JP2022087386A - エンジンシステム、制御装置、およびエンジン制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】過給圧が過度に上昇することを抑制する。【解決手段】エンジンシステム１は、エンジン１０と、エンジン１０に過給する過給機３０と、エンジン１９の上限噴射量を設定する制御装置２００とを備え、制御装置２００は、過給機３０の実過給圧を取得し、過給機３０の基準最大過給圧を取得し、実過給圧と、基準最大過給圧とのうち小さい方の過給圧に応じた上限噴射量を設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンシステム、制御装置、およびエンジン制御方法に関するものである。

特開２００２－４７９４２号公報（特許文献１）には、過給機を有する内燃機関の制御システムが開示されている。過給機には、内燃機関から排出される排気によって作動するタービンと、タービンの作動によって内燃機関に吸入される空気を過給するコンプレッサと、タービンを作動させる排気の流速を変化させるベーンを含む可変ノズル機構とが備えられる。制御システムは、過給機によって過給された後の吸気圧（過給圧）が予め定められた上限過給圧（一定値）を超えないように可変ノズル機構を制御するように構成される。また、可変ノズル機構は、ベーンの開度を小さくすることにより排気の流路を絞って、タービンホイールに供給される排気の流速を増加させる。また、可変ノズル機構は、ベーンの開度を大きくすることにより排気の流路を拡げて流速を低減させる。

特開２００２－４７９４２号公報

しかしながら、特許文献１において、エンジンシステムに何らかの異常が発生することにより、過給圧が過度に上昇する場合がある。過給圧が過度に上昇する場合の一例を説明すると、たとえば、ベーンの開度が小さい状態で該ベーンに未燃燃料が付着することにより、該ベーンが固着する場合がある。この場合において、車両の運転者によりアクセルペダルが踏み込まれた場合には、車両からの噴射量が増加する。これに伴い、エキマニガスの温度、エキマニガスの圧力、およびタービンホイールの回転数などが上がり、過給圧も上昇する。ここで、エンジンシステムは、エキマニガスの温度、エキマニガスの圧力、タービンホイール回転数、および過給圧の過度の上昇を防止するためにベーンの開度を大きくする必要がある。しかし、該ベーンは固着していることから、ベーンの開度を大きくできず、その結果、過給圧が過度に上昇するという問題が生じ得る。過給圧が過度に上昇すると、エンジンシステムの不具合が生じてしまう。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、過給圧が過度に上昇することを抑制する技術を提供することである。

本開示のある局面に従うエンジンシステムは、エンジンと、エンジンに過給する過給機と、エンジンの上限噴射量を設定する制御装置とを備える。制御装置は、過給機の実過給圧を取得し、過給機の基準最大過給圧を取得し、実過給圧と、基準最大過給圧とのうち小さい方の過給圧に応じた上限噴射量を設定する。

このようにすると、過給圧が過度に上昇することを抑制することができる。
ある局面において、制御装置は、エンジンシステムの環境を示す環境情報を取得し、環境情報に基づいて、基準最大過給圧を取得する。

このようにすると、制御装置は、エンジンシステムの環境情報が鑑みられた基準最大過給圧を取得することができる。

ある局面において、環境情報は、エンジンシステムの周辺の温度、またはエンジンシステムの周辺の気圧を含む。

このようにすると、制御装置は、エンジンシステムの周辺の温度、またはエンジンシステムの周辺の気圧が鑑みられた基準最大過給圧を取得することができる。

ある局面において、制御装置は、エンジンの回転数に基づいて、基準最大過給圧を取得する。

このようにすると、制御装置は、エンジン回転数が鑑みられた基準最大過給圧を取得することができる。

ある局面において、制御装置は、小さい方の過給圧が閾値以下である場合には該小さい方の過給圧に応じた上限噴射量を設定し、小さい方の過給圧が閾値より大きい場合には一定の上限噴射量を設定する。

このようにすると、制御装置により大きすぎる上限噴射量が設定されることを抑制できる。

ある局面において、閾値は、エンジンシステムの環境に応じて異なる。
このようにすると、制御装置は、気圧に応じて細やかに上限噴射量を設定することができる。

本開示の別の局面に従うと、上述のエンジンシステムに含まれる制御装置が提供される。

このようにすると、過給圧が過度に上昇することを抑制することができる。
本開示の別の局面に従うと、エンジン制御方法は、エンジンに過給する過給機の実過給圧を取得することと、過給機の基準最大過給圧を取得することと、実過給圧と、基準最大過給圧とのうち小さい方の過給圧に応じた、エンジンの上限噴射量を設定することを備える。

このようにすると、過給圧が過度に上昇することを抑制することができる。

この発明によると、たとえば、エンジンシステムの不具合などにより実過給圧が過度に上昇する状況であっても、基準最大過給圧と、実過給圧とのうちの小さい方の過給圧に対応する上限噴射量を設定する。したがって、たとえば、実過給圧が過度に上昇して基準最大過給圧よりも大きくなった場合であっても、基準最大過給圧に対応する上限噴射量を設定させることができる。よって、噴射量を適切に抑制することができ、その結果、過給圧が過度に上昇することを防止できる。

本実施の形態に係るエンジンシステムの概略構成を示す図である。 可変ノズル機構を示す図である。 可変ノズル機構を示す図である。 複数のベーンの動作を説明するための図である。 制御装置の機能ブロック図である。 第１マップの一例を模式的に示す図である。 第２マップの一例を模式的に示す図である。 制御装置２００の制御処理を示したフローチャートである。 第３マップの一例を模式的に示す図である。 過給圧と噴射量との関係を示す図である。 過給圧と噴射量との関係を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。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れない。

図１は、本実施の形態に係るエンジンシステム１およびその制御システムの概略構成を示す図である。本実施の形態においては、エンジンシステム１は、車両に搭載されている例を説明する。本実施の形態において、エンジンシステム１は、たとえば、コモンレール式のディーゼルエンジンを一例として説明するが、その他の形式のエンジン（たとえば、ガソリンエンジン等）であってもよい。

エンジンシステム（内燃機関）１は、エンジン１０と、エアクリーナ２０と、インタークーラ２６と、吸気マニホールド２８と、過給機３０と、排気マニホールド５０と、排気処理装置５５と、ＥＧＲ装置（排気再循環装置）６０と、エアフローメータ１０４と、エンジン回転数センサ１０２と、過給圧センサ１０６と、気圧センサ１０８と、制御装置２００とを備える。

エンジン１０は、シリンダヘッド１１と、シリンダ１２と、ピストン１４と、インジェクタ１６とを含む。シリンダ１２は、シリンダヘッド１１の下部に配設される。ピストン１４は、シリンダ１２内に上下往復動可能に介挿される。ピストン１４の頂部とシリンダヘッド１１とシリンダ１２とで囲まれた空間によって燃焼室１５が形成される。エンジンシステム１は、直列型のエンジンであってもよいし、その他の気筒レイアウト（たとえば、Ｖ型あるいは水平型）のエンジンであってもよい。

インジェクタ１６は、シリンダ１２の頂部に設けられ、コモンレール（図示せず）に接続されている燃料噴射装置である。燃料タンク（図示せず）に貯留された燃料は、サプライポンプ（図示せず）によって所定圧まで加圧されてコモンレールへ供給される。コモンレールに供給された燃料はインジェクタ１６の噴射ノズル１６ａから所定のタイミングで噴射される。インジェクタ１６は、制御装置２００からの制御信号に応じて指令された燃料噴射量をシリンダ１２内に供給する。また、インジェクタ１６は、制御装置２００により上限噴射量が設定される。

エアクリーナ２０は、エンジンシステム１の外部から吸入される空気から異物を除去する。エアクリーナ２０には、第１吸気管２２の一方端が接続される。

第１吸気管２２の他方端には、過給機３０のコンプレッサ３２の吸気流入口に接続される。コンプレッサ３２の吸気流出口には、第２吸気管２４の一方端が接続される。コンプレッサ３２は、第１吸気管２２から流通する空気を過給して第２吸気管２４に供給する。コンプレッサ３２の詳細な動作については後述する。

第２吸気管２４の他方端には、インタークーラ２６の一方端が接続される。インタークーラ２６は、第２吸気管２４を流通する空気を冷却する空冷式あるいは水冷式の熱交換器である。

インタークーラ２６の他方端には、第３吸気管２７の一方端が接続される。第３吸気管２７の他方端には、吸気マニホールド２８が接続される。吸気マニホールド２８は、エンジン１０のシリンダ１２の吸気ポートに連結される。第３吸気管２７の途中であって、後述するＥＧＲ６０との分岐点よりもインタークーラ２６側には、ディーゼルスロットル２５が設けられる。ディーゼルスロットル２５は、制御装置２００から制御信号に応じて吸気の流量を調整する。

排気マニホールド５０は、エンジン１０のシリンダ１２の排気ポートに連結される。排気マニホールド５０には、第１排気管５２の一方端が接続される。第１排気管５２の他方端は、過給機３０のタービン３６の排気流入口に接続される。そのため、各気筒の排気ポートから排出される排気は、排気マニホールド５０および第１排気管５２を経由してタービン３６に供給される。

タービン３６の排気流出口には、第２排気管５４の一方端が接続される。第２排気管５４の他方端には、酸化触媒５６とＰＭ（Particulate Matter）除去フィルタ５７とＳＣＲ触媒５８とを含む排気処理装置５５およびマフラー等が接続される。そのため、タービン３６の排気流出口から排出された排気は、第２排気管５４、排気処理装置５５およびマフラー等を経由して車外に排出される。

第３吸気管２７と排気マニホールド５０とは、エンジン１０のシリンダ１２を経由せずにＥＧＲ装置６０によって接続される。ＥＧＲ装置６０は、ＥＧＲバルブ６２と、ＥＧＲ通路（還流路）６６とを含む。ＥＧＲ通路６６は、第３吸気管２７と排気マニホールド５０とを接続する。ＥＧＲバルブ６２は、ＥＧＲ通路６６の途中に設けられる。

ＥＧＲバルブ６２は、制御装置２００からの制御信号に応じて、ＥＧＲ通路６６を流通するＥＧＲガスの流量を調整する調整弁である。排気マニホールド５０（排気経路）内の排気がＥＧＲ装置６０を経由してＥＧＲガスとして吸気マニホールド２８（吸気経路）側に戻されることによってシリンダ１２内の燃焼温度が低下され、ＮＯｘの生成量が低減される。

過給機３０は、エンジン１０に過給する。過給機３０は、コンプレッサ３２と、タービン３６と、可変ノズル機構（流速可変装置）４０と、アクチュエータ４４とを含む。コンプレッサ３２のハウジング内にはコンプレッサホイール３４が収納され、タービン３６のハウジング内にはタービンホイール３８が収納される。コンプレッサホイール３４とタービンホイール３８とは、連結軸４２によって連結され、一体的に回転する。そのため、コンプレッサホイール３４は、タービンホイール３８に供給される排気の排気エネルギーによって回転駆動される。

可変ノズル機構４０は、タービンホイール３８の回転軸を中心とした周囲の排気流入部に配置され、第１排気管５２から供給される排気をタービンホイール３８に導く複数のベーン（図２参照）と、複数のベーンの各々を回転させることによって隣接するベーン間の隙間（以下の説明においてこの隙間の大きさをベーン開度として記載する）を変化させるリンク機構とを含む。アクチュエータ４４は、制御装置２００からの動作指示に応じてリンク機構を動作させることによって、可変ノズル機構４０のベーン開度を変化させる。

可変ノズル機構４０のベーン開度を変化させることによって、タービンホイール３８への排気流入部における排気の流路が絞られたり、拡げられたりする。これにより、タービンホイール３８に吹き付けられる排気の流速を変化させることができる。

図２および図３は、可変ノズル機構４０の構成の一例を示す図である。図２は、図１において左方向から可変ノズル機構４０を見た図である。図３は、図１において右方向から可変ノズル機構４０を見た図である。可変ノズル機構４０の構成は、第１排気管５２からタービンホイール３８までの排気の流路を絞ることでタービンホイール３８に供給される排気の流速を変化させるものであればよく、特に、図２に示される構成に限定されるものではない。

図２および図３に示すように、可変ノズル機構４０は、複数のベーン６７と、ノズルプレート６９と、ユニゾンリング７１とを含む。複数のベーン６７は、タービンホイール３８の外周の排気流入部に配置されている。ノズルプレート６９は、複数の軸６８を回転中心として複数のベーン６７をそれぞれ揺動可能に保持する。ユニゾンリング７１は、各軸６８の端部に固定されたアーム７０を用いて軸６８を回転させる。ユニゾンリング７１は、リンク機構７２を介してアクチュエータ４４の動作によって回転されるようになっており、リンク機構７２の回転軸７２ａの端部に固定されたアーム７２ｂを、アクチュエータ４４を用いて揺動させることで、アーム７２ｂと係合するユニゾンリング７１を回転させることができる。

たとえば、図２に示されるように、アーム７２ｂをリンク機構７２によって矢印に示す方向に揺動させると、ユニゾンリング７１は、矢印に示す方向、すなわち、図２では反時計回り、図３では時計回りに回転する。さらに、このユニゾンリング７１の回転によって、各軸６８は、矢印に示す方向、すなわち、図２では反時計回り、図３では時計回りに回転される。したがって、ベーン６７の開度は閉じ側（隣接する２つのベーンの間の隙間が狭くなるように）に制御されることとなる。また、アーム７２ｂを矢印とは逆の方向に搖動させると、ベーン６７の開度は開き側（隣接する２つのベーンの間の隙間が拡がるように）に制御されることとなる。

図４は、可変ノズル機構４０における複数のベーン６７の動作を説明するための図である。図４に示すように、ベーン６７ａと隣接するベーン６７ｂとの間に隙間には、図４の実線に示す直線を一辺とする方形の開口部が形成される。可変ノズル機構４０の各ベーン間には、同様の開口部が形成される。この各ベーン間の開口部の面積の総和によって開口面積が示される。開口面積が大きいとき（複数のベーン６７の開度が大きいとき、たとえば、複数のベーン６７が破線の状態であるとき）には、タービンホイール３８に供給される排気の流速は増加する。一方、開口面積が小さいとき（複数のベーン６７の開度が小さいとき、たとえば、複数のベーン６７が実線の状態であるとき）には、タービンホイール３８に供給される排気の流速は減少する。

図１に戻って、エンジン回転数センサ１０２は、エンジンシステム１の出力軸であるクランクシャフトの回転数（回転速度）をエンジン回転数として検出する。エンジン回転数センサ１０２は、検出したエンジン回転数を示す信号を制御装置２００に送信する。

エアフローメータ１０４は、第１吸気管２２に導入される新気の流量（吸入空気量）Ｑｉｎを検出する。エアフローメータ１０４は、検出した吸入空気量Ｑｉｎを示す信号を制御装置２００に送信する。

過給圧センサ１０６は、吸気マニホールド２８内の圧力を現在の実際の過給圧（以下、「実過給圧」とも称する）として検出する。過給圧センサ１０６は、検出された実過給圧を示す信号を制御装置２００に送信する。

気圧センサ１０８は、エンジンシステム１の周辺の気圧（たとえば、エンジンシステム１が搭載されている車両の周辺の気圧）を検出する。気圧センサ１０８は、検出された気圧を示す信号を制御装置２００に送信する。

制御装置２００は、エンジンシステム１の動作を制御する。制御装置２００は、各種処理を行なうＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１と、プログラムおよびデータを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）およびＣＰＵの処理結果等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むメモリ（記憶装置）２０２と、外部との情報のやり取りを行なうための入・出力ポート（図示せず）とを含む。入力ポートには、上述したセンサ類（たとえば、エンジン回転数センサ１０２、エアフローメータ１０４、過給圧センサ１０６、気圧センサ１０８等）が接続される。出力ポートには、制御対象となる機器（たとえば、インジェクタ１６、アクチュエータ４４およびＥＧＲバルブ６２等）が接続される。

制御装置２００は、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジンシステム１が所望の運転状態となるように各種機器を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。

［制御装置の機能ブロック図］
図５は、制御装置２００の機能ブロック図である。制御装置２００は、取得部２０２と、選択部２０４と、設定部２０６と、記憶部２０８とを備える。記憶部２０８は、たとえば、上記のＲＯＭなどにより構成される。

取得部２０２は、エンジン回転数センサ１０２から、エンジン回転数を示す信号を受信することにより、エンジン回転数を取得する。また、取得部２０２は、気圧センサ１０８から、気圧を示す信号を受信することにより、気圧を取得する。取得部２０２は、第１マップと、エンジン回転数と、気圧とに基づいて基準最大過給圧を取得する。ここで、基準最大過給圧とは、複数のベーン６７に異常が生じていない場合の最大の過給圧（上限の過給圧）である。換言すれば、基準最大過給圧とは、エンジンシステム１が安全に作動できる最大の過給圧である。

図６は、第１マップの一例を模式的に示す図である。第１マップは、典型的には、複数のベーン６７に異常が生じていない状態で予め作成されるマップである。図６の第１マップにおいて、横軸はエンジン回転数を示し、縦軸は基準最大過給圧を示す。第１マップにおいて、エンジン回転数と、基準最大過給圧との関係を示したグラフが規定されている。第１マップにおいては、さらに、エンジンシステム１の周辺の大気圧の値に応じた複数のグラフ（図６の例では、４つのグラフ）が規定されている。図６において、グラフＡは大気圧が１０１ｋＰａである場合を示し、グラフＢは大気圧が９０ｋＰａである場合を示し、グラフＣは大気圧が８０ｋＰａである場合を示し、グラフＤは大気圧が７０ｋＰａである場合を示す。図６の例では、同一のエンジン回転数であれば、大気圧が高いほど、基準最大過給圧が大きくなるように規定されている。この理由については、エンジンシステム１の周辺の気圧が低いほど、過給機３０による過給後の排気の温度が上昇する傾向がある。したがって、過給機３０を保護するために、エンジンシステム１の周辺の気圧が低いほど、基準最大過給圧が低くなるように設定されている。

取得部２０２は、図６のグラフＡ～Ｄのうち、取得した気圧に近いグラフを特定する。さらに、取得部２０２は、特定したグラフを参照してエンジン回転数に対応する基準最大過給圧を決定する。取得部２０２により決定された（取得された）基準最大過給圧は、選択部２０４に出力される。

また、選択部２０４は、過給圧センサ１０６から、実過給圧を示す信号を受信することにより、実過給圧を取得する。選択部２０４は、過給圧センサ１０６から出力された実過給圧と、取得部２０２から出力された基準最大過給圧とのうち小さい方の過給圧を選択する。選択部２０４は、選択部２０４が選択した過給圧を設定部２０６に出力する。

設定部２０６は、第２マップと、エンジン回転数と、取得部２０２から出力された過給圧とに基づいて上限噴射量を決定する。ここで、上限噴射量は第１条件と、第２条件との双方を満たす噴射量である。第１条件は、環境保護の観点で好ましくない事象が発生しない条件である。第２条件はエンジンシステム１の保護の観点から好ましくない事象が発生しない条件である。

第１条件は、たとえば、環境保護の観点で好ましくない多量の黒煙が車外に排出されないという条件である。また、一般的に、噴射量が増加すると排気温度が高まり、エンジンシステム１が故障する場合がある。第２条件は、エンジンシステム１が故障しないという条件である。

図７は、第２マップの一例を模式的に示す図である。第２マップは、典型的には、複数のベーン６７に異常が生じていない状態で予め作成されるマップである。図７の第２マップにおいて、横軸は選択部２０４で選択された過給圧（選択部２０４から出力された過給圧）を示し、縦軸は上限噴射量を示す。以下では、選択された過給圧を「選択過給圧」ともいう。選択過給圧は、本開示の「実過給圧と、基準最大過給圧とのうち小さい方の過給圧」に対応する。第２マップにおいて、選択された過給圧と、上限噴射量との関係を示したグラフが規定されている。第２マップにおいては、さらに、現在のエンジン回転数の値に応じた複数のグラフ（図６の例では、３つのグラフ）が規定されている。図６において、グラフＡはエンジン回転数が１０００ｒｐｍを示し、グラフＢはエンジン回転数が９００ｒｐｍである場合を示し、グラフＣはエンジン回転数が８００ｒｐｍである場合を示す。図７の例では、エンジン回転数に応じて異なるように上限噴射量は規定されている。図７の例では、同一の選択過給圧であれば、エンジン回転数が大きいほど、上限噴射量が大きくなるように規定されている。

設定部２０６は、図７のグラフＡ～Ｃのうち、取得したエンジン回転数に近いグラフを特定する。さらに、設定部２０６は、特定したグラフを参照して選択過給圧に対応する上限噴射量を決定する。設定部２０６は、該決定した上限噴射量を示す信号をインジェクタ１６に送信することにより、該上限噴射量をインジェクタ１６に設定する。車両の運転者によりアクセルペダルの操作量が増加されると過給圧が増加するとともに噴射量が増加する。該噴射量が上限噴射量に到達すると、インジェクタ１６は噴射量が上限噴射量より小さくなるように、該噴射量を低下するまたは該噴射量を維持するように該噴射量を制御する。

［制御装置の処理の流れ］
図８は制御装置２００の制御処理を示したフローチャートである。図８のフローチャートで示した制御処理のプログラムは、所定の記憶領域（たとえば、上述のＲＯＭ）に格納される。ＣＰＵが、プログラムを該記憶領域から読出して所定周期で繰り返し実行することにより、図８に示される処理が実現される。

ステップＳ２において、制御装置２００は、図６で示した第１マップに基づいて基準最大過給圧を取得する。次に、ステップＳ４において、制御装置２００は、過給圧センサ１０６から実過給圧を取得する。次に、ステップＳ６において、制御装置２００は、実過給圧と、基準最大過給圧とのうち小さい方の過給圧を選択する。次に、ステップＳ８において、制御装置２００は、ステップＳ８で選択した過給圧に応じた上限噴射量を設定する。

上述のようにエンジンシステム１において、可変ノズル機構４０に含まれるベーン６７は、タービン３６を作動させる排気の流速を変化させる。ところで、エンジンシステム１の不具合などにより過給圧が過度に上昇する場合がある。この場合とは、たとえば、ベーン６７に、不純物（たとえば未燃燃料）が長時間に亘り低排気温度で付着する場合である。不純物は、たとえば、すすなどもあり得る。また、外部からの衝撃などにより軸６８でベーン６７が動作しないという原因を含む。この場合において、車両の運転者によりアクセルペダルが踏み込まれた場合には、車両からの噴射量が増加する。これに伴い、エキマニガスの温度、エキマニガスの圧力、およびタービンホイール３８の回転数などが上がり、過給圧も上昇する。ここで、エンジンシステム１は、エキマニガス（排気マニホールド５０内のガス）の温度、エキマニガスの圧力、タービンホイール３８の回転数、および過給圧の過度の上昇を防止するためにベーンの開度を大きくする必要がある。しかし、該ベーンは固着していることから、ベーンの開度を大きくできず、その結果、過給圧が過度に上昇するという問題が生じ得る。過給圧が過度に上昇すると、エンジンシステムの不具合が生じてしまう。エンジンシステム１の不具合とは、たとえば、過給機３０の故障であり、より特定的には連結軸４２の破損である。

そこで、選択部２０４（図５参照）は、エンジンシステム１（たとえば、ベーン６７）に何ら異常が生じていない場合の基準最大過給圧と、実際の過給圧（実過給圧）との大小を比較する。そして、制御装置２００は、基準最大過給圧と、実過給圧とのうちの小さい方の過給圧を特定し、該特定した過給圧に対応する上限噴射量を設定する。この構成によれば、実過給圧が基準最大過給圧以下である場合には、ベーン６７に異常が生じていない可能性が高い。この場合には、実過給圧に対応する上限噴射量が設定される。よって、ベーン６７に異常が生じていない状態における実過給圧に対応する上限噴射量が設定される。

一方、実過給圧が基準最大過給圧より大きい場合には、ベーン６７に異常が生じている可能性が高い。この場合には、過度に大きい実過給圧に対応する上限噴射量（つまり、過度に大きい上限噴射量）が設定されずに、基準最大過給圧に対応する上限噴射量が設定される。よって、車両からの噴射量が過度に大きくなることを防止できることから、過給圧が過度に上昇することを抑制できる。また、過給圧が過度に上昇することを抑制することにより、過給機３０の故障を抑制することができる。

また、「ベーン６７に付着した未燃燃料（不純物）を検出するとともに該未燃燃料を溶解する構成」を採用することが考えられる。しかしながら、この構成では、未燃燃料を検出する処理および未燃燃料を溶解する処理を実行することから、時間がかかってしまい、これらの処理の実行中に過給圧が過度に上昇することにより、過給機３０が故障するという問題が生じ得る。これに対し、本実施の形態のエンジンシステム１では、ベーン６７に付着した未燃燃料を検出する処理を実行せずとも過給圧が過度に上昇することを抑制できる。したがって、このような問題が発生することを抑制できる。

また、制御装置２００は、エンジンシステム１の周辺の気圧を取得し、該気圧に基づいて基準最大過給圧を取得する（図６参照）。したがって、制御装置２００は、エンジンシステム１の周辺の気圧が鑑みられた基準最大過給圧を取得することができる。

また、制御装置２００は、エンジン１０の回転数に基づいて、基準最大過給圧を取得する（図６参照）。したがって、制御装置２００は、エンジン１０の回転数が鑑みられた基準最大過給圧を取得することができる。

［その他の実施の形態］
（１） 上述の図６の例では、エンジンシステム１の環境を示す環境情報は、エンジンシステム１の周辺の気圧である構成を説明した。しかしながら、環境情報は、他の情報であってもよい。環境情報は、たとえば、エンジンシステム１の周辺の温度としてもよい。この実施の形態では、気圧センサ１０８の代わりに温度センサ１０９（図１参照）が採用される。温度センサ１０９は、エンジンシステム１の周辺の温度を検出するセンサである。温度センサ１０９で検出された温度は、取得部２０２（図５参照）に出力される。図９は、この実施の形態で用いられる第３マップの一例を模式的に示す図である。第３マップは、典型的には、複数のベーン６７に異常が生じていない状態で予め作成されるマップである。図９の第３マップにおいて、横軸はエンジン回転数を示し、縦軸は基準最大過給圧を示す。第３マップにおいて、エンジン回転数と、基準最大過給圧との関係を示したグラフが規定されている。第３マップにおいては、さらに、エンジンシステム１の周辺の温度の値に応じた複数のグラフ（図９の例では、４つのグラフ）が規定されている。図９において、グラフＡは温度が２０度である場合を示し、グラフＢは温度が４０度である場合を示し、グラフＣは温度が５０度である場合を示し、グラフＤは温度が８０度である場合を示す。図９の例では、同一のエンジン回転数であれば、気温が低いほど、基準最大過給圧が大きくなるように規定されている。この理由については、エンジンシステム１の周辺の温度が高いほど、過給機３０による過給後の排気の温度が上昇する傾向がある。したがって、過給機３０を保護するために、エンジンシステム１の周辺の温度が高いほど、基準最大過給圧が低くなるように設定されている。

取得部２０２は、図９のグラフＡ～Ｄのうち、取得した温度に近いグラフを特定する。さらに、取得部２０２は、特定したグラフを参照してエンジン回転数に対応する基準最大過給圧を決定する。取得部２０２により決定された（取得された）基準最大過給圧は、選択部２０４に出力される。

このような実施の形態であれば、制御装置２００は、エンジンシステム１の周辺の温度が鑑みられた（エンジンシステム１の周辺の気圧が鑑みられた）基準最大過給圧を取得することができる。

（２） 上述の実施形態では、選択過給圧と上限噴射量との関係を示す第２マップは、図７に示す関係である構成を説明した。しかしながら、この関係は、他の関係としてもよい。図１０は、他の関係を示す第４マップを示す図である。

図１０においては、大気圧が９０ｋＰａである場合のグラフＡと、大気圧が１０１ｋＰａである場合のグラフＢとが示されている。図１０の例では、選択過給圧について閾値が設定されている。グラフＡについては閾値Ｐ１が設定されており、グラフＢについては閾値Ｐ２が設定されている。また、閾値Ｐ２は閾値Ｐ１より大きくなるように設定されている。

グラフＡについては、閾値Ｐ１以下の選択過給圧においては、選択過給圧に応じた上限噴射量が規定されている。図１０の例では、選択過給圧が大きくなるほど、上限噴射量も大きくなるように規定されている。また、閾値Ｐ１より大きい選択過給圧においては、選択過給圧の値に関わらず一定の上限噴射量Ｑ１が規定されている。

また、グラフＢについては、閾値Ｐ２以下の選択過給圧においては、選択過給圧に応じた上限噴射量が規定されている。図１０の例では、選択過給圧が大きくなるほど、上限噴射量も大きくなるように規定されている。また、閾値Ｐ２より大きい選択過給圧においては、選択過給圧の値に関わらず一定の上限Ｑ２が規定されている。

設定部２０６は、図１０のグラフＡ、Ｂのうち、取得した気圧に近いグラフを特定する。さらに、設定部２０６は、特定したグラフを参照して選択過給圧に対応する上限噴射量を決定する。

つまり、設定部２０６が、たとえば、グラフＡを特定した場合には、選択過給圧が閾値Ｐ１以下である場合には該選択過給圧に応じた上限噴射量を設定する。一方、選択過給圧が閾値Ｐ１より大きい場合には一定の上限噴射量Ｑ１を設定する。

このように、選択過給圧に閾値を設けることにより、大きすぎる上限噴射量が設定されることを防止できる。また、閾値は気圧の値に応じて異なるように設定されている。図１０の例では、気圧が大きいほど閾値は大きくなるように規定されている。これにより、設定部２０６は、気圧に応じて細やかに上限噴射量を設定することができる。

図１１は、他の関係を示す第５マップを示す図である。図１１においては、気温が４０度である場合のグラフＡと、気温が２０度である場合のグラフＢとが示されている。図１１の例では、選択過給圧について閾値が設定されている。グラフＡについては閾値Ｐ１が設定されており、グラフＢについては閾値Ｐ２が設定されている。また、閾値Ｐ２は閾値Ｐ１より大きくなるように設定されている。

図１０および図１１に示すようにエンジンシステム１の環境に応じて異なるように設定されている。環境とは、図１０の例では気圧であり、図１１の例では温度である。これにより、設定部２０６は、エンジンシステム１の環境に応じて細やかに上限噴射量を設定することができる。また、図１０および図１１で示したグラフは、エンジン回転数毎に規定されていてもよい（図７参照）。

（３） 上述の実施の形態で使用される全てのパラーメータ（エンジン回転数、エンジンシステム１の周辺の気圧、実過給圧、およびエンジンシステム１の周辺の温度）はセンサで検出される構成を説明した。しかしながらこれらの全てのパラメータのうち少なくとも１つは、たとえば、制御装置２００に含まれる推定部により推定される構成であってもよい。たとえば、該推定部は、タービン回転数に基づいてエンジン回転数を推定するようにしてもよい。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ エンジンシステム、１０ エンジン、１１ シリンダヘッド、１２ シリンダ、１４ ピストン、１５ 燃焼室、１６ インジェクタ、１６ａ 噴射ノズル、２０ エアクリーナ、２２ 第１吸気管、２４ 第２吸気管、２５ ディーゼルスロットル、２６ インタークーラ、２７ 第３吸気管、２８ 吸気マニホールド、３０ 過給機、３２ コンプレッサ、３４ コンプレッサホイール、３６ タービン、３８ タービンホイール、４０ 可変ノズル機構、４２ 連結軸、４４ アクチュエータ、５０ 排気マニホールド、５２ 第１排気管、５４ 第２排気管、５５ 排気処理装置、５６ 酸化触媒、５７ 除去フィルタ、５８ 触媒、６２ バルブ、６６ 通路、６７ ベーン、６８ 軸、６９ ノズルプレート、７０，７２ｂ アーム、７１ ユニゾンリング、７２ リンク機構、７２ａ 回転軸、１０２ エンジン回転数センサ、１０４ エアフローメータ、１０６ 過給圧センサ、１０８ 気圧センサ、１０９ 温度センサ、２００ 制御装置、２０２ 取得部、２０４ 選択部、２０６ 設定部、２０８ 記憶部。

Claims (8)

1. エンジンと、
   前記エンジンに過給する過給機と、
   前記エンジンの上限噴射量を設定する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記過給機の実過給圧を取得し、
   前記過給機の基準最大過給圧を取得し、
   前記実過給圧と、前記基準最大過給圧とのうち小さい方の過給圧に応じた前記上限噴射量を設定する、エンジンシステム。
2. 前記制御装置は、
   前記エンジンシステムの環境を示す環境情報を取得し、
   前記環境情報に基づいて、前記基準最大過給圧を取得する、請求項１に記載のエンジンシステム。
3. 前記環境情報は、前記エンジンシステムの周辺の温度、または前記エンジンシステムの周辺の気圧を含む、請求項２に記載のエンジンシステム。
4. 前記制御装置は、前記エンジンの回転数に基づいて、前記基準最大過給圧を取得する、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のエンジンシステム。
5. 前記制御装置は、
   前記小さい方の過給圧が閾値以下である場合には該小さい方の過給圧に応じた前記上限噴射量を設定し、
   前記小さい方の過給圧が閾値より大きい場合には一定の前記上限噴射量を設定する、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のエンジンシステム。
6. 前記閾値は、前記エンジンシステムの環境に応じて異なる、請求項５に記載のエンジンシステム。
7. 請求項１～請求項６のいずれか１項に記載のエンジンシステムに含まれる制御装置。
8. エンジンに過給する過給機の実過給圧を取得することと、
   前記過給機の基準最大過給圧を取得することと、
   前記実過給圧と、前記基準最大過給圧とのうち小さい方の過給圧に応じた、前記エンジンの上限噴射量を設定することとを備える、エンジン制御方法。

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