JP6126025B2

JP6126025B2 - Ｅｇｒ装置

Info

Publication number: JP6126025B2
Application number: JP2014031006A
Authority: JP
Inventors: 龍遊木; 中野　聡; 聡中野; 卓也石黒
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2014-02-20
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2034-02-20
Also published as: EP3135894A1; EP3135894B1; CN106030077B; CA2939190A1; US10634074B2; JP2015155667A; WO2015125576A1; EP3135894A4; KR20160120342A; KR101827513B1; US20170058794A1; CN106030077A

Description

本発明は、ＥＧＲ装置に関する。

従来、排気の一部を吸気に還流させるＥＧＲ装置を設けたエンジンが知られている。ＥＧＲ装置によって吸気に酸素濃度の低い排気（ＥＧＲガス）を還流させることで燃焼温度を低下させ、窒素酸化物の発生を抑制するものである。このようなエンジンにおいて、未燃燃料が多く含まれるアイドル運転状態における排気が長時間還流されると、未燃燃料がＥＧＲ装置に付着することでＥＧＲシステムに問題が生じる可能性がある。そこで、エンジンがアイドル運転状態の場合、ＥＧＲ弁（排気還流弁）を閉弁して排気の還流を行わないように制御されるエンジンが知られている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載のＥＧＲ装置は、クラッチのＯＮ・ＯＦＦを検出するクラッチセンサの検出信号に基づいてＥＧＲ弁の開閉を行う。具体的には、ＥＧＲ装置は、クラッチセンサからクラッチＯＦＦの信号を取得した場合、すなわち、アクセル操作が行われていない場合、エンジンがアイドル運転状態であると判断してＥＧＲ弁を閉状態にするように制御する。しかし、発電機や作業機等は、アクセルを所定の位置で保持した状態で運転することができるように構成されている。従って、未燃燃料が含まれる運転条件において、アクセルを所定の位置まで操作して保持した場合、未燃燃料が含まれる排気がＥＧＲ装置に継続的に供給される可能性があった。

実開昭６２−５４２６４号公報

本発明は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、アクセルの操作状態に関わらず、アイドル状態であるか否かを判断してＥＧＲ弁を制御することができるＥＧＲ装置の提供を目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の手段を説明する。

請求項１においては、エンジンの排気の一部をＥＧＲガスとしてエンジンの吸気に還流させるＥＧＲ装置であって、
エンジンのアクセルの操作状態に関わらず、エンジンの回転数Ｎと燃料の噴射量Ｆとからアイドル運転状態であるか否かを判断して、ＥＧＲガスの流量を制限するＥＧＲ弁制御装置を具備し、
前記回転数Ｎの、低速側閾値Ｎａと、高速側閾値Ｎｂと、
燃料の噴射量Ｆの、前記回転数Ｎ毎に設定される低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）と、高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）と、
前記低速側閾値Ｎａと前記高速側閾値Ｎｂにおける不感回転数幅Ｎｈと、
前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）と前記高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）とにおける不感噴射量幅Ｆｈとを算出し、
前記回転数Ｎが、前記低速側閾値Ｎａから前記高速側閾値Ｎｂまでの間にある時に、前記低速側閾値Ｎａと前記高速側閾値Ｎｂとに、前記不感回転数幅Ｎｈを加減し、
前記回転数Ｎが、前記低速側閾値Ｎａに前記不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上であるか否かを判定し、前記回転数Ｎが、前記低速側閾値Ｎａに前記不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上であると判定した場合には、前記取得した回転数Ｎが、前記高速側閾値Ｎｂから前記不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下であるか否かを判定し、
前記回転数Ｎが、前記低速側閾値Ｎａに前記不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上でないと判定した場合には、前記回転数Ｎが、前記低速側閾値Ｎａに不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上の回転数から低下してきたか否かを判定し、
前記回転数Ｎが、前記低速側閾値Ｎａに不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上の回転数から低下してきたと判定した場合には、
前記エンジンの運転状態が所定時間継続しているか否かを判定し、
前記回転数Ｎが、前記高速側閾値Ｎｂから前記不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下でないと判定した場合には、前記回転数Ｎが、前記高速側閾値Ｎｂから不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下の回転数から上昇してきたか否かを判定し、
前記回転数Ｎが、高速側閾値Ｎｂから不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下の回転数から上昇してきたと判定した場合には、
前記エンジンの運転状態が所定時間継続しているか否かを判定し、
前記燃料の噴射量Ｆが、前記回転数Ｎ毎に設定される前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）から前記高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）までの間にあるか否かを判断し、
前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）から前記高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）までの間にある時に、前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）と前記高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）とに前記不感噴射量幅Ｆｈを加減し、
前記燃料の噴射量Ｆが、前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）に前記不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上であるか否かを判定し、前記燃料の噴射量Ｆが、前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）に前記不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上であると判定した場合には、前記燃料の噴射量Ｆが、前記高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から前記不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下であるか否かを判定し、
前記燃料の噴射量Ｆが、前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）に前記不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上でないと判定した場合には、前記燃料の噴射量Ｆが、前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）に前記不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上の噴射量から減少してきたか否かを判定し、
前記燃料の噴射量Ｆが、前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）に前記不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上の噴射量から減少してきたと判定した場合には、
前記エンジンの運転状態が所定時間継続しているか否かを判定し、
前記燃料の噴射量Ｆが、高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下でないと判定した場合には、前記燃料の噴射量Ｆが、高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下の噴射量から増加してきたか否かを判定し、
前記燃料の噴射量Ｆが、高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下の噴射量から増加してきたと判定した場合には、
前記エンジンの運転状態が所定時間継続しているか否かを判定し、
前記エンジンの運転状態が所定時間継続している場合には、
前記ＥＧＲ弁制御装置は、アイドル運転状態であると判定して、前記ＥＧＲ弁を閉弁させるものである。

請求項２においては、請求項１記載のＥＧＲ装置において、
前記低速側閾値Ｎａと、前記高速側閾値Ｎｂと、前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）と、前記高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）とがそれぞれ複数設定され、前記エンジンの使用用途によって選択的に切り替わるものである。

請求項３においては、請求項２に記載のＥＧＲ装置において、
前記エンジンの使用用途は、発電機用、トラクター用、バックホー用等の各種作業装置である。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明によれば、エンジンの回転数と燃料の噴射量とからアイドル運転領域が設定される。これにより、アクセルの操作状態に関わらず、アイドル状態であるか否かを判断して、ＥＧＲ弁を制御することができる。

また、本発明によれば、閾値の近辺で回転数や燃料の噴射量が変動しても安定的に運転状態が認識される。これにより、アクセルの操作状態に関わらず、アイドル状態であるか否かを判断して、ＥＧＲ弁を制御することができる。

また、本発明によれば、一時的にアイドル運転領域に該当する運転状態になってもアイドル状態と判断されない。これにより、アクセルの操作状態に関わらず、アイドル状態であるか否かを判断して、ＥＧＲ弁を制御することができる。

また、本発明によれば、エンジンの使用用途によって、適切なアイドル運転領域が設定される。これにより、アクセルの操作状態に関わらず、アイドル状態であるか否かを判断して、ＥＧＲ弁を制御することができる。

本発明に係るエンジンの構成を示した概略図。本発明に係るエンジンの各回転数における最大燃料噴射量とアイドル運転領域との関係を表すグラフを示す図。本発明に係るエンジンの一実施形態におけるＥＧＲ装置８のＥＧＲ弁の開閉制御の態様を表すフローチャートを示す図。本発明に係るエンジンの一実施形態におけるＥＧＲ装置８のＥＧＲ弁の回転数判定処理の制御態様を表すフローチャートを示す図。本発明に係るエンジンの一実施形態におけるＥＧＲ装置８のＥＧＲ弁の噴射量判定処理の制御態様を表すフローチャートを示す図。（ａ）本発明に係るエンジンのＥＧＲ弁の制御タイミングを表すグラフを示す図（ｂ）本発明に係るエンジンのＥＧＲ弁制御の第一実施形態を表すグラフを示す図（ｃ）本発明に係るエンジンのＥＧＲ弁制御の第二実施形態を表すグラフを示す図（ｄ）本発明に係るエンジンのＥＧＲ弁制御の第三実施形態を表すグラフを示す図。

以下に、図１を用いて、本発明の一実施形態に係るエンジン１について説明する。

図１に示すように、エンジン１は、ディーゼルエンジンであり、本実施形態においては、四つの気筒３・３・３・３を有する直列四気筒エンジン１である。なお、本実施形態において、エンジン１を直列四気筒としたがこれに限定されるものではない。また、エンジン１は、過給機を具備していてもよい。

エンジン１は、吸気管２を介して気筒３の内部に供給される吸気と、燃料噴射弁４・４・４・４から気筒３の内部に供給される燃料とを気筒３・３・３・３の内部において混合して燃焼させることで出力軸を回転駆動させている。エンジン１は、燃料の燃焼により発生する排気を、排気管５を介して外部へ排出している。

エンジン１は、エンジン回転数検出センサー６、燃料噴射弁４の噴射量検出センサー７、ＥＧＲ装置８、および制御装置であるＥＣＵ１２が具備されている。

エンジン回転数検出センサー６は、エンジン１の回転数である回転数Ｎを検出するものである。エンジン回転数検出センサー６は、センサーとパルサーとから構成され、エンジン１の出力軸に設けられている。なお、本実施形態において、エンジン回転数検出センサー６をセンサーとパルサーとから構成しているが、回転数Ｎを検出することができるものであればよい。

噴射量検出センサー７は、燃料噴射弁４からの燃料噴射量である噴射量Ｆを検出するものである。噴射量検出センサー７は、図示しない燃料供給管の途中部に設けられている。噴射量検出センサー７は、流量センサーから構成されている。なお、本実施形態において、噴射量検出センサー７を流量センサーで構成しているがこれに限定するものでなく、燃料の噴射量Ｆを検出できるものであればよい。

ＥＧＲ装置８は、排気の一部を吸気に還流するものである。ＥＧＲ装置８は、ＥＧＲ管９、ＥＧＲ弁１０、開度検出センサー１１、ＥＧＲ制御部であるＥＣＵ１２を具備する。

ＥＧＲ管９は、排気を吸気管２に案内するための管である。ＥＧＲ管９は、吸気管２と排気管５とを連通するように設けられている。これにより、排気管５を通過する排気の一部がＥＧＲ管９を通じて吸気管２に案内される。すなわち、排気の一部がＥＧＲガスとして吸気に還流可能に構成されている（以下、単に「ＥＧＲガス」と記す）。

ＥＧＲ弁１０は、ＥＧＲ管９を通過するＥＧＲガスの流量を制限するものである。ＥＧＲ弁１０は、ノーマルクローズドタイプの電磁式流量制御弁から構成されている。ＥＧＲ弁１０は、ＥＧＲ管９の途中部に設けられている。ＥＧＲ弁１０は、後述のＥＣＵ１２からの信号を取得してＥＧＲ弁１０の開度を変更することができる。なお、本実施形態において、ＥＧＲ弁１０をノーマルクローズドタイプの電磁式流量制御弁から構成しているが、ＥＧＲガスの流量を制限することができるものであればよい。

開度検出センサー１１は、ＥＧＲ弁開度Ｇを検出するものである。開度検出センサー１１は、位置検出センサーから構成されている。開度検出センサー１１は、ＥＧＲ弁１０に設けられている。なお、本実施形態において、開度検出センサー１１を位置検出センサーから構成しているが、ＥＧＲ弁開度Ｇを検出することができるものであればよい。

ＥＣＵ１２は、エンジン１を制御するものである。具体的には、エンジン１本体やＥＧＲ装置８を制御する。ＥＣＵ１２には、エンジン１の制御を行うための種々のプログラムや回転数閾値マップＭ１、噴射量側閾値マップＭ２、不感幅マップＭ３等のデータが格納されている。ＥＣＵ１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。

ＥＣＵ１２は、燃料噴射弁４・４・４・４と接続され、燃料噴射弁４・４・４・４を制御することが可能である。

ＥＣＵ１２は、エンジン回転数検出センサー６に接続され、エンジン回転数検出センサー６が検出する回転数Ｎを取得することが可能である。

ＥＣＵ１２は、噴射量検出センサー７に接続され、噴射量検出センサー７が検出する噴射量Ｆを取得することが可能である。

ＥＣＵ１２は、ＥＧＲ弁１０と接続され、ＥＧＲ弁１０の開閉を制御することが可能である。

ＥＣＵ１２は、開度検出センサー１１に接続され、開度検出センサー１１が検出するＥＧＲ弁開度Ｇを取得することが可能である。

ＥＣＵ１２は、エンジン１の使用用途から回転数閾値マップＭ１に基づいて、アイドル状態と判断されるエンジン１の回転数Ｎの低速側閾値Ｎａと高速側閾値Ｎｂとを算出することができる。

ＥＣＵ１２は、取得したエンジン１の使用用途とエンジン１の回転数Ｎと噴射量側閾値マップＭ２に基づいて、各回転数Ｎにおいてアイドル状態と判断されるエンジン１の噴射量Ｆの低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）と高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）とを算出することができる。

ＥＣＵ１２は、エンジン１の使用用途から不感幅マップＭ３に基づいて、ＥＧＲ弁１０を閉弁させる低速側閾値Ｎａと高速側閾値Ｎｂとからの不感回転数幅Ｎｈおよび低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）と高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）とからの不感噴射量幅Ｆｈを算出することができる。

ＥＣＵ１２は、エンジン１の使用用途、具体的には、発電機用、トラクター用、バックホー用等のエンジン１によって駆動される作業装置の種別を外部から設定することができる。これにより、ＥＣＵ１２は、エンジン１の使用用途に適した各種設定値を算出することができる。また、ＥＣＵ１２は、図示しない吸気温度センサーや気圧センサーが検出した値によってその環境状態に応じた各種設定値を算出してもよい。

以下では、図２から図５を用いて、本発明の一実施形態に係るエンジン１のＥＧＲ装置８の制御態様について説明する。

ＥＣＵ１２は、取得したエンジン１の使用用途に基づいて、回転数Ｎの低速側閾値Ｎａと高速側閾値Ｎｂ、噴射量Ｆの低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）と高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）および不感回転数幅Ｎｈと不感噴射量幅Ｆｈとを算出する。そして、ＥＣＵ１２は、取得した回転数Ｎと噴射量Ｆとがそれぞれの閾値から定まる範囲内であるか否か判定する。ＥＣＵ１２は、回転数Ｎと噴射量Ｆとがそれぞれの閾値から定まる範囲内であると判定した場合、エンジン１がアイドル運転状態であるとしてＥＧＲ弁１０を閉弁する。

図２に示すように、回転数Ｎの低速側閾値Ｎａと高速側閾値Ｎｂおよび噴射量Ｆの低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）と高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）は、最大燃料噴射量が設定されているエンジン１の各回転数Ｎの範囲内において設定されている。ＥＣＵ１２は、回転数Ｎが低速側閾値Ｎａと高速側閾値Ｎｂとの間であり、噴射量Ｆが低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）と高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）との間にある場合（図２における網掛け部）、エンジン１がアイドル運転状態であると判定する。

また、ＥＣＵ１２は、回転数Ｎが低速側閾値Ｎａと高速側閾値Ｎｂとから定まる範囲外から範囲内に向かって上昇または下降する場合、回転数Ｎが各閾値から不感回転数幅Ｎｈ以上に上昇または下降しなければＥＧＲ弁１０を閉弁させない。同様に、ＥＣＵ１２は、噴射量Ｆが低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）と高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）とから定まる範囲外から範囲内に向かって増加または減少する場合、噴射量Ｆが各閾値から不感噴射量幅Ｆｈ以上に増加または減少しなければＥＧＲ弁１０を閉弁させない。

次に、本発明に係るＥＧＲ装置８の制御態様について具体的に説明する。

図３に示すように、ステップＳ１１０において、ＥＣＵ１２は、外部から設定されるエンジン１の使用用途についての設定を取得していないか否か判定する。その結果、エンジン１の使用用途についての設定を取得していないと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ１２０に移行させる。一方、エンジン１の使用用途についての設定を取得していると判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ１６０に移行させる。

ステップＳ１２０において、ＥＣＵ１２は、エンジン１の使用用途についての設定を取得しし、ステップをステップＳ１３０に移行させる。

ステップＳ１３０において、ＥＣＵ１２は、取得したエンジン１の使用用途に基づいて回転数閾値マップＭ１から回転数Ｎの低速側閾値Ｎａと高速側閾値Ｎｂとを算出し、ステップをステップＳ１４０に移行させる。

ステップＳ１４０において、ＥＣＵ１２は、取得したエンジン１の使用用途に基づいて噴射量側閾値マップＭ２から噴射量Ｆの低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）と高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）とを算出し、ステップをステップＳ１５０に移行させる。

ステップＳ１５０において、ＥＣＵ１２は、取得したエンジン１の使用用途に基づいて、不感幅マップＭ３から回転数Ｎの不感回転数幅Ｎｈおよび噴射量Ｆの不感噴射量幅Ｆｈを算出し、ステップをステップＳ１６０に移行させる。

ステップＳ１６０において、ＥＣＵ１２は、エンジン回転数検出センサー６が検出する回転数Ｎを取得し、噴射量検出センサー７が検出する噴射量Ｆを検出し、ステップをステップＳ２００に移行させる。

ステップＳ２００において、ＥＣＵ１２は、回転数判定処理Ａを開始し、ステップをステップ２１０に移行させる（図４参照）。そして、回転数判定処理Ａが終了するとステップをステップＳ４００に移行させる。

ステップＳ４００において、ＥＣＵ１２は、噴射量判定処理Ｂを開始し、ステップをステップ４１０に移行させる（図５参照）。そして、噴射量判定処理Ｂが終了するとステップをステップＳ１７０に移行させる。

ステップＳ１７０において、ＥＣＵ１２は、回転数判定処理Ａと噴射量判定処理Ｂとの判定結果に基づいて、回転数Ｎと噴射量Ｆとが共にアイドル運転状態とするための条件を満たしているか否か判定する。その結果、回転数Ｎと噴射量Ｆとが共にアイドル運転状態とするための条件を満たしていると判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ１８０に移行させる。一方、回転数Ｎと噴射量Ｆとのうち、少なくとも一方がアイドル運転状態とするための条件を満たしていないと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ１１０に移行させる。

ステップＳ１８０において、ＥＣＵ１２は、ＥＧＲ弁を閉状態に制御してステップをステップＳ１１０に移行させる。

ステップＳ２００において、ＥＣＵ１２は、回転数判定処理Ａを開始し、ステップをステップ２１０に移行させる（図４参照）。

図４に示すように、ステップＳ２１０において、ＥＣＵ１２は、取得した回転数Ｎが低速側閾値Ｎａ以上かつ高速側閾値Ｎｂ以下であるか否か判定する。その結果、回転数Ｎが低速側閾値Ｎａ以上かつ高速側閾値Ｎｂ以下であると判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ２２０に移行させる。一方、低速側閾値Ｎａ以上かつ高速側閾値Ｎｂ以下でないと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ３３０に移行させる。

ステップＳ２２０において、ＥＣＵ１２は、取得した回転数Ｎが低速側閾値Ｎａに不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上であるか否か判定する。その結果、回転数Ｎが低速側閾値Ｎａに不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上であると判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ２３０に移行させる。一方、回転数Ｎが低速側閾値Ｎａに不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上でないと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ３２０に移行させる。

ステップＳ２３０において、ＥＣＵ１２は、取得した回転数Ｎが高速側閾値Ｎｂから不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下であるか否か判定する。その結果、回転数Ｎが高速側閾値Ｎｂから不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下であると判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ２４０に移行させる。一方、回転数Ｎが高速側閾値Ｎｂから不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下でないと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ３１０に移行させる。

ステップＳ２４０において、ＥＣＵ１２は、低速側閾値Ｎａに不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上、かつ高速側閾値Ｎｂから不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下の回転数Ｎでエンジン１の運転が所定時間継続しているか否か判定する。その結果、低速側閾値Ｎａに不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上、かつ高速側閾値Ｎｂから不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下の回転数Ｎでエンジン１の運転が所定時間継続していると判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ２５０に移行させる。一方、低速側閾値Ｎａに不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上、かつ高速側閾値Ｎｂから不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下の回転数Ｎでエンジン１の運転が所定時間継続していないと判定した場合、ＥＣＵ１２は回転数判定処理Ａを終了してステップをステップＳ４００に移行させる（図３参照）。

ステップＳ２５０において、ＥＣＵ１２は、回転数Ｎが、アイドル運転状態とするための条件を満たしていると判定し、回転数判定処理Ａを終了してステップをステップＳ４００に移行させる（図３参照）。

ステップＳ３１０において、ＥＣＵ１２は、取得した回転数Ｎが高速側閾値Ｎｂから不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下の回転数から上昇してきたか否か判定する。その結果、回転数Ｎが高速側閾値Ｎｂから不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下の回転数から上昇してきたと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ２４０に移行させる。一方、回転数Ｎが高速側閾値Ｎｂから不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下の回転数から上昇してきていないと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ３３０に移行させる。

ステップＳ３２０において、ＥＣＵ１２は、取得した回転数Ｎが低速側閾値Ｎａから不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上の回転数から低下してきたか否か判定する。その結果、取得した回転数Ｎが低速側閾値Ｎａから不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上の回転数から低下してきたと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ２４０に移行させる。一方、取得した回転数Ｎが低速側閾値Ｎａから不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上の回転数から低下してきていないと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ３３０に移行させる。

ステップＳ３３０において、ＥＣＵ１２は、回転数Ｎが、アイドル運転状態とするための条件を満たしていないと判定し、回転数判定処理Ａを終了してステップをステップＳ４００に移行させる（図３参照）。

図３に示すように、ステップＳ４００において、ＥＣＵ１２は、噴射量判定処理Ｂを開始し、ステップをステップ４１０に移行させる（図５参照）。

図５に示すように、ステップＳ４１０において、ＥＣＵ１２は、取得した噴射量Ｆが低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）以上かつ高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）以下であるか否か判定する。その結果、噴射量Ｆが低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）以上かつ高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）以下であると判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ４２０に移行させる。一方、低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）以上かつ高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）以下でないと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ５３０に移行させる。

ステップＳ４２０において、ＥＣＵ１２は、取得した噴射量Ｆが低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）に不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上であるか否か判定する。その結果、噴射量Ｆが低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）に不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上であると判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ４３０に移行させる。一方、噴射量Ｆが低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）に不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上でないと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ５２０に移行させる。

ステップＳ４３０において、ＥＣＵ１２は、取得した噴射量Ｆが高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下であるか否か判定する。その結果、噴射量Ｆが高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下であると判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ４４０に移行させる。一方、噴射量Ｆが高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下でないと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ５１０に移行させる。

ステップＳ４４０において、ＥＣＵ１２は、低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）に不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上、かつ高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下の噴射量Ｆでエンジン１の運転が所定時間継続しているか否か判定する。その結果、低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）に不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上、かつ高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下の噴射量Ｆでエンジン１の運転が所定時間継続していると判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ２５０に移行させる。一方、低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）に不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上、かつ高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下の噴射量Ｆでエンジン１の運転が所定時間継続していないと判定した場合、ＥＣＵ１２は噴射量判定処理Ｂを終了してステップをステップＳ１７０に移行させる（図３参照）。

ステップＳ４５０において、ＥＣＵ１２は、噴射量Ｆが、アイドル運転状態とするための条件を満たしていると判定し、噴射量判定処理Ｂを終了してステップをステップＳ１７０に移行させる（図３参照）。

ステップＳ５１０において、ＥＣＵ１２は、取得した噴射量Ｆが高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下の噴射量から増加してきたか否か判定する。その結果、噴射量Ｆが高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下の噴射量から増加してきたと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ４４０に移行させる。一方、噴射量Ｆが高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下の噴射量から増加してきていないと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ５３０に移行させる。

ステップＳ５２０において、ＥＣＵ１２は、取得した噴射量Ｆが低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上の噴射量から減少してきたか否か判定する。その結果、取得した噴射量Ｆが低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上の噴射量から減少してきたと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ４４０に移行させる。一方、取得した噴射量Ｆが低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上の噴射量から減少してきていないと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ５３０に移行させる。

ステップＳ５３０において、ＥＣＵ１２は、噴射量Ｆが、アイドル運転状態とするための条件を満たしていないと判定し、噴射量判定処理Ｂを終了してステップをステップＳ１７０に移行させる（図３参照）。

この様に構成することで、エンジン１の回転数Ｎと燃料の噴射量Ｆとからアイドル運転領域が設定される。そして、閾値の近辺で回転数Ｎや燃料の噴射量Ｆが変動しても安定的に運転状態が認識される。さらに、一時的にアイドル運転領域に該当する運転状態になってもアイドル状態と判断されない。また、エンジン１の使用用途によって、適切なアイドル運転領域が設定される。これにより、図示しないアクセルの操作状態に関わらずアイドル状態であるか否かを判断してＥＧＲ弁１０を制御することができる。

次に、ＥＧＲ弁１０の開弁制御について、図６を用いて説明する。

図６（ａ）に示すように、ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ１においてエンジン１の運転状態がアイドル運転条件を満たすと、ＥＧＲ弁１０を制御するため任意に設定可能なカウントアップ時間をかけてカウントアップを開始する。ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ２においてカウント時間が所定時間に到達するとＥＧＲ弁１０を閉状態にする。ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ３においてエンジン１の運転状態がアイドル運転条件を満たさなくなると、任意に設定可能なカウントダウン時間をかけてカウントダウンを開始する。

図６（ｂ）に示すＥＧＲ弁制御の第一実施形態として、ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ２においてＥＧＲ弁１０を最大閉弁速度にて閉弁させる。そして、ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ３においてＥＧＲ弁１０を最大開弁速度にて開弁させる。すなわち、ＥＣＵ１２は、エンジン１の運転状態がアイドル運転条件を満たさなくなるとＥＧＲ弁１０を即開弁させる。

図６（ｃ）に示すＥＧＲ弁制御の第二実施形態として、ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ２においてＥＧＲ弁１０を最大閉弁速度にて閉弁させる。そして、ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ４においてＥＧＲ弁１０を最大開弁速度にて開弁させる。すなわち、ＥＣＵ１２は、エンジン１の運転状態がアイドル運転条件を満たさなくなると任意に設定可能なカウントダウン時間経過後にＥＧＲ弁１０を即開弁させる。

図６（ｄ）に示すＥＧＲ弁制御の第三実施形態として、ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ２においてＥＧＲ弁１０を最大閉弁速度にて閉弁させる。そして、ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ３においてＥＧＲ弁１０を任意に設定される開弁速度にて開弁を開始させる。すなわち、ＥＣＵ１２は、エンジン１の運転状態がアイドル運転条件を満たさなくなるとＥＧＲ弁１０を任意の時間をかけて開弁させる。

１エンジン
８ＥＧＲ装置
１０ＥＧＲ弁
Ｎ回転数
Ｎａ低速側閾値
Ｎｂ高速側閾値
Ｆａ（ｎ）低噴射量側閾値
Ｆｂ（ｎ）高噴射量側閾値
Ｆ噴射量

Claims

エンジンの排気の一部をＥＧＲガスとしてエンジンの吸気に還流させるＥＧＲ装置であって、
エンジンのアクセルの操作状態に関わらず、エンジンの回転数Ｎと燃料の噴射量Ｆとからアイドル運転状態であるか否かを判断して、ＥＧＲガスの流量を制限するＥＧＲ弁制御装置を具備し、
前記回転数Ｎの、低速側閾値Ｎａと、高速側閾値Ｎｂと、
燃料の噴射量Ｆの、前記回転数Ｎ毎に設定される低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）と、高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）と、
前記低速側閾値Ｎａと前記高速側閾値Ｎｂにおける不感回転数幅Ｎｈと、
前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）と前記高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）とにおける不感噴射量幅Ｆｈとを算出し、
前記回転数Ｎが、前記低速側閾値Ｎａから前記高速側閾値Ｎｂまでの間にある時に、前記低速側閾値Ｎａと前記高速側閾値Ｎｂとに、前記不感回転数幅Ｎｈを加減し、
前記回転数Ｎが、前記低速側閾値Ｎａに前記不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上であるか否かを判定し、前記回転数Ｎが、前記低速側閾値Ｎａに前記不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上であると判定した場合には、前記取得した回転数Ｎが、前記高速側閾値Ｎｂから前記不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下であるか否かを判定し、
前記回転数Ｎが、前記低速側閾値Ｎａに前記不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上でないと判定した場合には、前記回転数Ｎが、前記低速側閾値Ｎａに不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上の回転数から低下してきたか否かを判定し、
前記回転数Ｎが、前記低速側閾値Ｎａに不感回転数幅Ｎｈ分を加算した回転数以上の回転数から低下してきたと判定した場合には、
前記エンジンの運転状態が所定時間継続しているか否かを判定し、
前記回転数Ｎが、前記高速側閾値Ｎｂから前記不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下でないと判定した場合には、前記回転数Ｎが、前記高速側閾値Ｎｂから不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下の回転数から上昇してきたか否かを判定し、
前記回転数Ｎが、高速側閾値Ｎｂから不感回転数幅Ｎｈ分を減算した回転数以下の回転数から上昇してきたと判定した場合には、
前記エンジンの運転状態が所定時間継続しているか否かを判定し、
前記燃料の噴射量Ｆが、前記回転数Ｎ毎に設定される前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）から前記高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）までの間にあるか否かを判断し、
前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）から前記高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）までの間にある時に、前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）と前記高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）とに前記不感噴射量幅Ｆｈを加減し、
前記燃料の噴射量Ｆが、前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）に前記不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上であるか否かを判定し、前記燃料の噴射量Ｆが、前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）に前記不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上であると判定した場合には、前記燃料の噴射量Ｆが、前記高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から前記不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下であるか否かを判定し、
前記燃料の噴射量Ｆが、前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）に前記不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上でないと判定した場合には、前記燃料の噴射量Ｆが、前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）に前記不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上の噴射量から減少してきたか否かを判定し、
前記燃料の噴射量Ｆが、前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）に前記不感噴射量幅Ｆｈ分を加算した噴射量以上の噴射量から減少してきたと判定した場合には、
前記エンジンの運転状態が所定時間継続しているか否かを判定し、
前記燃料の噴射量Ｆが、高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下でないと判定した場合には、前記燃料の噴射量Ｆが、高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下の噴射量から増加してきたか否かを判定し、
前記燃料の噴射量Ｆが、高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）から不感噴射量幅Ｆｈ分を減算した噴射量以下の噴射量から増加してきたと判定した場合には、
前記エンジンの運転状態が所定時間継続しているか否かを判定し、
前記エンジンの運転状態が所定時間継続している場合には、
前記ＥＧＲ弁制御装置は、アイドル運転状態であると判定して、前記ＥＧＲ弁を閉弁させる
ことを特徴とするＥＧＲ装置。
前記低速側閾値Ｎａと、前記高速側閾値Ｎｂと、前記低噴射量側閾値Ｆａ（ｎ）と、前記高噴射量側閾値Ｆｂ（ｎ）とがそれぞれ複数設定され、前記エンジンの使用用途によって選択的に切り替わる請求項１に記載のＥＧＲ装置。
前記エンジンの使用用途は、発電機用、トラクター用、バックホー用等の各種作業装置である請求項２に記載のＥＧＲ装置。