JP3161288B2 - Exhaust pressure detection device and excess air ratio detection device for turbocharged engine - Google Patents

Exhaust pressure detection device and excess air ratio detection device for turbocharged engine

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JP3161288B2 JP15813995A JP15813995A JP3161288B2 JP 3161288 B2 JP3161288 B2 JP 3161288B2 JP 15813995 A JP15813995 A JP 15813995A JP 15813995 A JP15813995 A JP 15813995A JP 3161288 B2 JP3161288 B2 JP 3161288B2
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    • F02M26/57Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves using electronic means, e.g. electromagnetic valves

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用ターボ過給機
付ディーゼルエンジン等の燃料供給システムや排気浄化
システムに用いられる、ターボ過給機付エンジンの排気
圧力検出装置および空気過剰率検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust pressure detecting device and an excess air ratio detecting device for a turbocharged engine used in a fuel supply system or an exhaust purification system of an automobile turbocharged diesel engine or the like. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンの主たる有害排出成
分としては、燃料分布の不均一等による黒煙や未燃HC
等の他、高温下での燃焼に起因するNOX が挙げられ
る。ディーゼルエンジンにおけるNOX 低減手段として
は、余剰酸素が多いためにガソリンエンジンのような還
元触媒が適用できず、燃料噴射時期の遅延(タイミング
リタード)や水噴射が研究されている。しかし、前者は
出力や燃費の低下とCOやHCの増加が避けられず、後
者は水噴射装置や水タンクの搭載や潤滑油への水混入等
の問題がある。そこで、構造が比較的簡便で弊害も少な
いことから、不活性物質である排気ガスをEGRガスと
して燃焼室に還流させる排気ガス再循環(EGR)装置
の実用化が進められている。
2. Description of the Related Art The main harmful emission components of diesel engines include black smoke and unburned HC due to uneven fuel distribution.
Other like include NO X due to combustion at high temperatures. The NO X reduction means in a diesel engine, can not be reduced catalyst applications, such as gasoline engine for surplus oxygen is large, the fuel injection timing delay (timing retard) or water injection is studied. However, in the former case, the output and fuel consumption are inevitably reduced and CO and HC are increased. In the latter case, there are problems such as mounting of a water injection device and a water tank and mixing of water into lubricating oil. Therefore, practical use of an exhaust gas recirculation (EGR) device for recirculating exhaust gas, which is an inert substance, as EGR gas to a combustion chamber is being promoted because of its relatively simple structure and little adverse effect.

【0003】ディーゼルエンジン用のEGR装置では、
EGRガスの還流量(以下、EGR量と記す)が過剰に
なると、空気過剰率の低下による吐煙の悪化やHCの急
増,燃費の低下の他、遊離カーボンやパティキュレート
の混入によるエンジンオイルの劣化から機関耐久性の低
下等が起こる。そのため、これらの不具合を極力抑えな
がらNOX の低減を図るためには、空気過剰率を検出し
て、EGR量をフィードバック制御する電子制御式が望
ましい。空気過剰率を検出する方法としては、CO2
析計を用いる方法と、リニア空燃比センサ(以下、LA
FSと記す)を用いる方法とが一般的である。
In an EGR device for a diesel engine,
When the recirculation amount of the EGR gas (hereinafter, referred to as EGR amount) becomes excessive, smoke emission is deteriorated due to a decrease in the excess air ratio, a sudden increase in HC, fuel consumption is reduced, and engine oil due to mixing of free carbon and particulates is reduced. Deterioration causes a decrease in engine durability and the like. Therefore, in order to the reduce of the NO X while suppressing these problems as much as possible, by detecting the excess air ratio, electronically controlled for feedback controlling the EGR amount it is desirable. As a method of detecting the excess air ratio, there are a method using a CO 2 analyzer and a method using a linear air-fuel ratio sensor (hereinafter, LA).
FS) is generally used.

【0004】ところが、周知のようにCO2 分析計はそ
の体格や重量が大きいため、ベンチテスト等には使用で
きるが、車載用としては現実的ではなかった。一方、L
AFSを用いたEGR装置としては、特開昭55−79
64号公報や特開昭63−201356号公報に記載さ
れたものがある。前者のEGR装置では、排気系にLA
FSを取り付け、その出力電流が所定の閾値を上回った
場合にはEGR弁を開放方向に駆動し、下回った場合に
は逆に閉鎖方向に駆動する。また、後者のEGR装置で
は、燃料噴射ポンプのレバー開度とエンジン回転速度と
をパラメータとするEGR量の制御マップに基づきEG
R弁を駆動する一方、排気系に取り付けられたLAFS
によりEGR弁開度(制御マップ)の補正を行ってい
る。
However, as is well known, the CO 2 analyzer can be used for bench tests and the like because of its large size and weight, but is not practical for use in vehicles. On the other hand, L
Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-79 discloses an EGR device using AFS.
No. 64 and JP-A-63-201356. In the former EGR device, LA is added to the exhaust system.
The FS is mounted, and when the output current exceeds a predetermined threshold, the EGR valve is driven in the opening direction, and when the output current falls below the predetermined threshold, the EGR valve is driven in the closing direction. In the latter EGR device, the EGR amount is controlled based on an EGR amount control map using the lever opening of the fuel injection pump and the engine speed as parameters.
LAFS attached to exhaust system while driving R valve
The correction of the EGR valve opening degree (control map) is performed by the following.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらLAF
Sを用いてEGR量をフィードバック制御するEGR装
置にも、以下に述べる問題があった。周知のように、L
AFSは、試験管状のジルコニア素子の内外面に多孔質
の白金電極を被覆し、内部に大気を導入する一方で、外
面を排気ガスに曝す構造となっており、電圧を印加する
とジルコニア素子中で酸素イオンの移動が起こり、排気
ガス中の酸素濃度(空気過剰率)に比例した電流が流れ
るという、酸素濃淡電池の原理を利用している。そし
て、LAFSには、排気ガス中の酸素濃度が同一であっ
ても、酸素イオンの移動が排気ガス中の酸素分圧に依存
するため、排気圧力の高低により出力電流値が異なると
いう特性がある。また、LAFSは、雰囲気温度が所定
値(活性化温度)以上にならないと正常に作動しないた
め、通常は排気マニホールドの集合部等に取付けられ
る。したがって、タービン上流側における排気圧力の変
動が大きいターボ過給機付エンジンでは、ターボ過給機
やEGR装置の作動状態によりLAFSの出力電流値も
大きく変動し、空気過剰率の検出が正確に行えなくなる
という問題があった。
However, these LAFs
The EGR device that performs feedback control of the EGR amount using S also has the following problems. As is well known, L
AFS has a structure in which a porous platinum electrode is coated on the inner and outer surfaces of a test tubular zirconia element and the inside is introduced into the atmosphere while the outer surface is exposed to exhaust gas. Utilizing the principle of an oxygen concentration cell, in which oxygen ions move and a current flows in proportion to the oxygen concentration (excess air ratio) in the exhaust gas. LAFS has a characteristic that, even when the oxygen concentration in the exhaust gas is the same, the movement of oxygen ions depends on the oxygen partial pressure in the exhaust gas, so that the output current value differs depending on the level of the exhaust pressure. . Further, the LAFS does not operate normally unless the ambient temperature becomes equal to or higher than a predetermined value (activation temperature). Therefore, the LAFS is usually mounted on a collection portion of the exhaust manifold. Therefore, in an engine with a turbocharger having a large fluctuation in exhaust pressure on the upstream side of the turbine, the output current value of the LAFS also fluctuates greatly depending on the operation state of the turbocharger and the EGR device, and the excess air ratio can be accurately detected. There was a problem that it disappeared.

【0006】この問題を解決するものとして、特公平5
−41821号公報では、タービンの上流側にLAFS
と共に排圧センサを取付け、その検出信号に応じて、L
AFSの出力電流値と比較する比較電流値を補正するも
のが提案されている。ところが、排圧センサは、圧力を
電気信号に変換するための素子や電気信号を増幅するた
めのアンプ等からなる高価な部品であり、高温かつ圧力
変動の激しい環境下で用いられるため耐久性も低く、イ
ニシャルコストが高いことはもとより、定期的な点検や
交換等によりランニングコストも高くなる問題もあっ
た。
To solve this problem, Japanese Patent Publication No.
In Japanese Patent No. 41821, LAFS is provided upstream of the turbine.
Together with an exhaust pressure sensor, and according to the detection signal, L
A device that corrects a comparison current value to be compared with an AFS output current value has been proposed. However, the exhaust pressure sensor is an expensive component consisting of an element for converting pressure into an electric signal, an amplifier for amplifying the electric signal, and the like. In addition to the low initial cost and the high initial cost, there is also a problem that the running cost increases due to periodic inspection and replacement.

【0007】本発明は、上記状況に鑑みなされたもの
で、比較的簡便な装置構成を採りながら、ターボ過給機
付ディーゼルエンジン等の排気圧力を正確に検出できる
排気圧力検出装置とその原理を用いた空気過剰率検出装
置とを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has an exhaust pressure detecting device and a principle thereof capable of accurately detecting the exhaust pressure of a diesel engine with a turbocharger while adopting a relatively simple device configuration. It is an object of the present invention to provide an air excess ratio detecting device used.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
1では、車両に搭載されたエンジンの吸気圧力を検出す
る吸気圧力検出手段と、上記エンジンの排気ガスにより
タービンを駆動することにより上記エンジンへの吸気を
過給するターボ過給機と、上記エンジンの燃料供給量を
検出する燃料供給量検出手段と、上記吸気圧力検出手段
によって検出された吸気圧力と上記燃料供給量検出手段
によって検出された燃料供給量とに基づき、上記エンジ
ンが定常運転状態にあるときにおける排気圧力である定
常排気圧力を推定する定常排気圧力推定手段と、同定常
排気圧力推定手段によって推定された定常排気圧力に基
づき、上記ターボ過給機のタービン速度を推定するター
ビン速度推定手段と、同タービン速度推定手段によって
推定されたタービン速度に基づき、上記エンジンの現運
転状態における排気圧力である実排気圧力を推定する実
排気圧力推定手段とを備えたターボ過給機付エンジンの
排気圧力検出装置を提案する。
Therefore, according to the present invention, an intake pressure detecting means for detecting an intake pressure of an engine mounted on a vehicle and a turbine driven by exhaust gas of the engine are provided. A turbocharger for supercharging intake air to the engine, a fuel supply amount detecting means for detecting a fuel supply amount of the engine, an intake pressure detected by the intake pressure detecting means, and a fuel supply amount detected by the fuel supply amount detecting means A steady-state exhaust pressure estimating means for estimating a steady-state exhaust pressure which is an exhaust pressure when the engine is in a steady-state operating state, based on the supplied fuel supply amount, and a steady-state exhaust pressure estimated by the steady-state exhaust pressure estimating means. Turbine speed estimating means for estimating the turbine speed of the turbocharger based on the turbine speed estimated by the turbine speed estimating means. Based on the speed, we propose an exhaust pressure detecting apparatus turbocharged engine equipped with the actual exhaust pressure estimation means for estimating an actual exhaust pressure in the exhaust pressure in the current operating state of the engine.

【0009】また、請求項2では、請求項1の排気圧力
検出装置において、上記定常排気圧力推定手段は、吸気
圧力から推定した総吸気量に基づき定常排気圧力を推定
するものを提案する。また、好ましい態様として、請求
項2の排気圧力検出装置において、上記総吸気量は、吸
気温度による補正が行われたものであるのがよい
According to a second aspect of the present invention, there is provided the exhaust pressure detecting device according to the first aspect, wherein the steady exhaust pressure estimating means estimates the steady exhaust pressure based on the total intake air amount estimated from the intake pressure. In a preferable embodiment, the exhaust pressure detecting apparatus according to claim 2, said total intake air amount may be between those correction by the intake air temperature were performed.

【0010】また、請求項では、請求項1または2
排気圧力検出装置において、上記定常排気圧力推定手段
は、上記吸気圧力から推定した総吸気量と燃料供給量と
に基づき定常排気圧力を推定するものを提案する。ま
た、請求項では、請求項1〜の排気圧力検出装置に
おいて、上記タービン速度推定手段は、上記総吸気量と
排気ガス再循環装置による排気ガス還流量の推定値とに
基づき算出される排気ガス流量比を用いてタービン速度
を推定するものを提案する。
According to a third aspect of the present invention, in the exhaust pressure detecting device according to the first or second aspect , the steady exhaust pressure estimating means determines the steady exhaust pressure based on the total intake air amount and the fuel supply amount estimated from the intake air pressure. Suggest what to estimate. According to a fourth aspect , in the exhaust pressure detecting device of the first to third aspects, the turbine speed estimating means is calculated based on the total intake amount and an estimated value of the exhaust gas recirculation amount by the exhaust gas recirculation device. A method for estimating turbine speed using the exhaust gas flow ratio is proposed.

【0011】また、好ましい態様として、請求項の排
気圧力検出装置において、上記排気ガス還流量は、ター
ビン上流側の実排気圧力と吸気圧力との差圧から得られ
るオリフィス係数を用いて算出されるのがよい。また、
さらに好ましい態様として、請求項の排気圧力検出装
置において、上記排気ガス還流量は、排気ガス温度によ
る補正が行われたものであるのがよい
[0011] In a preferable embodiment, the exhaust pressure detecting apparatus according to claim 4, said exhaust gas recirculation amount is calculated using the orifice coefficient obtained from the differential pressure between the actual exhaust pressure and intake pressure of the turbine upstream Is good . Also,
As a further preferred aspect , in the exhaust pressure detecting device according to the fourth aspect , the exhaust gas recirculation amount may be corrected based on the exhaust gas temperature.

【0012】また、好ましい態様として、請求項1〜
の排気圧力検出装置において、上記タービン速度推定手
段は、タービン加速エネルギーを用いてタービン速度を
推定するものであるのがよい。また、他の好ましい態様
として、請求項1〜の排気圧力検出装置において、上
記タービン速度推定手段は、タービン負荷抵抗を用いて
タービン速度を推定するものであるのがよい
In a preferred embodiment , claims 1 to 4 are provided.
In the exhaust pressure detecting device, the turbine speed estimating means, it is preferable is to estimate the turbine speed using the turbine acceleration energy. Also, other preferred embodiments
As, in the exhaust pressure detecting apparatus according to claim 1-4, the turbine speed estimating means, it is preferable is to estimate the turbine speed using the turbine load resistance.

【0013】また、さらに好ましい態様として、請求項
1〜の排気圧力検出装置において、上記タービン速度
推定手段は、上記定常排気圧力と上記排気ガス流量比と
に基づきタービン加速エネルギーを算出し、当該タービ
ン加速エネルギーとタービン負荷抵抗との偏差を積分
し、これをタービン慣性係数で除してタービン速度を推
定するものであるのがよい
In a further preferred aspect , in the exhaust pressure detecting apparatus according to any one of claims 1 to 4 , the turbine speed estimating means calculates a turbine acceleration energy based on the steady exhaust pressure and the exhaust gas flow ratio. integrating the deviation between the turbine acceleration energy of the turbine load resistor, which may be between those by dividing the turbine inertia coefficient estimating a turbine speed.

【0014】また、請求項では、請求項1〜の排気
圧力検出装置において、上記実排気圧力推定手段は、上
記タービン速度と変換係数とから実排気圧力を推定する
ものを提案する。また、さらに好ましい態様として、請
求項1〜の排気圧力検出装置において、上記実排気圧
力推定手段は、実排気圧力の推定を上記エンジンの一行
程毎に行うものであるのがよい
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the exhaust pressure detecting device according to the first to fourth aspects, wherein the actual exhaust pressure estimating means estimates the actual exhaust pressure from the turbine speed and the conversion coefficient. Moreover, a further preferred embodiment, the exhaust pressure detecting apparatus according to claim 1 to 5, the actual exhaust gas pressure estimating means, it is preferable to estimate the actual exhaust pressure is performed for each one stroke of the engine.

【0015】また、請求項では、車両に搭載されたエ
ンジンの吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段と、上記
エンジンの排気ガスによりタービンを駆動することによ
り上記エンジンへの吸気を過給するターボ過給機と、上
記エンジンの燃料供給量を検出する燃料供給量検出手段
と、上記吸気圧力検出手段によって検出された吸気圧力
と上記燃料供給量検出手段によって検出された燃料供給
量とに基づき、上記エンジンが定常運転状態にあるとき
における排気圧力である定常排気圧力を推定する定常排
気圧力推定手段と、同定常排気圧力推定手段によって推
定された定常排気圧力に基づき、上記ターボ過給機のタ
ービン速度を推定するタービン速度推定手段と、同ター
ビン速度推定手段によって推定されたタービン速度に基
づき、上記エンジンの現運転状態における排気圧力であ
る実排気圧力を推定する実排気圧力推定手段と、上記エ
ンジンの排気通路におけるターボ過給機の上流側に設け
られ、所定空気過剰領域において上記エンジンの空気過
剰率を連続的に検出可能な空燃比センサと、同空燃比セ
ンサにより検出された空気過剰率を、上記実排気圧力推
定手段によって推定された実排気圧力に基づき補正する
空気過剰率補正手段とを備えたエンジンの空気過剰率検
出装置を提案する。
According to a sixth aspect of the present invention , there is provided an intake pressure detecting means for detecting an intake pressure of an engine mounted on a vehicle, and a turbo for supercharging intake air to the engine by driving a turbine with exhaust gas of the engine. A supercharger, a fuel supply amount detecting means for detecting a fuel supply amount of the engine, and a fuel supply amount detected by the intake pressure detection means and the fuel supply amount detected by the fuel supply amount detection means, A steady-state exhaust pressure estimating means for estimating a steady-state exhaust pressure that is an exhaust pressure when the engine is in a steady-state operating state, and a turbine of the turbocharger based on the steady-state exhaust pressure estimated by the steady-state exhaust pressure estimating means. Turbine speed estimating means for estimating the speed, and the engine speed based on the turbine speed estimated by the turbine speed estimating means. Actual exhaust pressure estimating means for estimating the actual exhaust pressure which is the exhaust pressure in the current operating state of the engine, and an exhaust air ratio of the engine provided in the exhaust passage of the engine upstream of the turbocharger in a predetermined excess air region. And an excess air ratio correction means for correcting the excess air rate detected by the air-fuel ratio sensor based on the actual exhaust pressure estimated by the actual exhaust pressure estimation means. We propose a device for detecting excess engine air ratio.

【0016】また、請求項では、請求項の空気過剰
率検出装置において、上記定常排気圧力推定手段は、吸
気圧力から推定した総吸気量に基づき定常排気圧力を推
定するものを提案する。また、好ましい態様として、請
求項の空気過剰率検出装置において、上記総吸気量
は、吸気温度による補正が行われたものであるのがよ
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the air excess ratio detecting device according to the sixth aspect , wherein the steady exhaust pressure estimating means estimates the steady exhaust pressure based on the total intake air amount estimated from the intake pressure. In a preferred embodiment , in the air excess ratio detecting device according to claim 7 , the total intake air amount is corrected based on intake air temperature .
No.

【0017】また、請求項では、請求項6または7
空気過剰率検出装置において、上記定常排気圧力推定手
段は、上記吸気圧力から推定した総吸気量と燃料供給量
とに基づき定常排気圧力を推定するものを提案する。ま
た、請求項では、請求項の空気過剰率検出装置
において、上記タービン速度推定手段は、上記総吸気量
と排気ガス再循環装置による排気ガス還流量の推定値と
に基づき算出される排気ガス流量比を用いてタービン速
度を推定するものを提案する。
According to an eighth aspect of the present invention, in the excess air ratio detecting device according to the sixth or seventh aspect , the steady exhaust pressure estimating means is configured to determine the steady exhaust pressure based on the total intake air amount and the fuel supply amount estimated from the intake air pressure. We propose something to estimate. According to a ninth aspect , in the air excess ratio detecting device according to the sixth to eighth aspects, the turbine speed estimating means is calculated based on the total intake amount and an estimated value of an exhaust gas recirculation amount by an exhaust gas recirculation device. A method for estimating the turbine speed using the exhaust gas flow ratio is proposed.

【0018】また、好ましい態様として、請求項の空
気過剰率検出装置において、上記排気ガス還流量は、タ
ービン上流側の実排気圧力と吸気圧力との差圧から得ら
れるオリフィス係数を用いて算出されるのがよい。ま
た、さらに好ましい態様として、請求項の空気過剰率
検出装置において、上記排気ガス還流量は、排気ガス温
度による補正が行われたものであるのがよい
[0018] As a preferred mode, calculates the excess air rate detecting apparatus according to claim 9, the exhaust gas recirculation amount, using the orifice coefficient obtained from the differential pressure between the actual exhaust pressure and intake pressure of the turbine upstream Good to be . Moreover, a further preferred embodiment, the excess air rate detecting apparatus according to claim 9, the exhaust gas recirculation amount, it is preferable in which the correction by the exhaust gas temperature has been performed.

【0019】また、好ましい態様として、請求項
の空気過剰率検出装置において、上記タービン速度推定
手段は、タービン加速エネルギーを用いてタービン速度
を推定するのがよい。また、他の好ましい態様として
請求項の空気過剰率検出装置において、上記ター
ビン速度推定手段は、タービン負荷抵抗を用いてタービ
ン速度を推定するのがよい
In a preferred embodiment , claims 6 to 9 are provided.
In the excess air ratio detecting device, the turbine speed estimating means may estimate the turbine speed using turbine acceleration energy. In another preferred embodiment ,
In the excess air rate detecting apparatus according to claim 6-9, the turbine speed estimating means, it is preferable to estimate the turbine speed using the turbine load resistance.

【0020】また、さらに好ましい態様として、請求項
の空気過剰率検出装置において、上記タービン速
度推定手段は、上記定常排気圧力と上記排気ガス流量比
とに基づきタービン加速エネルギーを算出し、当該ター
ビン加速エネルギーとタービン負荷抵抗との偏差を積分
し、これをタービン慣性係数で除してタービン速度を推
定するのがよい
[0020] Further , as a further preferred embodiment ,
In the excess air rate detecting apparatus 6-9, the turbine speed estimating unit calculates the turbine acceleration energy based on the above stationary exhaust pressure and the exhaust gas flow rate, the deviation between the turbine acceleration energy of the turbine load resistor The turbine speed may be estimated by integrating and dividing this by the turbine inertia coefficient.

【0021】また、請求項10では、請求項の空
気過剰率検出装置において、上記実排気圧力推定手段
は、上記タービン速度と変換係数とから実排気圧力を推
定するものを提案する。また、さらに好ましい態様とし
、請求項10の空気過剰率検出装置において、空
気過剰率の補正を上記エンジンの一行程毎に行うのがよ
According to a tenth aspect of the present invention , in the air excess ratio detecting device of the sixth to ninth aspects, the actual exhaust pressure estimating means estimates the actual exhaust pressure from the turbine speed and the conversion coefficient. In a further preferred embodiment
In the air excess ratio detecting device according to any one of claims 6 to 10 , it is preferable that the correction of the air excess ratio is performed for each stroke of the engine .
No.

【0022】[0022]

【作用】請求項1の排気圧力検出装置では、定常排気圧
力推定手段が吸気圧検出手段が検出した吸気圧力と燃
料供給量検出手段が検出した燃料供給量とから定常排気
圧力を推定した後、タービン速度推定手段がこの定常排
気圧力からタービン速度を推定し、最後に実排気圧力推
定手段がこのタービン速度から実排気圧力を推定する。
[Action] In the exhaust pressure detecting apparatus according to claim 1, after the steady exhaust pressure estimation means to estimate the steady exhaust gas pressure from a fuel supply amount detected by the intake pressure and the fuel supply quantity detecting means has detected that the intake pressure detecting means The turbine speed estimating means estimates the turbine speed from the steady exhaust pressure, and finally the actual exhaust pressure estimating means estimates the actual exhaust pressure from the turbine speed.

【0023】また、請求項2の排気圧力検出装置では、
定常排気圧力推定手段は、吸気圧力から総吸気量を推定
し、この総吸気量から定常排気圧力を推定する。また、
請求項の排気圧力検出装置の好ましい態様では、定常
排気圧力推定手段は、熱膨張等による過大あるいは過小
推定を防止するべく、推定した総吸気量に吸気温度によ
る補正を行う。
Also, in the exhaust pressure detecting device of the second aspect,
The steady exhaust pressure estimating means estimates a total intake air amount from the intake air pressure, and estimates a steady exhaust pressure from the total intake air amount. Also,
In a preferred aspect of the exhaust pressure detecting device of the second aspect , the steady exhaust pressure estimating means corrects the estimated total intake air amount based on the intake air temperature in order to prevent an excessive or underestimation due to thermal expansion or the like.

【0024】また、請求項の排気圧力検出装置では、
定常排気圧力推定手段は、吸気圧力とエンジン回転速度
とから総吸気量を推定した後、この総吸気量と燃料供給
量とから定常排気圧力を推定する。また、請求項の排
気圧力検出装置では、タービン速度推定手段は、総吸気
量から排気ガス還流量を減じものを総吸気量で除して
排気ガス流量比を算出し、これに用いてタービン速度を
推定する。
Further, in the exhaust pressure detecting device of the third aspect ,
The steady exhaust pressure estimating means estimates the total intake air amount from the intake air pressure and the engine rotation speed, and then estimates the steady exhaust pressure from the total intake air amount and the fuel supply amount. Further, the exhaust pressure detecting apparatus according to claim 4, turbine speed estimation means, the minus the exhaust gas recirculation amount from the total amount of intake air divided by the total intake air amount calculates the exhaust gas flow ratio, using to this Estimate turbine speed.

【0025】また、請求項の排気圧力検出装置の好ま
しい態様では、差圧に基づきマップ等からオリフィス係
数を求め、これを用いて排気ガス還流量を算出する。ま
た、請求項の排気圧力検出装置のさらに好ましい態様
では、熱膨張による過大推定を防止するべく、算出した
排気ガス還流量に排気ガス温度による補正を行う。ま
た、請求項1〜4の排気圧力検出装置の好ましい態様
は、タービン速度推定手段は、排気ガス流量比と定常排
気圧力とからタービン加速エネルギーを算出し、これを
用いてタービン速度を推定する。
Further, the exhaust pressure detecting device according to claim 4 is preferable.
In a preferred embodiment , the orifice coefficient is obtained from a map or the like based on the differential pressure, and the exhaust gas recirculation amount is calculated using the orifice coefficient. In a further preferred aspect of the exhaust pressure detecting device according to claim 4 , the calculated exhaust gas recirculation amount is corrected based on the exhaust gas temperature in order to prevent excessive estimation due to thermal expansion. In a preferred aspect of the exhaust pressure detecting device according to claims 1 to 4 , the turbine speed estimating means calculates a turbine acceleration energy from an exhaust gas flow ratio and a steady exhaust pressure, and uses this to calculate a turbine acceleration energy. Estimate speed.

【0026】また、請求項1〜4の排気圧力検出装置
他の好ましい態様では、タービン速度推定手段は、ター
ビン速度の前回値等からタービン負荷抵抗を算出し、こ
れを用いてタービン速度を推定する。また、請求項1〜
の排気圧力検出装置のさらに好ましい態様では、ター
ビン速度推定手段は、定常排気圧力に排気ガス流量比を
乗じてタービン加速エネルギーを算出し、このタービン
加速エネルギーとタービン負荷抵抗との偏差を積分し、
これをタービン慣性係数で除してタービン速度を求め
る。
Further, the exhaust pressure detecting device according to the first to fourth aspects of the present invention
In another preferred aspect , the turbine speed estimating means calculates a turbine load resistance from a previous value of the turbine speed or the like, and estimates the turbine speed using the calculated load resistance. Claims 1 to
In a further preferred aspect of the exhaust pressure detecting device of 4 , the turbine speed estimating means calculates turbine acceleration energy by multiplying the steady exhaust pressure by an exhaust gas flow ratio, and integrates a deviation between the turbine acceleration energy and turbine load resistance. ,
This is divided by the turbine inertia coefficient to obtain the turbine speed.

【0027】また、請求項の排気圧力検出装置では、
実排気圧力推定手段は、タービン速度に変換係数を乗じ
ることにより実排気圧力を算出する。また、請求項1〜
の排気圧力検出装置のさらに好ましい態様では、実排
気圧力推定手段は、クランク角センサ等からの出力信号
に基づき、例えば、各気筒の吸気行程の開始時点で実排
気圧力を推定する。
Further, in the exhaust pressure detecting device according to the fifth aspect ,
The actual exhaust pressure estimating means calculates the actual exhaust pressure by multiplying the turbine speed by a conversion coefficient. Claims 1 to
In a further preferred aspect of the exhaust pressure detecting device of No. 5 , the actual exhaust pressure estimating means estimates the actual exhaust pressure at the start of the intake stroke of each cylinder, for example, based on an output signal from a crank angle sensor or the like.

【0028】また、請求項の空気過剰率検出装置で
は、定常排気圧力推定手段が吸気圧検出手段が検出し
た吸気圧力と燃料供給量検出手段が検出した燃料供給量
とから定常排気圧力を推定した後、タービン速度推定手
段がこの定常排気圧力からタービン速度を推定した後、
実排気圧力推定手段がこのタービン速度から実排気圧力
を推定し、しかる後、空気過剰率補正手段が空燃比セン
サにより検出された空気過剰率を実排気圧力で補正す
る。
Further, in the excess air rate detecting apparatus according to claim 6, the stationary exhaust pressure from the fuel supply quantity is constant exhaust pressure estimation means detects the intake pressure and the fuel supply quantity detecting means has detected that the intake pressure detecting means After the estimation, the turbine speed estimation means estimates the turbine speed from the steady exhaust pressure,
The actual exhaust pressure estimating means estimates the actual exhaust pressure from the turbine speed, and thereafter, the excess air ratio correcting means corrects the excess air ratio detected by the air-fuel ratio sensor with the actual exhaust pressure.

【0029】また、請求項の空気過剰率検出装置で
は、定常排気圧力推定手段は、吸気圧力から総吸気量を
推定し、この総吸気量から定常排気圧力を推定する。ま
た、請求項の空気過剰率検出装置の好ましい態様
は、定常排気圧力推定手段は、熱膨張等による過大ある
いは過小推定を防止するべく、推定した総吸気量に吸気
温度による補正を行う。
Further, in the excess air rate detecting apparatus according to claim 7, the constant exhaust pressure estimating means estimates the total amount of intake air from the intake pressure, estimates the steady exhaust pressure from the total intake air amount. In a preferred embodiment of the excess air ratio detecting device according to claim 7 , the steady exhaust pressure estimating means uses the intake air temperature based on the estimated total intake air amount so as to prevent an excessive or underestimation due to thermal expansion or the like. Make corrections.

【0030】また、請求項の空気過剰率検出装置で
は、定常排気圧力推定手段は、吸気圧力とエンジン回転
速度とから総吸気量を推定した後、この総吸気量と燃料
供給量とから定常排気圧力を推定する。また、請求項
の空気過剰率検出装置では、タービン速度推定手段は、
総吸気量から排気ガス還流量を減じものを総吸気量で
除して排気ガス流量比を算出し、これ用いてタービン
速度を推定する。
Further, in the air excess ratio detecting device according to claim 8 , the steady exhaust pressure estimating means estimates the total intake air amount from the intake air pressure and the engine rotational speed, and then calculates a steady state from the total intake air amount and the fuel supply amount. Estimate exhaust pressure. Claim 9
In the excess air ratio detection device, the turbine speed estimating means includes:
Those from total intake air quantity by subtracting the exhaust gas recirculation amount by dividing the total intake air amount calculates the exhaust gas flow rate, estimates the turbine speed using the same.

【0031】また、請求項の空気過剰率検出装置の好
ましい態様では、差圧に基づきマップ等からオリフィス
係数を求め、これを用いて排気ガス還流量を算出する。
また、請求項の空気過剰率検出装置のさらに好ましい
態様では、熱膨張による過大推定を防止するべく、算出
した排気ガス還流量に排気ガス温度による補正を行う。
また、請求項6〜9の空気過剰率検出装置の好ましい態
では、タービン速度推定手段は、排気ガス流量比と定
常排気圧力とからタービン加速エネルギーを算出し、こ
れを用いてタービン速度を推定する。
The excess air ratio detecting device according to claim 9 is advantageous.
In a preferred embodiment , an orifice coefficient is obtained from a map or the like based on the differential pressure, and the exhaust gas recirculation amount is calculated using the orifice coefficient.
Further, the excess air ratio detection device according to claim 9 is more preferable.
In the aspect , the calculated exhaust gas recirculation amount is corrected based on the exhaust gas temperature in order to prevent excessive estimation due to thermal expansion.
Further, a preferable state of the excess air ratio detection device according to claims 6 to 9 is described.
In this method, the turbine speed estimating means calculates the turbine acceleration energy from the exhaust gas flow ratio and the steady exhaust pressure, and estimates the turbine speed using the calculated energy.

【0032】また、請求項6〜9の空気過剰率検出装置
の他の好ましい態様では、タービン速度推定手段は、タ
ービン速度の前回値等からタービン負荷抵抗を算出し、
これを用いてタービン速度を推定する。また、請求項
〜9の空気過剰率検出装置のさらに好ましい態様では、
タービン速度推定手段は、定常排気圧力に排気ガス流量
比を乗じてタービン加速エネルギーを算出し、このター
ビン加速エネルギーとタービン負荷抵抗との偏差を積分
し、これをタービン慣性係数で除してタービン速度を求
める。
Further, the excess air ratio detecting device according to claims 6 to 9 is provided.
In another preferred aspect , the turbine speed estimating means calculates a turbine load resistance from a previous value of the turbine speed or the like,
This is used to estimate the turbine speed. Claim 6
In a further preferred embodiment of the air excess ratio detecting device of Nos. To 9 ,
The turbine speed estimating means calculates the turbine acceleration energy by multiplying the steady exhaust pressure by the exhaust gas flow ratio, integrates the deviation between the turbine acceleration energy and the turbine load resistance, and divides this by the turbine inertia coefficient to obtain the turbine speed. Ask for.

【0033】また、請求項10の空気過剰率検出装置で
は、実排気圧力推定手段は、タービン速度に変換係数を
乗じることにより実排気圧力を算出する。また、請求項
6〜10の空気過剰率検出装置のさらに好ましい態様
は、空気過剰率推定手段は、クランク角センサ等からの
出力信号に基づき、例えば、各気筒の吸気行程の開始時
点で空気過剰率を推定する。
Further, in the air excess ratio detecting apparatus according to the tenth aspect , the actual exhaust pressure estimating means calculates the actual exhaust pressure by multiplying the turbine speed by a conversion coefficient. Claims
In a further preferred aspect of the air excess ratio detecting device of 6 to 10 , the air excess ratio estimating means is configured to output the air excess at the start of the intake stroke of each cylinder based on an output signal from a crank angle sensor or the like. Estimate the excess rate.

【0034】[0034]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明に係る排気圧
力検出装置および空気過剰率検出装置の一実施例を詳細
に説明する。図1は、EGR装置が取付けられたエンジ
ン制御システムの概略構成図であり、同図において1は
自動車用の直列4気筒ディーゼルエンジンエンジン(以
下、単にエンジンと記す)を示す。エンジン1のシリン
ダヘッド2には、渦流室3が形成されると共に、この渦
流室3に燃料を噴射する燃料噴射ノズル4が各気筒毎に
取り付けられている。エンジン1には電子ガバナ5を有
する分配型の燃料噴射ポンプ6が付設されており、燃料
噴射管7を介して、各燃料噴射ノズル4に燃料を供給す
る。尚、燃料噴射ポンプ6は、エンジン1の図示しない
クランクシャフトにより駆動されると共に、ECU(エ
ンジン制御ユニット)8に制御された電子ガバナ5によ
り燃料の噴射時期や噴射期間が設定される。図中、9は
シリンダヘッド2に取付けられて冷却水温Tw を検出す
る水温センサであり、10は燃料噴射ポンプ6に取り付
けられてエンジン回転速度Ne を検出するNe センサで
ある。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an exhaust pressure detecting device and an excess air ratio detecting device according to an embodiment of the present invention; FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine control system to which an EGR device is attached. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an in-line four-cylinder diesel engine (hereinafter simply referred to as engine) for an automobile. A swirl chamber 3 is formed in a cylinder head 2 of the engine 1, and a fuel injection nozzle 4 for injecting fuel into the swirl chamber 3 is attached to each cylinder. The engine 1 is provided with a distribution type fuel injection pump 6 having an electronic governor 5, and supplies fuel to each fuel injection nozzle 4 via a fuel injection pipe 7. The fuel injection pump 6 is driven by a crankshaft (not shown) of the engine 1, and a fuel injection timing and an injection period are set by an electronic governor 5 controlled by an ECU (engine control unit) 8. In the figure, 9 is a water temperature sensor attached to the cylinder head 2 for detecting the cooling water temperature Tw, and 10 is a Ne sensor attached to the fuel injection pump 6 for detecting the engine rotation speed Ne.

【0035】シリンダヘッド2には、吸気マニホールド
11を介して、図示しないエアクリーナからの新気を導
入する吸気管12が接続しており、その管路にはターボ
過給機13のコンプレッサ14とインタークーラ15と
が配設されている。図中、16は吸気温度Ta を検出す
る吸気温センサ、17は吸気圧力(Manifold Absolute
Pressure)Pb を検出するブースト圧センサであり、い
ずれも吸気マニホールド11に取り付けられている。ま
た、シリンダヘッド2には、排気マニホールド20を介
して、ターボ過給機13のタービン21と排気管22と
が接続している。図中、23は過給圧の過上昇時に排気
マニホールド20からタービン21の下流に排気ガスを
逃がすウエストゲートバルブであり、24はウエストゲ
ートアクチュエータである。また、25は排気ガス中の
COやHCを浄化する酸化触媒である。尚、本実施例の
エンジン1では、排気マニホールド20に、理論空燃比
より希薄側において空燃比A/Fに応じた電流を連続的
に出力するLAFS26と、排気ガス温度を検出する排
気温度Te を検出する排気温センサ27とが取り付けら
れている。
An intake pipe 12 for introducing fresh air from an air cleaner (not shown) is connected to the cylinder head 2 via an intake manifold 11, and the pipeline is connected to a compressor 14 of a turbocharger 13 and an interface. A cooler 15 is provided. In the figure, 16 is an intake air temperature sensor for detecting the intake air temperature Ta, and 17 is an intake pressure (Manifold Absolute).
Pressure) is a boost pressure sensor that detects Pb, and both are attached to the intake manifold 11. The turbine 21 of the turbocharger 13 and an exhaust pipe 22 are connected to the cylinder head 2 via an exhaust manifold 20. In the figure, reference numeral 23 denotes a wastegate valve for releasing exhaust gas from the exhaust manifold 20 to the downstream of the turbine 21 when the boost pressure is excessively increased, and reference numeral 24 denotes a wastegate actuator. An oxidation catalyst 25 purifies CO and HC in the exhaust gas. In the engine 1 of this embodiment, the LAFS 26 that continuously outputs a current corresponding to the air-fuel ratio A / F on the lean side from the stoichiometric air-fuel ratio and the exhaust temperature Te that detects the exhaust gas temperature are set in the exhaust manifold 20. An exhaust gas temperature sensor 27 to be detected is attached.

【0036】一方、排気マニホールド20と吸気マニホ
ールド11とはEGRパイプ30を介して連通されてお
り、このEGRパイプ30の管路が吸気マニホールド1
1側に設けられたEGR弁31の弁体32により開放・
遮断されるようになっている。EGR弁31は負圧作動
式で、弁体32,ダイヤフラム33,リターンスプリン
グ34,負圧室35からなっている。図中、36はEG
R弁31の開度AE を検出するEGRポジションセンサ
である。
On the other hand, the exhaust manifold 20 and the intake manifold 11 communicate with each other via an EGR pipe 30, and the pipeline of the EGR pipe 30 is connected to the intake manifold 1.
Opened by the valve element 32 of the EGR valve 31 provided on the first side.
It is designed to be shut off. The EGR valve 31 is of a negative pressure operation type, and includes a valve body 32, a diaphragm 33, a return spring 34, and a negative pressure chamber 35. In the figure, 36 is EG
An EGR position sensor that detects the opening A E of the R valve 31.

【0037】EGR弁31の負圧室35は、ホース4
0,41と負圧側EGRソレノイド42とを介してバキ
ュームポンプ43に接続すると共に、ホース44と大気
側EGRソレノイド45とを介して大気に連通してい
る。バキュームポンプ43は、オルタネータ46の回転
軸により駆動され、エンジン1の運転中は常に負圧を発
生する。負圧側EGRソレノイド42は、ON状態でホ
ース40,41を連通し、OFF状態でホース40,4
1を遮断する。また、大気側EGRソレノイド45はO
FF状態でホース44を大気に連通し、ON状態でホー
ス44を遮断する。したがって、両EGRソレノイド4
2,45を適宜ONあるいはOFF状態にすることで、
EGR弁31の負圧室35に負圧あるいは大気が導入さ
れ、EGR弁31の開度AE が制御されることになる。
The negative pressure chamber 35 of the EGR valve 31 is connected to the hose 4
The vacuum pump 43 is connected to the vacuum pump 43 via the negative pressure side EGR solenoid 42 and the negative pressure side EGR solenoid 42, and is connected to the atmosphere via a hose 44 and the atmosphere side EGR solenoid 45. The vacuum pump 43 is driven by the rotating shaft of the alternator 46, and always generates a negative pressure during operation of the engine 1. The negative pressure side EGR solenoid 42 communicates with the hoses 40 and 41 in the ON state, and connects the hoses 40 and 4 in the OFF state.
Block 1 The atmosphere side EGR solenoid 45 is O
The hose 44 communicates with the atmosphere in the FF state, and is shut off in the ON state. Therefore, both EGR solenoids 4
By turning on and off 2 and 45 as appropriate,
The negative pressure or the atmosphere is introduced into the negative pressure chamber 35 of the EGR valve 31, and the opening AE of the EGR valve 31 is controlled.

【0038】前述したECU8は、車室内に設置されて
おり、図示しない入出力装置,制御プログラムの内蔵等
を行う記憶装置(ROM,RAM等),中央処理装置
(CPU)等を具えている。ECU8の入力側には、上
述した各センサを始め種々のセンサやスイッチ類からの
検出情報が入力し、ECU8は、これらの検出情報と制
御マップとに基づき、電子ガバナ5を始めとして、両E
GRソレノイド42,45等の駆動制御を行う。
The above-described ECU 8 is installed in the vehicle interior, and includes an input / output device (not shown), a storage device (ROM, RAM, etc.) for storing a control program and the like, a central processing unit (CPU), and the like. On the input side of the ECU 8, detection information from various sensors and switches including the above-described sensors is input. Based on the detection information and the control map, the ECU 8 starts the electronic governor 5 and the other ECUs.
The drive control of the GR solenoids 42 and 45 is performed.

【0039】以下、本実施例における排気圧力の検出手
順と空気過剰率の検出手順とを説明する。運転者がイグ
ニッションキーをONにしてエンジン1がスタートし、
所定の条件(本実施例の場合、水温TW が70℃以上、
始動後30秒以上経過、ブースト圧センサ17やEGR
ポジションセンサ36が正常であること等)が満たされ
ると、ECU8は、エンジン1の一行程毎に、図2,図
3のフローチャートと図4のブロック図とに示した排気
圧力検出サブルーチンを繰り返し実行する。このサブル
ーチンを開始すると、ECU8は、先ず図2のステップ
S2で、Ne センサ10とブースト圧センサ17とから
出力されたエンジン回転速度Ne (rpm )と吸気圧力P
b (mmH2O)とに基づき、吸気量マップ値Qaoを図6
のマップから検索する。次に、ECU8は、ステップS
4で、吸気温センサ16により検出された吸気温度Tb
(℃)に基づき、下式により吸気量マップ値Qaoに対す
る吸気温度補正を行ってエンジン1に吸引される総吸気
量Qa (g/st)を算出する。
Hereinafter, the procedure for detecting the exhaust pressure and the procedure for detecting the excess air ratio in this embodiment will be described. The driver turns on the ignition key and the engine 1 starts,
Under a predetermined condition (in the case of this embodiment, the water temperature TW is 70 ° C. or more,
30 seconds or more after starting, boost pressure sensor 17 or EGR
When the position sensor 36 is normal, etc.), the ECU 8 repeatedly executes the exhaust pressure detection subroutine shown in the flowcharts of FIGS. 2 and 3 and the block diagram of FIG. I do. When this subroutine is started, the ECU 8 first determines the engine speed Ne (rpm) and the intake pressure P output from the Ne sensor 10 and the boost pressure sensor 17 in step S2 in FIG.
b (mmH 2 O), the intake air amount map value Qao is shown in FIG.
Search from map. Next, the ECU 8 determines in step S
4, the intake air temperature Tb detected by the intake air temperature sensor 16
Based on (° C.), the intake air temperature is corrected for the intake air amount map value Qao by the following equation to calculate the total intake air amount Qa (g / st) sucked into the engine 1.

【0040】Qa =Qao・273/(273+Tb) 総吸気量Qa の算出を終えると、ECU8は、ステップ
S6で、総吸気量Qaと電子ガバナ5から出力された燃
料供給量Qf とに基づき、定常排気圧力Pw (mmHg )
を図示しないマップから検索する。次に、ECU8は、
ステップS8で、総吸気量Qa と後述する前回のEGR
量Qe (i-1) とに基づき、下式により排気ガス流量比K
g を算出する。
Qa = Qao · 273 / (273 + Tb) After calculating the total intake air amount Qa, the ECU 8 determines a steady state based on the total intake air amount Qa and the fuel supply amount Qf output from the electronic governor 5 in step S6. Exhaust pressure Pw (mmHg)
From a map (not shown). Next, the ECU 8
In step S8, the total intake air amount Qa and the previous EGR
Based on the quantity Qe (i-1) , the exhaust gas flow ratio K
Calculate g.

【0041】Kg =1−Qe (i-1) /Qa 次に、ECU8は、ステップS10で、この排気ガス流
量比Kg と先に求めた定常排気圧力Pw とから、下式に
よりタービン加速エネルギーFを算出する。 F=Kg ・Pw 次に、ECU8は、ステップS12で、変換係数KL と
前回のタービン速度V (i-1) とから、下式により負荷抵
抗FL を算出する。
Kg = 1-Qe(i-1)/ Qa Next, the ECU 8 determines in step S10 that the exhaust gas flow
From the quantitative ratio Kg and the previously determined steady exhaust pressure Pw,
Then, the turbine acceleration energy F is calculated. F = Kg · Pw Next, in step S12, the ECU 8 calculates the conversion coefficient KL
Previous turbine speed V (i-1)From the following formula,
Calculate anti-FL.

【0042】FL =KL ・V2 (i-1) 次に、ECU8は、ステップS14で、タービン慣性係
数It とタービン加速エネルギーFと負荷抵抗FL とか
ら、下式により今回のタービン速度V(i) (rad/s)を算
出する。 V(i) =1/It ・∫(F−FL )dt 次に、ECU8は、図3のステップS16で、変換係数
Kp とタービン速度V (i) とから、下式により今回の実
排気圧力Pex(mmHg )を算出する。
FL = KL.VTwo (i-1) Next, in step S14, the ECU 8 determines the turbine inertia relation.
Number It, turbine acceleration energy F and load resistance FL
From the following equation, the turbine speed V(i)(rad / s)
Put out. V(i)= 1 / It · ∫ (F−FL) dt Next, at step S16 in FIG.
Kp and turbine speed V (i)From the formula below,
The exhaust pressure Pex (mmHg) is calculated.

【0043】Pex=Kp ・V(i) 排気圧力の推定はこれで終了するが、ECU8は、次に
ステップS18で、実排気圧力Pexと大気圧Pa (760m
m Hg )との差圧ΔP1 に基づき、圧力補正係数Kafを
図7のマップから検索する。尚、圧力補正係数Kafは、
差圧ΔP1 が0の場合には当然に1.0であるが、本実
施例の場合、LAFS26の圧力特性に合せ、100mm H
g 増加する毎に7%ずつ減少するように設定されてい
る。
Pex = Kp · V (i) The estimation of the exhaust pressure is now completed, but the ECU 8 then proceeds to step S18 where the actual exhaust pressure Pex and the atmospheric pressure Pa (760 m
Based on the differential pressure [Delta] P 1 and m Hg), to find the pressure correction coefficient Kaf map of FIG. The pressure correction coefficient Kaf is
When the pressure difference ΔP 1 is 0, the pressure difference is naturally 1.0. However, in the case of the present embodiment, 100 mm H
g It is set to decrease by 7% for each increase.

【0044】次に、ECU8は、ステップS20で実排
気圧力Pexと吸気圧力Pb との差圧ΔP2 (すなわち、
EGR弁31の前後圧)を算出し、ステップS22でこ
の差圧ΔP2 に基づきオリフィス係数KO を図8のマッ
プから検索する。このようにして、オリフィス係数KO
を求めると、ECU8は、ステップS24で今回の基本
EGR量Qeoを下式により算出する。下式中、AE はE
GRポジションセンサ36により検出されたEGR弁3
1の開度(%)であり、Ks は流量係数(一定値)であ
る。
Next, the ECU 8 determines in step S20 that the pressure difference ΔP 2 between the actual exhaust pressure Pex and the intake pressure Pb (ie,
The pressure in the EGR valve 31 is calculated, and in step S22, the orifice coefficient K O is retrieved from the map shown in FIG. 8 based on the pressure difference ΔP 2 . Thus, the orifice coefficient K O
Is obtained, the ECU 8 calculates the current basic EGR amount Qeo by the following equation in step S24. In the following formula, A E is E
EGR valve 3 detected by GR position sensor 36
1, and Ks is a flow coefficient (constant value).

【0045】 Qeo=Ko ・Ks ・AE /(Ne /120) 基本EGR量Qeoを求めると、ECU8は、ステップS
26で、排気温センサ27により検出された排気温度T
e (すなわち、EGRガス温度)を用いて、下式により
基本EGR量Qeoに温度補正を行って今回のEGR量Q
e (i) ( g/st)を算出する。尚、ここで求めたEGR
量Qe (i) はRAMに記憶され、前述したステップS8
での排気ガス流量比Kg の演算に用いられる。
Qeo = Ko · Ks · AE / (Ne / 120) When the basic EGR amount Qeo is obtained, the ECU 8 proceeds to step S
At 26, the exhaust gas temperature T detected by the exhaust gas temperature sensor 27
e (that is, EGR gas temperature), the basic EGR amount Qeo is temperature-corrected by the following equation to obtain the current EGR amount Qeo.
e (i) Calculate (g / st). The EGR calculated here
The quantity Qe (i) is stored in the RAM, and is stored in the above-described step S8.
Is used to calculate the exhaust gas flow rate ratio Kg.

【0046】Qe (i) =Qeo・273/(273+Te) さて、本実施例では、排気圧力検出サブルーチンと並行
して、ECU8は、エンジン1の一行程毎に、図5のフ
ローチャートに示した空気過剰率検出サブルーチンを繰
り返し実行する。このサブルーチンを開始すると、EC
U8は、先ずステップS30で、LAFS26の出力電
流値Ipoを読み込む。次に、ECU8は、ステップS3
2で、排気圧力検出サブルーチンで求めた圧力補正係数
Kafを用い、下式により補正後電流値Ip を算出する。
Qe (i) = Qeo · 273 / (273 + Te) In the present embodiment, in parallel with the exhaust pressure detection subroutine, the ECU 8 sets the air pressure shown in the flowchart of FIG. The excess rate detection subroutine is repeatedly executed. When this subroutine starts, EC
U8 first reads the output current value Ipo of the LAFS 26 in step S30. Next, the ECU 8 determines in step S3
In step 2, the corrected current value Ip is calculated by the following equation using the pressure correction coefficient Kaf obtained in the exhaust pressure detection subroutine.

【0047】Ip =Kaf・Ipo しかる後、ECU8は、ステップS34で図9のマップ
から空気過剰率λを求め、サブルーチンを終了する。空
気過剰率検出サブルーチンにより空気過剰率λを求める
と、ECU8は、目標空気過剰率λobj との偏差に応じ
て、EGR制御サブルーチンや燃料噴射制御サブルーチ
ンによりEGR弁31や電子ガバナ5を駆動制御する
が、その詳細についてはここに述べない。
After that, the ECU 8 calculates the excess air ratio λ from the map shown in FIG. 9 in step S34, and terminates the subroutine. When the excess air ratio λ is obtained by the excess air ratio detection subroutine, the ECU 8 controls the drive of the EGR valve 31 and the electronic governor 5 by the EGR control subroutine and the fuel injection control subroutine according to the deviation from the target excess air ratio λobj. The details are not described here.

【0048】このように、上記実施例では、吸気圧力や
燃料供給量等からリアルタイムに排気圧力を検出するよ
うにしたため、高価かつ耐久性に乏しい排気圧センサを
用いることなく、LAFSによる空気過剰率の検出を正
確かつ迅速に行えるようになった。そして、検出した空
気過剰率に基づきEGR弁や電子ガバナの駆動制御を行
うことで、加速時や減速時等にもEGRガスの還流や燃
料噴射を適切に行うことができ、黒煙やNOX の排出量
を極めて低く抑えることができた。
As described above, in the above-described embodiment, since the exhaust pressure is detected in real time from the intake pressure, the fuel supply amount, etc., the excess air ratio by LAFS can be obtained without using an expensive and inferior exhaust pressure sensor. Can be detected accurately and quickly. Then, by performing the drive control of the EGR valve and electronic governor based on the detected excess air ratio, it can also be performed appropriately with a reflux and the fuel injection of the EGR gas in acceleration or deceleration, etc., black smoke and NO X Emissions were extremely low.

【0049】以上で具体的実施例の説明を終えるが、本
発明の態様はこの実施例に限るものではない。例えば、
上記実施例はターボ過給機を備えたディーゼルエンジン
に本発明を適用したものであるが、自然吸気のディーゼ
ルエンジンや希薄燃焼方式のガソリンエンジン等にも好
適である。また、エンジン制御システムの具体的構成や
制御手順等については、本発明の主旨を逸脱しない範囲
で変更することが可能である。
Although the description of the concrete embodiment has been completed above, embodiments of the present invention are not limited to this embodiment. For example,
In the above embodiment, the present invention is applied to a diesel engine having a turbocharger, but is also suitable for a naturally aspirated diesel engine, a lean burn gasoline engine, and the like. Further, the specific configuration and control procedure of the engine control system can be changed without departing from the gist of the present invention.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明の請求項1の排気圧力検出装置に
よれば、車両に搭載されたエンジンの吸気圧力を検出す
る吸気圧力検出手段と、上記エンジンの排気ガスにより
タービンを駆動することにより上記エンジンへの吸気を
過給するターボ過給機と、上記エンジンの燃料供給量を
検出する燃料供給量検出手段と、上記吸気圧力検出手段
によって検出された吸気圧力と上記燃料供給量検出手段
によって検出された燃料供給量とに基づき、上記エンジ
ンが定常運転状態にあるときにおける排気圧力である定
常排気圧力を推定する定常排気圧力推定手段と、同定常
排気圧力推定手段によって推定された定常排気圧力に基
づき、上記ターボ過給機のタービン速度を推定するター
ビン速度推定手段と、同タービン速度推定手段によって
推定されたタービン速度に基づき、上記エンジンの現運
転状態における排気圧力である実排気圧力を推定する実
排気圧力推定手段とを備えるようにしたため、高コスト
で耐久性に乏しい排気温センサを用いることなく、ター
ボ過給機付エンジンの排気圧力を正確かつ迅速に検出で
き、LAFSの圧力補正を行うことが可能となる。
According to the exhaust pressure detecting apparatus of the first aspect of the present invention, the intake pressure detecting means for detecting the intake pressure of the engine mounted on the vehicle, and the turbine is driven by the exhaust gas of the engine. A turbocharger for supercharging the intake air to the engine, a fuel supply amount detecting means for detecting a fuel supply amount of the engine, an intake pressure detected by the intake pressure detecting means, and a fuel supply amount detecting means. A steady-state exhaust pressure estimating means for estimating a steady-state exhaust pressure which is an exhaust pressure when the engine is in a steady-state operation state based on the detected fuel supply amount; and a steady-state exhaust pressure estimated by the steady-state exhaust pressure estimating means. Turbine speed estimating means for estimating the turbine speed of the turbocharger based on An actual exhaust pressure estimating means for estimating the actual exhaust pressure, which is the exhaust pressure in the current operating state of the engine, based on the speed is provided. The exhaust pressure of the engine with a feeder can be detected accurately and quickly, and the LAFS pressure can be corrected.

【0051】また、請求項2によれば、請求項1の排気
圧力検出装置において、上記定常排気圧力推定手段は、
吸気圧力から推定した総吸気量に基づき定常排気圧力を
推定するようにしたため、定常排気圧力の推定が正確か
つ迅速に行える。また、請求項2の排気圧力検出装置
好ましい態様として、上記総吸気量は、吸気温度による
補正が行われたものであるのがよく、これにより、熱膨
張等による過大あるいは過小推定が防止され、総吸気量
の推定がより正確に行える。
According to a second aspect of the present invention, in the exhaust pressure detecting device of the first aspect, the steady exhaust pressure estimating means includes:
Since the steady-state exhaust pressure is estimated based on the total intake air amount estimated from the intake pressure, the steady-state exhaust pressure can be accurately and quickly estimated. Further, the Motomeko second exhaust pressure detecting device
In a preferred embodiment , the total intake air amount is preferably corrected based on the intake air temperature , whereby an excessive or underestimation due to thermal expansion or the like is prevented, and the total intake air amount can be estimated more accurately. .

【0052】また、請求項によれば、請求項1または
の排気圧力検出装置において、上記定常排気圧力推定
手段は、上記吸気圧力から推定した総吸気量と燃料供給
量とに基づき定常排気圧力を推定するようにしたため、
定常排気圧力の推定が正確かつ迅速に行える。また、請
求項によれば、請求項1〜の排気圧力検出装置にお
いて、上記タービン速度推定手段は、上記総吸気量と排
気ガス再循環装置による排気ガス還流量の推定値とに基
づき算出される排気ガス流量比を用いてタービン速度を
推定するようにしたため、タービン速度の推定が正確か
つ迅速に行える。
Further, according to claim 3, claim 1 or
In the exhaust pressure detecting device of 2, the steady exhaust pressure estimating means estimates the steady exhaust pressure based on the total intake air amount and the fuel supply amount estimated from the intake air pressure.
The steady exhaust pressure can be accurately and quickly estimated. According to a fourth aspect of the present invention, in the exhaust pressure detecting device of the first to third aspects, the turbine speed estimating means calculates the turbine speed based on the total intake amount and an estimated value of the exhaust gas recirculation amount by the exhaust gas recirculation device. Since the turbine speed is estimated using the calculated exhaust gas flow ratio, the turbine speed can be accurately and quickly estimated.

【0053】また、請求項の排気圧力検出装置の好ま
しい態様として、上記排気ガス還流量を、タービン上流
側の実排気圧力と吸気圧力との差圧から得られるオリフ
ィス係数を用いて算出するようにするのがよく、これに
よりタービン速度の推定がより正確に行える。また、請
求項の排気圧力検出装置のさらに好ましい態様とし
、上記排気ガス還流量は、排気ガス温度による補正が
行われたものであるとするのがよく、これによりタービ
ン速度の推定がより正確に行える。
[0053] In addition, preferred the exhaust pressure detecting apparatus of the Motomeko 4
As Shii embodiment, the exhaust gas recirculation amount, to be calculated using the orifice coefficient obtained from the differential pressure between the actual exhaust pressure and intake pressure of the turbine upstream well, to
The turbine speed can be estimated more accurately. Further, a more preferable aspect of the exhaust pressure detecting device according to claim 4 is provided.
It is preferable that the exhaust gas recirculation amount is corrected based on the exhaust gas temperature , whereby the turbine speed can be estimated more accurately.

【0054】また、請求項1〜の排気圧力検出装置
好ましい態様として、上記タービン速度推定手段は、タ
ービン加速エネルギーを用いてタービン速度を推定する
ようにするのがよく、これによりタービン速度の推定が
より正確に行える。また、請求項1〜の排気圧力検出
装置のさらに好ましい態様として、上記タービン速度推
定手段は、タービン負荷抵抗を用いてタービン速度を推
定するようにするのがよく、これによりタービン速度の
推定がより正確に行える。
[0054] Further, the exhaust pressure detecting apparatus Motomeko 1-4
In a preferred embodiment, the turbine speed estimation means may to to estimate the turbine speed using the turbine acceleration energy, thereby estimating the turbine speed can be performed more accurately. Moreover, a further preferred embodiment of the exhaust pressure detecting apparatus Motomeko 1-4, the turbine speed estimating unit may have to be estimated turbine speed using the turbine load resistor, thereby estimating turbine speed Can be performed more accurately.

【0055】また、請求項1〜の排気圧力検出装置
さらに好ましい態様として、上記タービン速度推定手段
は、上記定常排気圧力と上記排気ガス流量比とに基づき
タービン加速エネルギーを算出し、当該タービン加速エ
ネルギーとタービン負荷抵抗との偏差を積分し、これを
タービン慣性係数で除してタービン速度を推定するよう
するのがよく、これによりタービン速度の推定がより
正確に行える。
[0055] Further, the exhaust pressure detecting apparatus Motomeko 1-4
As a further preferred aspect , the turbine speed estimating means calculates a turbine acceleration energy based on the steady exhaust pressure and the exhaust gas flow ratio, integrates a deviation between the turbine acceleration energy and a turbine load resistance, and calculates well that by dividing the inertia coefficient to estimate the turbine speed, thereby estimating the turbine speed can be performed more accurately.

【0056】また、請求項によれば、請求項1〜
排気圧力検出装置において、上記実排気圧力推定手段
は、上記タービン速度と変換係数とから実排気圧力を推
定するようにしたため、実排気圧力の推定がより正確に
行える。また、請求項1〜の排気圧力検出装置のさら
に好ましい態様として、上記実排気圧力推定手段は、実
排気圧力の推定を上記エンジンの一行程毎に行うように
するのがよく、これにより過渡運転時等における推定が
より正確に行える。
According to a fifth aspect of the present invention, in the exhaust pressure detecting device of the first to fourth aspects, the actual exhaust pressure estimating means estimates the actual exhaust pressure from the turbine speed and the conversion coefficient. The actual exhaust pressure can be estimated more accurately. Also, further exhaust pressure detecting apparatus Motomeko 1-5
As a preferred embodiment , the actual exhaust pressure estimating means performs the estimation of the actual exhaust pressure for each stroke of the engine.
Therefore, the estimation at the time of transient operation or the like can be performed more accurately.

【0057】また、請求項の空気過剰率検出装置によ
れば、車両に搭載されたエンジンの吸気圧力を検出する
吸気圧力検出手段と、上記エンジンの排気ガスによりタ
ービンを駆動することにより上記エンジンへの吸気を過
給するターボ過給機と、上記エンジンの燃料供給量を検
出する燃料供給量検出手段と、上記吸気圧力検出手段に
よって検出された吸気圧力と上記燃料供給量検出手段に
よって検出された燃料供給量とに基づき、上記エンジン
が定常運転状態にあるときにおける排気圧力である定常
排気圧力を推定する定常排気圧力推定手段と、同定常排
気圧力推定手段によって推定された定常排気圧力に基づ
き、上記ターボ過給機のタービン速度を推定するタービ
ン速度推定手段と、同タービン速度推定手段によって推
定されたタービン速度に基づき、上記エンジンの現運転
状態における排気圧力である実排気圧力を推定する実排
気圧力推定手段と、上記エンジンの排気通路におけるタ
ーボ過給機の上流側に設けられ、所定空気過剰領域にお
いて上記エンジンの空気過剰率を連続的に検出可能な空
燃比センサと、同空燃比センサにより検出された空気過
剰率を、上記実排気圧力推定手段によって推定された実
排気圧力に基づき補正する空気過剰率補正手段とを備え
るようにしたため、空気過剰率を正確かつ迅速に行え、
ディーゼルエンジン等におけるNOx排出量や黒煙排出
量を削減させることが可能となる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an air-excess-ratio detecting device for detecting an intake pressure of an engine mounted on a vehicle, and driving the turbine with exhaust gas from the engine to drive the engine. A turbocharger for supercharging intake air to the engine, a fuel supply amount detecting means for detecting a fuel supply amount of the engine, an intake pressure detected by the intake pressure detecting means, and a fuel supply amount detected by the fuel supply amount detecting means. A steady exhaust pressure estimating means for estimating a steady exhaust pressure which is an exhaust pressure when the engine is in a steady operation state, based on the steady exhaust pressure estimated by the steady exhaust pressure estimating means. Turbine speed estimating means for estimating the turbine speed of the turbocharger, and a turbine estimated by the turbine speed estimating means. Based on the degree, the actual exhaust pressure estimating means for estimating the actual exhaust pressure which is the exhaust pressure in the current operating state of the engine, and provided on the exhaust passage of the engine upstream of the turbocharger, and in a predetermined excess air region. An air-fuel ratio sensor capable of continuously detecting the engine excess air ratio; and an excess air ratio correcting the excess air ratio detected by the air-fuel ratio sensor based on the actual exhaust pressure estimated by the actual exhaust pressure estimating means. Because it has a rate correction means, the excess air rate can be accurately and quickly performed,
It is possible to reduce NOx emission and black smoke emission in a diesel engine or the like.

【0058】また、請求項によれば、請求項の空気
過剰率検出装置において、上記定常排気圧力推定手段
は、吸気圧力から推定した総吸気量に基づき定常排気圧
力を推定するようにしたため、定常排気圧力の推定が正
確かつ迅速に行える。また、請求項の空気過剰率検出
装置の好ましい態様として、上記総吸気量は、吸気温度
による補正が行われたものであるとするのがよく、これ
により総吸気量の推定がより正確に行える。
According to a seventh aspect of the present invention, in the air excess ratio detecting device according to the sixth aspect , the steady exhaust pressure estimating means estimates the steady exhaust pressure based on the total intake air amount estimated from the intake pressure. In addition, the steady exhaust pressure can be accurately and quickly estimated. In a preferable embodiment of the excess air rate detection device Motomeko 7, the total intake air amount may that it is assumed that correction by the intake air temperature is performed, which
As a result, the total intake air amount can be estimated more accurately.

【0059】また、請求項によれば、請求項6または
の空気過剰率検出装置において、上記定常排気圧力推
定手段は、上記吸気圧力から推定した総吸気量と燃料供
給量とに基づき定常排気圧力を推定するようにしたた
め、定常排気圧力の推定が正確かつ迅速に行える。ま
た、請求項によれば、請求項の空気過剰率検出
装置において、上記タービン速度推定手段は、上記総吸
気量と排気ガス再循環装置による排気ガス還流量の推定
値とに基づき算出される排気ガス流量比を用いてタービ
ン速度を推定するようにしたため、タービン速度の推定
が正確かつ迅速に行える。
Further, according to claim 8 , claim 6 or
In the excess air ratio detection device of 7, the steady exhaust pressure estimating means estimates the steady exhaust pressure based on the total intake air amount and the fuel supply amount estimated from the intake air pressure. And quickly. According to the ninth aspect , in the air excess ratio detecting device according to the sixth to eighth aspects, the turbine speed estimating means is configured to perform the operation based on the total intake amount and the estimated value of the exhaust gas recirculation amount by the exhaust gas recirculation device. Since the turbine speed is estimated using the calculated exhaust gas flow ratio, the turbine speed can be accurately and quickly estimated.

【0060】また、請求項の空気過剰率検出装置の好
ましい態様として、上記排気ガス還流量を、タービン上
流側の実排気圧力と吸気圧力との差圧から得られるオリ
フィス係数を用いて算出するようにするのがよく、これ
によりタービン速度の推定がより正確に行える。また
求項の空気過剰率検出装置のさらに好ましい態様と
して、上記排気ガス還流量は、排気ガス温度による補正
が行われたものであるとするのがよく、これによりター
ビン速度の推定がより正確に行える。
[0060] Further, good air excess ratio detecting apparatus Motomeko 9
As preferable embodiments, the exhaust gas recirculation amount, is to be calculated using the orifice coefficient obtained from the differential pressure between the actual exhaust pressure and intake pressure of the turbine upstream well, this
Thus, the turbine speed can be estimated more accurately. Also ,
A further preferred embodiment of the excess air rate detection device Motomeko 9
It is preferable that the exhaust gas recirculation amount is corrected based on the exhaust gas temperature , whereby the turbine speed can be estimated more accurately.

【0061】また、請求項の空気過剰率検出装置
の好ましい態様として、上記タービン速度推定手段は、
タービン加速エネルギーを用いてタービン速度を推定す
るようにするのがよく、これによりタービン速度の推定
がより正確に行える。また、請求項の空気過剰率
検出装置の他の好ましい態様として、上記タービン速度
推定手段は、タービン負荷抵抗を用いてタービン速度を
推定するようにするのがよく、これによりタービン速度
の推定がより正確に行える。
[0061] In addition, the excess air ratio detecting apparatus of the Motomeko 6-9
In a preferred embodiment , the turbine speed estimating means includes:
The turbine speed may be estimated using the turbine acceleration energy , so that the turbine speed can be estimated more accurately. As another preferred embodiment of the excess air rate detection device Motomeko 6-9, the turbine speed estimation means may to to estimate the turbine speed using the turbine load resistance, thereby turbine speed Can be estimated more accurately.

【0062】また、請求項の空気過剰率検出装置
のさらに好ましい態様として、上記タービン速度推定手
段は、上記定常排気圧力と上記排気ガス流量比とに基づ
きタービン加速エネルギーを算出し、当該タービン加速
エネルギーとタービン負荷抵抗との偏差を積分し、これ
をタービン慣性係数で除してタービン速度を推定するよ
うにするのがよく、これによりタービン速度の推定がよ
り正確に行える。
[0062] In addition, the excess air ratio detecting apparatus of the Motomeko 6-9
As a further preferred aspect , the turbine speed estimating means calculates turbine acceleration energy based on the steady exhaust pressure and the exhaust gas flow ratio, integrates a deviation between the turbine acceleration energy and turbine load resistance, and calculates by dividing the turbine inertia factor often to to estimate the turbine speed, thereby estimating the turbine speed can be performed more accurately.

【0063】また、請求項10によれば、請求項
の空気過剰率検出装置において、上記実排気圧力推定手
段は、上記タービン速度と変換係数とから実排気圧力を
推定するようにしたため、実排気圧力の推定がより正確
に行える。また、請求項10の空気過剰率検出装置
のさらに好ましい態様として、空気過剰率の補正を上記
エンジンの一行程毎に行うようにするのがよく、これに
より過渡運転時等における推定がより正確に行える。
Further, according to claim 10 , claims 6 to 9
In the excess air ratio detecting device, the actual exhaust pressure estimating means estimates the actual exhaust pressure from the turbine speed and the conversion coefficient, so that the actual exhaust pressure can be estimated more accurately. Further, the excess air rate detecting apparatus Motomeko 6-10
As a further preferred aspect, good correction of the excess air ratio to be performed at every one stroke of the engine, in which
More it allows estimation more accurately in a transient operation or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るエンジン制御系統の概
略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine control system according to an embodiment of the present invention.

【図2】排気圧力検出サブルーチンの手順を示すフロー
チャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a procedure of an exhaust pressure detection subroutine.

【図3】排気圧力検出サブルーチンの手順を示すフロー
チャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure of an exhaust pressure detection subroutine.

【図4】排気圧力検出の流れを示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a flow of exhaust pressure detection.

【図5】空気過剰率検出サブルーチンの手順を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a procedure of an excess air ratio detection subroutine.

【図6】吸気圧力とエンジン回転速度から総吸気量を求
めるマップである。
FIG. 6 is a map for obtaining a total intake air amount from an intake pressure and an engine rotation speed.

【図7】排気圧力と大気圧との偏差から圧力補正係数を
求めるマップである。
FIG. 7 is a map for obtaining a pressure correction coefficient from a deviation between the exhaust pressure and the atmospheric pressure.

【図8】排気圧力と吸気圧力との偏差からオリフィス係
数を求めるマップである。
FIG. 8 is a map for obtaining an orifice coefficient from a deviation between an exhaust pressure and an intake pressure.

【図9】LAFSの出力電流から空気過剰率を求めるマ
ップである。
FIG. 9 is a map for obtaining an excess air ratio from an output current of LAFS.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 2 シリンダヘッド 4 燃料噴射弁 5 電子ガバナ 6 燃料噴射ポンプ 8 ECU 11 吸気マニホールド 13 ターボ過給機 14 コンプレッサ 17 ブースト圧センサ 20 排気マニホールド 21 タービン 26 LAFS 27 排気温センサ 30 EGRパイプ 31 EGR弁 42 負圧側EGRソレノイド 43 バキュームポンプ 45 大気側EGRソレノイド 1 Engine 2 Cylinder Head 4 Fuel Injection Valve 5 Electronic Governor 6 Fuel Injection Pump 8 ECU 11 Intake Manifold 13 Turbocharger 14 Compressor 17 Boost Pressure Sensor 20 Exhaust Manifold 21 Turbine 26 LAFS 27 Exhaust Temperature Sensor 30 EGR Pipe 31 EGR Valve 42 Negative pressure side EGR solenoid 43 Vacuum pump 45 Atmospheric side EGR solenoid

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02M 25/07 550 F02M 25/07 550M 570 570P ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI F02M 25/07 550 F02M 25/07 550M 570 570P

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 車両に搭載されたエンジンの吸気圧力を
検出する吸気圧力検出手段と、 上記エンジンの排気ガスによりタービンを駆動すること
により上記エンジンへの吸気を過給するターボ過給機
と、 上記エンジンの燃料供給量を検出する燃料供給量検出手
段と、 上記吸気圧力検出手段によって検出された吸気圧力と上
記燃料供給量検出手段によって検出された燃料供給量と
に基づき、上記エンジンが定常運転状態にあるときにお
ける排気圧力である定常排気圧力を推定する定常排気圧
力推定手段と、 同定常排気圧力推定手段によって推定された定常排気圧
力に基づき、上記ターボ過給機のタービン速度を推定す
るタービン速度推定手段と、 同タービン速度推定手段によって推定されたタービン速
度に基づき、上記エンジンの現運転状態における排気圧
力である実排気圧力を推定する実排気圧力推定手段とを
備えたことを特徴とするターボ過給機付エンジンの排気
圧力検出装置。
1. An intake pressure detecting means for detecting an intake pressure of an engine mounted on a vehicle, a turbocharger for supercharging intake air to the engine by driving a turbine with exhaust gas of the engine, Fuel supply amount detection means for detecting the fuel supply amount of the engine; and steady operation of the engine based on the intake pressure detected by the intake pressure detection means and the fuel supply amount detected by the fuel supply amount detection means. A steady-state exhaust pressure estimating means for estimating a steady-state exhaust pressure which is an exhaust pressure in the state, and a turbine for estimating a turbine speed of the turbocharger based on the steady-state exhaust pressure estimated by the steady-state exhaust pressure estimating means. Speed estimating means, based on the turbine speed estimated by the turbine speed estimating means, Exhaust pressure detecting apparatus turbocharged engine characterized in that an actual exhaust pressure estimation means for estimating an actual exhaust pressure, which is the kicking exhaust pressure.
【請求項2】 上記定常排気圧力推定手段は、吸気圧力
から推定した総吸気量に基づき定常排気圧力を推定する
ことを特徴とする、請求項1記載のターボ過給機付エン
ジンの排気圧力検出装置。
2. The exhaust pressure detection of a turbocharged engine according to claim 1, wherein said steady exhaust pressure estimation means estimates the steady exhaust pressure based on a total intake air amount estimated from the intake pressure. apparatus.
【請求項3】 上記定常排気圧力推定手段は、上記吸気
圧力から推定した総吸気量と燃料供給量とに基づき定常
排気圧力を推定することを特徴とする、請求項1または
記載のターボ過給機付エンジンの排気圧力検出装置。
Wherein said constant exhaust pressure estimating means, and estimates the steady exhaust pressure based on the total intake air amount and the fuel supply amount estimated from the intake pressure, according to claim 1 or
3. The exhaust pressure detecting device for an engine with a turbocharger according to 2 .
【請求項4】 上記タービン速度推定手段は、上記総吸
気量と排気ガス再循環装置による排気ガス還流量の推定
値とに基づき算出される排気ガス流量比を用いてタービ
ン速度を推定することを特徴とする、請求項1〜のい
ずれか一項に記載のターボ過給機付エンジンの排気圧力
検出装置。
4. A turbine speed estimating means for estimating a turbine speed using an exhaust gas flow ratio calculated based on the total intake amount and an estimated value of an exhaust gas recirculation amount by an exhaust gas recirculation device. The exhaust pressure detection device for an engine with a turbocharger according to any one of claims 1 to 3 , characterized in that:
【請求項5】 上記実排気圧力推定手段は、上記タービ
ン速度と変換係数とから実排気圧力を推定することを特
徴とする、請求項1〜のいずれか一項に記載のターボ
過給機付エンジンの排気圧力検出装置。
Wherein said actual exhaust gas pressure estimating means, and estimates the actual exhaust pressure from the above turbine speed conversion coefficient, turbocharger according to any one of claims 1-4 Exhaust pressure detection device for an engine.
【請求項6】 車両に搭載されたエンジンの吸気圧力を
検出する吸気圧力検出手段と、 上記エンジンの排気ガスによりタービンを駆動すること
により上記エンジンへの吸気を過給するターボ過給機
と、 上記エンジンの燃料供給量を検出する燃料供給量検出手
段と、 上記吸気圧力検出手段によって検出された吸気圧力と上
記燃料供給量検出手段によって検出された燃料供給量と
に基づき、上記エンジンが定常運転状態にあるときにお
ける排気圧力である定常排気圧力を推定する定常排気圧
力推定手段と、 同定常排気圧力推定手段によって推定された定常排気圧
力に基づき、上記ターボ過給機のタービン速度を推定す
るタービン速度推定手段と、 同タービン速度推定手段によって推定されたタービン速
度に基づき、上記エンジンの現運転状態における排気圧
力である実排気圧力を推定する実排気圧力推定手段と、 上記エンジンの排気通路におけるターボ過給機の上流側
に設けられ、所定空気過剰領域において上記エンジンの
空気過剰率を連続的に検出可能な空燃比センサと、 同空燃比センサにより検出された空気過剰率を、上記実
排気圧力推定手段によって推定された実排気圧力に基づ
き補正する空気過剰率補正手段とを備えたことを特徴と
するターボ過給機付エンジンの空気過剰率検出装置。
6. An intake pressure detecting means for detecting an intake pressure of an engine mounted on a vehicle; a turbocharger for supercharging intake air to the engine by driving a turbine with exhaust gas of the engine; Fuel supply amount detection means for detecting the fuel supply amount of the engine; and steady operation of the engine based on the intake pressure detected by the intake pressure detection means and the fuel supply amount detected by the fuel supply amount detection means. A steady-state exhaust pressure estimating means for estimating a steady-state exhaust pressure which is an exhaust pressure in the state, and a turbine for estimating a turbine speed of the turbocharger based on the steady-state exhaust pressure estimated by the steady-state exhaust pressure estimating means. Speed estimating means, based on the turbine speed estimated by the turbine speed estimating means, An actual exhaust pressure estimating means for estimating an actual exhaust pressure which is an exhaust pressure of the engine, provided on the exhaust passage of the engine upstream of the turbocharger, and continuously measuring an excess air ratio of the engine in a predetermined excess air region. A detectable air-fuel ratio sensor; and an excess air ratio correction unit that corrects the excess air ratio detected by the air-fuel ratio sensor based on the actual exhaust pressure estimated by the actual exhaust pressure estimation unit. An excess air ratio detection device for an engine with a turbocharger.
【請求項7】 上記定常排気圧力推定手段は、吸気圧力
から推定した総吸気量に基づき定常排気圧力を推定する
ことを特徴とする、請求項記載のターボ過給機付エン
ジンの空気過剰率検出装置。
7. The constant exhaust pressure estimating means, and estimates the steady exhaust pressure based on the total intake air amount estimated from the intake pressure, an excess air ratio of the turbocharged engine of claim 6, wherein Detection device.
【請求項8】 上記定常排気圧力推定手段は、上記吸気
圧力から推定した総吸気量と燃料供給量とに基づき定常
排気圧力を推定することを特徴とする、請求項6または
記載のターボ過給機付エンジンの空気過剰率検出装
置。
8. The constant exhaust pressure estimating means, and estimates the steady exhaust pressure based on the total intake air amount and the fuel supply amount estimated from the intake pressure, claim 6 or
7. An excess air ratio detection device for a turbocharged engine according to claim 7 .
【請求項9】 上記タービン速度推定手段は、上記総吸
気量と排気ガス再循環装置による排気ガス還流量の推定
値とに基づき算出される排気ガス流量比を用いてタービ
ン速度を推定することを特徴とする、請求項のい
ずれか一項に記載のターボ過給機付エンジンの空気過剰
率検出装置。
9. The turbine speed estimating means estimates a turbine speed using an exhaust gas flow ratio calculated based on the total intake air amount and an estimated value of an exhaust gas recirculation amount by an exhaust gas recirculation device. The apparatus for detecting an excess air ratio of an engine with a turbocharger according to any one of claims 6 to 8 , wherein:
【請求項10】 上記実排気圧力推定手段は、上記ター
ビン速度と変換係数とから実排気圧力を推定することを
特徴とする、請求項のいずれか一項に記載のター
ボ過給機付エンジンの空気過剰率検出装置。
10. The actual exhaust gas pressure estimating means, and estimates the actual exhaust pressure from the above turbine speed conversion coefficient, turbocharger according to any one of claims 6-9 Detector for excess air ratio of engine with engine.
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