JP7159994B2 - 推定装置、推定方法、及び車両 - Google Patents

Description

本開示は、推定装置、推定方法、及び車両に関する。

従来、エンジンに接続されて、当該エンジンに供給する空気の圧力を高圧化するターボチャージャ（ターボ式過給器とも称される）が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

この種のターボチャージャは、吸気通路側に設けられたコンプレッサと、排気通路側に設けられたタービンと、タービンとコンプレッサとを接続する軸部材を含んで構成される。そして、ターボチャージャは、排気通路に通流する排ガスの圧力を利用してタービンを回転させ、タービンの回転運動によって、同軸上のコンプレッサを動作させる。これによって、吸気通路に通流する空気を圧縮して、エンジン（即ち、シリンダ）に供給する空気の圧力を高圧化する。この種のターボチャージャによれば、より多くの空気をエンジンに導入できるため、トルクの向上及び排ガスの有害物質の低減を図ることができる。

尚、この種のターボチャージャにおいては、タービンの排ガス通過面積を変化させるバルブの制御によって、過給圧を制御することができるものも知られている。

特開平１１－２８７１２６号公報

ところで、この種のターボチャージャにおいては、エンジンの出力増大要求があった場合（典型的には、アクセル開度が増大した場合）、エンジンの出力増大要求があった時点から、過給圧が目標過給圧に到達するまでにある程度のディレイ時間（以下、「ディレイ時間」と称する）が存在することが知られている。

近年、エンジンの運転状態の最適化、及びターボチャージャのブースト異常の診断等に供するため、このディレイ時間を正確に推定する要請がある。

本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、ターボチャージャのディレイ時間を正確に推定し得る推定装置、推定方法、及び車両を提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本開示は、
排気管を介してエンジンに接続されたターボチャージャの過給状態を推定する推定装置であって、
前記エンジンの運転状態と前記エンジンの燃焼モデルとに基づいて、前記エンジンから排出される排ガスの温度を推定する排ガス温度推定部と、
前記エンジンに対する出力増大要求があった場合、前記排ガス温度推定部に推定された前記排ガスの温度と、当該出力増大要求があった時点において推定される前記排気管の放熱特性とに基づいて、前記ターボチャージャの実過給圧が目標過給圧に到達するまでのディレイ時間を推定するディレイ時間推定部と、
を備える推定装置である。

又、他の局面では、
上記の推定装置を有する車両である。

又、他の局面では、
排気管を介してエンジンに接続されたターボチャージャの過給状態を推定する推定方法であって、
前記エンジンの運転状態と前記エンジンの燃焼モデルとに基づいて、前記エンジンから排出される排ガスの温度を推定し、
前記エンジンに対する出力増大要求があった場合、推定された前記排ガスの温度と、当該出力増大要求があった時点において推定される前記排気管の放熱特性とに基づいて、前記ターボチャージャの実過給圧が目標過給圧に到達するまでのディレイ時間を推定する、
推定方法である。

本開示に係る推定装置によれば、ターボチャージャのディレイ時間を正確に推定することが可能である。

一実施形態に係る車両の構成の一例を示す図 一実施形態に係る排ガスの温度とディレイ時間との関係を規定する制御マップの一例を示す図 エンジンから排出される排ガスの熱がターボチャージャ側へ熱伝達する態様を模式的に示す図 排気管における放熱態様について、模式的に説明する図 一実施形態に係るエンジンに対する出力増大要求とターボチャージャの目標過給圧との関係を規定する制御マップの一例を示す図 一実施形態に係るＥＣＵの動作の一例を示すフローチャート 一実施形態に係るエンジンに対する出力増大要求があった場合の実過給圧の挙動を示すタイミングチャート 変形例に係るＥＣＵの動作の一例を示すフローチャート

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

［車両の構成］
以下、図１を参照して、本実施形態に係る推定装置の構成の一例について説明する。本実施形態に係る推定装置は、車両（ここでは、ディーゼルエンジン車両）に適用され、当該車両に搭載されたターボチャージャのディレイ時間を推定する。

図１は、本実施形態に係る車両Ａの構成の一例を示す図である。

本実施形態に係る車両Ａは、エンジン１０、吸気管２０、排気管３０、エアクリーナ２１、ターボチャージャ２２、ＥＧＲ装置３１、排気浄化装置４０、各種センサ５１～５３、及び、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０等を備えている。

エンジン１０は、燃焼室及び当該燃焼室に燃料供給を行う燃料噴射装置（図示せず）を含んで構成される。エンジン１０は、燃焼室内で、空気の吸気行程、空気の圧縮行程、燃焼ガスの膨張行程、及び燃焼ガスの排気行程を繰り返し行わせることよって、車両Ａの動力を生成する。エンジン１０の燃料噴射装置は、例えば、ＥＣＵ６０からの制御信号によって動作する。

尚、本実施形態に係るエンジン１０は、４気筒エンジンである。吸気管２０は、吸気マニホルドを介して四つの燃焼室に分岐する。そして、排気管３０は、当該四つの燃焼室それぞれから延在する四本の排気マニホルドを有し、当該四本の排気マニホルドが一本の排気管に合流するように構成されている。

吸気管２０は、吸気口２０ａから空気（新気）を吸入し、エンジン１０に当該空気を供給する。吸気管２０には、上流側の吸気口２０ａからエンジン１０にかけて、順に、エアクリ－ナ２１、及びターボチャージャ２２のコンプレッサ２２ａが設けられている。

エアクリ－ナ２１は、吸気口２０ａから吸入された空気を取り込んで、当該空気から不純物質を除去してターボチャージャ２２側に送り出す。

ターボチャージャ２２は、吸気管２０側に設けられたコンプレッサ２２ａと、排気管３０側に設けられたタービン２２ｂとを含んで構成される。ターボチャージャ２２は、排気管３０の排ガスの圧力を利用してタービン２２ｂを回転させる。そして、ターボチャージャ２２は、タービン２２ｂの回転運動によって、当該タービン２２ｂと同軸上に配されたコンプレッサ２２ａを動作させ、エアクリーナ２１から流入する空気を圧縮して、エンジン１０の燃焼室に送り出す。

尚、ターボチャージャ２２のタービン２２ｂ側には、タービン２２ｂの排ガス通過面積を変化させるバルブ等が設けられてもよい。

排気管３０は、エンジン１０から排出される燃焼後の排ガスを、車両Ａの外部に排出する。排気管３０には、エンジン１０から下流側に向かって、順に、ＥＧＲ装置３１、ターボチャージャ２２のタービン２２ｂ、及び、排気浄化装置４０が設けられている。

ＥＧＲ装置３１は、排気管３０を流れる排ガスの一部を吸気管２０に環流させる。ＥＧＲ装置３１は、排気管３０と吸気管２０とを連通し、エンジン１０から排気管３０に排気される排ガスの一部を、吸気管２０の側に通流させるＥＧＲ通路３１ａ、ＥＧＲ通路３１ａを通流する排ガスを冷却するＥＧＲクーラ３１ｂ、及びＥＧＲ通路３１ａを通流する排ガスの量を調整するＥＧＲバルブ３１ｃ等を含んで構成される。

排気浄化装置４０は、例えば、排ガス中のＮＯｘを吸蔵する吸蔵型ＮＯｘ触媒４１、及び、排ガス中のＰＭ（Particulate Matter）を捕捉するＰＭフィルタ４２を含んで構成される。

各種センサ５１～５３は、車両Ａの各部の状態を検出するために設けられている。具体的には、各種センサ５１～５３としては、ターボチャージャ２２のコンプレッサ２２ａからエンジン１０に送出される空気の過給圧を検出する圧力センサ５１、排気管３０の外面に配設され、排気管３０の温度を検出する温度センサ５２、及び、運転者が行うアクセル操作の操作量を検出するアクセル開度センサ５３を含む。そして、これらの各種センサ５１～５３は、検出により得られた情報をセンサ信号として、逐次、ＥＣＵ６０に送信する（図１中の点線）。

尚、各種センサ５１～５３としては、上記の他、外気の温度を検出する温度センサ、エンジン１０から排出される排ガス流量を検出する流量センサ、及び、エンジン１０のエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ等が設けられてもよい。

ＥＣＵ６０（本発明の「推定装置」に相当する）は、エンジン１０の燃料噴射装置の制御、及び、ターボチャージャ２２のブースト異常の診断等を行う電子制御ユニットであり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入力ポート、及び出力ポート等を含んで構成されている。ＥＣＵ６０は、車両Ａの各部と通信することで、これらを制御したり、これらからデータを受信したりする。尚、ＥＣＵ６０の後述する各機能は、例えば、ＣＰＵがコンピュータプログラムを実行することで実現される。

［ＥＣＵの構成］
次に、図２～図５を参照して、ＥＣＵ６０の構成について、説明する。

図２は、排ガス温度と排気管３０の温度の温度差とディレイ時間との関係を規定する制御マップ（以下、「ディレイ時間制御マップ」と称する）の一例を示す図である。図３は、エンジン１０から排出される排ガスの熱がターボチャージャ２２側へ熱伝達する態様を模式的に示す図である。図４は、排気管３０における放熱態様について、模式的に説明する図である。

図５は、エンジン１０に対する出力増大要求とターボチャージャ２２の目標過給圧との関係を規定する制御マップ（以下、「目標過給圧制御マップ」と称する）の一例を示す図である。

ＥＣＵ６０は、センサ信号取得部６１、エンジン制御部６２、排ガス温度推定部６３、ディレイ時間推定部６４、及び診断部６５を備えている。

センサ信号取得部６１は、車両Ａに設けられた各種センサ（圧力センサ５１、温度センサ５２、及びアクセル開度センサ５３等）からセンサ信号を取得する。

エンジン制御部６２は、例えば、アクセル開度センサ５３に検出されるアクセル開度（即ち、要求出力）に基づいて、エンジン１０の燃料噴射装置の燃料の噴射開始時期及び噴射量を制御する。エンジン制御部６２は、典型的には、アクセル開度が大きくなるほど、エンジン１０の出力が大きくなるように、燃料の噴射開始時期及び噴射量を制御する。

尚、エンジン制御部６２は、ターボチャージャ２２から供給される空気の過給圧（即ち、エンジン１０に対して供給される空気量）に基づいて、エンジン１０を制御してもよい。又、このとき、エンジン制御部６２は、ディレイ時間推定部６４に推定されるディレイ時間（即ち、エンジン１０に対して供給される空気量の予測推移）に基づいて、エンジン１０を制御してもよい。

排ガス温度推定部６３は、エンジン１０の運転状態とエンジン１０の燃焼モデルとに基づいて、エンジン１０から排出される排ガスの温度を推定する。

エンジン１０の燃焼モデルとは、例えば、エンジン１０の運転状態（例えば、エンジン回転速度、燃料噴射量、及び燃料噴射タイミング）毎に、エンジン１０の燃焼室内における排ガス温度を算出し得るように、予め設定された演算式である。かかる燃焼モデルとしては、例えば、クランク角度毎の熱発生率や燃焼割合等を算出するＷｉｅｂｅ関数が用いられる。

つまり、排ガス温度推定部６３は、各種センサ（例えば、圧力センサ５１、アクセル開度センサ５３、及び、エンジン回転速度センサ（図示せず））のセンサ信号に基づいて、エンジン１０の運転状態を検出し、検出されたエンジン１０の運転状態と、エンジン１０の燃焼モデルと、に基づいて、エンジン１０から排出される排ガスの温度を推定する。

尚、一般に、エンジン１０から排出される排ガスの温度は、排気管３０内に温度センサを設置することによって検出することも可能である。しかしながら、エンジン１０運転中には、排気管３０内の圧力が温度センサの耐圧を超える場合も多く、実際には排気管３０内に温度センサを設置するのが困難な場合も多い。特に、車両Ａにエキゾーストブレーキを適用する場合、排気管３０内の圧力が増大するため、温度センサの破損も発生しやすい。本実施形態に係るＥＣＵ６０は、かかる観点から、温度センサを用いることなく、エンジン１０から排出される排ガスの温度を推定している。

ディレイ時間推定部６４は、エンジン１０に対して出力増大要求があった場合、エンジン１０から排出される排ガスの温度と、当該出力増大要求があった時点において推定される排気管３０の放熱特性と、に基づいて、ターボチャージャ２２の実過給圧が目標過給圧に到達するまでのディレイ時間を推定する。

具体的には、ディレイ時間推定部６４は、アクセル開度センサ５３のセンサ信号に基づいて、エンジン１０に対する出力増大要求を検出する。そして、ディレイ時間推定部６４は、エンジン１０に対する出力増大要求が検出された場合、排ガス温度推定部６３に推定されたエンジン１０から排出される排ガスの温度を取得する。そして、ディレイ時間推定部６４は、温度センサ５２から、排気管３０の温度に係るセンサ信号を取得する。そして、ディレイ時間推定部６４は、エンジン１０から排出される排ガスの温度と排気管３０の温度との差分値から、予めＲＯＭ等に記憶したディレイ時間制御マップ（図２を参照）を用いて、ディレイ時間を推定する。尚、ここでは、温度センサ５２に検出される排気管３０の温度から、排気管３０の放熱特性を推定している。

一般に、エンジン１０の出力を増大させた場合には、エンジン１０の燃焼室内において発生する熱エネルギーが増大することから、当該エンジン１０から排出される排ガスの温度（即ち、ターボチャージャ２２に流入する排ガスの温度）も上昇することになる。排ガスの温度の上昇は、ボイルシャルルの法則（ｎ＝ＰＶ／ＲＴ）に即して、ターボチャージャ２２に流入する排ガスの圧力の上昇に直結するため、エンジン１０の出力の増大に伴って、ターボチャージャ２２の過給圧（即ち、コンプレッサ２２ａがエンジン１０に供給する空気圧）も漸次増大する。

このとき、ディレイ時間は、排ガスの温度の上昇率に依拠することになる。即ち、排ガスの温度の上昇率が高いときには、排ガスの圧力の上昇率も高くなるため、ディレイ時間は、短時間となる一方で、排ガスの温度の上昇率が低いときには、排ガスの圧力の上昇率も低いため、ディレイ時間は、長時間となる。

かかる原理によると、エンジン１０の出力の増大幅が同一である場合、ディレイ時間は、略同一となる。しかしながら、本願の発明者らは、鋭意検討の結果、エンジン１０の出力を増大させた際の排ガスの温度の上昇率が、予想以上に排気管３０からの放熱量に影響を受けているという知見を得るに到った。

具体的には、ターボチャージャ２２に流入する排ガスの熱量（即ち、温度）は、エンジン１０から排出される排ガスの全排出熱量から排気管３０における放熱量を差し引いたものである。そのため、排気管３０における放熱量が多い場合には、排ガスの温度の上昇率が低くなり、排ガスの圧力の上昇率も低くなる。一方、排気管３０における放熱量が小さい場合には、排ガスの温度の上昇率が大きくなり、排ガスの圧力の上昇率も大きくなる。即ち、排気管３０における放熱量が多い場合には、ディレイ時間は、長時間となり、排気管３０における放熱量が少ない場合には、ディレイ時間は、短時間となる。

排気管３０における放熱は、特に、排気管３０の温度による影響が大きい。例えば、エンジン１０を高負荷状態で長時間運転しているときと、エンジン１０を始動したときとでは、排気管３０の温度が１００度以上異なるため、その時々で排気管３０における放熱量も大きく変動することになる。又、排気管３０の温度は、外気温度にも大きく影響受けることになる。

尚、排ガスから排気管３０への放熱は、典型的には、図４に示すように、排ガスから排気管３０への熱伝達Ｍ１、排気管３０から外気への熱伝達Ｍ２、排気管３０から外気への熱輻射Ｍ３、及び、排気管３０の互いに隣接する壁面同士の熱伝達Ｍ４を介して行われる。

ディレイ時間推定部６４は、かかる排気管３０からの放熱量を考慮するべく、エンジン１０から排出される排ガスの温度と、温度センサ５２に検出された排気管３０の放熱特性（典型的には、排気管３０の温度）と、に基づいて、ディレイ時間を推定する。典型的には、ディレイ時間推定部６４は、推定される放熱量が大きくなるほど（即ち、排ガスの温度と排気管３０の温度との差分が大きくなるほど）、ディレイ時間が長時間になるように、ディレイ時間を推定する。

ディレイ時間制御マップには、例えば、図２に示すように、排気管３０における放熱量を推定するための指標であるエンジン１０から排出される排ガスの温度と排気管３０の温度の温度差と、ディレイ時間との関係が規定されている。かかるディレイ時間制御マップとしては、例えば、予め実験により排ガスの温度と排気管３０の温度の温度差とディレイ時間との関係を特定したものが用いられている。

尚、ここでは、排気管３０の放熱特性を、温度センサ５２に検出される排気管３０の温度により推定する態様を示しているが、温度センサ（図示せず）に検出される外気温度により推定してもよい。排気管３０の温度は、外気温度にも大きく影響受けるためである。他方、直前の時間帯におけるエンジン１０の運転状態の推移により、出力増大要求があった時点における排気管３０の放熱特性を推定してもよい。

又、ディレイ時間推定部６４は、排ガスから排気管３０への熱伝達Ｍ１、排気管３０から外気への熱伝達Ｍ２、排気管３０から外気への熱輻射Ｍ３、及び、排気管３０の互いに隣接する壁面同士の熱伝達Ｍ４を考慮した熱伝達方程式によって、排気管３０における放熱量を推定してもよい。かかる熱伝達方程式は、例えば、排気管３０の配管長、排気管３０の配管厚、及び、排気管３０の熱伝達率等に基づいて設定することができる。

但し、ディレイ時間推定部６４は、好ましくは、排ガス温度推定部６３に推定された排ガスの温度、及び、当該出力増大要求があった時点において推定される排気管３０の放熱特性に加えて、更にエンジン１０に対する要求出力を考慮して、ディレイ時間を推定する。これによって、エンジン１０に対する要求出力に対応する目標過給圧を考慮して、ターボチャージャ２２の実過給圧が目標過給圧に到達するまでのディレイ時間を推定することが可能となる。

一般に、目標過給圧は、図５に示すように、エンジン１０が必要とする酸素量に応じて設定されることから、エンジン１０に対する要求出力が大きいほど、目標過給圧は大きい値に設定され、エンジン１０に対する要求出力が小さいほど、目標過給圧は小さい値に設定される。つまり、エンジン１０に対する要求出力に応じて、出力増大要求があった時点における実過給圧と目標過給圧との差分値も変化する。

かかる観点から、ディレイ時間推定部６４は、エンジン１０に対する要求出力が大きいほど、ディレイ時間が長く、且つ、エンジン１０に対する要求出力が小さいほど、ディレイ時間が短くなるように、ディレイ時間を推定するのが望ましい。かかる機能を実現するためには、例えば、エンジン１０に対する要求出力毎に、図２に示すようなディレイ時間制御マップを準備しておけばよい。

診断部６５は、ディレイ時間推定部６４に推定されたディレイ時間（以下、「推定ディレイ時間」と称する）と、圧力センサ５１で検出されるターボチャージャ２２の実過給圧の挙動と、に基づいて、ターボチャージャ２２のブースト異常を診断する。

一般に、ターボチャージャ２２においては、吸気管２０や排気管３０におけるリーク、及びターボチャージャ２２（タービン２２ｂ）に通流させる排ガスの流量を制御するバルブ（図示せず）の固着状態等に起因して、ターボチャージャ２２の過給状態が異常状態（アンダーブースト異常又はオーバーブースト異常）となる場合がある。

従来、この種のブースト異常を診断する手法としては、ブースト異常が発生していない通常状態において想定し得るディレイ時間全てを包含し得るように、判定基準時間（例えば、１０秒）を長めに設定し、エンジン１０に対する出力増大要求があった時点から当該判定基準時間経過後における実過給圧と目標過給圧との差分値に基づいてブースト異常を診断する手法が用いられている。しかしながら、従来技術に係る診断手法においては、判定基準時間が長時間に設定されすぎているため、ブースト異常を精度良く診断するためには、エンジン１０に対する要求出力が一定値の状態で長時間維持されている必要があった。つまり、従来技術に係る診断手法は、エンジン１０に対する要求出力の時間的変化が大きい実際の車両Ａの走行環境においては、ブースト異常を精度良く診断することが困難であった。

そこで、本実施形態に係る診断部６５は、ディレイ時間推定部６４により精度良く推定されたディレイ時間を基準として、ブースト異常を診断する。これによって、エンジン１０に対する出力増大要求があった時点から判定基準タイミングまでの判定基準時間を、現時点の排ガスの温度上昇率に対応させるように設定することができるため、当該判定基準時間を、短時間に設定することが可能となる。これにより、エンジン１０に対する要求出力が変化する前に診断を完了でき、ブースト異常を精度良く診断することが可能となる。

具体的には、診断部６５は、エンジン１０に対する出力増大要求が行われた時点から、推定ディレイ時間が経過した時点（以下、「推定到達タイミング」と称する）におけるターボチャージャ２２の実過給圧と目標過給圧との差分値に基づいて、ターボチャージャ２２のブースト異常を診断する（図７を参照）。そして、診断部６５は、当該差分値が閾値よりも大きい場合には、ターボチャージャ２２のブースト異常が発生していると診断し、当該差分値が閾値よりも以下の場合には、ターボチャージャ２２のブースト異常が発生していない（即ち、正常）と診断する。

ここで、診断部６５が参照する目標過給圧は、固定値であってもよいが、図５に示すように、エンジン１０に対する要求出力が大きいほど、目標過給圧が大きくなるように決定されるのが望ましい。診断部６５は、例えば、図５に示す目標過給圧制御マップを用いて、エンジン１０に対する要求出力から目標過給圧を決定する。

又、診断部６５が診断時に参照するターボチャージャ２２の実過給圧と目標過給圧との差分値は、絶対値として算出されるのが望ましい。これによって、アンダーブースト異常及びオーバーブースト異常のいずれの状態も診断することが可能となる。

［ＥＣＵの動作］
次に、図６～図７を参照して、ＥＣＵ６０が、ターボチャージャ２２のブースト異常を診断する際の動作について説明する。

図６は、ＥＣＵ６０の動作の一例を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートは、例えば、ＥＣＵ６０がコンピュータプログラムに従って、所定間隔（例えば、１秒毎）で実行するものである。

図７は、エンジン１０に対する出力増大要求があった場合の実過給圧の挙動を示すタイミングチャートである。図７には、時間軸をあわせて、アクセル開度［％］、及び、実過給圧［Ｐａ］を示している。尚、図７には、実線で実過給圧の実際の挙動を示し、点線で推定される実過給圧の挙動（即ち、正常時の理想挙動）を示している。

又、図７中のＴ１は、エンジン１０に対する出力増大要求があったタイミング（例えば、アクセル開度がゼロ［％］の状態から１００［％］の状態になったタイミング）を表し、Ｔ２は、出力増大要求が行われた時点からディレイ時間推定部６４によって推定されたディレイ時間Ｌｔ１が経過した時点のタイミング（推定到達タイミング）を表す。

ステップＳ１において、ＥＣＵ６０は、アクセル開度センサ５３のセンサ信号に基づいて、エンジン１０に対する出力増大要求が発生したか否かを判定する。そして、ＥＣＵ６０は、エンジン１０に対する出力増大要求が発生した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２に処理を進め、エンジン１０に対する出力増大要求が発生していない場合（Ｓ１：ＮＯ）、図４のフローチャートを終了する。

ステップＳ２において、ＥＣＵ６０は、エンジン１０に対する要求出力（アクセル開度）に基づいて、目標過給圧制御マップ（図３を参照）を用いて、目標過給圧を設定する。

ステップＳ３において、ＥＣＵ６０は、エンジン１０の運転状態とエンジン１０の燃焼モデルとに基づいて、エンジン１０から排出される排ガスの温度を推定する。

ステップＳ４において、ＥＣＵ６０は、温度センサ５２からセンサ信号を取得して、排気管３０の温度を検出する。

ステップＳ５において、ＥＣＵ６０は、推定された排ガスの温度と、温度センサ５２に検出される排気管３０の温度との差分値を算出し、当該差分値に基づいて、ディレイ時間制御マップ（図２を参照）を用いて、ディレイ時間を推定する。

ステップＳ６において、ＥＣＵ６０は、自身が内蔵するタイマー（図示せず）を用いて計時し、エンジン１０に対する出力増大要求が行われた時点から、推定されたディレイ時間が経過するのを待ち受ける。そして、ＥＣＵ６０は、推定ディレイ時間経過後に、圧力センサ５１からのセンサ信号を取得して、ターボチャージャ２２の実過給圧を検出する。

ステップＳ７において、ＥＣＵ６０は、目標過給圧と実過給圧の差分値を算出し、当該差分値が閾値以上であるか否かを判定する。そして、ＥＣＵ６０は、目標過給圧と実過給圧の差分値が閾値以上である場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、ステップＳ８に処理を進め、目標過給圧と実過給圧の差分値（図７のＰｓ）が閾値未満である場合（Ｓ７：ＮＯ）、ステップＳ９に処理を進める。

ステップＳ８において、ＥＣＵ６０は、ターボチャージャ２２のブースト異常が発生していると診断する。そして、ＥＣＵ６０は、この結果を、例えば、車両Ａのインジケータに表示することによって、ユーザに通知する。

ステップＳ９において、ＥＣＵ６０は、ターボチャージャ２２のブースト異常が発生していないと診断する。ＥＣＵ６０は、この場合、ユーザに通知を実行することなく、処理を終了する。

［効果］
以上のように、本実施形態に係るＥＣＵ（推定装置）６０は、エンジン１０に対する出力増大要求があった場合、エンジン１０から排出される排ガスの温度と、出力増大要求があった時点において推定される排気管３０の放熱特性（典型的には、排気管３０の温度）と、に基づいて、ターボチャージャ２２の実過給圧が目標過給圧に到達するまでのディレイ時間を推定する。

これによって、排気管３０からの放熱を考慮して、ディレイ時間を推定することができ、ディレイ時間を正確に推定することが可能となる。

又、これによって、ターボチャージャ２２のブースト異常を、短時間で高精度に診断することが可能となる。

又、これによって、実際のディレイ時間に対応するように、エンジン１０を動作させる（例えば、燃料噴射タイミング及び燃料噴射量等の制御）ことが可能となるため、燃費の改善や排気エミッションの改善にも資する。

（変形例）
上記実施形態において、診断部６５は、エンジン１０に対する出力増大要求が行われた時点から、推定ディレイ時間が経過した時点におけるターボチャージャ２２の実過給圧と目標過給圧との差分値に基づいて、ターボチャージャ２２のブースト異常を診断する。

本変形例に係る診断部６５は、ディレイ時間推定部６４に推定されたディレイ時間と、圧力センサ５１のセンサ信号から検出される実際のディレイ時間との間の差分値に基づいて、ターボチャージャ２２のブースト異常を診断する。

図８は、変形例に係るＥＣＵ６０の動作の一例を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートのステップＳ１１～Ｓ１５は、図６に示したフローチャートのステップＳ１～Ｓ４の処理と同一である。

具体的には、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１５においてディレイ時間を推定した後、圧力センサ５１のセンサ信号を監視して、ターボチャージャ２２の実過給圧が目標過給圧に到達するのを待ち受ける（Ｓ１６：ＮＯ）。そして、ＥＣＵ６０は、ターボチャージャ２２の実過給圧が目標過給圧に到達した場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、ステップＳ１６に処理を進める。即ち、ＥＣＵ６０は、このステップＳ１６において、実際のディレイ時間（以下、「実ディレイ時間」と称する）を検出する。

ＥＣＵ６０は、ステップＳ１５において推定された推定ディレイ時間と、ステップＳ１６において検出された実ディレイ時間との差分値を算出し、当該差分値が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。そして、ＥＣＵ６０は、推定ディレイ時間と実ディレイ時間との差分値が閾値以上である場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ターボチャージャ２２のブースト異常が発生していると診断する（ステップＳ１８）。一方、推定ディレイ時間と実ディレイ時間との差分値が閾値未満である場合（Ｓ１７：ＮＯ）、ターボチャージャ２２のブースト異常が発生していないと診断する（ステップＳ１９）。

このように、本変形例に係る診断部６５の構成によっても、ターボチャージャ２２のブースト異常を、短時間で高精度に診断することが可能である。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。

上記実施形態では、ディレイ時間推定部６４の一例として、ターボチャージャ２２に流入する排ガスの温度に基づいて、ディレイ時間制御マップからディレイ時間を直接的に推定する手法を示した。但し、ディレイ時間推定部６４は、かかる手法に代えて、ターボチャージャ２２に流入する排ガスの温度に基づいて、予め規定されたディレイ時間を補正する手法を用いてもよい。

又、上記実施形態では、ＥＣＵ６０の一例として、ユーザのアクセル操作を検出するアクセル開度センサ５３のセンサ信号に基づいて、エンジン１０に対する出力増大要求を検出する態様を示した。しかしながら、ディレイ時間推定部６４は、車両Ａを自動制御する車両ＥＣＵからのエンジン１０に対する出力増大要求を受け付ける構成であってもよい。

又、上記実施形態では、車両Ａの構成の一例として、吸気管２０に、過給圧を検出する圧力センサ５１が設けられた態様を示した。しかしながら、圧力センサ５１は、過給圧を間接的に検出可能とする排気管３０に設けられてもよい。

又、上記実施形態では、ＥＣＵ６０の構成の一例として、センサ信号取得部６１、エンジン制御部６２、排ガス温度推定部６３、ディレイ時間推定部６４、及び診断部６５の機能が一のコンピュータによって実現されるものとして記載したが、複数のコンピュータによって実現されてもよいのは勿論である。例えば、エンジン制御部６２の機能とディレイ時間推定部６４の機能は、それぞれ別個のＥＣＵに搭載されてもよい。

又、上記実施形態では、ＥＣＵ６０を適用する車両Ａの一例として、ディーゼルエンジン車両に適用した態様ついて説明する。但し、本発明に係るＥＣＵ６０は、ガソリンエンジン車両にも適用し得る。又、車両に限らず、船舶や産業機械等にも適用することができる。

又、上記実施形態では、排気浄化装置４０の一例として、吸蔵型ＮＯｘ触媒４１及びＰＭフィルタ４２を示した。しかしながら、本発明において、排気浄化装置の種類は、任意であり、他の触媒（酸化触媒やアンモニアスリップ触媒等）等を備える内燃機関や車両にも適用することができるのは勿論である。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本開示に係る推定装置によれば、ターボチャージャのディレイ時間を正確に推定することが可能である。

Ａ 車両
１０ エンジン
２０ 吸気管
２０ａ 吸気口
２１ エアクリーナ
２２ ターボチャージャ
２２ａ コンプレッサ
２２ｂ タービン
３０ 排気管
３１ ＥＧＲ装置
４０ 排気浄化装置
４１ 吸蔵型ＮＯｘ触媒
４２ ＰＭフィルタ
５１ 圧力センサ
５２ 温度センサ
５３ アクセル開度センサ
６０ ＥＣＵ（推定装置）
６１ センサ信号取得部
６２ エンジン制御部
６３ 排ガス温度推定部
６４ ディレイ時間推定部
６５ 診断部

Claims (8)

1. 排気管を介してエンジンに接続されたターボチャージャの過給状態を推定する推定装置であって、
   前記エンジンの運転状態と前記エンジンの燃焼モデルとに基づいて、前記エンジンから排出される排ガスの温度を推定する排ガス温度推定部と、
   前記エンジンに対する出力増大要求があった場合、前記排ガス温度推定部に推定された前記排ガスの温度と、当該出力増大要求があった時点において推定される前記排気管の放熱特性とに基づいて、前記ターボチャージャの実過給圧が目標過給圧に到達するまでのディレイ時間を推定するディレイ時間推定部と、
   を備える推定装置。
2. 前記排気管の放熱特性は、温度センサにより検出される前記排気管の温度を含む、
   請求項１に記載の推定装置。
3. 前記排気管の放熱特性は、温度センサにより検出される外気の温度を含む、
   請求項１又は２に記載の推定装置。
4. 前記ディレイ時間推定部は、前記排ガス温度推定部に推定された前記排ガスの温度と、当該出力増大要求があった時点において推定される前記排気管の放熱特性と、前記出力増大要求の要求出力とに基づいて、前記ディレイ時間を推定する、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の推定装置。
5. 前記出力増大要求があった時点から前記ディレイ時間が経過した時点における前記ターボチャージャの実過給圧と目標過給圧との差分値に基づいて、前記ターボチャージャのブースト異常を診断する診断部を更に備える、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の推定装置。
6. 前記ディレイ時間推定部に推定された前記ディレイ時間と実際の前記ディレイ時間との間の差分値に基づいて、前記ターボチャージャのブースト異常を診断する診断部を更に備える、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の推定装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の推定装置を有する車両。
8. 排気管を介してエンジンに接続されたターボチャージャの過給状態を推定する推定方法であって、
   前記エンジンの運転状態と前記エンジンの燃焼モデルとに基づいて、前記エンジンから排出される排ガスの温度を推定し、
   前記エンジンに対する出力増大要求があった場合、推定された前記排ガスの温度と、当該出力増大要求があった時点において推定される前記排気管の放熱特性とに基づいて、前記ターボチャージャの実過給圧が目標過給圧に到達するまでのディレイ時間を推定する、
   推定方法。

Images