JP3629752B2 - 内燃機関の吸・排気系圧力推定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関の吸気系の圧力を推定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関の吸気系圧力の検出方式としては、圧力を直接検出する手段を設けたり、該圧力検出手段の他に吸入空気流量を検出する手段を設けて、検出された吸気系の圧力を吸入空気流量の検出値で補正するなどして検出していた （特開昭５８−３５２５５号公報等参照） 。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の吸気圧力検出方式にあっては、吸入空気流量を検出しないものでは大気圧等の環境変化に対する空燃比の最適化ができなかった。また、吸入空気流量と吸気圧力とを検出するものでは、センサの取付け数の増大によるコスト増加を招いていた。
【０００４】
また過給機付機関の場合は、オイル劣化等による過給機の作動特性の変化により過渡運転時の最適化ができないという問題が判明した。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、吸気系の圧力を直接検出することなく、高精度に推定できるようにした内燃機関の吸気系圧力推定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は図１に実線で示すように、
機関に吸入される空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、
機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
検出された機関の吸入空気流量と、回転速度と、体積効率相当値と、容積比 （ 吸気系の総容積に対するシリンダ容積の比 ） と、を含む要素に基づいてシリンダに吸入される空気量を演算するシリンダ吸入空気量演算手段と、前記演算されたシリンダ吸入空気量と、体積効率相当値と、前記容積比と、を含む要素に基づいて吸気系圧力を演算する吸気系圧力演算手段と、前記体積効率相当値を、機関運転開始時に初期値に設定し、その後は演算された吸気系圧力と検出された機関回転速度とを含む要素に基づいて演算した値で更新していく体積効率相当値演算手段と、を含む吸気系圧力推定手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は図１に鎖線で示すように、
内燃機関が排気還流（ＥＧＲ）装置を備えており、
前記吸気系圧力推定手段は、吸気系に吸入されるＥＧＲ流量を演算するＥＧＲ流量演算手段と、
演算されたＥＧＲ流量と、機関の回転速度と、体積効率相当値と、容積比（吸気系の総容積に対するシリンダ容積の比）と、を含む要素に基づいてシリンダに吸入されるＥＧＲ量を演算するシリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段と、
を含んでおり、
前記吸気系圧力演算手段は、演算されたシリンダ吸入ＥＧＲ量を含む要素に基づいて吸気系圧力を演算することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、
前記吸気系圧力演算手段は、次式により吸気圧力を演算することを特徴とする。
Ｐｍ＝Ｒ／Ｋｖｏｌ／Ｋｉｎ× (Ｑａｃ×Ｔａ＋Ｑｅｃ×Ｔｅ)
Ｐｍ：吸気圧力Ｋｖｏｌ：１シリンダ容積／吸気系容積
Ｑａｃ：１シリンダ当りの吸入空気量
Ｑｅｃ：１シリンダ当りの還流排気量
Ｔａ：吸気温度
Ｔｅ：還流排気温度
Ｒ，Ｋｐｍ，Ｏｐｍ：定数
なお、図２は、本願発明に係るものではないが、機関に吸入される空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、検出された機関の吸入空気流量と回転速度とを含む要素に基づいて排気系圧力を推定する排気系圧力推定手段と、を含んで構成される排気系圧力推定装置の構成を参考に付す。
【００１０】
また、請求項５に係る発明は、
前記排気系圧力演算手段が、次式により排気系圧力を演算することを特徴とする。
Ｐｅｘｈ＝（Ｑｅｘｈ−Ｑｅ）×Ｔｅｘｈ×Ｎｅ×Ｋｐｅｘｈ＋Ｏｐｅｘｈ
Ｐｅｘｈ：排気系圧力
Ｔｅｘｈ：排気温度
Ｑｅ：吸気系へのＥＧＲ流量
Ｎｅ：機関回転速度
Ｋｐｅｘｈ，Ｏｐｅｘｈ：定数
【００１１】
【作用】
請求項１に係る発明によれば、
吸入空気流量検出手段で検出された機関の吸入空気流量と回転速度検出手段で検出された機関回転速度とに基づいてシリンダ吸入空気量演算手段が、逐次シリンダ容積当りの空気量を求めつつ、体積効率相当値と容積比とに基づいてシリンダに吸入される空気量を演算する。
吸気系圧力演算手段は、シリンダ吸入空気量と、体積効率相当値と、前記容積比と、を含む要素に基づいて吸気系圧力を演算する。
【００１３】
また、体積効率相当値は、機関の運転開始時は大気圧により決定されるが、運転後は吸気系の圧力や機関回転速度によって変化するので、逐次演算された吸気系圧力，機関回転速度に基づいて演算更新する。
それによって新たに演算される吸気系圧力の精度も向上する。
また、請求項２に係る発明によれば、
ＥＧＲ制御を行う場合に、ＥＧＲ流量演算手段で吸気系へのＥＧＲ流量を演算し、シリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段が該ＥＧＲ流量と機関の回転速度と、体積効率相当値と、容積比とに基づいてシリンダに吸入されるＥＧＲ量を演算する。
【００１４】
そして、吸気系圧力演算手段は、該シリンダ吸入ＥＧＲ量を考慮することにより、吸気系圧力を精度よく演算することができる。
【００１７】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図に基づいて説明する。一実施例の全体構成を示す図４において、過給機１は、エアフィルタ２でダストを除去されて吸気通路３に吸入された空気を吸気コンプレッサ１Ａにより圧縮過給して下流側の吸気マニホールド４へ送り込む。
【００１８】
一方、機関５の燃焼室に装着された燃料噴射ノズル６には、噴射ポンプ７から各気筒に分配して燃料が圧送供給され、該燃料噴射ノズル６から燃焼室に向けて燃料が噴射され、該噴射された燃料は圧縮行程末期に着火して燃焼される。
また、排気マニホールド８と吸気マニホールド４とを結んでＥＧＲ制御弁９を介装したＥＧＲ通路１０が接続されると共に、前記吸気通路３の吸気コンプレッサ１Ａの上流側にＥＧＲ制御時に吸気を絞って排気圧と吸気圧との差圧を拡大してＥＧＲしやすくするためのスロットル弁３１が介装され、主としてアイドル時や低負荷時に排気改善，騒音対策のために前記スロットル弁３１を絞ると同時にＥＧＲ制御弁９の開度を制御してＥＧＲ制御を行う。具体的には、バキュームポンプ１１からの負圧を電磁弁３２を介してダイアフラム装置３３に導いて前記絞り弁３１を絞ると同時に、前記負圧をデューティ制御される電磁弁１２で大気との希釈割合を制御することによって前記ＥＧＲ制御弁９の圧力室に導かれる圧力を制御し、もって開度を制御することによりＥＧＲ率を制御している。これらＥＧＲ率や燃料噴射制御は、コントロールユニット１３により行われる。
【００１９】
前記ＥＧＲ制御弁９には、弁体のリフト量を検出するリフトセンサ３４が設置されている。
燃焼後の排気は、排気マニホールド８より前記過給機１の排気タービン１Ｂを回転駆動させた後、排気中に含まれるパーティキュレート （排気微粒子） 等がフィルタ１４で捕集され、マフラー１５で消音された後に大気中に放出される。
【００２０】
前記過給機１の吸気コンプレッサ１Ａ上流の吸気通路３には、吸入空気流量を検出するエアフローメータ１６が設けられ、また、機関回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ１７、前記燃料噴射ポンプ７のコントロールレバー開度を検出するレバー開度センサ１８、水温を検出する水温センサ１９等が設けられ、これらの検出値に基づいて吸気系圧力，排気系圧力を検出しつつシリンダ吸入空気量に見合った燃料の許容最大噴射量が後述するようにして設定される。
【００２１】
以下、コントロールユニット１３による各種演算について説明する。
まず、吸気系圧力 （以下吸気圧という） Ｐｍの演算のルーチンを、図４のフローチャートに従って説明する。尚、このルーチンが吸気系圧力演算手段に相当する。
ステップ （図ではＳと記す。以下同様） １では、それぞれ後述する別ルーチンで演算された１シリンダ当りの吸入空気量Ｑａｃ，１シリンダ当りの吸入ＥＧＲ量Ｑｅｃ，吸気温度Ｔａ，ＥＧＲ温度Ｔｅ，体積効率相当値Ｋｉｎを入力する。
【００２２】
ステップ２では、ステップ１で入力した各値と、予め分かっている容積比 （１シリンダ当りの容積／吸気系のコレクタ容積） Ｋｖｏｌと、に基づいて次式により吸気圧Ｐｍを演算する。
Ｐｍ＝Ｒ／Ｋｖｏｌ／Ｋｉｎ× （Ｑａｃ×Ｔａ＋Ｑｅｃ×Ｔｅ）
次に、排気系圧力 （ＥＧＲ取出口の圧力，以下排気圧という） Ｐｅｘｈの演算のルーチンを、図５のフローチャートに従って説明する。尚、このルーチンが排気系圧力演算手段に相当する。
【００２３】
ステップ１１では、それぞれ後述する別ルーチンで演算された１シリンダから排出される排気量Ｑｅｘｈと、１シリンダ当りの吸入ＥＧＲ量Ｑｅｃ，排気温度Ｔｅｘｈ，機関回転速度Ｎｅを入力する。
ステップ１２では、ステップ１１で入力した各値と、定数Ｋｐｅｘｈ，Ｏｐｅｘｈと、に基づいて次式により排気圧力Ｐｅｘｈを演算する。
【００２４】
Ｐｅｘｈ＝ （Ｑｅｘｈ−Ｑｅ） ×Ｔｅｘｈ×Ｎｅ×Ｋｐｅｘｈ＋Ｏｐｅｘｈ
図６は、１シリンダ当りの吸入空気量 （以下シリンダ吸入空気量という） Ｑａｃを演算するフローチャートを示す。尚、このルーチンがシリンダ吸入空気量演算手段を構成する。
ステップ２１では、前記エアフローメータ１６による吸入空気流量の出力値 （電圧） Ｑ０ を読み込む。
【００２５】
ステップ２２では、前記出力値Ｑ０ から変換テーブルにより吸入空気流量Ｑａｓｍを求める。
ステップ２３では、前記吸入空気流量Ｑａｓｍに対して加重平均処理を行ってＱａｓ０を求める。
ステップ２４では、回転速度センサ１７により検出される機関回転速度Ｎｅを読み込む。
【００２６】
ステップ２５では、前記吸入空気流量の加重平均値Ｑａｓ０と機関回転速度Ｎｅと定数Ｋｃとから次式により、エアフローメータ１６で検出された吸入空気流量に対するシリンダ吸入空気量Ｑａｃ０を演算する。
Ｑａｃ０＝Ｑａｓ０／Ｎｅ×Ｋｃ
ステップ２６では、前記シリンダ当りの吸入空気量Ｑａｃ０のｎ回演算分のディレイ処理を行い、吸気コレクタ入口部の吸入空気量Ｑａｃｎを演算する。具体的には、最新から過去ｎ回前までのＱａｃ０を記憶しておき、ｎ回前のＱａｃ０値をＱａｃｎとして取り出す。
【００２７】
ステップ２７では、定数Ｋｖｏｌと、体積効率相当値Ｋｉｎとを用いて次式によりシリンダ当りの吸入空気量Ｑａｃを演算する。
Ｑａｃ＝Ｑａｃｎ−１ × （１−Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ） ＋Ｑａｃｎ×Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ
このようにして、シリンダ当りの吸入空気量Ｑａｃを精度良く求めることができる。
【００２８】
次にＥＧＲ制御時にシリンダ当りの吸入ＥＧＲ量を演算するルーチンを、図７のフローチャートに従って説明する。尚、このルーチンがシリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段を構成する。
ステップ３１では、後述するルーチンによって演算される吸気系へのＥＧＲ流量Ｑｅを入力する。
【００２９】
ステップ３２では、機関回転速度Ｎｅを読み込む。
ステップ３３では、前記ＥＧＲ量Ｑｅと機関回転速度Ｎｅとから、吸気コレクタ部へ吸入されるシリンダ容積当りのＥＧＲ量Ｑｅｃｎを演算する。
ステップ３４では、定数Ｋｖｏｌと、体積効率相当値Ｋｉｎとを用いて次式によりシリンダに吸入されるシリンダＥＧＲ量Ｑｅｃを演算する。
【００３０】
Ｑｅｃ＝Ｑｅｃｎ−１ × （１−Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ） ＋Ｑｅｃｎ×Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ
図８は、吸入空気 （ＥＧＲガスを含まない新気） の温度Ｔａを演算するルーチンのフローチャートである。尚、この処理は、吸気温度を直接検出するセンサを有する場合は、不要である。
【００３１】
ステップ４１では、前回求められた吸気圧力Ｐｍｎ−１ を入力する。
ステップ４２では、次式により断熱変化の関係から吸入空気温度Ｔａを演算する。
Ｔａ＝ＴＡ♯× （Ｐｍｎ−１ ／ＰＡ♯）（Ｋ−１）／Ｋ ＋ＴＯＦＦ♯
ここで、ＴＡ♯，ＰＡ♯は標準状態の温度，圧力であり、ＴＯＦＦ♯は大気から吸気コレクタに空気が入るまでの温度上昇分であるが、これらの値を水温等に応じて補正してもよい。
【００３２】
図９は、ＥＧＲガスの吸気コレクタへの導入口における温度Ｔｅを演算するルーチンのフローチャートである。
ステップ５２では、後述するルーチンで求められた排気温度Ｔｅｘｈを入力する。
ステップ５３では、次式によりＥＧＲ温度Ｔｅを演算する。
【００３３】
Ｔｅ＝Ｔｅｘｈ×ＫＴＬＯＳ♯
ＫＴＬＯＳ♯は、ＥＧＲ通路によるＥＧＲの温度低下係数である。
図１０は体積効率相当値Ｋｉｎを演算するルーチンのフローチャートである。尚、このルーチンが体積効率相当値演算手段を構成する。
ステップ６１では、前回求められた吸気圧Ｐｍｎ−１ を入力する。
【００３４】
ステップ６２では、前記吸気圧Ｐｍｎ−１ から、図１１に示すようなテーブルを用いて圧力補正係数Ｋｉｎｐを演算する。
ステップ６３では、機関回転速度Ｎｅから、図１２に示すようなテーブルを用いて回転補正係数Ｋｉｎｎを演算する。
ステップ６４では、前記圧力補正係数Ｋｉｎｐ及び回転補正係数Ｋｉｎｎを用いて、体積効率Ｋｉｎを次式により演算する。
【００３５】
Ｋｉｎ＝Ｋｉｎｐ×Ｋｉｎｎ
図１３はＥＧＲ出口部の排気温度Ｔｅｘｈを演算するルーチンのフローチャートである。尚、この処理は、排気温度を直接検出するセンサを有する場合は、不要である。
ステップ７１では、吸気行程で燃料が噴射されてから排気行程までのサイクル遅れ分遡って噴射された燃料噴射量Ｑｆｏを入力する。
【００３６】
ステップ７２では、前記同様のサイクル遅れ分遡って演算された吸気温度Ｔｎｏを入力する。
ステップ７３では、前記図５で演算された排気圧力Ｐｅｘｈｎ−１ を入力する。
ステップ７４では、前記サイクル遅れ燃料噴射量Ｑｆｏから図１４に示すようなテーブルから基本排気温度Ｔｅｘｈｂを検索する。
【００３７】
ステップ７５では、前記吸気温度Ｔｎｏから次式により吸気温度補正係数Ｋｔｅｈｘｈ１を演算する。
Ｋｔｅｘｈ１＝ （Ｔｎｏ／ＴＡ♯）ＫＮ
吸気温度補正係数Ｋｔｅｈｘｈ１は、上記のように標準温度に対する吸気温度の比のＫＮ乗として求められるものであり、吸気温度上昇による排気温度の上昇割合を示すものである。
【００３８】
ステップ７６では、前記排気圧力Ｐｅｘｈｎ−１ から断熱変化の関係により排気圧力上昇による排気温度上昇割合である温度上昇補正係数Ｋｔｅｘｈ２を演算する。
Ｋｔｅｘｈ２＝ （Ｐｎｅｈｘｎ−１ ／ＰＡ♯）（Ｋｅ−１）／Ｋｅ
ステップ７７では、前記基本排気温度Ｔｅｘｈｂ，吸気温度補正係数Ｋｔｅｘｈ１，温度上昇補正係数Ｋｔｅｈｘｈ２により、次式により排気温度Ｔｅｘｈを次式により演算する。
【００３９】
Ｔｅｘｈ＝Ｔｅｘｈｂ×Ｋｔｅｘｈ１×Ｋｔｅｘｈ２
図１５は、ＥＧＲ流量Ｑｅを演算するルーチンのフローチャートである。尚、このルーチンがＥＧＲ流量演算手段を構成する。
ステップ８１では、吸気圧Ｐｍ，排気圧Ｐｅｘｈ，ＥＧＲ制御弁の実リフト量Ｌｉｆｔｓを入力する。
【００４０】
ステップ８２では、前記実リフト量ＬｉｆｔｓからＥＧＲ通路の開口面積ＡＶｅを例えば図１６に示したようなテーブルから検索する。
ステップ８３では、次式によりＥＧＲ流量Ｑｅを演算する。
Ｑｅ＝Ａｖｅ× （Ｐｅｘｈ−Ｐｍ） １／２ ×ＫＲ♯
ここで、ＫＲ♯は定数で、前後差圧ΔＰにおける流速ｑの式ｑ＝ （ΔＰ・２ρ） １／２ から略 （２ρ） １／２ に等しい値である （但し、ρは排気の密度） 。
【００４１】
図１７はシリンダ吸入空気量，燃料噴射量，シリンダ吸気温度のサイクル処理ルーチンのフローチャートを示す。
ステップ９１では、シリンダ吸入空気量Ｑａｃ，燃料噴射量Ｑｓｏｌ，シリンダ吸気温度Ｔｎを入力する。尚、シリンダ吸気温度Ｔｎは例えば次式により演算することができる。
【００４２】
（Ｑａｃ×Ｔａ＋Ｑｅｃ×Ｔｅ） ／ （Ｑａｃ＋Ｑｅｃ）
ステップ９２では、前記Ｑａｃ，Ｑｓｏｌ，Ｔｎにサイクル処理を施す。排気行程との位相合わせのため、吸気行程におけるＱａｃ，Ｔｎについてはシリンダ数から１を引いた分、圧縮行程におけるＱｓｏｌについてはシリンダ数から２を引いた分のディレイ処理を行い、夫々Ｑｅｘｈ，Ｔｎｏ，Ｑｆｏとし処理を終了する。
【００４３】
図１８，図２０，図２１は、実際のＥＧＲ制御のフローチャートを示したものである。
図１８は、ＥＧＲ制御弁の指令リフト量Ｌｉｆｔｔを演算するルーチンのフローチャートである。
ステップ１０１ では、吸気圧Ｐｍ，排気圧Ｐｅｘｈ，要求ＥＧＲ量Ｔｑｅを入力する。
【００４４】
ステップ１０２ では、次式によりＥＧＲ制御弁の要求流路面積Ｔａｖを演算する。ここで、ＫＲ♯は前記図１５のステップ８３で用いたものである。
ステップ１０３ では、前記Ｔａｖより例えば図１９に示したような流路面積とリフト量との関係を示すテーブルから目標リフト量Ｍｌｉｆｔを演算する。
ステップ１０４ では、前記目標リフト量Ｍｌｉｆｔに弁の作動遅れ分の進み処理を行い、その値を指令リフト量Ｌｉｆｔｔとして出力する。
【００４５】
図２０は、要求ＥＧＲ量Ｔｑｅを演算するフローチャートである。
ステップ１１１ では、機関回転速度Ｎｅ， 目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ， シリンダ吸入空気量Ｑａｃを入力する。
ステップ１１２ では、シリンダ吸入空気量Ｑａｃに目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを乗じることにより吸気コレクタへの目標ＥＧＲ流量Ｔｑｅｃ０を求める。
【００４６】
ステップ１１３ では、前記吸入ＥＧＲ量Ｔｑｅｃ０に吸気系容積分の進み処理を進み処理を行い、シリンダへの目標ＥＧＲ流量Ｔｑｅｃを求める。
ステップ１１４ では、前記目標ＥＧＲ流量Ｔｑｅｃと機関回転速度Ｎｅと定数ＫＣＯＮ♯からシリンダ当りの要求ＥＧＲ量Ｔｑｅを求める。
図２１は、前記目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを演算するルーチンのフローチャートである。
【００４７】
ステップ１２１ では、機関回転速度Ｎｅ， 燃料噴射量Ｑｓｏｌを入力する。
ステップ１２２ では、機関回転速度Ｎｅと負荷の代表値である燃料噴射量Ｑｓｏｌとに基づいて、例えば図２２に示すようなテーブルから目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを検索する。
図２３は、燃料噴射量Ｑｓｏｌを演算するルーチンのフローチャートである。
【００４８】
ステップ１３１ では、機関回転速度Ｎｅ及びコントロールレバー開度ＣＬを読み込む。
ステップ１３２ では、機関回転速度Ｎｅとコントロールレバー開度ＣＬとから基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖを、例えば図２４に示すようなテーブルから検索する。
ステップ１３３ では、前記基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖを水温等の各種補正係数によって補正してＱｓｏｌｌを求める。
【００４９】
ステップ１３４ では、最大燃料噴射量の制限を行い、Ｑｓｏｌとして出力する。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明してきたように請求項１に係る発明によれば、
機関の吸入空気流量と機関回転速度との関係から吸気系圧力を推定できる。また、体積効率相当値を更新しつつシリンダ吸入空気量と、体積効率相当値と、前記容積比と、を含む要素に基づいて吸気系圧力を精度良く演算できる。
【００５１】
また、請求項２に係る発明によれば、
ＥＧＲ制御を行う場合に、シリンダに吸入されるＥＧＲ量を演算し、該シリンダ吸入ＥＧＲ量を考慮することにより、吸気系圧力を精度よく演算することができる。
また、請求項３に係る発明によれば、前記演算式に基づいて、シリンダ内の総ガス量（空気とＥＧＲガス）と体積効率，容積比等から吸気系圧力を、精度良く演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１〜請求項３に係る発明の構成・機能を示すブロック図。
【図２】排気系圧力推定装置の構成・機能を参考に示すブロック図
【図３】本発明の一実施例のシステム構成を示す図。
【図４】同上実施例の吸気系圧力を演算するルーチンのフローチャート。
【図５】同じく排気系圧力を演算するルーチンのフローチャート。
【図６】同じくシリンダ吸入空気量を演算するルーチンのフローチャート。
【図７】同じくシリンダ吸入ＥＧＲ量を演算するルーチンのフローチャート。
【図８】同じく吸入空気温度を演算するルーチンのフローチャート。
【図９】同じくＥＧＲ温度を演算するルーチンのフローチャート。
【図１０】同じく体積効率相当値を演算するルーチンのフローチャート。
【図１１】前記体積効率相当値の演算に使用する圧力補正テーブル。
【図１２】同じく回転補正テーブル。
【図１３】同じく排気温度を演算するルーチンのフローチャート。
【図１４】前記排気温度の演算に使用する基本排気温度のテーブル。
【図１５】同じくＥＧＲ流量を演算するルーチンのフローチャート。
【図１６】前記ＥＧＲ流量演算に使用する弁リフト流路面積特性テーブル。
【図１７】同じく各値のサイクル処理ルーチンを示すフローチャート。
【図１８】同じく指令ＥＧＲ弁リフト量を演算するルーチンのフローチャート。
【図１９】前記指令ＥＧＲ弁リフト量の演算に使用する流路面積リフト特性テーブル。
【図２０】同じく要求ＥＧＲ量を演算するルーチンのフローチャート。
【図２１】同じく目標ＥＧＲ率を演算するルーチンのフローチャート。
【図２２】前記目標ＥＧＲ率の演算に使用する目標ＥＧＲ率マップテーブル。
【図２３】同じく燃料噴射量を演算するルーチンのフローチャート。
【図２４】前記燃料噴射量の演算に使用する燃料噴射量マップテーブル。
【符号の説明】
５ ディーゼル機関
６ 燃料噴射ノズル
７ 燃料噴射ポンプ
１１ バキュームポンプ
１３ コントロールユニット
１６ エアフローメータ
１７ 回転速度センサ
１８ レバー開度センサ
１９ 水温センサ
３１ スロットル弁
３４ リフトセンサ
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関の吸気系の圧力を推定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関の吸気系圧力の検出方式としては、圧力を直接検出する手段を設けたり、該圧力検出手段の他に吸入空気流量を検出する手段を設けて、検出された吸気系の圧力を吸入空気流量の検出値で補正するなどして検出していた （特開昭５８−３５２５５号公報等参照） 。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の吸気圧力検出方式にあっては、吸入空気流量を検出しないものでは大気圧等の環境変化に対する空燃比の最適化ができなかった。また、吸入空気流量と吸気圧力とを検出するものでは、センサの取付け数の増大によるコスト増加を招いていた。
【０００４】
また過給機付機関の場合は、オイル劣化等による過給機の作動特性の変化により過渡運転時の最適化ができないという問題が判明した。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、吸気系の圧力を直接検出することなく、高精度に推定できるようにした内燃機関の吸気系圧力推定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は図１に実線で示すように、
機関に吸入される空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、
機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
検出された機関の吸入空気流量と、回転速度と、体積効率相当値と、容積比 （ 吸気系の総容積に対するシリンダ容積の比 ） と、を含む要素に基づいてシリンダに吸入される空気量を演算するシリンダ吸入空気量演算手段と、前記演算されたシリンダ吸入空気量と、体積効率相当値と、前記容積比と、を含む要素に基づいて吸気系圧力を演算する吸気系圧力演算手段と、前記体積効率相当値を、機関運転開始時に初期値に設定し、その後は演算された吸気系圧力と検出された機関回転速度とを含む要素に基づいて演算した値で更新していく体積効率相当値演算手段と、を含む吸気系圧力推定手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は図１に鎖線で示すように、
内燃機関が排気還流（ＥＧＲ）装置を備えており、
前記吸気系圧力推定手段は、吸気系に吸入されるＥＧＲ流量を演算するＥＧＲ流量演算手段と、
演算されたＥＧＲ流量と、機関の回転速度と、体積効率相当値と、容積比（吸気系の総容積に対するシリンダ容積の比）と、を含む要素に基づいてシリンダに吸入されるＥＧＲ量を演算するシリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段と、
を含んでおり、
前記吸気系圧力演算手段は、演算されたシリンダ吸入ＥＧＲ量を含む要素に基づいて吸気系圧力を演算することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、
前記吸気系圧力演算手段は、次式により吸気圧力を演算することを特徴とする。
Ｐｍ＝Ｒ／Ｋｖｏｌ／Ｋｉｎ× (Ｑａｃ×Ｔａ＋Ｑｅｃ×Ｔｅ)
Ｐｍ：吸気圧力Ｋｖｏｌ：１シリンダ容積／吸気系容積
Ｑａｃ：１シリンダ当りの吸入空気量
Ｑｅｃ：１シリンダ当りの還流排気量
Ｔａ：吸気温度
Ｔｅ：還流排気温度
Ｒ，Ｋｐｍ，Ｏｐｍ：定数
なお、図２は、本願発明に係るものではないが、機関に吸入される空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、検出された機関の吸入空気流量と回転速度とを含む要素に基づいて排気系圧力を推定する排気系圧力推定手段と、を含んで構成される排気系圧力推定装置の構成を参考に付す。
【００１０】
また、請求項５に係る発明は、
前記排気系圧力演算手段が、次式により排気系圧力を演算することを特徴とする。
Ｐｅｘｈ＝（Ｑｅｘｈ−Ｑｅ）×Ｔｅｘｈ×Ｎｅ×Ｋｐｅｘｈ＋Ｏｐｅｘｈ
Ｐｅｘｈ：排気系圧力
Ｔｅｘｈ：排気温度
Ｑｅ：吸気系へのＥＧＲ流量
Ｎｅ：機関回転速度
Ｋｐｅｘｈ，Ｏｐｅｘｈ：定数
【００１１】
【作用】
請求項１に係る発明によれば、
吸入空気流量検出手段で検出された機関の吸入空気流量と回転速度検出手段で検出された機関回転速度とに基づいてシリンダ吸入空気量演算手段が、逐次シリンダ容積当りの空気量を求めつつ、体積効率相当値と容積比とに基づいてシリンダに吸入される空気量を演算する。
吸気系圧力演算手段は、シリンダ吸入空気量と、体積効率相当値と、前記容積比と、を含む要素に基づいて吸気系圧力を演算する。
【００１３】
また、体積効率相当値は、機関の運転開始時は大気圧により決定されるが、運転後は吸気系の圧力や機関回転速度によって変化するので、逐次演算された吸気系圧力，機関回転速度に基づいて演算更新する。
それによって新たに演算される吸気系圧力の精度も向上する。
また、請求項２に係る発明によれば、
ＥＧＲ制御を行う場合に、ＥＧＲ流量演算手段で吸気系へのＥＧＲ流量を演算し、シリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段が該ＥＧＲ流量と機関の回転速度と、体積効率相当値と、容積比とに基づいてシリンダに吸入されるＥＧＲ量を演算する。
【００１４】
そして、吸気系圧力演算手段は、該シリンダ吸入ＥＧＲ量を考慮することにより、吸気系圧力を精度よく演算することができる。
【００１７】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図に基づいて説明する。一実施例の全体構成を示す図４において、過給機１は、エアフィルタ２でダストを除去されて吸気通路３に吸入された空気を吸気コンプレッサ１Ａにより圧縮過給して下流側の吸気マニホールド４へ送り込む。
【００１８】
一方、機関５の燃焼室に装着された燃料噴射ノズル６には、噴射ポンプ７から各気筒に分配して燃料が圧送供給され、該燃料噴射ノズル６から燃焼室に向けて燃料が噴射され、該噴射された燃料は圧縮行程末期に着火して燃焼される。
また、排気マニホールド８と吸気マニホールド４とを結んでＥＧＲ制御弁９を介装したＥＧＲ通路１０が接続されると共に、前記吸気通路３の吸気コンプレッサ１Ａの上流側にＥＧＲ制御時に吸気を絞って排気圧と吸気圧との差圧を拡大してＥＧＲしやすくするためのスロットル弁３１が介装され、主としてアイドル時や低負荷時に排気改善，騒音対策のために前記スロットル弁３１を絞ると同時にＥＧＲ制御弁９の開度を制御してＥＧＲ制御を行う。具体的には、バキュームポンプ１１からの負圧を電磁弁３２を介してダイアフラム装置３３に導いて前記絞り弁３１を絞ると同時に、前記負圧をデューティ制御される電磁弁１２で大気との希釈割合を制御することによって前記ＥＧＲ制御弁９の圧力室に導かれる圧力を制御し、もって開度を制御することによりＥＧＲ率を制御している。これらＥＧＲ率や燃料噴射制御は、コントロールユニット１３により行われる。
【００１９】
前記ＥＧＲ制御弁９には、弁体のリフト量を検出するリフトセンサ３４が設置されている。
燃焼後の排気は、排気マニホールド８より前記過給機１の排気タービン１Ｂを回転駆動させた後、排気中に含まれるパーティキュレート （排気微粒子） 等がフィルタ１４で捕集され、マフラー１５で消音された後に大気中に放出される。
【００２０】
前記過給機１の吸気コンプレッサ１Ａ上流の吸気通路３には、吸入空気流量を検出するエアフローメータ１６が設けられ、また、機関回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ１７、前記燃料噴射ポンプ７のコントロールレバー開度を検出するレバー開度センサ１８、水温を検出する水温センサ１９等が設けられ、これらの検出値に基づいて吸気系圧力，排気系圧力を検出しつつシリンダ吸入空気量に見合った燃料の許容最大噴射量が後述するようにして設定される。
【００２１】
以下、コントロールユニット１３による各種演算について説明する。
まず、吸気系圧力 （以下吸気圧という） Ｐｍの演算のルーチンを、図４のフローチャートに従って説明する。尚、このルーチンが吸気系圧力演算手段に相当する。
ステップ （図ではＳと記す。以下同様） １では、それぞれ後述する別ルーチンで演算された１シリンダ当りの吸入空気量Ｑａｃ，１シリンダ当りの吸入ＥＧＲ量Ｑｅｃ，吸気温度Ｔａ，ＥＧＲ温度Ｔｅ，体積効率相当値Ｋｉｎを入力する。
【００２２】
ステップ２では、ステップ１で入力した各値と、予め分かっている容積比 （１シリンダ当りの容積／吸気系のコレクタ容積） Ｋｖｏｌと、に基づいて次式により吸気圧Ｐｍを演算する。
Ｐｍ＝Ｒ／Ｋｖｏｌ／Ｋｉｎ× （Ｑａｃ×Ｔａ＋Ｑｅｃ×Ｔｅ）
次に、排気系圧力 （ＥＧＲ取出口の圧力，以下排気圧という） Ｐｅｘｈの演算のルーチンを、図５のフローチャートに従って説明する。尚、このルーチンが排気系圧力演算手段に相当する。
【００２３】
ステップ１１では、それぞれ後述する別ルーチンで演算された１シリンダから排出される排気量Ｑｅｘｈと、１シリンダ当りの吸入ＥＧＲ量Ｑｅｃ，排気温度Ｔｅｘｈ，機関回転速度Ｎｅを入力する。
ステップ１２では、ステップ１１で入力した各値と、定数Ｋｐｅｘｈ，Ｏｐｅｘｈと、に基づいて次式により排気圧力Ｐｅｘｈを演算する。
【００２４】
Ｐｅｘｈ＝ （Ｑｅｘｈ−Ｑｅ） ×Ｔｅｘｈ×Ｎｅ×Ｋｐｅｘｈ＋Ｏｐｅｘｈ
図６は、１シリンダ当りの吸入空気量 （以下シリンダ吸入空気量という） Ｑａｃを演算するフローチャートを示す。尚、このルーチンがシリンダ吸入空気量演算手段を構成する。
ステップ２１では、前記エアフローメータ１６による吸入空気流量の出力値 （電圧） Ｑ０ を読み込む。
【００２５】
ステップ２２では、前記出力値Ｑ０ から変換テーブルにより吸入空気流量Ｑａｓｍを求める。
ステップ２３では、前記吸入空気流量Ｑａｓｍに対して加重平均処理を行ってＱａｓ０を求める。
ステップ２４では、回転速度センサ１７により検出される機関回転速度Ｎｅを読み込む。
【００２６】
ステップ２５では、前記吸入空気流量の加重平均値Ｑａｓ０と機関回転速度Ｎｅと定数Ｋｃとから次式により、エアフローメータ１６で検出された吸入空気流量に対するシリンダ吸入空気量Ｑａｃ０を演算する。
Ｑａｃ０＝Ｑａｓ０／Ｎｅ×Ｋｃ
ステップ２６では、前記シリンダ当りの吸入空気量Ｑａｃ０のｎ回演算分のディレイ処理を行い、吸気コレクタ入口部の吸入空気量Ｑａｃｎを演算する。具体的には、最新から過去ｎ回前までのＱａｃ０を記憶しておき、ｎ回前のＱａｃ０値をＱａｃｎとして取り出す。
【００２７】
ステップ２７では、定数Ｋｖｏｌと、体積効率相当値Ｋｉｎとを用いて次式によりシリンダ当りの吸入空気量Ｑａｃを演算する。
Ｑａｃ＝Ｑａｃｎ−１ × （１−Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ） ＋Ｑａｃｎ×Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ
このようにして、シリンダ当りの吸入空気量Ｑａｃを精度良く求めることができる。
【００２８】
次にＥＧＲ制御時にシリンダ当りの吸入ＥＧＲ量を演算するルーチンを、図７のフローチャートに従って説明する。尚、このルーチンがシリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段を構成する。
ステップ３１では、後述するルーチンによって演算される吸気系へのＥＧＲ流量Ｑｅを入力する。
【００２９】
ステップ３２では、機関回転速度Ｎｅを読み込む。
ステップ３３では、前記ＥＧＲ量Ｑｅと機関回転速度Ｎｅとから、吸気コレクタ部へ吸入されるシリンダ容積当りのＥＧＲ量Ｑｅｃｎを演算する。
ステップ３４では、定数Ｋｖｏｌと、体積効率相当値Ｋｉｎとを用いて次式によりシリンダに吸入されるシリンダＥＧＲ量Ｑｅｃを演算する。
【００３０】
Ｑｅｃ＝Ｑｅｃｎ−１ × （１−Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ） ＋Ｑｅｃｎ×Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ
図８は、吸入空気 （ＥＧＲガスを含まない新気） の温度Ｔａを演算するルーチンのフローチャートである。尚、この処理は、吸気温度を直接検出するセンサを有する場合は、不要である。
【００３１】
ステップ４１では、前回求められた吸気圧力Ｐｍｎ−１ を入力する。
ステップ４２では、次式により断熱変化の関係から吸入空気温度Ｔａを演算する。
Ｔａ＝ＴＡ♯× （Ｐｍｎ−１ ／ＰＡ♯）（Ｋ−１）／Ｋ ＋ＴＯＦＦ♯
ここで、ＴＡ♯，ＰＡ♯は標準状態の温度，圧力であり、ＴＯＦＦ♯は大気から吸気コレクタに空気が入るまでの温度上昇分であるが、これらの値を水温等に応じて補正してもよい。
【００３２】
図９は、ＥＧＲガスの吸気コレクタへの導入口における温度Ｔｅを演算するルーチンのフローチャートである。
ステップ５２では、後述するルーチンで求められた排気温度Ｔｅｘｈを入力する。
ステップ５３では、次式によりＥＧＲ温度Ｔｅを演算する。
【００３３】
Ｔｅ＝Ｔｅｘｈ×ＫＴＬＯＳ♯
ＫＴＬＯＳ♯は、ＥＧＲ通路によるＥＧＲの温度低下係数である。
図１０は体積効率相当値Ｋｉｎを演算するルーチンのフローチャートである。尚、このルーチンが体積効率相当値演算手段を構成する。
ステップ６１では、前回求められた吸気圧Ｐｍｎ−１ を入力する。
【００３４】
ステップ６２では、前記吸気圧Ｐｍｎ−１ から、図１１に示すようなテーブルを用いて圧力補正係数Ｋｉｎｐを演算する。
ステップ６３では、機関回転速度Ｎｅから、図１２に示すようなテーブルを用いて回転補正係数Ｋｉｎｎを演算する。
ステップ６４では、前記圧力補正係数Ｋｉｎｐ及び回転補正係数Ｋｉｎｎを用いて、体積効率Ｋｉｎを次式により演算する。
【００３５】
Ｋｉｎ＝Ｋｉｎｐ×Ｋｉｎｎ
図１３はＥＧＲ出口部の排気温度Ｔｅｘｈを演算するルーチンのフローチャートである。尚、この処理は、排気温度を直接検出するセンサを有する場合は、不要である。
ステップ７１では、吸気行程で燃料が噴射されてから排気行程までのサイクル遅れ分遡って噴射された燃料噴射量Ｑｆｏを入力する。
【００３６】
ステップ７２では、前記同様のサイクル遅れ分遡って演算された吸気温度Ｔｎｏを入力する。
ステップ７３では、前記図５で演算された排気圧力Ｐｅｘｈｎ−１ を入力する。
ステップ７４では、前記サイクル遅れ燃料噴射量Ｑｆｏから図１４に示すようなテーブルから基本排気温度Ｔｅｘｈｂを検索する。
【００３７】
ステップ７５では、前記吸気温度Ｔｎｏから次式により吸気温度補正係数Ｋｔｅｈｘｈ１を演算する。
Ｋｔｅｘｈ１＝ （Ｔｎｏ／ＴＡ♯）ＫＮ
吸気温度補正係数Ｋｔｅｈｘｈ１は、上記のように標準温度に対する吸気温度の比のＫＮ乗として求められるものであり、吸気温度上昇による排気温度の上昇割合を示すものである。
【００３８】
ステップ７６では、前記排気圧力Ｐｅｘｈｎ−１ から断熱変化の関係により排気圧力上昇による排気温度上昇割合である温度上昇補正係数Ｋｔｅｘｈ２を演算する。
Ｋｔｅｘｈ２＝ （Ｐｎｅｈｘｎ−１ ／ＰＡ♯）（Ｋｅ−１）／Ｋｅ
ステップ７７では、前記基本排気温度Ｔｅｘｈｂ，吸気温度補正係数Ｋｔｅｘｈ１，温度上昇補正係数Ｋｔｅｈｘｈ２により、次式により排気温度Ｔｅｘｈを次式により演算する。
【００３９】
Ｔｅｘｈ＝Ｔｅｘｈｂ×Ｋｔｅｘｈ１×Ｋｔｅｘｈ２
図１５は、ＥＧＲ流量Ｑｅを演算するルーチンのフローチャートである。尚、このルーチンがＥＧＲ流量演算手段を構成する。
ステップ８１では、吸気圧Ｐｍ，排気圧Ｐｅｘｈ，ＥＧＲ制御弁の実リフト量Ｌｉｆｔｓを入力する。
【００４０】
ステップ８２では、前記実リフト量ＬｉｆｔｓからＥＧＲ通路の開口面積ＡＶｅを例えば図１６に示したようなテーブルから検索する。
ステップ８３では、次式によりＥＧＲ流量Ｑｅを演算する。
Ｑｅ＝Ａｖｅ× （Ｐｅｘｈ−Ｐｍ） １／２ ×ＫＲ♯
ここで、ＫＲ♯は定数で、前後差圧ΔＰにおける流速ｑの式ｑ＝ （ΔＰ・２ρ） １／２ から略 （２ρ） １／２ に等しい値である （但し、ρは排気の密度） 。
【００４１】
図１７はシリンダ吸入空気量，燃料噴射量，シリンダ吸気温度のサイクル処理ルーチンのフローチャートを示す。
ステップ９１では、シリンダ吸入空気量Ｑａｃ，燃料噴射量Ｑｓｏｌ，シリンダ吸気温度Ｔｎを入力する。尚、シリンダ吸気温度Ｔｎは例えば次式により演算することができる。
【００４２】
（Ｑａｃ×Ｔａ＋Ｑｅｃ×Ｔｅ） ／ （Ｑａｃ＋Ｑｅｃ）
ステップ９２では、前記Ｑａｃ，Ｑｓｏｌ，Ｔｎにサイクル処理を施す。排気行程との位相合わせのため、吸気行程におけるＱａｃ，Ｔｎについてはシリンダ数から１を引いた分、圧縮行程におけるＱｓｏｌについてはシリンダ数から２を引いた分のディレイ処理を行い、夫々Ｑｅｘｈ，Ｔｎｏ，Ｑｆｏとし処理を終了する。
【００４３】
図１８，図２０，図２１は、実際のＥＧＲ制御のフローチャートを示したものである。
図１８は、ＥＧＲ制御弁の指令リフト量Ｌｉｆｔｔを演算するルーチンのフローチャートである。
ステップ１０１ では、吸気圧Ｐｍ，排気圧Ｐｅｘｈ，要求ＥＧＲ量Ｔｑｅを入力する。
【００４４】
ステップ１０２ では、次式によりＥＧＲ制御弁の要求流路面積Ｔａｖを演算する。ここで、ＫＲ♯は前記図１５のステップ８３で用いたものである。
ステップ１０３ では、前記Ｔａｖより例えば図１９に示したような流路面積とリフト量との関係を示すテーブルから目標リフト量Ｍｌｉｆｔを演算する。
ステップ１０４ では、前記目標リフト量Ｍｌｉｆｔに弁の作動遅れ分の進み処理を行い、その値を指令リフト量Ｌｉｆｔｔとして出力する。
【００４５】
図２０は、要求ＥＧＲ量Ｔｑｅを演算するフローチャートである。
ステップ１１１ では、機関回転速度Ｎｅ， 目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ， シリンダ吸入空気量Ｑａｃを入力する。
ステップ１１２ では、シリンダ吸入空気量Ｑａｃに目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを乗じることにより吸気コレクタへの目標ＥＧＲ流量Ｔｑｅｃ０を求める。
【００４６】
ステップ１１３ では、前記吸入ＥＧＲ量Ｔｑｅｃ０に吸気系容積分の進み処理を進み処理を行い、シリンダへの目標ＥＧＲ流量Ｔｑｅｃを求める。
ステップ１１４ では、前記目標ＥＧＲ流量Ｔｑｅｃと機関回転速度Ｎｅと定数ＫＣＯＮ♯からシリンダ当りの要求ＥＧＲ量Ｔｑｅを求める。
図２１は、前記目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを演算するルーチンのフローチャートである。
【００４７】
ステップ１２１ では、機関回転速度Ｎｅ， 燃料噴射量Ｑｓｏｌを入力する。
ステップ１２２ では、機関回転速度Ｎｅと負荷の代表値である燃料噴射量Ｑｓｏｌとに基づいて、例えば図２２に示すようなテーブルから目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを検索する。
図２３は、燃料噴射量Ｑｓｏｌを演算するルーチンのフローチャートである。
【００４８】
ステップ１３１ では、機関回転速度Ｎｅ及びコントロールレバー開度ＣＬを読み込む。
ステップ１３２ では、機関回転速度Ｎｅとコントロールレバー開度ＣＬとから基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖを、例えば図２４に示すようなテーブルから検索する。
ステップ１３３ では、前記基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖを水温等の各種補正係数によって補正してＱｓｏｌｌを求める。
【００４９】
ステップ１３４ では、最大燃料噴射量の制限を行い、Ｑｓｏｌとして出力する。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明してきたように請求項１に係る発明によれば、
機関の吸入空気流量と機関回転速度との関係から吸気系圧力を推定できる。また、体積効率相当値を更新しつつシリンダ吸入空気量と、体積効率相当値と、前記容積比と、を含む要素に基づいて吸気系圧力を精度良く演算できる。
【００５１】
また、請求項２に係る発明によれば、
ＥＧＲ制御を行う場合に、シリンダに吸入されるＥＧＲ量を演算し、該シリンダ吸入ＥＧＲ量を考慮することにより、吸気系圧力を精度よく演算することができる。
また、請求項３に係る発明によれば、前記演算式に基づいて、シリンダ内の総ガス量（空気とＥＧＲガス）と体積効率，容積比等から吸気系圧力を、精度良く演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１〜請求項３に係る発明の構成・機能を示すブロック図。
【図２】排気系圧力推定装置の構成・機能を参考に示すブロック図
【図３】本発明の一実施例のシステム構成を示す図。
【図４】同上実施例の吸気系圧力を演算するルーチンのフローチャート。
【図５】同じく排気系圧力を演算するルーチンのフローチャート。
【図６】同じくシリンダ吸入空気量を演算するルーチンのフローチャート。
【図７】同じくシリンダ吸入ＥＧＲ量を演算するルーチンのフローチャート。
【図８】同じく吸入空気温度を演算するルーチンのフローチャート。
【図９】同じくＥＧＲ温度を演算するルーチンのフローチャート。
【図１０】同じく体積効率相当値を演算するルーチンのフローチャート。
【図１１】前記体積効率相当値の演算に使用する圧力補正テーブル。
【図１２】同じく回転補正テーブル。
【図１３】同じく排気温度を演算するルーチンのフローチャート。
【図１４】前記排気温度の演算に使用する基本排気温度のテーブル。
【図１５】同じくＥＧＲ流量を演算するルーチンのフローチャート。
【図１６】前記ＥＧＲ流量演算に使用する弁リフト流路面積特性テーブル。
【図１７】同じく各値のサイクル処理ルーチンを示すフローチャート。
【図１８】同じく指令ＥＧＲ弁リフト量を演算するルーチンのフローチャート。
【図１９】前記指令ＥＧＲ弁リフト量の演算に使用する流路面積リフト特性テーブル。
【図２０】同じく要求ＥＧＲ量を演算するルーチンのフローチャート。
【図２１】同じく目標ＥＧＲ率を演算するルーチンのフローチャート。
【図２２】前記目標ＥＧＲ率の演算に使用する目標ＥＧＲ率マップテーブル。
【図２３】同じく燃料噴射量を演算するルーチンのフローチャート。
【図２４】前記燃料噴射量の演算に使用する燃料噴射量マップテーブル。
【符号の説明】
５ ディーゼル機関
６ 燃料噴射ノズル
７ 燃料噴射ポンプ
１１ バキュームポンプ
１３ コントロールユニット
１６ エアフローメータ
１７ 回転速度センサ
１８ レバー開度センサ
１９ 水温センサ
３１ スロットル弁
３４ リフトセンサ
Claims (3)
- 機関に吸入される空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、
機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
検出された機関の吸入空気流量と、回転速度と、体積効率相当値と、容積比 (吸気系の総容積に対するシリンダ容積の比)と、を含む要素に基づいてシリンダに吸入される空気量を演算するシリンダ吸入空気量演算手段と、前記演算されたシリンダ吸入空気量と、体積効率相当値と、前記容積比と、を含む要素に基づいて吸気系圧力を演算する吸気系圧力演算手段と、前記体積効率相当値を、機関運転開始時に初期値に設定し、その後は演算された吸気系圧力と検出された機関回転速度とを含む要素に基づいて演算した値で更新していく体積効率相当値演算手段と、を含む吸気系圧力推定手段と、
を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の吸気系圧力推定装置。 - 内燃機関が排気還流(ＥＧＲ)装置を備えており、
前記吸気系圧力推定手段は、吸気系に吸入されるＥＧＲ流量を演算するＥＧＲ流量演算手段と、
演算されたＥＧＲ流量と、機関の回転速度と、体積効率相当値と、容積比(吸気系の総容積に対するシリンダ容積の比)と、を含む要素に基づいてシリンダに吸入されるＥＧＲ量を演算するシリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段と、
を含んでおり、
前記吸気系圧力演算手段は、演算されたシリンダ吸入ＥＧＲ量を含む要素に基づいて吸気系圧力を演算することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気系圧力推定装置。 - 前記吸気系圧力演算手段は、次式により吸気圧力を演算することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の吸気圧力推定装置。
Ｐｍ＝Ｒ／Ｋｖｏｌ／Ｋｉｎ× (Ｑａｃ×Ｔａ＋Ｑｅｃ×Ｔｅ)
Ｐｍ：吸気圧力Ｋｖｏｌ：１シリンダ容積／吸気系容積
Ｑａｃ：１シリンダ当りの吸入空気量
Ｑｅｃ：１シリンダ当りの還流排気量
Ｔａ：吸気温度
Ｔｅ：還流排気温度
Ｒ，Ｋｐｍ，Ｏｐｍ：定数
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1995
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