コントローラは、前記基準回数を前記噴射量偏差の大小に応じて複数設定可能とし、前記噴射量偏差が大きいほど前記基準回数を少なくするものである。

請求項４においては、前記コントローラは、第一の基準回数と、該第一の基準回数よりも少ない第二の基準回数とで、前記複数の基準回数を構成するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、緩慢な加速や負荷投入による過渡状態の場合、加速と負荷投入とが同時に発生した過渡状態の場合でも、加速や負荷投入に伴って増加する燃料噴射量の変化から過渡状態であるか否かを正確に判断することができる。

請求項２においては、定常状態において燃料噴射量が偶然に増加した場合に、誤って過渡状態であると判断することがなく、過渡状態であるか否かを正確に判断することができる。

請求項３においては、噴射量偏差が大きい場合、つまり、加速や負荷投入速度が速い場合には、基準回数が少ないことから過渡状態であるとの判断を早期にすることができると共に、噴射量偏差が小さい場合、つまり、加速や負荷投入速度が遅い場合には、基準回数が多いことから過渡状態であるとの判断をより正確にすることができる。

請求項４においては、二つの基準回数に基づいて過渡状態であるか否かを判断することにより、噴射量偏差が大きい場合、つまり、加速や負荷投入速度が速い場合と、噴射量偏差が小さい場合、つまり、加速や負荷投入速度が遅い場合とに応じて、過渡状態であるか否かを適切に判断することができる。

本発明の第一実施形態に係るエンジンの全体構成を示すブロック図。 エンジン回転数とコモンレール燃料噴射装置の燃料噴射量との関係を規定する制御マップを示す図。 ＥＧＲ制御の制御手順を示すフロー図。 本発明の第一実施形態に係る回転数過渡判定の制御手順を示すフロー図。 本発明の第一実施形態に係る噴射量過渡判定の制御手順を示すフロー図。 回転数解消判定の制御手順を示すフロー図。 噴射量解消判定の制御手順を示すフロー図。 本発明の第二実施形態に係る回転数過渡判定の制御手順を示すフロー図。 本発明の第二実施形態に係る噴射量過渡判定の制御手順を示すフロー図。

以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。

先ず、本発明の第一実施形態に係るエンジン１の全体構成について、図１及び図２により説明する。

図１に示すように、エンジン１は、直列四気筒型ディーゼルエンジン等のエンジン本体２、燃料噴射装置としてのコモンレール燃料噴射装置３、排気ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ、以下「ＥＧＲ」という。）装置４、排気タービン式過給機（ターボチャージャー）等の過給機５、排気浄化装置６等から構成される。

このうちのエンジン本体２においては、シリンダヘッド２１がシリンダブロック２２の上面に固定される。シリンダブロック２２には、クランク軸２４が回転可能に軸支されると共に、クランク軸２４の軸方向に沿って四つのシリンダ２３・２３・・・が等間隔で形成される。また、シリンダヘッド２１の一側には、図示せぬ吸気マニホールドを介して吸気管２５が接続される一方、シリンダヘッド２１の他側には、図示せぬ排気マニホールドを介して排気管２６が接続される。

そして、排気管２６の排気出口側には、図示せぬ酸化触媒担体（ＤＯＣ）やフィルタ担体（ＤＰＦ）等を備える排気浄化装置６が設けられる。排気浄化装置６では、ＤＯＣによって排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）及び有機可溶成分（ＳＯＦ）が酸化されると共に、ＤＰＦによって排気ガス中のＰＭが捕集・酸化されて、排気ガスが浄化される。

更に、クランク軸２４近傍には、クランク軸２４の回転数を検知する回転数センサ７１が設けられ、回転数センサ７１とコントローラ７とが接続されており、検知されたクランク軸２４の回転数が、エンジン回転数Ｎとしてコントローラ７に入力される。

コモンレール燃料噴射装置３は、燃料を高圧にする図示せぬサプライポンプ、該サプライポンプで高圧にされた燃料を蓄えるコモンレール３１、コモンレール３１内の高圧燃料をシリンダ２３・２３・・・内に噴射するインジェクタ３２・３２・・・等から構成される。このうちのインジェクタ３２・３２・・・とコントローラ７とが接続されており、コントローラ７からの信号により、インジェクタ３２・３２・・・から燃料が噴射される。

過給機５においては、吸気管２５及び排気管２６と連通するハウジング５１内に、回転軸５２が回転可能に軸支され、回転軸５２上の排気管２６側には、タービン５３が固定される一方、回転軸５２上の吸気管２５側には、コンプレッサ５４が固定される。

このような構成により、排気管２６内を流れる排気ガスのエネルギーによってタービン５３が回転すると、回転軸５２を介してタービン５３と共に回転するコンプレッサ５４によって吸気が圧縮されて、圧縮された吸気がシリンダ２３・２３・・・内に送り込まれることにより、シリンダ２３・２３・・・内の吸気充填効率が向上して、エンジン１の出力を増大させることができる。

更に、コンプレッサ５４の吸気下流側における吸気管２５には、コンプレッサ５４によって圧縮された吸気の圧力（以下「過給圧」という。）を検知する過給圧センサ７２が設けられ、過給圧センサ７２とコントローラ７とが接続されており、検知された過給圧が過給機５の過給圧Ｐとしてコントローラ７に入力される。

ＥＧＲ装置４は、吸気に再循環される排気ガスが流れるＥＧＲ管４１、ＥＧＲ管４１内の排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ４２、ＥＧＲ管４１を開閉するＥＧＲ弁４３等から構成される。このうちのＥＧＲ弁４３とコントローラ７とが接続されており、コントローラ７からの信号により、ＥＧＲ弁４３が所定の開度で開閉される。

このような構成により、ＥＧＲ弁４３の開度に応じた量の排気ガスが、ＥＧＲ管４１によってエンジン本体２の図示せぬ燃焼室内に送り込まれ、低酸素雰囲気により該燃焼室内の燃焼温度が低下するため、高温燃焼により発生するＮＯｘの排出量を低減することができる。

ここで、エンジン１では、エンジン回転数が安定している定常状態の場合には、ＥＧＲ弁４３を所定の開度で開いて排気ガスを吸気に再循環させる一方、加速や負荷投入による過渡状態の場合には、ＰＭの排出量を抑制するべく、ＥＧＲ弁４３を閉じて排気ガスを吸気に再循環させない制御（以下「ＥＧＲ制御」という。）が行われる。

そして、ＥＧＲ弁４３を閉じるか否かの判断は、エンジン回転数Ｎ、コモンレール燃料噴射装置３の燃料噴射量Ｑ、過給圧Ｐ、ＥＧＲ弁４３が閉じられてから経過した時間（以下「経過時間」という。）Ｔを基にして行われる。なお、経過時間Ｔは、コントローラ７が有する図示せぬタイマーによって計測される。

コントローラ７は、図示せぬ中央処理装置、記憶装置７４等から構成され、このうち記憶装置７４には、エンジン回転数Ｎとコモンレール燃料噴射装置３の燃料噴射量Ｑとの関係を規定する制御マップ７３（図２参照）が記憶されており、エンジン回転数Ｎに応じた燃料噴射量Ｑが制御マップ７３に基づいて所定時間毎に算出される。更に、記憶装置７４には、所定時間毎に検知されたエンジン回転数Ｎ及び所定時間毎に算出された燃料噴射量Ｑが、一時的に保存（以下「バッファリング」という。）される。

ここで、記憶装置７４にバッファリングされているエンジン回転数Ｎのうち、直近に検知されたエンジン回転数（以下「直近回転数」という。）をＮｎ、直近回転数Ｎｎの一回前に検知されたエンジン回転数（以下「前回回転数」）をＮｎ−１、前回回転数Ｎｎ−１から直近回転数Ｎｎを引いて算出された値（以下「回転数偏差」という。）をΔＮｎ（＝Ｎｎ−１−Ｎｎ）、エンジン１の目標とする回転数（以下「目標回転数」という。）をＮｓｅｔ、目標回転数Ｎｓｅｔから直近回転数Ｎｎを引いて算出された値（以下「目標回転数偏差」という。）をΔＮｓｅｔ（＝Ｎｓｅｔ−Ｎｎ）で表すものとする。なお、前回回転数Ｎｎ−１に代えて、直近回転数Ｎｎの任意前に検知されたエンジン回転数を用いて、回転数偏差ΔＮｎを算出してもよい。

また、記憶装置７４にバッファリングされている燃料噴射量Ｑのうち、直近回転数Ｎｎに応じた燃料噴射量（以下「直近噴射量」という。）をＱｎ、前回回転数Ｎｎ−１に応じた燃料噴射量（以下「前回噴射量」という。）をＱｎ−１、直近噴射量Ｑｎから前回噴射量Ｑｎ−１を引いて算出された値（以下「噴射量偏差」という。）をΔＱｎ（＝Ｑｎ−Ｑｎ−１）で表すものとする。なお、前回噴射量Ｑｎ−１に代えて、直近回転数Ｎｎの任意前に検知されたエンジン回転数に応じた燃料噴射量を用いて、噴射量偏差ΔＱｎを算出してもよい。

なお、コントローラ７には、エンジン回転数Ｎ及び燃料噴射量Ｑに係るデータがエンジン１（クランク軸２４）一回転毎に所定回数更新されるように、エンジン回転数毎にバッファリング周期が設定される。

次に、ＥＧＲ制御を行う場合の基準値について説明する。

直近回転数Ｎｎに関する基準値には、エンジン１が目標の回転数を達成しているか否かを判断するための目標回転数Ｎｓｅｔがあり、目標回転数Ｎｓｅｔは、予め設定される。

回転数偏差ΔＮｎに関する基準値には、エンジン回転数Ｎが低下傾向にあるか否かを判断するための回転数偏差（以下「基準過渡回転数偏差」という。）Ａ１があり、基準過渡回転数偏差Ａ１は、予め設定される。そして、回転数偏差ΔＮｎが基準過渡回転数偏差Ａ１を上回った回数（以下「過渡回転数偏差カウント数」という。）Ｘｎが、コントローラ７が有する図示せぬカウンターによって計測される。

過渡回転数偏差カウント数Ｘｎに関する基準値には、エンジン回転数Ｎが低下傾向にあることを連続して確認できたか否かを判断するための回数（以下「基準過渡回転数偏差カウント数」という。）Ｘ１があり、基準過渡回転数偏差カウント数Ｘ１は、予め設定される。

また、目標回転数偏差ΔＮｓｅｔに関する基準値には、エンジン回転数Ｎが目標回転数Ｎｓｅｔを達成しているか否かを判断するための回転数偏差（以下「基準解消回転数偏差」という。）Ｂ１があり、基準解消回転数偏差Ｂ１は、予め設定される。そして、目標回転数偏差ΔＮｓｅｔが基準解消回転数偏差Ｂ１を下回った回数（以下「解消回転数偏差カウント数」という。）Ｙｎが、コントローラ７が有する図示せぬカウンターによって計測される。

解消回転数偏差カウント数Ｙｎに関する基準値には、エンジン回転数Ｎが目標回転数Ｎｓｅｔを達成していることを連続して確認できたか否かを判断するための回数（以下「基準解消回転数偏差カウント数」という。）Ｙ１があり、基準解消回転数偏差カウント数Ｙ１は、予め設定される。

また、噴射量偏差ΔＱｎに関する基準値には、燃料噴射量Ｑが増加傾向にあるか否かを判断するための噴射量偏差（以下「基準過渡噴射量偏差」という。）Ａ２があり、基準過渡噴射量偏差Ａ２は、予め設定される。そして、噴射量偏差ΔＱｎが基準過渡噴射量偏差Ａ２を上回った回数（以下「過渡噴射量偏差カウント数」という。）Ｘｑが、コントローラ７が有する図示せぬカウンターによって計測される。

過渡噴射量偏差カウント数Ｘｑに関する基準値には、燃料噴射量Ｑが増加傾向にあることを連続して確認できたか否かを判断するための回数（以下「基準過渡噴射量偏差カウント数」という。）Ｘ２があり、基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２は、予め設定される。

また、噴射量偏差ΔＱｎに関する基準値には、燃料噴射量Ｑが低下傾向にあるか否かを判断するための噴射量偏差（以下「基準解消噴射量偏差」という。）Ｂ２があり、基準解消噴射量偏差Ｂ２は、予め設定される。

過給圧Ｐに関する基準値には、過給機５による過給が十分であるか否かを判断するための過給圧（以下「基準過給圧」という。）Ｐｃがあり、基準過給圧Ｐｃには、定常状態における過給圧（以下「定常時過給圧」という。）Ｐｓに、一定の比率（以下「解除比率」という。）αを掛けて算出された過給圧が設定される。

そして、噴射量偏差ΔＱｎが基準解消噴射量偏差Ｂ２を下回り、かつ、過給圧Ｐが基準過給圧Ｐｃ以上となった回数（以下「解消噴射量偏差カウント数」という。）Ｙｑが、コントローラ７が有する図示せぬカウンターによって計測される。

解消噴射量偏差カウント数Ｙｑに関する基準値には、燃料噴射量Ｑが低下傾向にあること及び過給機５による過給が十分であることを連続して確認できたか否かを判断するための回数（以下「基準解消噴射量偏差カウント数」という。）Ｙ２があり、基準解消噴射量偏差カウント数Ｙ２は、予め設定される。

また、経過時間Ｔに関する基準値には、ＥＧＲ弁４３を開くか否かを判断するための時間（以下「基準時間」という。）Ｔｃがあり、基準時間Ｔｃは、予め設定される。

以上のような、目標回転数Ｎｓｅｔ、基準過渡回転数偏差Ａ１、基準過渡回転数偏差カウント数Ｘ１、基準解消回転数偏差Ｂ１、基準解消回転数偏差カウント数Ｙ１、基準過渡噴射量偏差Ａ２、基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２、基準解消噴射量偏差Ｂ２、基準解消噴射量偏差カウント数Ｙ２、基準過給圧Ｐｃ、及び基準時間Ｔｃは、記憶装置７４に記憶されている。更に、記憶装置７４には、後述する制御手順に従ってＥＧＲ制御を行うための制御プログラム等も記憶されている。

次に、ＥＧＲ制御の制御手順について、図３から図７により説明する。

図３に示すように、エンジン１が始動されると（ステップＳ１、ＹＥＳ）、コントローラ７からの信号によりＥＧＲ弁４３が所定の開度で開かれて（ステップＳ２）、排気ガスが吸気に再循環される。

すると、エンジン回転数Ｎの変化に基づいて過渡状態であるか否かを判断する判定（以下「回転数過渡判定」という。）（ステップＳ３）と、燃料噴射量Ｑの変化に基づいて過渡状態であるか否かを判断する判定（以下「噴射量過渡判定」という。）（ステップＳ４）とが行われ、該回転数過渡判定と噴射量過渡判定とのうち、少なくとも一方の判定で判定成立となったか否かが判断される（ステップＳ５）。なお、これら回転数過渡判定及び噴射量過渡判定については、詳しくは後述する。

そして、前記ステップＳ５において、回転数過渡判定（ステップＳ３）と噴射量過渡判定（ステップＳ４）との両方の判定で判定不成立となった場合は（ステップＳ５、ＮＯ）、エンジン１の運転中は（ステップＳ１３、ＮＯ）、回転数過渡判定（ステップＳ３）と噴射量過渡判定（ステップＳ４）とのうち、少なくとも一方の判定で判定成立となるまで、ステップＳ３〜５の手順が繰り返される。

一方、前記ステップＳ５において、回転数過渡判定（ステップＳ３）と噴射量過渡判定（ステップＳ４）とのうち、少なくとも一方の判定で判定成立となった場合（ステップＳ５、ＹＥＳ）、つまり、少なくとも一方の判定で過渡状態であるとの判断である場合は、コントローラ７からの信号によりＥＧＲ弁４３が閉じられて（ステップＳ６）、吸気への排気ガスの再循環が一時的に停止される。

すると、コントローラ７のタイマーにより、経過時間Ｔのタイムカウントが開始され（ステップＳ７）、エンジン回転数Ｎの変化に基づいて過渡状態が解消したか否かを判断する判定（以下「回転数解消判定」という。）（ステップＳ８）と、燃料噴射量Ｑの変化に基づいて過渡状態が解消したか否かを判断する判定（以下「噴射量解消判定」という。）（ステップＳ９）とが行われ、該回転数解消判定と噴射量解消判定との両方の判定で判定成立となったか否かが判断される（ステップＳ１０）。なお、これら回転数解消判定及び噴射量解消判定については、詳しくは後述する。

そして、前記ステップＳ１０において、前記回転数解消判定（ステップＳ８）と噴射量解消判定（ステップＳ９）との両方の判定で判定成立となった場合（ステップＳ１０、ＹＥＳ）、つまり、両方の判定で過渡状態が解消したとの判断である場合は、コントローラ７からの信号によりＥＧＲ弁４３が所定の開度で開かれて（ステップＳ１２）、吸気への排気ガスの再循環が再開され、その後は、エンジン１の運転中は（ステップＳ１３、ＮＯ）、ステップＳ３以降の手順が繰り返される。

一方、前記ステップＳ１０において、前記回転数解消判定（ステップＳ８）と噴射量解消判定（ステップＳ９）とのうち、少なくとも一方の判定で判定不成立となった場合は（ステップＳ１０、ＮＯ）、経過時間Ｔが基準時間Ｔｃを経過しているか否かが判断される（ステップＳ１１）。

そして、経過時間Ｔが基準時間Ｔｃよりも長い場合は（ステップＳ１１、ＹＥＳ）、コントローラ７からの信号によりＥＧＲ弁４３が所定の開度で開かれて（ステップＳ１２）、吸気への排気ガスの再循環が再開され、その後は、エンジン１の運転中は（ステップＳ１３、ＮＯ）、ステップＳ３以降の手順が繰り返される。

一方、経過時間Ｔが基準時間Ｔｃ以下の場合は（ステップＳ１１、ＮＯ）、ＥＧＲ弁４３が開かれることなく、ステップＳ８以降の手順が繰り返される。

また、図４に示すように、前記回転数過渡判定が開始されると、所定時間毎に検知された回転数信号が随時読み込まれ（ステップＳ２１）、直近回転数Ｎｎが目標回転数Ｎｓｅｔより大きいか否かが判断される（ステップＳ２２）。

そして、直近回転数Ｎｎが目標回転数Ｎｓｅｔ以下の場合は（ステップＳ２２、ＮＯ）、目標の回転数を達成していないと判断され、引き続き、回転数偏差ΔＮｎが算出され（ステップＳ２３）、回転数偏差ΔＮｎが基準過渡回転数偏差Ａ１より大きいか否かが判断される（ステップＳ２４）。なお、回転数偏差ΔＮｎは、前述の通り、前回回転数Ｎｎ−１から直近回転数Ｎｎを引いて算出した値（＝Ｎｎ−１−Ｎｎ）である。

そして、回転数偏差ΔＮｎが基準過渡回転数偏差Ａ１を上回る場合は（ステップＳ２４、ＹＥＳ）、エンジン回転数Ｎが低下傾向にあると判断され、過渡回転数偏差カウント数Ｘｎに対して１増やす（以下「カウントインクリメント」という。）処理が行われる（ステップＳ２５）。すると、カウントインクリメント後の過渡回転数偏差カウント数Ｘｎがコントローラ７のカウンターにより計測され（ステップＳ２７）、過渡回転数偏差カウント数Ｘｎが基準過渡回転数偏差カウント数Ｘ１以上か否かが判断される（ステップＳ２８）。

そして、過渡回転数偏差カウント数Ｘｎが基準過渡回転数偏差カウント数Ｘ１以上の場合は（ステップＳ２８、ＹＥＳ）、エンジン回転数Ｎが低下傾向にあることを連続して確認できたと判断され、判定成立、つまり、過渡状態であると判断される（ステップＳ２９）。

一方、過渡回転数偏差カウント数Ｘｎが基準過渡回転数偏差カウント数Ｘ１を下回る場合は（ステップＳ２８、ＮＯ）、エンジン回転数Ｎが低下傾向にあることを連続して確認できないと判断され、判定不成立、つまり、過渡状態でないと判断される（ステップＳ３０）。

なお、直近回転数Ｎｎが目標回転数Ｎｓｅｔを上回る場合（ステップＳ２２、ＹＥＳ）は、目標の回転数を達成していると判断され、回転数偏差ΔＮｎが基準過渡回転数偏差Ａ１以下の場合は（ステップＳ２４、ＮＯ）、エンジン回転数が低下傾向にないと判断され、何れの場合も過渡回転数偏差カウント数Ｘｎに対してゼロの状態に戻す（以下「カウントクリア」という。）処理が行われた上で（ステップＳ２６）、判定不成立、つまり、過渡状態でないと判断される（ステップＳ３０）。

また、図５に示すように、前記噴射量過渡判定が開始されると、所定時間毎に検知された回転数信号が随時読み込まれる（ステップＳ４１）。すると、エンジン回転数Ｎに応じた燃料噴射量Ｑが制御マップ７３に基づいて所定時間毎に算出され（ステップＳ４２）、引き続き、噴射量偏差ΔＱｎが算出され（ステップＳ４３）、噴射量偏差ΔＱｎが基準過渡噴射量偏差Ａ２より大きいか否かが判断される（ステップＳ４４）。なお、噴射量偏差ΔＱｎは、前述の通り、直近噴射量Ｑｎから前回噴射量Ｑｎ−１を引いて算出した値（Ｑｎ−Ｑｎ−１）である。

そして、噴射量偏差ΔＱｎが基準過渡噴射量偏差Ａ２を上回る場合は（ステップＳ４４、ＹＥＳ）、燃料噴射量Ｑが増加傾向にあると判断され、過渡噴射量偏差カウント数Ｘｑに対してカウントインクリメント処理が行われる（ステップＳ４５）。すると、カウントインクリメント後の過渡噴射量偏差カウント数Ｘｐがコントローラ７のカウンターにより計測され（ステップＳ４７）、過渡噴射量偏差カウント数Ｘｐが基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２以上か否かが判断される（ステップＳ４８）。

そして、過渡噴射量偏差カウント数Ｘｐが基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２以上の場合は（ステップＳ４８、ＹＥＳ）、燃料噴射量Ｑが増加傾向にあることを連続して確認できたと判断され、判定成立、つまり、過渡状態であると判断される（ステップＳ４９）。

一方、過渡噴射量偏差カウント数Ｘｐが基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２を下回る場合は（ステップＳ４８、ＮＯ）、燃料噴射量Ｑが増加傾向にあることを連続して確認できないと判断され、つまり、過渡状態でないと判断される（ステップＳ５０）。

なお、噴射量偏差ΔＱｎが基準過渡噴射量偏差Ａ２以下の場合は（ステップＳ４４、ＮＯ）、燃料噴射量Ｑが増加傾向にないと判断され、過渡噴射量偏差カウント数Ｘｑに対してカウントクリア処理が行われた上で（ステップＳ４６）、判定不成立、つまり、過渡状態でないと判断される（ステップＳ５０）。

また、図６に示すように、前記回転数解消判定が開始されると、所定時間毎に検知された回転数信号が随時読み込まれ（ステップＳ６１）、引き続き、目標回転数偏差ΔＮｓｅｔが算出され（ステップＳ６２）、目標回転数偏差ΔＮｓｅｔが基準解消回転数偏差Ｂ１より小さいか否かが判断される（ステップＳ６３）。なお、目標回転数偏差ΔＮｓｅｔは、前述の通り、目標回転数Ｎｓｅｔから直近回転数Ｎｎを引いて算出した値（＝Ｎｓｅｔ−Ｎｎ）である。

そして、目標回転数偏差ΔＮｓｅｔが基準解消回転数偏差Ｂ１を下回る場合は（ステップＳ６３、ＹＥＳ）、エンジン回転数Ｎが目標回転数Ｎｓｅｔを達成していると判断され、解消回転数偏差カウント数Ｙｎに対してカウントインクリメント処理が行われる（ステップＳ６４）。すると、カウントインクリメント後の解消回転数偏差カウント数Ｙｎがコントローラ７のカウンターにより計測され（ステップＳ６６）、解消回転数偏差カウント数Ｙｎが基準解消回転数偏差カウント数Ｙ１以上か否かが判断される（ステップＳ６７）。

そして、解消回転数偏差カウント数Ｙｎが基準解消回転数偏差カウント数Ｙ１以上の場合は（ステップＳ６７、ＹＥＳ）、エンジン回転数Ｎが目標回転数Ｎｓｅｔを達成していることを連続して確認できたと判断され、判定成立、つまり、過渡状態が解消したと判断される（ステップＳ６８）。

一方、解消回転数偏差カウント数Ｙｎが基準解消回転数偏差カウント数Ｙ１を下回る場合は（ステップＳ６７、ＮＯ）、エンジン回転数Ｎが目標回転数Ｎｓｅｔを達成していることを連続して確認できないと判断され、判定不成立、つまり、過渡状態が解消していないと判断される（ステップＳ６９）。

なお、目標回転数偏差ΔＮｓｅｔが基準解消回転数偏差Ｂ１以上の場合は（ステップＳ６３、ＮＯ）、エンジン回転数Ｎが目標回転数Ｎｓｅｔを達成していないと判断され、解消回転数偏差カウント数Ｙｎに対してカウントクリア処理が行われた上で（ステップＳ６５）、判定不成立、つまり、過渡状態が解消していないと判断される（ステップＳ６９）。

また、図７に示すように、前記噴射量解消判定が開始されると、所定時間毎に検知された回転数信号が随時読み込まれる（ステップＳ８１）。すると、エンジン回転数Ｎに応じた燃料噴射量Ｑが制御マップ７３に基づいて所定時間毎に算出され（ステップＳ８２）、引き続き、噴射量偏差ΔＱｎが算出され（ステップＳ８３）、噴射量偏差ΔＱｎが基準解消噴射量偏差Ｂ２より小さいか否かが判断される（ステップＳ８４）。なお、噴射量偏差ΔＱｎは、前述の通り、直近噴射量Ｑｎから前回噴射量Ｑｎ−１を引いて算出した値（Ｑｎ−Ｑｎ−１）である。

そして、噴射量偏差ΔＱｎが基準解消噴射量偏差Ｂ２を下回る場合は（ステップＳ８４、ＹＥＳ）、燃料噴射量Ｑが低下傾向にあると判断され、引き続き、過給圧Ｐが読み込まれ（ステップＳ８５）、過給圧Ｐが基準過給圧Ｐｃ以上か否かが判断される（ステップＳ８６）。なお、基準過給圧Ｐｃは、前述の通り、定常時過給圧Ｐｓに解除比率αを掛けて算出した値（Ｐｓ×α）である。

そして、過給圧Ｐが基準過給圧Ｐｃ以上の場合は（ステップＳ８６、ＹＥＳ）、過給機５による過給が十分であると判断され、解消噴射量偏差カウント数Ｙｑに対してカウントインクリメント処理が行われる（ステップＳ８７）。すると、カウントインクリメント後の解消噴射量偏差カウント数Ｙｑがコントローラ７のカウンターにより計測され（ステップＳ８９）、解消噴射量偏差カウント数Ｙｑが基準解消噴射量偏差カウント数Ｙ２以上であるか否かが判断される（ステップＳ９０）。

そして、解消噴射量偏差カウント数Ｙｑが基準解消噴射量偏差カウント数Ｙ２以上の場合は（ステップＳ９０、ＹＥＳ）、燃料噴射量Ｑが低下傾向にあること及び過給機５による過給が十分であることが連続して確認できたと判断され、判定成立、つまり、過渡状態が解消したと判断される（ステップＳ９１）。

一方、解消噴射量偏差カウント数Ｙｑが基準解消噴射量偏差カウント数Ｙ２を下回る場合は（ステップＳ９０、ＮＯ）、燃料噴射量Ｑが低下傾向にあること及び過給機５による過給が十分であることが連続して確認できないと判断され、判定不成立、つまり、過渡状態が解消していないと判断される（ステップＳ９２）。

なお、噴射量偏差ΔＱｎが基準解消噴射量偏差Ｂ２以上の場合（ステップＳ８４、ＮＯ）は、燃料噴射量Ｑが低下傾向にないと判断され、過給圧Ｐが基準過給圧Ｐｃを下回る場合は（ステップＳ８６、ＮＯ）、過給機５による過給が十分でないと判断され、何れの場合も解消噴射量偏差カウント数Ｙｑに対してカウントクリア処理が行われた上で（ステップＳ８８）、判定不成立となる（ステップＳ９２）。

以上のように、燃料を噴射する燃料噴射装置としてのコモンレール燃料噴射装置３と、エンジン回転数Ｎを検知する回転数センサ７１と、コモンレール燃料噴射装置３及び回転数センサ７１が接続されるコントローラ７と、を備えるエンジン１において、コントローラ７は、エンジン回転数Ｎとコモンレール燃料噴射装置３の燃料噴射量Ｑとの関係を規定する制御マップ７３に基づいてエンジン回転数Ｎに応じた燃料噴射量Ｑを算出し、燃料噴射量Ｑの単位時間当たりの増加量として噴射量偏差ΔＱｎを算出し、噴射量偏差ΔＱｎが基準噴射量偏差としての基準過渡噴射量偏差Ａ２を上回る場合に、過渡状態であると判断するものである。

このような構成により、緩慢な加速や負荷投入による過渡状態の場合、加速と負荷投入とが同時に発生した過渡状態の場合でも、加速や負荷投入に伴って増加する燃料噴射量Ｑの変化から過渡状態であるか否かを正確に判断することができる。

そして、コントローラ７は、噴射量偏差ΔＱｎが基準過渡噴射量偏差Ａ２を上回った回数としての過渡噴射量偏差カウント数Ｘｑが、基準回数としての基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２以上の場合に、過渡状態であると判断するものである。

このような構成により、定常状態において燃料噴射量Ｑが偶然に増加した場合に、誤って過渡状態であると判断することがなく、過渡状態であるか否かを正確に判断することができる。

なお、本実施形態では、燃料噴射装置をコモンレール燃料噴射装置３としているが、これに代えて電子ガバナを備える燃料噴射ポンプとしてもよい。

次に、本発明の第二実施形態に係るエンジンについて説明する。なお、第一実施形態と同一符号の部材等は第一実施形態と同一構造であるため詳細な説明は省略する。

第二実施形態に係るエンジンでは、ＥＧＲ制御を行う場合の基準値として第一実施形態に係るものに加えて、基準過渡回転数偏差Ａ１よりも大きい基準過渡回転数偏差Ａ１０、基準過渡回転数偏差カウント数Ｘ１よりも少ない基準過渡回転数偏差カウント数Ｘ１０、基準過渡噴射量偏差Ａ２よりも大きい基準過渡噴射量偏差Ａ２０、及び基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２よりも少ない基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２０が、記憶装置７４に記憶されている。なお、これら基準過渡回転数偏差Ａ１０、基準過渡回転数偏差カウント数Ｘ１０、基準過渡噴射量偏差Ａ２０及び基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２０は、いずれも予め設定される。

次に、第二実施形態に係るＥＧＲ制御の制御手順について、図８及び図９により説明する。

図８に示すように、前記回転数過渡判定が開始されると、所定時間毎に検知された回転数信号が随時読み込まれ（ステップＳ２２１）、直近回転数Ｎｎが目標回転数Ｎｓｅｔより大きいか否かが判断される（ステップＳ２２２）。

そして、直近回転数Ｎｎが目標回転数Ｎｓｅｔ以下の場合は（ステップＳ２２２、ＮＯ）、目標の回転数を達成していないと判断され、引き続き、回転数偏差ΔＮｎが算出され（ステップＳ２２３）、回転数偏差ΔＮｎが基準過渡回転数偏差Ａ１より大きいか否かが判断される（ステップＳ２２４）。なお、回転数偏差ΔＮｎは、前述の通り、前回回転数Ｎｎ−１から直近回転数Ｎｎを引いて算出した値（＝Ｎｎ−１−Ｎｎ）である。

そして、回転数偏差ΔＮｎが基準過渡回転数偏差Ａ１を上回る場合は（ステップＳ２２４、ＹＥＳ）、エンジン回転数Ｎが低下傾向にあると判断され、引き続き、回転数偏差ΔＮｎが基準過渡回転数偏差Ａ１０より大きいか否かが判断される（ステップＳ２２５）。

そして、回転数偏差ΔＮｎが基準過渡回転数偏差Ａ１０以下の場合は（ステップＳ２２５、ＮＯ）、エンジン回転数Ｎの低下速度、つまり、負荷投入速度が遅いと判断され、過渡回転数偏差カウント数Ｘｎに対してカウントインクリメント処理が行われる（ステップＳ２２６）。すると、カウントインクリメント後の過渡回転数偏差カウント数Ｘｎがコントローラ７のカウンターにより計測され（ステップＳ２２７）、過渡回転数偏差カウント数Ｘｎが基準過渡回転数偏差カウント数Ｘ１以上か否かが判断される（ステップＳ２２８）。

そして、過渡回転数偏差カウント数Ｘｎが基準過渡回転数偏差カウント数Ｘ１以上の場合は（ステップＳ２２８、ＹＥＳ）、エンジン回転数Ｎが低下傾向にあることを連続して確認できたと判断され、判定成立、つまり、過渡状態であると判断される（ステップＳ２２９）。

一方、過渡回転数偏差カウント数Ｘｎが基準過渡回転数偏差カウント数Ｘ１を下回る場合は（ステップＳ２２８、ＮＯ）、エンジン回転数Ｎが低下傾向にあることを連続して確認できないと判断され、判定不成立、つまり、過渡状態でないと判断される（ステップＳ２３０）。

また、回転数偏差ΔＮｎが基準過渡回転数偏差Ａ１０を上回る場合は（ステップＳ２２５、ＹＥＳ）、エンジン回転数Ｎの低下速度、つまり、負荷投入速度が速いと判断され、過渡回転数偏差カウント数Ｘｎに対してカウントインクリメント処理が行われる（ステップＳ２３１）。すると、カウントインクリメント後の過渡回転数偏差カウント数Ｘｎがコントローラ７のカウンターにより計測され（ステップＳ２３２）、過渡回転数偏差カウント数Ｘｎが基準過渡回転数偏差カウント数Ｘ１０以上か否かが判断される（ステップＳ２３３）。

そして、過渡回転数偏差カウント数Ｘｎが基準過渡回転数偏差カウント数Ｘ１０以上の場合は（ステップＳ２３３、ＹＥＳ）、エンジン回転数Ｎが低下傾向にあることを連続して確認できたと判断され、判定成立、つまり、過渡状態であると判断される（ステップＳ２２９）。

一方、過渡回転数偏差カウント数Ｘｎが基準過渡回転数偏差カウント数Ｘ１０を下回る場合は（ステップＳ２３３、ＮＯ）、エンジン回転数Ｎが低下傾向にあることを連続して確認できないと判断され、判定不成立、つまり、過渡状態でないと判断される（ステップＳ２３４）。

なお、直近回転数Ｎｎが目標回転数Ｎｓｅｔを上回る場合（ステップＳ２２２、ＹＥＳ）は、目標の回転数を達成していると判断され、回転数偏差ΔＮｎが基準過渡回転数偏差Ａ１以下の場合は（ステップＳ２２４、ＮＯ）、エンジン回転数が低下傾向にないと判断され、何れの場合も過渡回転数偏差カウント数Ｘｎに対してカウントクリア処理が行われた上で（ステップＳ２３５）、判定不成立、つまり、過渡状態でないと判断される（ステップＳ２３０）。

図９に示すように、前記噴射量過渡判定が開始されると、所定時間毎に検知された回転数信号が随時読み込まれる（ステップＳ２４１）。すると、エンジン回転数Ｎに応じた燃料噴射量Ｑが制御マップ７３に基づいて所定時間毎に算出され（ステップＳ２４２）、引き続き、噴射量偏差ΔＱｎが算出され（ステップＳ２４３）、噴射量偏差ΔＱｎが基準過渡噴射量偏差Ａ２より大きいか否かが判断される（ステップＳ２４４）。なお、噴射量偏差ΔＱｎは、前述の通り、直近噴射量Ｑｎから前回噴射量Ｑｎ−１を引いて算出した値（Ｑｎ−Ｑｎ−１）である。

そして、噴射量偏差ΔＱｎが基準過渡噴射量偏差Ａ２を上回る場合は（ステップＳ２４４、ＹＥＳ）、燃料噴射量Ｑが増加傾向にあると判断され、引き続き、噴射量偏差ΔＱｎが基準過渡噴射量偏差Ａ２０より大きいか否かが判断される（ステップＳ２４５）。

そして、噴射量偏差ΔＱｎが基準過渡噴射量偏差Ａ２０以下の場合は（ステップＳ２４５、ＮＯ）、燃料噴射量Ｑの増加速度、つまり、負荷投入速度が遅いと判断され、過渡噴射量偏差カウント数Ｘｑに対してカウントインクリメント処理が行われる（ステップＳ２４６）。すると、カウントインクリメント後の過渡噴射量偏差カウント数Ｘｐがコントローラ７のカウンターにより計測され（ステップＳ２４７）、過渡噴射量偏差カウント数Ｘｐが基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２以上か否かが判断される（ステップＳ２４８）。

そして、過渡噴射量偏差カウント数Ｘｐが基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２以上の場合は（ステップＳ２４８、ＹＥＳ）、燃料噴射量Ｑが増加傾向にあることを連続して確認できたと判断され、判定成立、つまり、過渡状態であると判断される（ステップＳ２４９）。

一方、過渡噴射量偏差カウント数Ｘｐが基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２を下回る場合は（ステップＳ２４８、ＮＯ）、燃料噴射量Ｑが増加傾向にあることを連続して確認できないと判断され、判定不成立、つまり、過渡状態でないと判断される（ステップＳ２５０）。

また、噴射量偏差ΔＱｎが基準過渡噴射量偏差Ａ２０を上回る場合は（ステップＳ２４５、ＹＥＳ）、燃料噴射量Ｑの増加速度、つまり、負荷投入速度が速いと判断され、過渡噴射量偏差カウント数Ｘｑに対してカウントインクリメント処理が行われる（ステップＳ２５１）。すると、カウントインクリメント後の過渡噴射量偏差カウント数Ｘｐがコントローラ７のカウンターにより計測され（ステップＳ２５２）、過渡噴射量偏差カウント数Ｘｐが基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２０以上か否かが判断される（ステップＳ２５３）。

そして、過渡噴射量偏差カウント数Ｘｐが基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２０以上の場合は（ステップＳ２５３、ＹＥＳ）、燃料噴射量Ｑが増加傾向にあることを連続して確認できたと判断され、判定成立、つまり、過渡状態であると判断される（ステップＳ２４９）。

一方、過渡噴射量偏差カウント数Ｘｐが基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２０を下回る場合は（ステップＳ２５３、ＮＯ）、燃料噴射量Ｑが増加傾向にあることを連続して確認できないと判断され、判定不成立、つまり、過渡状態でないと判断される（ステップＳ２５４）。

なお、噴射量偏差ΔＱｎが基準過渡噴射量偏差Ａ２以下の場合は（ステップＳ２４４、ＮＯ）、燃料噴射量Ｑが増加傾向にないと判断され、過渡噴射量偏差カウント数Ｘｑに対してカウントクリア処理が行われた上で（ステップＳ２５５）、判定不成立、つまり、過渡状態でないと判断される（ステップＳ２５０）。

以上のように、コントローラ７は、基準過渡噴射量偏差カウント数を噴射量偏差ΔＱｎの大小に応じてＸ２、Ｘ２０と複数設定可能とし、噴射量偏差ΔＱｎが大きいほど基準回数を少なくする、つまり、基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２よりも基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２０を少なくするものである。

このような構成により、噴射量偏差ΔＱｎが大きい場合、つまり、加速や負荷投入速度が速い場合には、基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２０が少ないことから過渡状態であるとの判断を早期にすることができると共に、噴射量偏差ΔＱｎが小さい場合、つまり、加速や負荷投入速度が遅い場合には、基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２が多いことから過渡状態であるとの判断をより正確にすることができる。

そして、コントローラ７は、第一の基準回数としての基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２と、基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２よりも少ない第二の基準回数としての基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２０とで、前記複数の基準回数を構成するものである。

このような構成により、二つの基準回数に基づいて過渡状態であるか否かを判断することにより、噴射量偏差ΔＱｎが大きい場合、つまり、加速や負荷投入速度が速い場合と、噴射量偏差ΔＱｎが小さい場合、つまり、加速や負荷投入速度が遅い場合とに応じて、過渡状態であるか否かを適切に判断することができる。

例えば、パワーショベル等の建設機械では、作業中にバケット等の作業機が障害物等と接触して負荷が急激に変動し、噴射量偏差ΔＱｎが大きくなっても、基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２よりも少ない基準過渡噴射量偏差カウント数Ｘ２０により、過渡状態であることを早期に判断することができる。

１ エンジン
３ コモンレール燃料噴射装置（燃料噴射装置）
７ コントローラ
７１ 回転数センサ
７３ 制御マップ
Ａ２ 基準過渡噴射量偏差（基準噴射量偏差）
Ａ２０ 基準過渡噴射量偏差（基準噴射量偏差）
Ｎ エンジン回転数
Ｑ 燃料噴射量
Ｘ２ 基準過渡噴射量偏差カウント数（基準回数）
Ｘ２０ 基準過渡噴射量偏差カウント数（基準回数）
Ｘｑ 過渡噴射量偏差カウント数（噴射量偏差が基準噴射量偏差を上回った回数）
ΔＱｎ 噴射量偏差

Claims (4)

1. 燃料を噴射する燃料噴射装置と、エンジン回転数を検知する回転数センサと、前記燃料噴射装置及び回転数センサが接続されるコントローラと、を備えるエンジンにおいて、前記コントローラは、前記エンジン回転数と前記燃料噴射装置の燃料噴射量との関係を規定する制御マップに基づいて前記エンジン回転数に応じた前記燃料噴射量を算出し、該燃料噴射量の単位時間当たりの増加量として噴射量偏差を算出し、該噴射量偏差が所定の基準噴射量偏差を上回る場合に、過渡状態であると判断することを特徴とするエンジン。
2. 前記コントローラは、前記噴射量偏差が前記基準噴射量偏差を上回った回数が、所定の基準回数以上の場合に、過渡状態であると判断することを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
3. 前記コントローラは、前記基準回数を前記噴射量偏差の大小に応じて複数設定可能とし、前記噴射量偏差が大きいほど前記基準回数を少なくすることを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
4. 前記コントローラは、第一の基準回数と、該第一の基準回数よりも少ない第二の基準回数とで、前記複数の基準回数を構成することを特徴とする請求項３に記載のエンジン。

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