JP2013189968A

JP2013189968A - エンジン

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Publication number: JP2013189968A
Application number: JP2012058900A
Authority: JP
Inventors: Takashi Takahashi; 岳志高橋
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2013-09-26

Abstract

【課題】過給機及び過給機回転数を検出するターボセンサを備えるエンジンにおいて、安価に且つ正確に吸入空気量を推定する。
【解決手段】エンジン１は、エンジン本体１０と、前記エンジン本体の燃焼室１８に吸入空気を導く吸気ライン２０と、前記燃焼室から排出される排気ガスの通路となる排気ライン３０と、前記排気ラインに介挿されたタービン４１及びタービンによって駆動される状態で前記吸気ラインに介挿されたコンプレッサ４２を有する過給機４０と、過給機回転数を検出するターボセンサ５１と、制御装置６０とを備える。前記制御装置は、前記ターボセンサによって検出される過給機回転数を用いて算出される排気流量に基づき第１エンジン吸入空気量を推定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、過給機及び過給機回転数を検出するターボセンサを備えるエンジンに関する。

エンジンに対する種々の制御を行うためには、吸気ラインを介してエンジン本体に吸入される吸入空気量を把握する必要があり、一般的には、前記吸気ラインにエアフローメータを介挿させて、前記エアフローメータによって吸入空気量を直接的に検出する方法がとられている（例えば、下記特許文献１参照）。

しかしながら、前記エアフローメータは比較的に高額であり、エンジン全体の製造コストの観点においては問題があった。

また、エンジンの排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させるために、排気ライン中の排気ガスの少なくとも一部をＥＧＲガスとして吸気ラインへ戻す技術が広く利用されている。
即ち、前記排気ライン及び前記吸気ラインを流体接続させるＥＧＲラインと、前記ＥＧＲラインに介挿されるＥＧＲ制御弁とが設けられ、前記ＥＧＲ制御弁によってＥＧＲガス流量を調整し得るようになっている。

ＥＧＲガスとして前記吸気ラインに戻すべき排気ガス流量（ＥＧＲ率）は、エンジンの仕様や運転状態に応じて決定される。そして、エアフローメータやＯ_２センサによって検出される実際のＥＧＲ率が設定されたＥＧＲ率に合致するように、前記ＥＧＲ制御弁の作動制御が行われる。

しかしながら、前記エアフローメータやＯ_２センサは比較的に高額であり、エンジン全体の製造コストの観点においては問題があった。

特開２００６−２９２７３号公報

本発明は、斯かる従来技術に鑑みなされたものであり、過給機及び過給機回転数を検出するターボセンサを備えるエンジンにおいて、安価に且つ正確に吸入空気量を推定することができるエンジンの提供を一の目的とする。

また、本発明は、過給機及び過給機回転数を検出するターボセンサを備えるエンジンにおいて、安価に且つ正確にＥＧＲ率を検出することができるエンジンの提供を他の目的とする。

本発明の一態様は、前記一の目的を達成するために、エンジン本体と、前記エンジン本体の燃焼室に吸入空気を導く吸気ラインと、前記燃焼室から排出される排気ガスの通路となる排気ラインと、前記排気ラインに介挿されたタービン及びタービンによって駆動される状態で前記吸気ラインに介挿されたコンプレッサを有する過給機と、過給機回転数を検出するターボセンサと、制御装置とを備えたエンジンであって、前記制御装置は、前記ターボセンサによって検出される過給機回転数を用いて算出される排気流量に基づき第１エンジン吸入空気量を推定するエンジンを提供する。

好ましくは、本発明の一態様において、前記制御装置は、前記ターボセンサによって検出される過給機回転数に対して前記吸気ラインにおける吸気マニホールド温度及び大気圧をパラメータとして含む所定の第１修正式を用いて修正を行うことで温度及び圧力に関する基準条件下における修正過給機回転数を算出し、修正過給機回転数を用いて算出される修正排気流量に基づき前記第１エンジン吸入空気量を推定する。

好ましくは、本発明の一態様において、前記制御装置は、前記ターボセンサによって検出される過給機回転数を用いて排気流量を算出し、排気流量に対して前記吸気ラインにおける吸気マニホールド温度及び大気圧をパラメータとして含む所定の第２修正式を用いて修正を行うことで温度及び圧力に関する基準条件下における修正排気流量を算出し、修正排気流量に基づき前記第１エンジン吸入空気量を推定する。

より好ましくは、本発明の一態様において、エンジン回転数を検出する回転数センサと、エンジン負荷を検出する負荷センサと、前記排気ラインにおける排気ガスの少なくとも一部をＥＧＲガスとして前記吸気ラインへ戻すためのＥＧＲラインであって、一端部が前記タービンよりも排気ガス流れ方向上流側において前記排気ラインに流体接続され且つ他端部が前記コンプレッサよりも吸入空気流れ方向下流側において前記吸気ラインに流体接続されたＥＧＲラインとが備えられる。そして、前記制御装置は、前記排気ラインから前記吸気ラインへＥＧＲガスを戻さない条件で且つ前記基準条件におけるエンジン回転数及びエンジン負荷とエンジン吸入空気量との関係を表す吸入空気量データを有し、前記回転数センサ及び前記負荷センサの検出値を前記吸入空気量データに適用して得られる第２エンジン吸入空気量と前記第１エンジン吸入空気量とを用いてＥＧＲ率を定義する。

本発明の他態様は、前記他の目的を達成するために、エンジン本体と、前記エンジン本体の燃焼室に吸入空気を導く吸気ラインと、前記燃焼室から排出される排気ガスの通路となる排気ラインと、前記排気ラインに介挿されたタービン及びタービンによって駆動される状態で前記吸気ラインに介挿されたコンプレッサを有する過給機と、過給機回転数を検出するターボセンサと、エンジン回転数を検出する回転数センサと、エンジン負荷を検出する負荷センサと、前記排気ラインにおける排気ガスの少なくとも一部をＥＧＲガスとして前記吸気ラインへ戻すためのＥＧＲラインであって、一端部が前記タービンよりも排気ガス流れ方向上流側において前記排気ラインに流体接続され且つ他端部が前記コンプレッサよりも吸入空気流れ方向下流側において前記吸気ラインに流体接続されたＥＧＲラインと、制御装置とを備えたエンジンであって、前記制御装置は、前記排気ラインから前記吸気ラインへＥＧＲガスを戻さない条件で且つ温度及び圧力に関する基準条件におけるエンジン回転数及びエンジン負荷と過給機回転数との関係を表す過給機回転数データを有し、前記ターボセンサによって検出される過給機回転数に対して前記吸気ラインにおける吸気マニホールド温度及び大気圧をパラメータとして含む所定の修正式を用いて修正を行うことで前記基準条件化における修正過給機回転数を算出し、前記回転数センサ及び前記負荷センサの検出値を前記過給機回転数データに適用して得られる仮想過給機回転数を算出し、前記修正過給機回転数及び前記仮想過給機回転数を用いてＥＧＲ率を定義するエンジンを提供する。

好ましくは、本発明の一態様及び他態様において、前記ＥＧＲラインの流量を調整するＥＧＲ制御弁が備えられる。前記制御装置は、前記ＥＧＲ率が所定の目標値になるように前記ＥＧＲ制御弁を制御する。

本発明の一態様は、ターボセンサによって検出される過給機回転数に基づき排気流量を得て、この排気流量に基づき第１エンジン吸入空気量を推定する。
本発明の一態様によれば、高額なエアフローメータを備えることなく、正確且つ迅速にエンジン吸入空気量を把握することができる。

また、本発明の他態様は、ターボセンサによって検出される過給機回転数に基づく修正過給機回転数と、回転数センサ及び負荷センサの検出値と過給機回転数データとに基づく仮想過給機回転数とを用いてＥＧＲ率を定義する。
本発明の他態様によれば、高額なエアフローメータやＯ_２センサを備えることなく、正確且つ迅速にＥＧＲ率を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係るエンジンの概略構成図である。前記エンジンにおける制御装置のＥＧＲ率算出処理に関するフローチャートである。前記エンジンにおける制御装置のＥＧＲ率調整処理に関するフローチャートである。本発明の実施の形態２に係るエンジンにおける制御装置のＥＧＲ率算出処理に関するフローチャートである。

［実施の形態１］
本発明に係るエンジンの好ましい実施の形態について説明する。
図１に、本実施の形態１に係るエンジン１の概略構成を示す。

図１に示すように、前記エンジン１は、エンジン本体１０と、前記エンジン本体１０の燃焼室１８に吸入空気を導く吸気ライン２０と、前記燃焼室１８から排出される排気ガスの通路となる排気ライン３０と、前記排気ライン３０に介挿されたタービン４１及びタービン４１によって駆動される状態で前記吸気ライン２０に介挿されたコンプレッサ４２を有する過給機４０と、過給機回転数を検出するターボセンサ５１と、制御装置６０とを備えている。

前記エンジン本体１０は、シリンダを形成するシリンダブロック１１及びシリンダヘッド（図示せず）を有している。前記シリンダブロック１１には、クランク軸５が回転自在に支持されている。

前記吸気ライン２０は、吸入空気流れ方向下流側の端部が前記エンジン本体１０の燃焼室１８と連通するように前記エンジン本体１０に流体接続されている。
詳しくは、前記吸気ライン２０は、前記エンジン本体１０に流体接続された吸気マニホールド２１と、前記吸気マニホールド２１に流体接続された吸気管２２とを有している。

本実施の形態においては、前記吸気ライン２０に、前記過給機４０のコンプレッサ４２、及び前記吸気ライン２０の開度を調整するための吸気弁２５が介挿されている。前記吸気弁２５は、前記コンプレッサ４２よりも吸入空気流れ方向下流側に配置されている。

前記排気ライン３０は、排気ガス流れ方向上流側の端部が前記エンジン本体１０の燃焼室１８と連通するように前記エンジン本体１０に流体接続されている。
詳しくは、前記排気ライン３０は、前記エンジン本体１０に流体接続された排気マニホールド３１と、前記排気マニホールド３１に流体接続された排気管３２とを有している。

本実施の形態においては、前記排気ライン３０に、前記過給機４０のタービン４１及び前記排気ガス浄化装置３５が介挿されている。前記排気ガス浄化装置３５は、前記タービン４１よりも排気ガス流れ方向下流側に配置されている。

前記過給機４０は、前記エンジン本体１０からの排気エネルギーを利用して吸入空気を前記エンジン本体１０の燃焼室１８へ強制的に送り込むためのものである。
即ち、前記タービン４１は、前記エンジン本体１０の燃焼室１８から前記排気ライン３０を介して排出される排気ガスのエネルギーによって回転されるように構成されている。前記コンプレッサ４２は、前記タービン４１と共に回転するように当該タービン４１に回転軸４３を介して連結されている。

前記ターボセンサ５１は、前記過給機４０の過給機回転数を検出し、その検出値を前記制御装置６０に入力し得るように構成されている。本実施の形態において、前記ターボセンサ５１は、前記過給機４０のコンプレッサ４２に設けられている。

ところで、前記エンジン１に対して種々の制御を行うためには、前記エンジン本体１０に吸入されるエンジン吸入空気量を把握する必要がある。
エンジン吸入空気量の把握は、前記吸気ライン２０にエアフローメータを介挿させ、前記エアフローメータによって行うのが一般的であるが、前記エアフローメータは比較的高額であるため、コストの観点において問題がある。

この点に関し、本実施の形態に係る前記エンジン１は、前記ターボセンサ５１によって検出される実測過給機回転数を用いて排気流量を算出し、この排気流量に基づいてエンジン吸入空気量を推定するように構成されている。なお、以下においては、実測過給機回転数を用いて算出される排気流量に基づき推定されるエンジン吸入空気量を、第１エンジン吸入空気量という。

斯かる構成によれば、高額なエアフローメータを備えることなく、正確且つ迅速にエンジン吸入空気量を把握することができる。

本実施の形態においては、前記制御装置６０は、前記ターボセンサ５１によって検出される実測過給機回転数に対して温度及び圧力をパラメータとする修正を加えて修正過給機回転数を算出し、この修正過給機回転数を用いてエンジン吸入空気量を得ている。

斯かる構成によれば、温度及び圧力が前記エンジン１の使用条件に応じて変わったとしても、基準条件のエンジン吸入空気量を得ることができる。前記基準条件における吸入空気量は前記制御装置６０の制御データと共に使用しやすくなる。

具体的には、本実施の形態に係る前記エンジン１は、図１に示すように、吸気マニホールド温度を検出する第１温度センサ７１と、外気温度を検出する第２温度センサ７２と、大気圧を検出する大気圧センサ７６とを備えている。

前記第１温度センサ７１は、前記吸気マニホールド２１の温度を検出し、その検出値を吸気マニホールド温度として前記制御装置６０に入力し得るように構成されている。前記第１温度センサ７１は、前記吸気マニホールド２１に設けられている。

前記第２温度センサ７２は、外気温度を検出し、その検出値を前記制御装置６０に入力し得るように構成されている。前記第２温度センサ７２は、前記吸気ライン２０の外部に設けられている。

前記大気圧センサ７６は、大気圧を検出し、その検出値を前記制御装置６０に入力し得るように構成されている。前記大気圧センサ７６は、前記吸気ライン２０の外部に設けられている。

前記制御装置６０は、演算部（ＣＰＵ）と、制御プログラムや制御データ等を記憶するＲＯＭ、設定値等を電源を切っても失われない状態で保存し且つ前記設定値等が書き換え可能とされたＥＥＰＲＯＭ、及び前記演算部による演算中に生成されるデータを一時的に保持するＲＡＭ等を含む記憶部とを有している。

前記制御装置６０の記憶部には、予め前記エンジン本体１０の吸気マニホールド温度及び大気圧をパラメータとして含む所定の第１修正式、並びに温度及び圧力に関する基準条件（即ち、基準となる吸気マニホールド温度及び大気圧）が記憶されている。

そして、前記制御装置６０は、前記ターボセンサ５１からの検出値に基づき実測過給機回転数を認識し、この実測過給機回転数に対して前記所定の第１修正式を用いて修正を行うことで前記基準条件下における修正過給機回転数を算出する。前記制御装置６０は、修正過給機回転数を用いて修正排気流量を算出し、この修正排気流量に基づき前記第１エンジン吸入空気量を推定する。

なお、本実施の形態においては、前述の通り、前記ターボセンサ５１によって検出される実測過給機回転数に対して修正を加えたが、これに代えて、実測過給機回転数を用いて得られる排気流量を修正することも可能である。

即ち、前記ターボセンサ５１からの検出値に基づき実測過給機回転数を認識し、この実測過給機回転数を用いて排気流量を算出する。前記制御装置６０は、排気流量に対して前記吸気ライン２０における吸気マニホールド温度及び大気圧をパラメータとして含む所定の第２修正式を用いて修正を行うことで前記基準条件下における修正排気流量を算出する。そして、前記制御装置６０は、修正排気流量に基づき前記第１エンジン吸入空気量を推定する。
なお、前記所定の第２修正式は、予め前記制御装置６０の記憶部に記憶される。

斯かる変形例においても、温度及び圧力が前記エンジン１の使用条件に応じて変わったとしても、基準条件のエンジン吸入空気量を得ることができる。前記基準条件における吸入空気量は前記制御装置６０の制御データと共に使用しやすくなる。

本実施の形態に係る前記エンジン１は、前記排気ライン３０中の排気ガスの少なくとも一部を前記吸気ライン２０へ戻すＥＧＲ機能を有している。
具体的には、前記エンジン１は、前記排気ライン３０における排気ガスの少なくとも一部をＥＧＲガスとして前記吸気ライン２０へ戻すためのＥＧＲライン９０と、前記ＥＧＲライン９０に介挿され、当該ＥＧＲライン９０を流れるＥＧＲガス流量を調整可能なＥＧＲ制御弁９３とを備えている。

前記ＥＧＲライン９０は、一端部が前記タービン４１よりも排気ガス流れ方向上流側において前記排気ライン３０に流体接続され、且つ、他端部が前記コンプレッサ４２よりも吸入空気流れ方向下流側において前記吸気ライン２０に流体接続されている。
詳しくは、前記ＥＧＲライン９０は、本実施の形態においては前記排気マニホールド３１と前記吸気管２２の前記吸気弁２５よりも吸入空気流れ方向下流側部を流体接続させるＥＧＲ管９１を有している。

本実施の形態においては、前記ＥＧＲライン９０に、当該ＥＧＲライン９０を通過するＥＧＲガスを冷却するための熱交換器９２が設けられている。前記熱交換器９２は、エンジン冷却水が通過し得るように構成されている。

ところで、排気ガス流量に対するＥＧＲガス流量の比率（ＥＧＲ率）は、エンジンの仕様や運転条件によって設定されており、前記制御装置６０は、現時点のＥＧＲ率が目標とする設定ＥＧＲ率に合致するように、前記ＥＧＲ制御弁９３の作動制御を行う。

この点に関し、本実施の形態においては、前記制御装置６０は、前記第１エンジン吸入空気量と下記第２エンジン吸入空気量とを用いて、ＥＧＲ率を算出するように構成されている。

前記第２エンジン吸入空気量は、エンジン回転数とエンジン負荷と下記吸入空気量データ６１とを用いて得られる。

具体的には、図１に示すように、前記エンジン１は、さらに、エンジン回転数を検出する回転数センサ８１と、エンジン負荷を検出する負荷センサ８２とを備えている。

前記回転数センサ８１は、前記クランク軸５の回転数を検出し、その検出値をエンジン回転数として前記制御装置６０に入力し得るように構成されている。前記回転数センサ８１は、前記クランク軸５又は該クランク軸５に固定されたギヤ等に設けられている。

前記負荷センサ８２は、本実施の形態においてはアクセル開度センサとされている。前記アクセル開度センサは、図１に示すように、エンジン回転数の目標回転数（即ち、当該目標回転数に応じた燃料噴射量）を設定するための人為操作可能なアクセル操作レバー等のアクセル操作部材８６に設けられており、前記アクセル操作部材８６の操作量を開度として検出し、その検出値から得られる燃料噴射量を負荷として前記制御装置６０に入力し得るように構成されている。

なお、前記負荷センサ８２は、本実施の形態においてはアクセル開度センサとされているが、これに限定されるものではない。例えば、前記負荷センサ８２は、エンジン負荷として前記吸気弁２５の開度等を検出するセンサとされ得る。

前記制御装置６０の記憶部には、前記排気ライン３０から前記吸気ライン２０へＥＧＲガスを戻さない条件で且つ前記温度及び圧力に関する基準条件におけるエンジン回転数及びエンジン負荷とエンジン吸入空気量との関係を表す吸入空気量データ６１が予め記憶されている。

前記制御装置６０は、前記回転数センサ８１及び前記負荷センサ８２の検出値を前記吸入空気量データ６１に適用して第２エンジン吸入空気量を算出し、この第２エンジン吸入空気量と前記第１エンジン吸入空気量とを用いてＥＧＲ率を定義するように構成されている。先に定義するＥＧＲ率とは、ＥＧＲガスと吸入空気とからなる混合気に対するＥＧＲガスの混合比率を指す。

斯かる構成によれば、高額なエアフローメータやＯ_２センサを備えることなく、正確且つ迅速にＥＧＲ率を得ることができる。

ここで、前記制御装置６０によるＥＧＲ率の定義に関する制御の流れについて説明する。
図２に、前記制御装置６０のＥＧＲ率算出処理に関するフローチャートを示す。

図２に示すように、まず、前記制御装置６０は、ステップ１１において前記ターボセンサ５１からの検出値に基づいて実測過給機回転数を検知し、ステップ１２へ移行する。

前記ステップ１２において、前記制御装置６０は、前記基準条件下における修正過給機回転数を算出し、ステップ１３へ移行する。
ここで、前記制御装置６０は、実測過給機回転数に対して前記所定の第１修正式を用いて修正を行うことで前記基準条件下における修正過給機回転数を算出する。

前記ステップ１３において、前記制御装置６０は、修正過給機回転数を用いて修正排気流量を算出し、ステップ１４へ移行する。

前記ステップ１４において、前記制御装置６０は、修正排気流量に基づき前記第１エンジン吸入空気量を推定し、ステップ１５へ移行する。

前記ステップ１５において、前記制御装置６０は、前記回転数センサ８１からの検出値に基づいてエンジン回転数を検知し、ステップ１６へ移行する。

前記ステップ１６において、前記制御装置６０は、前記負荷センサ８２からの検出値に基づきエンジン負荷を検知し、ステップ１７へ移行する。

前記ステップ１７において、前記制御装置６０は、第２エンジン吸入空気量を算出し、ステップ１８へ移行する。
ここで、前記制御装置６０は、エンジン回転数及びエンジン負荷を用いて前記吸入空気量データ６１に基づき第２エンジン吸入空気量を算出する。

前記ステップ１８において、前記制御装置６０は、第１エンジン吸入空気量と第２エンジン吸入空気量とを用いてＥＧＲ率を定義する。
ここで、前記制御装置６０は、次式（１）を用いてＥＧＲ率を算出する。
ＥＧＲ率＝１−第１エンジン吸入空気量／第２エンジン吸入空気量・・・（１）

また、前述の通り、本実施の形態に係る前記エンジン１は、前記ＥＧＲ制御弁９３を備えている。そして、前記制御装置６０は、前述のように推定されたＥＧＲ率が所定の目標値になるように前記ＥＧＲ制御弁９３を制御することができる。

詳しくは、前記ＥＧＲ制御弁９３は、ＥＧＲガスが前記ＥＧＲライン９０を介して前記排気ライン３０から前記吸気ライン２０へ流れる開状態及び流れない閉状態をとり得るように構成されている。前記ＥＧＲ制御弁９３は、開状態では任意の開度をとり得る。

前記ＥＧＲ制御弁９３が開状態とされている場合、その開度に応じて所定量のＥＧＲガスが前記ＥＧＲライン９０を通過し、その後に前記吸気ライン２０を流れる吸入空気に合流する。ＥＧＲガスと吸入空気との混合気は、前記吸気ライン２０を介して前記エンジン本体１０の燃焼室１８に導入される。

なお、本実施の形態においては、前記ＥＧＲ制御弁９３に、ＥＧＲアクチュエータ（図示せず）が設けられている。前記制御装置６０は、前記ＥＧＲアクチュエータを介して前記ＥＧＲ制御弁９３の作動制御を行うようになっている。

そして、前記制御装置６０は、前述のようにＥＧＲ率を推定した後、ＥＧＲ率が前記所定の目標値であるか否かを判断し、ＥＧＲ率が所定の目標値と一致していない場合には、ＥＧＲ率が前記所定の目標値となるように前記ＥＧＲ制御弁９３の開度を変更すべく前記ＥＧＲアクチュエータを作動させる。

これにより、ＥＧＲガスの前記吸気ライン２０への供給量を適切な量に調整して、ＥＧＲ率を前記所定の目標値に近づけることができる。なお、前記所定の目標値は、エンジン回転数やエンジン負荷等のエンジン運転状態に応じて設定される最適なＥＧＲ率であり、予め前記制御装置６０の記憶部に記憶されている。

ここで、前記制御装置６０によるＥＧＲ率の制御の流れについて説明する。
図３に、前記制御装置６０のＥＧＲ率調整処理に関するフローチャートを示す。

図３に示すように、前記制御装置６０は、前述のようにしてＥＧＲ率を定義する。

その後、ステップ２１において、前記制御装置６０は、ＥＧＲ率が所定の目標値であるか否かを判定し、ＹＥＳの場合にはステップ２２へ移行し、ＮＯの場合にはステップ２３へ移行する。

前記ステップ２３において、前記制御装置６０は、ＥＧＲ率が所定の目標値未満であるか否かを判断し、ＹＥＳの場合にはステップ２４へ移行し、ＮＯの場合にはステップ２５へ移行する。

前記ステップ２４において、前記制御装置６０は、ＥＧＲガスの前記吸気ライン２０への供給量が不足していると認識して、前記ＥＧＲ制御弁９３の開度が増加するように前記ＥＧＲアクチュエータを作動させ、前記ステップ２２へ移行する。
ここでは、ＥＧＲ率が前記所定の目標値となるように、ＥＧＲ率の増加が図られる。

前記ステップ２５において、前記制御装置６０は、ＥＧＲガスの前記吸気ライン２０への供給量が過剰であると認識して、前記ＥＧＲ制御弁９３の開度が減少するように前記ＥＧＲアクチュエータを作動させ、前記ステップ２２へ移行する。
ここでは、ＥＧＲ率が前記所定の目標値となるように、ＥＧＲ率の減少が図られる。

前記ステップ２２において、前記制御装置６０は、前記エンジン本体１０が停止されたか否かを判断し、ＮＯの場合には新たにＥＧＲ率を定義して前記ステップ２１へ移行し、ＹＥＳの場合には本制御を終了する。

［実施の形態２］
以下、本発明の他の実施の形態に係るエンジンについて添付図面を参照しつつ説明する。

本実施の形態に係る前記エンジンは、制御装置６０によるＥＧＲ率の定義方法に関して実施の形態１に係る前記エンジン１と相違している。
即ち、前述の通り実施の形態１においては、前記ターボセンサ５１によって検出される実測過給機回転数を用いて得られるエンジン吸入空気量に基づきＥＧＲ率を定義したが、これに代えて、本実施の形態においては、実測過給機回転数に基づきＥＧＲ率を定義している。

具体的には、本実施の形態において、前記制御装置６０は、排気ライン３０から吸気ライン２０へＥＧＲガスを戻さない条件で且つ温度及び圧力に関する基準条件におけるエンジン回転数及びエンジン負荷と過給機回転数との関係を表す過給機回転数データを有している。
前記過給機回転数データ及び前記基準条件は、予め前記制御装置１の記憶部に記憶されている。なお、前記基準条件は、本実施の形態においては外気温度及び大気圧に関するものとされている。

そして、前記制御装置６０は、ターボセンサ５１によって検出される実測過給機回転数に対してエンジン本体１０の吸気マニホールド温度及び大気圧をパラメータとして含む所定の修正式を用いて修正を行うことで前記基準条件化における修正過給機回転数を算出する。前記制御装置６０は、前記回転数センサ８１及び前記負荷センサ８２の検出値を前記過給機回転数データに適用して得られる仮想過給機回転数を算出し、前記修正過給機回転数及び前記仮想過給機回転数を用いてＥＧＲ率を定義する。

なお、前記所定の修正式は、予め前記制御装置６０の記憶部に記憶されており、実施の形態１に係る前記エンジン１における前記所定の第１修正式と同一とされ得る。

ここで、本実施の形態に係る前記エンジンにおける前記制御装置６０の制御の流れについて説明する。
図４に、前記制御装置６０のＥＧＲ率算出処理に関するフローチャートを示す。

図４に示すように、まず、前記制御装置６０は、ステップ３１において前記ターボセンサ５１からの検出値に基づいて過給機４０の回転数を検知し、ステップ３２へ移行する。

前記ステップ３２において、前記制御装置６０は、前記基準条件下における修正過給機回転数を算出し、ステップ３３へ移行する。
ここで、前記制御装置６０は、実測過給機回転数に対して前記所定の修正式を用いて修正を行うことで前記基準条件下における修正過給機回転数を算出する。

前記ステップ３３において、前記制御装置６０は、前記回転数センサ８１からの検出値に基づいてエンジン回転数を検知し、ステップ３４へ移行する。

前記ステップ３４において、前記制御装置６０は、前記負荷センサ８２からの検出値に基づきエンジン負荷を検知し、ステップ３５へ移行する。

前記ステップ３５において、前記制御装置６０は、エンジン回転数及びエンジン負荷を用いて前記過給機回転数データに基づいて仮想過給機回転数を算出し、ステップ３６へ移行する。

前記ステップ３６において、前記制御装置６０前記修正過給機回転数及び前記仮想過給機回転数を用いてＥＧＲ率を定義する。
ここで、前記制御装置６０は、前記修正過給機回転数及び前記仮想過給機回転数とＥＧＲ率との関係を表す過給機回転数／ＥＧＲ率データを有しており、前記修正過給機回転数と前記仮想過給機回転数を前記過給機回転数／ＥＧＲ率データに適用してＥＧＲ率を算出する。

なお、本実施の形態に係る前記エンジンは、実施の形態１に係る前記エンジン１と同様に、前記ＥＧＲライン９０の流量を調整するＥＧＲ制御弁９３を備え、前記制御装置６０は、前記ＥＧＲ率が所定の目標値になるように前記ＥＧＲ制御弁９３を制御することができる。

１エンジン
１８燃焼室
１０エンジン本体
２０吸気ライン
３０排気ライン
４０過給機
４１タービン
４２コンプレッサ
５１ターボセンサ
６０制御装置
６１吸入空気量データ
８１回転数センサ
８２負荷センサ
９０ＥＧＲライン
９３ＥＧＲ制御弁

Claims

エンジン本体と、前記エンジン本体の燃焼室に吸入空気を導く吸気ラインと、前記燃焼室から排出される排気ガスの通路となる排気ラインと、前記排気ラインに介挿されたタービン及びタービンによって駆動される状態で前記吸気ラインに介挿されたコンプレッサを有する過給機と、過給機回転数を検出するターボセンサと、制御装置とを備えたエンジンであって、
前記制御装置は、前記ターボセンサによって検出される過給機回転数を用いて算出される排気流量に基づき第１エンジン吸入空気量を推定することを特徴とするエンジン。
前記制御装置は、前記ターボセンサによって検出される過給機回転数に対して前記吸気ラインにおける吸気マニホールド温度及び大気圧をパラメータとして含む所定の第１修正式を用いて修正を行うことで温度及び圧力に関する基準条件下における修正過給機回転数を算出し、修正過給機回転数を用いて算出される修正排気流量に基づき前記第１エンジン吸入空気量を推定することを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
前記制御装置は、前記ターボセンサによって検出される過給機回転数を用いて排気流量を算出し、排気流量に対して前記吸気ラインにおける吸気マニホールド温度及び大気圧をパラメータとして含む所定の第２修正式を用いて修正を行うことで温度及び圧力に関する基準条件下における修正排気流量を算出し、修正排気流量に基づき前記第１エンジン吸入空気量を推定することを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
エンジン回転数を検出する回転数センサと、エンジン負荷を検出する負荷センサと、前記排気ラインにおける排気ガスの少なくとも一部をＥＧＲガスとして前記吸気ラインへ戻すためのＥＧＲラインであって、一端部が前記タービンよりも排気ガス流れ方向上流側において前記排気ラインに流体接続され且つ他端部が前記コンプレッサよりも吸入空気流れ方向下流側において前記吸気ラインに流体接続されたＥＧＲラインとを備え、
前記制御装置は、前記排気ラインから前記吸気ラインへＥＧＲガスを戻さない条件で且つ前記基準条件におけるエンジン回転数及びエンジン負荷とエンジン吸入空気量との関係を表す吸入空気量データを有し、前記回転数センサ及び前記負荷センサの検出値を前記吸入空気量データに適用して得られる第２エンジン吸入空気量と前記第１エンジン吸入空気量とを用いてＥＧＲ率を定義することを特徴とする請求項２又は３に記載のエンジン。
エンジン本体と、前記エンジン本体の燃焼室に吸入空気を導く吸気ラインと、前記燃焼室から排出される排気ガスの通路となる排気ラインと、前記排気ラインに介挿されたタービン及びタービンによって駆動される状態で前記吸気ラインに介挿されたコンプレッサを有する過給機と、過給機回転数を検出するターボセンサと、エンジン回転数を検出する回転数センサと、エンジン負荷を検出する負荷センサと、前記排気ラインにおける排気ガスの少なくとも一部をＥＧＲガスとして前記吸気ラインへ戻すためのＥＧＲラインであって、一端部が前記タービンよりも排気ガス流れ方向上流側において前記排気ラインに流体接続され且つ他端部が前記コンプレッサよりも吸入空気流れ方向下流側において前記吸気ラインに流体接続されたＥＧＲラインと、制御装置とを備えたエンジンであって、
前記制御装置は、前記排気ラインから前記吸気ラインへＥＧＲガスを戻さない条件で且つ温度及び圧力に関する基準条件におけるエンジン回転数及びエンジン負荷と過給機回転数との関係を表す過給機回転数データを有し、前記ターボセンサによって検出される過給機回転数に対して前記吸気ラインにおける吸気マニホールド温度及び大気圧をパラメータとして含む所定の修正式を用いて修正を行うことで前記基準条件化における修正過給機回転数を算出し、前記回転数センサ及び前記負荷センサの検出値を前記過給機回転数データに適用して得られる仮想過給機回転数を算出し、前記修正過給機回転数及び前記仮想過給機回転数を用いてＥＧＲ率を定義することを特徴とするエンジン。
前記ＥＧＲラインの流量を調整するＥＧＲ制御弁を備え、
前記制御装置は、前記ＥＧＲ率が所定の目標値になるように前記ＥＧＲ制御弁を制御することを特徴とする請求項４又は５に記載のエンジン。