JPH10103162A - ディーゼル機関用ｅｇｒ制御装置 - Google Patents
ディーゼル機関用ｅｇｒ制御装置Info
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- JPH10103162A JPH10103162A JP8257216A JP25721696A JPH10103162A JP H10103162 A JPH10103162 A JP H10103162A JP 8257216 A JP8257216 A JP 8257216A JP 25721696 A JP25721696 A JP 25721696A JP H10103162 A JPH10103162 A JP H10103162A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディーゼル機関のＥＧＲ率の推定精度を向上
させることにより、ＥＧＲ率の制御性能を向上させ、Ｎ
Ｏx 、黒煙等の発生を低減させること。 【解決手段】 機関回転速度検出手段１と、機関回転速
度とコレクタ内の温度と圧力、行程容積から演算するシ
リンダ吸入混合気量推定部９と、コレクタ吸入新気量検
出手段３と、シリンダ吸入新気量演算部１３と、予測Ｅ
ＧＲ率演算部１０と、目標ＥＧＲ率設定部５とから目標
ＥＧＲ弁開度を演算する手段６と、指令燃料噴射量設定
部１４と、前記予測ＥＧＲ率と指令燃料噴射量からコレ
クタ内の温度を推定する手段１２と、ＥＧＲ弁開度と混
合気量と吸入新気量と回転速度とコレクタ内温度と指令
燃料噴射量とコレクタ容積と排気管容積とＥＧＲ管容積
からコレクタ内の圧力を推定する手段１１を有する。
させることにより、ＥＧＲ率の制御性能を向上させ、Ｎ
Ｏx 、黒煙等の発生を低減させること。 【解決手段】 機関回転速度検出手段１と、機関回転速
度とコレクタ内の温度と圧力、行程容積から演算するシ
リンダ吸入混合気量推定部９と、コレクタ吸入新気量検
出手段３と、シリンダ吸入新気量演算部１３と、予測Ｅ
ＧＲ率演算部１０と、目標ＥＧＲ率設定部５とから目標
ＥＧＲ弁開度を演算する手段６と、指令燃料噴射量設定
部１４と、前記予測ＥＧＲ率と指令燃料噴射量からコレ
クタ内の温度を推定する手段１２と、ＥＧＲ弁開度と混
合気量と吸入新気量と回転速度とコレクタ内温度と指令
燃料噴射量とコレクタ容積と排気管容積とＥＧＲ管容積
からコレクタ内の圧力を推定する手段１１を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル機関用
ＥＧＲ制御装置において、機関の運転状態に応じ、その
ＥＧＲ率を制御する装置に関する。
ＥＧＲ制御装置において、機関の運転状態に応じ、その
ＥＧＲ率を制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のディーゼル機関用ＥＧＲ制御装置
としては、例えば特開昭６１−２１５４２６号公報に示
されるようなものがある。図１５は、従来例の構成を示
したものである。
としては、例えば特開昭６１−２１５４２６号公報に示
されるようなものがある。図１５は、従来例の構成を示
したものである。
【０００３】ここで、１は機関回転速度検出手段、２は
シリンダ吸入混合気量演算部、３はコレクタ吸入新気量
検出手段、４は予測ＥＧＲ率演算部、５は目標ＥＧＲ率
設定部、６は目標ＥＧＲ弁開度演算部、７はＥＧＲ弁操
作部、８はディーゼル機関である。
シリンダ吸入混合気量演算部、３はコレクタ吸入新気量
検出手段、４は予測ＥＧＲ率演算部、５は目標ＥＧＲ率
設定部、６は目標ＥＧＲ弁開度演算部、７はＥＧＲ弁操
作部、８はディーゼル機関である。
【０００４】即ち、機関回転速度検出手段１によって機
関回転速度を検出する。機関回転速度検出手段１の出力
から、シリンダ吸入混合気量演算部２においてシリンダ
に吸入されるＥＧＲと新気からなる混合気量を推定す
る。コレクタ吸入新気量検出手段３によってコレクタに
吸入される新気量を検出する。そして、シリンダ吸入混
合気量演算部２とコレクタ吸入新気量検出手段３の出力
から、予測ＥＧＲ率演算部４において予測ＥＧＲ率を演
算する。次いで、目標ＥＧＲ率設定部５において目標Ｅ
ＧＲ率を設定する。また、予測ＥＧＲ率演算部４と目標
ＥＧＲ率設定部５の出力から、目標ＥＧＲ弁開度演算部
６において目標ＥＧＲ弁開度を演算する。そして、目標
ＥＧＲ弁開度演算部６の出力から、ＥＧＲ弁操作部７に
おいてＥＧＲ弁開度を操作するものである。
関回転速度を検出する。機関回転速度検出手段１の出力
から、シリンダ吸入混合気量演算部２においてシリンダ
に吸入されるＥＧＲと新気からなる混合気量を推定す
る。コレクタ吸入新気量検出手段３によってコレクタに
吸入される新気量を検出する。そして、シリンダ吸入混
合気量演算部２とコレクタ吸入新気量検出手段３の出力
から、予測ＥＧＲ率演算部４において予測ＥＧＲ率を演
算する。次いで、目標ＥＧＲ率設定部５において目標Ｅ
ＧＲ率を設定する。また、予測ＥＧＲ率演算部４と目標
ＥＧＲ率設定部５の出力から、目標ＥＧＲ弁開度演算部
６において目標ＥＧＲ弁開度を演算する。そして、目標
ＥＧＲ弁開度演算部６の出力から、ＥＧＲ弁操作部７に
おいてＥＧＲ弁開度を操作するものである。
【０００５】予測ＥＧＲ率演算部９４では、シリンダ吸
入混合気量演算部９２の出力であるシリンダに吸入され
る混合気量と、コレクタ吸入新気量検出手段９３の出力
であるコレクタに吸入される新気量を用いて、式（１）
のような計算を行う。
入混合気量演算部９２の出力であるシリンダに吸入され
る混合気量と、コレクタ吸入新気量検出手段９３の出力
であるコレクタに吸入される新気量を用いて、式（１）
のような計算を行う。
【０００６】
【数１】
【０００７】 Ｙｅｇｒ（％） ：予測ＥＧＲ率 Ｑｏ（ｋｇ／ｓ）：シリンダに吸入される混合気量 Ｑｗ（ｋｇ／ｓ）：コレクタに吸入される新気量
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のディーゼル機関用ＥＧＲ制御装置にあって
は、シリンダに吸入される混合気量を機関回転速度から
推定しているが、シリンダに吸入される混合気量は、コ
レクタ内の圧力とコレクタ内の温度にも影響を受ける
為、推定方法として正確ではないという第１の問題があ
る。さらに上記の式（１）に於ては、ＥＧＲ率の推定
に、コレクタに吸入される新気量を用いているが、コレ
クタに吸入される新気量とシリンダに吸入される新気量
に違いがある場合（例として、アイドル状態から加速状
態になったとき、コレクタに吸入される新気量が急に増
加して、シリンダに吸入される新気量が徐々に増加して
いくような場合）は、シリンダ内の新気とＥＧＲの比で
あるＥＧＲ率の推定を正確に行うことが出来ないという
第２の問題がある。
うな従来のディーゼル機関用ＥＧＲ制御装置にあって
は、シリンダに吸入される混合気量を機関回転速度から
推定しているが、シリンダに吸入される混合気量は、コ
レクタ内の圧力とコレクタ内の温度にも影響を受ける
為、推定方法として正確ではないという第１の問題があ
る。さらに上記の式（１）に於ては、ＥＧＲ率の推定
に、コレクタに吸入される新気量を用いているが、コレ
クタに吸入される新気量とシリンダに吸入される新気量
に違いがある場合（例として、アイドル状態から加速状
態になったとき、コレクタに吸入される新気量が急に増
加して、シリンダに吸入される新気量が徐々に増加して
いくような場合）は、シリンダ内の新気とＥＧＲの比で
あるＥＧＲ率の推定を正確に行うことが出来ないという
第２の問題がある。
【０００９】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、シリンダに吸入される混合気量の
推定に、機関回転速度の他に、コレクタ内の圧力とコレ
クタ内の温度を用い、第１の問題を解決することを目的
としている。また、コレクタに吸入されるガスがシリン
ダに吸入されるまでの動特性に基づいて、コレクタに吸
入される新気量から、シリンダに吸入される新気量を求
め、シリンダに吸入される混合気量とシリンダに吸入さ
れる新気量から予測ＥＧＲ率を求めることによって、第
２の問題を解決することを目的としている。
してなされたもので、シリンダに吸入される混合気量の
推定に、機関回転速度の他に、コレクタ内の圧力とコレ
クタ内の温度を用い、第１の問題を解決することを目的
としている。また、コレクタに吸入されるガスがシリン
ダに吸入されるまでの動特性に基づいて、コレクタに吸
入される新気量から、シリンダに吸入される新気量を求
め、シリンダに吸入される混合気量とシリンダに吸入さ
れる新気量から予測ＥＧＲ率を求めることによって、第
２の問題を解決することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、デ
ィーゼル機関の運転状態に応じて、ＥＧＲ率を制御する
装置において、機関回転速度を検出する手段と、前記機
関回転速度とコレクタ内の温度とコレクタ内の圧力と行
程容積から、シリンダに吸入される混合気量を推定する
手段と、コレクタに吸入される新気量を検出する手段
と、前記コレクタに吸入される新気量から、コレクタに
吸入される気体がシリンダに吸入されるまでの動特性に
基づき、シリンダに吸入される新気量を演算する手段
と、前記シリンダに吸入される混合気量と前記シリンダ
に吸入される新気量から、予測ＥＧＲ率を演算する手段
と、目標ＥＧＲ率を設定する手段と、前記予測ＥＧＲ率
と前記目標ＥＧＲ率から、目標ＥＧＲ弁開度を演算する
手段と、前記目標ＥＧＲ弁開度に基づき、ＥＧＲ弁を操
作する手段と、指令燃料噴射量を設定する手段と、前記
予測ＥＧＲ率と前記指令燃料噴射量から、前記コレクタ
内の温度を推定する手段と、前記目標ＥＧＲ弁開度と前
記シリンダに吸入される混合気量と前記コレクタに吸入
される新気量と前記機関回転速度と前記コレクタ内の温
度と前記指令燃料噴射量とコレクタ容積と排気管容積と
ＥＧＲ管容積から、前記コレクタ内の圧力を推定する手
段を設けた構成とする。
ィーゼル機関の運転状態に応じて、ＥＧＲ率を制御する
装置において、機関回転速度を検出する手段と、前記機
関回転速度とコレクタ内の温度とコレクタ内の圧力と行
程容積から、シリンダに吸入される混合気量を推定する
手段と、コレクタに吸入される新気量を検出する手段
と、前記コレクタに吸入される新気量から、コレクタに
吸入される気体がシリンダに吸入されるまでの動特性に
基づき、シリンダに吸入される新気量を演算する手段
と、前記シリンダに吸入される混合気量と前記シリンダ
に吸入される新気量から、予測ＥＧＲ率を演算する手段
と、目標ＥＧＲ率を設定する手段と、前記予測ＥＧＲ率
と前記目標ＥＧＲ率から、目標ＥＧＲ弁開度を演算する
手段と、前記目標ＥＧＲ弁開度に基づき、ＥＧＲ弁を操
作する手段と、指令燃料噴射量を設定する手段と、前記
予測ＥＧＲ率と前記指令燃料噴射量から、前記コレクタ
内の温度を推定する手段と、前記目標ＥＧＲ弁開度と前
記シリンダに吸入される混合気量と前記コレクタに吸入
される新気量と前記機関回転速度と前記コレクタ内の温
度と前記指令燃料噴射量とコレクタ容積と排気管容積と
ＥＧＲ管容積から、前記コレクタ内の圧力を推定する手
段を設けた構成とする。
【００１１】既述したように、シリンダに吸入される混
合気量は、機関回転速度の他に、コレクタ内の圧力とコ
レクタ内の温度にも影響を受ける。そこで、シリンダに
吸入される混合気量の推定に、機関回転速度に加えて、
コレクタ内の圧力とコレクタ内の温度を用いるようにす
る。また、既述したように、ＥＧＲ率は、シリンダ内の
新気とＥＧＲの比である。そこで、コレクタに吸入され
る新気量から、コレクタに吸入される気体がシリンダに
吸入されるまでの動特性に基づき、シリンダに吸入され
る新気量を演算し、予測ＥＧＲ率の演算では、前記シリ
ンダに吸入される混合気量と前記シリンダに吸入される
新気量を用いるようにする。本演算では、前記シリンダ
に吸入される混合気量から前記シリンダに吸入される新
気量を減ずることによって、シリンダに吸入されるＥＧ
Ｒ量に相当する値を求め、前記シリンダに吸入される新
気量と前記シリンダに吸入されるＥＧＲ量から予測ＥＧ
Ｒ率を演算する。
合気量は、機関回転速度の他に、コレクタ内の圧力とコ
レクタ内の温度にも影響を受ける。そこで、シリンダに
吸入される混合気量の推定に、機関回転速度に加えて、
コレクタ内の圧力とコレクタ内の温度を用いるようにす
る。また、既述したように、ＥＧＲ率は、シリンダ内の
新気とＥＧＲの比である。そこで、コレクタに吸入され
る新気量から、コレクタに吸入される気体がシリンダに
吸入されるまでの動特性に基づき、シリンダに吸入され
る新気量を演算し、予測ＥＧＲ率の演算では、前記シリ
ンダに吸入される混合気量と前記シリンダに吸入される
新気量を用いるようにする。本演算では、前記シリンダ
に吸入される混合気量から前記シリンダに吸入される新
気量を減ずることによって、シリンダに吸入されるＥＧ
Ｒ量に相当する値を求め、前記シリンダに吸入される新
気量と前記シリンダに吸入されるＥＧＲ量から予測ＥＧ
Ｒ率を演算する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【００１３】図１は、本発明の基本的な実施の形態の構
成を表したものである。
成を表したものである。
【００１４】即ち、本実施の形態におけるディーゼル機
関８用ＥＧＲ制御装置は、機関回転速度検出手段１、コ
レクタ吸入新気量検出手段３、目標ＥＧＲ率設定部５、
目標ＥＧＲ弁開度演算部６、ＥＧＲ弁操作部７、シリン
ダ吸入混合気量推定部９、予測ＥＧＲ率演算部１０、コ
レクタ内圧力推定部１１、コレクタ内温度推定部１２、
シリンダ吸入新気量演算部１３、指令燃料噴射量設定部
１４、からなる。
関８用ＥＧＲ制御装置は、機関回転速度検出手段１、コ
レクタ吸入新気量検出手段３、目標ＥＧＲ率設定部５、
目標ＥＧＲ弁開度演算部６、ＥＧＲ弁操作部７、シリン
ダ吸入混合気量推定部９、予測ＥＧＲ率演算部１０、コ
レクタ内圧力推定部１１、コレクタ内温度推定部１２、
シリンダ吸入新気量演算部１３、指令燃料噴射量設定部
１４、からなる。
【００１５】（第１の実施の形態）以下、請求項１，
２，４，５までを実施した場合を第１の実施の形態とし
て、図面に基づいて説明する。第１の実施の形態は、タ
ーボが装着されていないことを前提としたものである。
２，４，５までを実施した場合を第１の実施の形態とし
て、図面に基づいて説明する。第１の実施の形態は、タ
ーボが装着されていないことを前提としたものである。
【００１６】図２から図４に第１の実施の形態の構成を
示す。
示す。
【００１７】図３は、図２のシリンダ吸入混合気量推定
部９−２の構成を示したもので、体積効率推定部９ａと
シリンダ吸入混合気量演算部９ｂからなる。
部９−２の構成を示したもので、体積効率推定部９ａと
シリンダ吸入混合気量演算部９ｂからなる。
【００１８】図４は、図２のコレクタ内圧力推定部１１
の構成を示したもので、コレクタ内圧力演算部１１ａ
と、シリンダ排出排気量演算部１１ｂと、排気管内圧力
演算部１１ｃと、排気管排出排気量演算部１１ｄと、コ
レクタ吸入ＥＧＲ量演算部１１ｅと、排気管内温度推定
部１１ｆからなる。
の構成を示したもので、コレクタ内圧力演算部１１ａ
と、シリンダ排出排気量演算部１１ｂと、排気管内圧力
演算部１１ｃと、排気管排出排気量演算部１１ｄと、コ
レクタ吸入ＥＧＲ量演算部１１ｅと、排気管内温度推定
部１１ｆからなる。
【００１９】尚、請求項１に記載のシリンダ吸入混合気
量推定部９に対し、第１の実施の形態のシリンダ吸入混
合気量推定部９−２では、体積効率推定部９ａで推定さ
れる体積効率をコレクタ動特性推定部１５の入力に用い
る。
量推定部９に対し、第１の実施の形態のシリンダ吸入混
合気量推定部９−２では、体積効率推定部９ａで推定さ
れる体積効率をコレクタ動特性推定部１５の入力に用い
る。
【００２０】次に、第１の実施の形態の作用を４気筒デ
ィーゼル機関を想定して説明する。（以降行う計算は、
シリンダ排出排気量演算部１１ｂでの機関の回転同期に
よる演算を除いて、全て時間同期で行うものとする。ま
た、計算式中のＺはＺ変換の演算子でＺ-1は演算遅れを
表す。） 機関回転速度検出手段１と、コレクタ吸入新気量検出手
段３と、目標ＥＧＲ率設定部５と、目標ＥＧＲ弁開度演
算部６と、ＥＧＲ弁操作部７と、ディーゼル機関８は、
従来例と同様なので説明を省略する。
ィーゼル機関を想定して説明する。（以降行う計算は、
シリンダ排出排気量演算部１１ｂでの機関の回転同期に
よる演算を除いて、全て時間同期で行うものとする。ま
た、計算式中のＺはＺ変換の演算子でＺ-1は演算遅れを
表す。） 機関回転速度検出手段１と、コレクタ吸入新気量検出手
段３と、目標ＥＧＲ率設定部５と、目標ＥＧＲ弁開度演
算部６と、ＥＧＲ弁操作部７と、ディーゼル機関８は、
従来例と同様なので説明を省略する。
【００２１】シリンダ吸入混合気量推定部９−２では、
機関回転速度検出手段１の出力である機関回転速度と、
コレクタ内温度推定部１２の出力であるコレクタ内の温
度と、コレクタ内圧力演算部１１ａの出力であるコレク
タ内の圧力から、シリンダに吸入される混合気量を推定
する。図３に示すように、体積効率推定部９ａとシリン
ダ吸入混合気量演算部９ｂから構成される。
機関回転速度検出手段１の出力である機関回転速度と、
コレクタ内温度推定部１２の出力であるコレクタ内の温
度と、コレクタ内圧力演算部１１ａの出力であるコレク
タ内の圧力から、シリンダに吸入される混合気量を推定
する。図３に示すように、体積効率推定部９ａとシリン
ダ吸入混合気量演算部９ｂから構成される。
【００２２】体積効率推定部９ａでは、機関回転速度検
出手段１の出力である機関回転速度と、コレクタ内圧力
演算部１１ａの出力であるコレクタ内の圧力を用いて、
あらかじめ用意されたマップから体積効率を出力する。
体積効率設定マップ例を図５に示す（請求項４に相
当）。また、体積効率を所定の定数としてもよい（請求
項６に相当）。
出手段１の出力である機関回転速度と、コレクタ内圧力
演算部１１ａの出力であるコレクタ内の圧力を用いて、
あらかじめ用意されたマップから体積効率を出力する。
体積効率設定マップ例を図５に示す（請求項４に相
当）。また、体積効率を所定の定数としてもよい（請求
項６に相当）。
【００２３】シリンダ吸入混合気量演算部９ｂでは、体
積効率推定部９ａの出力である体積効率と、機関回転速
度検出手段１の出力である機関回転速度と、コレクタ内
温度推定部１２の出力であるコレクタ内の温度と、コレ
クタ内圧力演算部１１ａの出力であるコレクタ内の圧力
を用いて、例えば式（２）のような計算を行う（請求項
４に相当）。
積効率推定部９ａの出力である体積効率と、機関回転速
度検出手段１の出力である機関回転速度と、コレクタ内
温度推定部１２の出力であるコレクタ内の温度と、コレ
クタ内圧力演算部１１ａの出力であるコレクタ内の圧力
を用いて、例えば式（２）のような計算を行う（請求項
４に相当）。
【００２４】
【数２】
【００２５】 Ｑｏ（ｋｇ／ｓ） ：シリンダに吸入される混合気
量 ηｖ ：体積効率 Ｔｃｏｌ（Ｋ） ：コレクタ内の温度 Ｐｃｏｌ（Ｐａ） ：コレクタ内の圧力 Ｎｅ（ｒｐｍ） ：機関回転速度 Ｔｏ（Ｋ） ：標準状態を示す絶対温度 Ｐｏ（Ｐａ） ：標準状態を示す絶対圧力 ρｃｏｌ（ｋｇ／ｍ3 ）：標準状態におけるコレクタに
存在する気体の密度 Ｖｃｙｌ（ｍ3 ） ：行程容積 ここで、Ｔｏ，Ｐｏ，Ｖｃｙｌは定数として与える。ρ
ｃｏｌはセンシングしても良いし標準的な値を与えても
よい。
量 ηｖ ：体積効率 Ｔｃｏｌ（Ｋ） ：コレクタ内の温度 Ｐｃｏｌ（Ｐａ） ：コレクタ内の圧力 Ｎｅ（ｒｐｍ） ：機関回転速度 Ｔｏ（Ｋ） ：標準状態を示す絶対温度 Ｐｏ（Ｐａ） ：標準状態を示す絶対圧力 ρｃｏｌ（ｋｇ／ｍ3 ）：標準状態におけるコレクタに
存在する気体の密度 Ｖｃｙｌ（ｍ3 ） ：行程容積 ここで、Ｔｏ，Ｐｏ，Ｖｃｙｌは定数として与える。ρ
ｃｏｌはセンシングしても良いし標準的な値を与えても
よい。
【００２６】予測ＥＧＲ率演算部１０では、シリンダ吸
入混合気量演算部９ｂの出力であるシリンダに吸入され
る混合気量と、シリンダ吸入新気量演算部１３ｂの出力
であるシリンダに吸入される新気量を用いて、例えば式
（３）のような計算を行う（請求項１に相当）。
入混合気量演算部９ｂの出力であるシリンダに吸入され
る混合気量と、シリンダ吸入新気量演算部１３ｂの出力
であるシリンダに吸入される新気量を用いて、例えば式
（３）のような計算を行う（請求項１に相当）。
【００２７】
【数３】
【００２８】 Ｙｅｇｒ（％） ：予測ＥＧＲ率 Ｑｏ（ｋｇ／ｓ） ：シリンダに吸入される混合気量 Ｑｃｗ（ｋｇ／ｓ）：シリンダに吸入される新気量 コレクタ内圧力推定部１１では、目標ＥＧＲ弁開度演算
部６の出力である目標ＥＧＲ弁開度と、シリンダ吸入混
合気量演算部９ｂの出力であるシリンダに吸入される混
合気量と、コレクタ吸入新気量検出手段３の出力である
コレクタに吸入される新気量と、機関回転速度検出手段
１の出力である機関回転速度と、コレクタ内温度推定部
１２の出力であるコレクタ内の温度と、指令燃料噴射量
設定部１４の出力である指令燃料噴射量から、コレクタ
内の圧力を推定する。図４に示すように、コレクタ内圧
力演算部１１ａと、シリンダ排出排気量演算部１１ｂ
と、排気管内圧力演算部１１ｃと、排気管排出排気量演
算部１１ｄと、コレクタ吸入ＥＧＲ量演算部１１ｅと、
排気管内温度推定部１１ｆから構成される。
部６の出力である目標ＥＧＲ弁開度と、シリンダ吸入混
合気量演算部９ｂの出力であるシリンダに吸入される混
合気量と、コレクタ吸入新気量検出手段３の出力である
コレクタに吸入される新気量と、機関回転速度検出手段
１の出力である機関回転速度と、コレクタ内温度推定部
１２の出力であるコレクタ内の温度と、指令燃料噴射量
設定部１４の出力である指令燃料噴射量から、コレクタ
内の圧力を推定する。図４に示すように、コレクタ内圧
力演算部１１ａと、シリンダ排出排気量演算部１１ｂ
と、排気管内圧力演算部１１ｃと、排気管排出排気量演
算部１１ｄと、コレクタ吸入ＥＧＲ量演算部１１ｅと、
排気管内温度推定部１１ｆから構成される。
【００２９】コレクタ内圧力演算部１１ａでは、シリン
ダ吸入混合気量演算部９ｂの出力であるシリンダに吸入
される混合気量と、コレクタ吸入新気量検出手段３の出
力であるコレクタに吸入される新気量と、コレクタ吸入
ＥＧＲ量演算部１１ｅの出力であるコレクタに吸入され
るＥＧＲ量と、コレクタ内温度推定部１２の出力である
コレクタ内の温度を用いて、例えば式（４）及び式
（５）のような計算を行う（請求項２に相当）。式
（４）は（Ｑｗ＋Ｑｅ−Ｑｏ）の時間積分を離散時間系
の式を用いて表わしたものである。
ダ吸入混合気量演算部９ｂの出力であるシリンダに吸入
される混合気量と、コレクタ吸入新気量検出手段３の出
力であるコレクタに吸入される新気量と、コレクタ吸入
ＥＧＲ量演算部１１ｅの出力であるコレクタに吸入され
るＥＧＲ量と、コレクタ内温度推定部１２の出力である
コレクタ内の温度を用いて、例えば式（４）及び式
（５）のような計算を行う（請求項２に相当）。式
（４）は（Ｑｗ＋Ｑｅ−Ｑｏ）の時間積分を離散時間系
の式を用いて表わしたものである。
【００３０】
【数４】
【００３１】
【数５】
【００３２】 Ｇｃｏｌ（ｋｇ） ：コレクタの気体の重量 Ｑｗ（ｋｇ／ｓ） ：コレクタに吸入される新気量 Ｑｅ（ｋｇ／ｓ） ：コレクタに吸入されるＥＧＲ
量 Ｑｏ（ｋｇ／ｓ） ：シリンダに吸入される混合気
量 Ｔｃｏｌ（Ｋ） ：コレクタ内の温度 Ｐｃｏｌ（Ｐａ） ：コレクタ内の圧力 Δｔ（ｓ） ：サンプリングタイム Ｔｏ（Ｋ） ：標準状態を示す絶対温度 Ｐｏ（Ｐａ） ：標準状態を示す絶対圧力 ρｃｏｌ（ｋｇ／ｍ3 ）：標準状態におけるコレクタに
存在する気体の密度 Ｖｃｏｌ（ｍ3 ） ：コレクタ容積 ここで、Δｔ，Ｔｏ，Ｐｏ，Ｖｃｏｌは定数として与え
る。ρｃｏｌはセンシングしても良いし標準的な値を与
えてもよい。
量 Ｑｏ（ｋｇ／ｓ） ：シリンダに吸入される混合気
量 Ｔｃｏｌ（Ｋ） ：コレクタ内の温度 Ｐｃｏｌ（Ｐａ） ：コレクタ内の圧力 Δｔ（ｓ） ：サンプリングタイム Ｔｏ（Ｋ） ：標準状態を示す絶対温度 Ｐｏ（Ｐａ） ：標準状態を示す絶対圧力 ρｃｏｌ（ｋｇ／ｍ3 ）：標準状態におけるコレクタに
存在する気体の密度 Ｖｃｏｌ（ｍ3 ） ：コレクタ容積 ここで、Δｔ，Ｔｏ，Ｐｏ，Ｖｃｏｌは定数として与え
る。ρｃｏｌはセンシングしても良いし標準的な値を与
えてもよい。
【００３３】式（４）ではコレクタに吸入される流量か
ら、シリンダに吸入される流量の差を積分することによ
ってコレクタに存在する気体の重量を求める。式（５）
は、次の式（６）を変形することによって得られる。式
（６）は、ρｃｏｌ（標準状態におけるコレクタに存在
する気体の密度）を、コレクタの温度と圧力、及び、標
準状態を示す絶対温度と絶対圧力から、コレクタ内の密
度に補正し、この値にコレクタ容積をかけて、コレクタ
に存在する気体の重量としたものである。
ら、シリンダに吸入される流量の差を積分することによ
ってコレクタに存在する気体の重量を求める。式（５）
は、次の式（６）を変形することによって得られる。式
（６）は、ρｃｏｌ（標準状態におけるコレクタに存在
する気体の密度）を、コレクタの温度と圧力、及び、標
準状態を示す絶対温度と絶対圧力から、コレクタ内の密
度に補正し、この値にコレクタ容積をかけて、コレクタ
に存在する気体の重量としたものである。
【００３４】
【数６】
【００３５】 Ｇｃｏｌ（ｋｇ） ：コレクタの気体の重量 Ｔｃｏｌ（Ｋ） ：コレクタ内の温度 Ｐｃｏｌ（Ｐａ） ：コレクタ内の圧力 Ｔｏ（Ｋ） ：標準状態を示す絶対温度 Ｐｏ（Ｐａ） ：標準状態を示す絶対圧力 ρｃｏｌ（ｋｇ／ｍ3 ）：標準状態におけるコレクタに
存在する気体の密度 Ｖｃｏｌ（ｍ3 ） ：コレクタ容積 以降に示す、排気管内圧力演算部１１ｃと第２の実施の
形態の排気管内圧力演算部１１ｇの演算方法は、本演算
部と同じ考え方である。
存在する気体の密度 Ｖｃｏｌ（ｍ3 ） ：コレクタ容積 以降に示す、排気管内圧力演算部１１ｃと第２の実施の
形態の排気管内圧力演算部１１ｇの演算方法は、本演算
部と同じ考え方である。
【００３６】シリンダ排出排気量演算部１１ｂでは、機
関回転速度検出手段１の出力である機関回転速度から、
式（７）で表わされる、Ｔｒｅｆの時間間隔に同期して
演算を行う。Ｔｒｅｆはクランク軸が１８０度回転する
時間に相当する。
関回転速度検出手段１の出力である機関回転速度から、
式（７）で表わされる、Ｔｒｅｆの時間間隔に同期して
演算を行う。Ｔｒｅｆはクランク軸が１８０度回転する
時間に相当する。
【００３７】
【数７】
【００３８】 Ｔｒｅｆ（ｓ）：同期時間間隔 Ｎｅ（ｒｐｍ）：機関回転速度 内部では、シリンダ吸入混合気量演算部９ｂの出力であ
るシリンダに吸入される混合気量と、指令燃料噴射量設
定部１４の出力である指令燃料噴射量の出力と、機関回
転速度検出手段１の出力である機関回転速度を用いて、
例えば式（８）及び式（９）のような計算を行う（請求
項２に相当）。式（８）では、１行程あたりの指令燃料
噴射量を機関回転速度を用いて、単位時間あたりの量に
変換する。式（９）では、シリンダに吸入された混合気
が排出されるのが３行程後であり、シリンダ内に噴射さ
れた燃料が排出されるのが１行程後であることを利用し
てシリンダから排出される排気量を演算する。尚、指令
燃料噴射量と実際の燃料噴射量は、ほぼ等しいものとし
た。
るシリンダに吸入される混合気量と、指令燃料噴射量設
定部１４の出力である指令燃料噴射量の出力と、機関回
転速度検出手段１の出力である機関回転速度を用いて、
例えば式（８）及び式（９）のような計算を行う（請求
項２に相当）。式（８）では、１行程あたりの指令燃料
噴射量を機関回転速度を用いて、単位時間あたりの量に
変換する。式（９）では、シリンダに吸入された混合気
が排出されるのが３行程後であり、シリンダ内に噴射さ
れた燃料が排出されるのが１行程後であることを利用し
てシリンダから排出される排気量を演算する。尚、指令
燃料噴射量と実際の燃料噴射量は、ほぼ等しいものとし
た。
【００３９】
【数８】
【００４０】
【数９】
【００４１】 Ｑｆｓ（ｋｇ／ｓ） ：単位時間あたりの指令燃料噴
射量 Ｑｆ（ｋｇ／ｓｔ） ：指令燃料噴射量 Ｎｅ（ｒｐｍ） ：機関回転速度 Ｑｏｅｘｈ（ｋｇ／ｓ）：シリンダから排出される排気
量 Ｑｏ（ｋｇ／ｓ） ：シリンダに吸入される混合気
量 排気管内圧力演算部１１ｃは、コレクタ吸入ＥＧＲ量演
算部１１ｅの出力であるコレクタに吸入されるＥＧＲ量
と、シリンダ排出排気量演算部１１ｂの出力であるシリ
ンダから排出される排気量と、排気管排出排気量演算部
１１ｄの出力である排気管から排出される排気量と、排
気管内温度推定部１１ｆの出力である排気管内の温度を
用いて、例えば式（１０）及び式（１１）のような計算
を行う（請求項２に相当）。式（１０）は（Ｑｏｅｘｈ
−Ｑｅ−Ｑｅｘｈ）の時間積分を離散時間系の式を用い
て表わしたものである。
射量 Ｑｆ（ｋｇ／ｓｔ） ：指令燃料噴射量 Ｎｅ（ｒｐｍ） ：機関回転速度 Ｑｏｅｘｈ（ｋｇ／ｓ）：シリンダから排出される排気
量 Ｑｏ（ｋｇ／ｓ） ：シリンダに吸入される混合気
量 排気管内圧力演算部１１ｃは、コレクタ吸入ＥＧＲ量演
算部１１ｅの出力であるコレクタに吸入されるＥＧＲ量
と、シリンダ排出排気量演算部１１ｂの出力であるシリ
ンダから排出される排気量と、排気管排出排気量演算部
１１ｄの出力である排気管から排出される排気量と、排
気管内温度推定部１１ｆの出力である排気管内の温度を
用いて、例えば式（１０）及び式（１１）のような計算
を行う（請求項２に相当）。式（１０）は（Ｑｏｅｘｈ
−Ｑｅ−Ｑｅｘｈ）の時間積分を離散時間系の式を用い
て表わしたものである。
【００４２】
【数１０】
【００４３】
【数１１】
【００４４】 Ｇｅｘｈ（ｋｇ） ：排気管とＥＧＲ管内の気体の
重量 Ｑｏｅｘｈ（ｋｇ／ｓ）：シリンダから排出される排気
量 Ｑｅ（ｋｇ／ｓ） ：コレクタに吸入されるＥＧＲ
量 Ｑｅｘｈ（ｋｇ／ｓ） ：排気管から排出される排気量 Ｔｅｘｈ（Ｋ） ：排気管内の温度 Ｐｅｘｈ（Ｐａ） ：排気管内の圧力 Δｔ（ｓ） ：サンプリングタイム Ｔｏ（Ｋ） ：標準状態を示す絶対温度 Ｐｏ（Ｐａ） ：標準状態を示す絶対圧力 ρｅｘｈ（ｋｇ／ｍ3 ）：標準状態における排気管内の
気体の密度 Ｖｅｘｈ（ｍ3 ） ：排気管容積 Ｖｅｇｒ（ｍ3 ） ：ＥＧＲ管容積 ここで、Δｔ，Ｔｏ，Ｐｏ，Ｖｅｘｈは定数として与え
る。ρｅｘｈはセンシングしても良いし標準的な値を与
えてもよい。
重量 Ｑｏｅｘｈ（ｋｇ／ｓ）：シリンダから排出される排気
量 Ｑｅ（ｋｇ／ｓ） ：コレクタに吸入されるＥＧＲ
量 Ｑｅｘｈ（ｋｇ／ｓ） ：排気管から排出される排気量 Ｔｅｘｈ（Ｋ） ：排気管内の温度 Ｐｅｘｈ（Ｐａ） ：排気管内の圧力 Δｔ（ｓ） ：サンプリングタイム Ｔｏ（Ｋ） ：標準状態を示す絶対温度 Ｐｏ（Ｐａ） ：標準状態を示す絶対圧力 ρｅｘｈ（ｋｇ／ｍ3 ）：標準状態における排気管内の
気体の密度 Ｖｅｘｈ（ｍ3 ） ：排気管容積 Ｖｅｇｒ（ｍ3 ） ：ＥＧＲ管容積 ここで、Δｔ，Ｔｏ，Ｐｏ，Ｖｅｘｈは定数として与え
る。ρｅｘｈはセンシングしても良いし標準的な値を与
えてもよい。
【００４５】排気管内圧力演算部１１ｃでは、排気管と
ＥＧＲ管を、ほぼ同一の温度と圧力であるものとみなし
演算を行う。式（１０）では、排気管とＥＧＲ管を合わ
せた部分に吸入される流量と排出される流量の差を時間
積分して重量とする。第２の実施の形態の排気管内圧力
演算部１１ｇにおいても、排気管とＥＧＲ管を、ほぼ同
一の温度と圧力であるものとみなす。
ＥＧＲ管を、ほぼ同一の温度と圧力であるものとみなし
演算を行う。式（１０）では、排気管とＥＧＲ管を合わ
せた部分に吸入される流量と排出される流量の差を時間
積分して重量とする。第２の実施の形態の排気管内圧力
演算部１１ｇにおいても、排気管とＥＧＲ管を、ほぼ同
一の温度と圧力であるものとみなす。
【００４６】排気管排出排気量演算部１１ｄでは、排気
管内圧力演算部１１ｃの出力である排気管内の圧力を用
いて、例えば式（１２）を用いて演算する。式（１２）
はベルヌーイの式を用いたものである（請求項２に相
当）。
管内圧力演算部１１ｃの出力である排気管内の圧力を用
いて、例えば式（１２）を用いて演算する。式（１２）
はベルヌーイの式を用いたものである（請求項２に相
当）。
【００４７】
【数１２】
【００４８】 Ｑｅｘｈ（ｋｇ／ｓ） ：排気管から排出される排気量 Ｐｅｘｈ（Ｐａ） ：排気管内の圧力 Ｐａ（Ｐａ） ：大気圧 ρｅｘｈ（ｋｇ／ｍ3 ）：排気密度 Ｓｅｘｈ（ｍ2 ） ：排気管流路面積 ここで、ＳｅｘｈはＱｅｘｈが通過する流路面積に相当
し、定数として与える。Ｐａ，ρｅｘｈはセンシングし
ても良いし標準的な値を与えてもよい。
し、定数として与える。Ｐａ，ρｅｘｈはセンシングし
ても良いし標準的な値を与えてもよい。
【００４９】コレクタ吸入ＥＧＲ量演算部１１ｅは、ま
ず、例えば図６のようなＥＧＲ弁開度を開口面積に変換
するマップから、目標ＥＧＲ弁開度演算部６の出力であ
る目標ＥＧＲ弁開度を用いてＥＧＲ弁開口面積を求め
る。ここで目標ＥＧＲ弁開度と実際のＥＧＲ弁回はほぼ
一致するものとする。
ず、例えば図６のようなＥＧＲ弁開度を開口面積に変換
するマップから、目標ＥＧＲ弁開度演算部６の出力であ
る目標ＥＧＲ弁開度を用いてＥＧＲ弁開口面積を求め
る。ここで目標ＥＧＲ弁開度と実際のＥＧＲ弁回はほぼ
一致するものとする。
【００５０】次に、コレクタ内圧力演算部１１ａの出力
であるコレクタ内の圧力と、排気管内圧力演算部１１ｃ
の出力である排気管内の圧力と前記ＥＧＲ弁開口面積を
用いて、例えば式（１３）のような計算を行う。式（１
３）はベルヌーイの式を用いたものである（請求項２に
相当）。
であるコレクタ内の圧力と、排気管内圧力演算部１１ｃ
の出力である排気管内の圧力と前記ＥＧＲ弁開口面積を
用いて、例えば式（１３）のような計算を行う。式（１
３）はベルヌーイの式を用いたものである（請求項２に
相当）。
【００５１】
【数１３】
【００５２】 Ｑｅ（ｋｇ／ｓ） ：コレクタに吸入されるＥＧＲ
量 Ｐｅｘｈ（Ｐａ） ：排気管内の圧力 Ｐｃｏｌ（Ｐａ） ：コレクタ内の圧力 ρｅｘｈ（ｋｇ／ｍ3 ）：排気密度 Ｓｅｇｒ（ｍ2 ） ：ＥＧＲ弁開口面積 ρｅｘｈはセンシングしても良いし標準的な値を与えて
もよい。
量 Ｐｅｘｈ（Ｐａ） ：排気管内の圧力 Ｐｃｏｌ（Ｐａ） ：コレクタ内の圧力 ρｅｘｈ（ｋｇ／ｍ3 ）：排気密度 Ｓｅｇｒ（ｍ2 ） ：ＥＧＲ弁開口面積 ρｅｘｈはセンシングしても良いし標準的な値を与えて
もよい。
【００５３】排気管内温度推定部１１ｆは、指令燃料噴
射量設定部１４の出力である指令燃料噴射量を用いて、
あらかじめ用意されたマップから排気管内の温度を出力
する。排気管内温度設定マップ例を図７に示す。指令燃
料噴射量は、実際の燃料噴射量にほぼ一致するものとす
る（請求項２に相当）。
射量設定部１４の出力である指令燃料噴射量を用いて、
あらかじめ用意されたマップから排気管内の温度を出力
する。排気管内温度設定マップ例を図７に示す。指令燃
料噴射量は、実際の燃料噴射量にほぼ一致するものとす
る（請求項２に相当）。
【００５４】コレクタ内温度推定部１２では、予測ＥＧ
Ｒ率演算部１０の出力である予測ＥＧＲ率と、指令燃料
噴射量設定部１４の出力である指令燃料噴射量を用い
て、あらかじめ用意されたマップからコレクタ内の温度
を出力する。コレクタ内温度設定マップ例を図８に示
す。指令燃料噴射量は、実際の燃料噴射量にほぼ一致す
るものとする（請求項１に相当）。
Ｒ率演算部１０の出力である予測ＥＧＲ率と、指令燃料
噴射量設定部１４の出力である指令燃料噴射量を用い
て、あらかじめ用意されたマップからコレクタ内の温度
を出力する。コレクタ内温度設定マップ例を図８に示
す。指令燃料噴射量は、実際の燃料噴射量にほぼ一致す
るものとする（請求項１に相当）。
【００５５】シリンダ吸入新気量演算部１３ｂは、コレ
クタ吸入新気量検出手段３の出力であるコレクタに吸入
される新気量と、コレクタ動特性推定部１５の出力であ
るコレクタによって生じる動特性の時定数を用いて、例
えば式（１４）のような計算を行う。式（１４）は一次
遅れの関係を離散時間系の式を用いて表したものである
（請求項１及び請求項５に相当）。
クタ吸入新気量検出手段３の出力であるコレクタに吸入
される新気量と、コレクタ動特性推定部１５の出力であ
るコレクタによって生じる動特性の時定数を用いて、例
えば式（１４）のような計算を行う。式（１４）は一次
遅れの関係を離散時間系の式を用いて表したものである
（請求項１及び請求項５に相当）。
【００５６】
【数１４】
【００５７】 Ｑｃｗ（ｋｇ／ｓ）：シリンダに吸入される新気量 Ｑｗ（ｋｇ／ｓ） ：コレクタに吸入される新気量 τａ（ｓ） ：コレクタによって生じる動特性の
時定数 Δｔ（ｓ） ：サンプリングタイム ここで、Δｔは定数として与える。
時定数 Δｔ（ｓ） ：サンプリングタイム ここで、Δｔは定数として与える。
【００５８】指令燃料噴射量設定部１４では、燃料噴射
量の指令値を設定する。コレクタ動特性推定部１５で
は、機関回転速度検出手段１の出力である機関回転速度
と、体積効率推定部９ａの出力である体積効率を用い
て、例えば式（１５）のような計算を行う（請求項５に
相当）。
量の指令値を設定する。コレクタ動特性推定部１５で
は、機関回転速度検出手段１の出力である機関回転速度
と、体積効率推定部９ａの出力である体積効率を用い
て、例えば式（１５）のような計算を行う（請求項５に
相当）。
【００５９】
【数１５】
【００６０】 τａ（ｓ） ：コレクタによって生じる動特性の
時定数 Ｎｅ（ｒｐｍ） ：機関回転速度 Ｖｃｏｌ（ｍ3 ） ：コレクタ容積 Ｖｃｙｌ（ｍ3 ） ：行程容積 ηｖ ：体積効率 ここで、Ｖｃｏｌ，Ｖｃｙｌは定数として与える。
時定数 Ｎｅ（ｒｐｍ） ：機関回転速度 Ｖｃｏｌ（ｍ3 ） ：コレクタ容積 Ｖｃｙｌ（ｍ3 ） ：行程容積 ηｖ ：体積効率 ここで、Ｖｃｏｌ，Ｖｃｙｌは定数として与える。
【００６１】従来例と第１の実施の形態との制御性能を
比較した結果を図９に示す。（１０秒から、アイドル状
態から加速状態に以降する場合を想定している。）図９
から、第１の実施の形態の方が、過渡時、定常時共に、
制御性能が高いことがわかる。尚、従来例でのシリンダ
吸入混合気量演算部２は、式（２）右辺における機関回
転速度以外の変数（コレクタ内の温度、コレクタの圧
力、体積効率）を定数とした。
比較した結果を図９に示す。（１０秒から、アイドル状
態から加速状態に以降する場合を想定している。）図９
から、第１の実施の形態の方が、過渡時、定常時共に、
制御性能が高いことがわかる。尚、従来例でのシリンダ
吸入混合気量演算部２は、式（２）右辺における機関回
転速度以外の変数（コレクタ内の温度、コレクタの圧
力、体積効率）を定数とした。
【００６２】（第２の実施の形態）以下、請求項１，
３，４，５までを実施した場合を第２の実施の形態とし
て、図面に基づいて説明する。第２の実施の形態は、タ
ーボが装着されていることを前提とした例である。
３，４，５までを実施した場合を第２の実施の形態とし
て、図面に基づいて説明する。第２の実施の形態は、タ
ーボが装着されていることを前提とした例である。
【００６３】図１０から図１２に第２の実施の形態の構
成を示す。
成を示す。
【００６４】図１１は、図１０のシリンダ吸入混合気量
推定部９−２の構成を示したもので、体積効率推定部９
ａとシリンダ吸入混合気量演算部９ｂからなる。
推定部９−２の構成を示したもので、体積効率推定部９
ａとシリンダ吸入混合気量演算部９ｂからなる。
【００６５】図１２は、図１０のコレクタ内圧力推定部
１１−２の構成を示したもので、コレクタ内圧力演算部
１１ａと、シリンダ排出排気量演算部１１ｂと、コレク
タ吸入ＥＧＲ量演算部１１ｅと、排気管内温度推定部１
１ｆと、排気管内圧力演算部１１ｇと、タービン通過排
気量演算部１１ｉと、ウエィストゲートバルブ通過排気
量演算部１１ｊからなる。
１１−２の構成を示したもので、コレクタ内圧力演算部
１１ａと、シリンダ排出排気量演算部１１ｂと、コレク
タ吸入ＥＧＲ量演算部１１ｅと、排気管内温度推定部１
１ｆと、排気管内圧力演算部１１ｇと、タービン通過排
気量演算部１１ｉと、ウエィストゲートバルブ通過排気
量演算部１１ｊからなる。
【００６６】本第２の実施の形態のコレクタ内圧力推定
部１１−２は、第１の実施の形態のコレクタ内圧力推定
部１１に対し、構成として排気管内圧力演算部１１ｃと
排気管排出排気量演算部１１ｄがなくなり、排気管内圧
力演算部１１ｇとタービン通過排気量演算部１１ｉとウ
エィストゲートバルブ通過排気量演算部１１ｊが追加さ
れる。さらに、第２の実施の形態では、ウエィストゲー
トバルブ開度設定部１６が追加される。第２の実施の形
態の他の構成要素は既に第１の実施の形態で説明済みな
ので省略し、排気管内圧力演算部１１ｇとタービン通過
排気量演算部１１ｉとウエィストゲートバルブ通過排気
量演算部１１ｊとウエィストゲートバルブ開度設定部１
６の説明を行う。
部１１−２は、第１の実施の形態のコレクタ内圧力推定
部１１に対し、構成として排気管内圧力演算部１１ｃと
排気管排出排気量演算部１１ｄがなくなり、排気管内圧
力演算部１１ｇとタービン通過排気量演算部１１ｉとウ
エィストゲートバルブ通過排気量演算部１１ｊが追加さ
れる。さらに、第２の実施の形態では、ウエィストゲー
トバルブ開度設定部１６が追加される。第２の実施の形
態の他の構成要素は既に第１の実施の形態で説明済みな
ので省略し、排気管内圧力演算部１１ｇとタービン通過
排気量演算部１１ｉとウエィストゲートバルブ通過排気
量演算部１１ｊとウエィストゲートバルブ開度設定部１
６の説明を行う。
【００６７】排気管内圧力演算部１１ｇでは、コレクタ
吸入ＥＧＲ量演算部１１ｅの出力であるコレクタに吸入
されるＥＧＲ量と、シリンダ排出排気量演算部１１ｂの
出力であるシリンダから排出される排気量と、タービン
通過排気量演算部１１ｉの出力であるタービンを通過す
る排気量と、ウエィストゲートバルブ通過排気量演算部
１１ｊの出力であるウエィストゲートバルブを通過する
排気量と、排気管内温度推定部１１ｆの出力である排気
管内の温度を用いて、例えば式（１６）及び式（１７）
のような計算を行う（請求項３に相当）。式（１６）は
（Ｑｏｅｘｈ−Ｑｅ−Ｑｔ−Ｑｗｖ）の時間積分を離散
時間系の式を用いて表わしたものである。
吸入ＥＧＲ量演算部１１ｅの出力であるコレクタに吸入
されるＥＧＲ量と、シリンダ排出排気量演算部１１ｂの
出力であるシリンダから排出される排気量と、タービン
通過排気量演算部１１ｉの出力であるタービンを通過す
る排気量と、ウエィストゲートバルブ通過排気量演算部
１１ｊの出力であるウエィストゲートバルブを通過する
排気量と、排気管内温度推定部１１ｆの出力である排気
管内の温度を用いて、例えば式（１６）及び式（１７）
のような計算を行う（請求項３に相当）。式（１６）は
（Ｑｏｅｘｈ−Ｑｅ−Ｑｔ−Ｑｗｖ）の時間積分を離散
時間系の式を用いて表わしたものである。
【００６８】
【数１６】
【００６９】
【数１７】
【００７０】 Ｇｅｘｈ（ｋｇ） ：排気管とＥＧＲ管内の気体の
重量 Ｑｏｅｘｈ（ｋｇ／ｓ）：シリンダから排出される排気
量 Ｑｅ（ｋｇ／ｓ） ：コレクタに吸入されるＥＧＲ
量 Ｑｔ（ｋｇ／ｓ） ：タービンを通過する排気量 Ｑｗｖ（ｋｇ／ｓ） ：ウエィストゲートバルブを通
過する排気量 Ｔｅｘｈ（Ｋ） ：排気管内の温度 Ｐｅｘｈ（Ｐａ） ：排気管内の圧力 Δｔ（ｓ） ：サンプリングタイム Ｔｏ（Ｋ） ：標準状態を示す絶対温度 Ｐｏ（Ｐａ） ：標準状態を示す絶対圧力 ρｅｘｈ（ｋｇ／ｍ3 ）：標準状態における排気管内の
気体の密度 Ｖｅｘｈ（ｍ3 ） ：排気管容積 Ｖｅｇｒ（ｍ3 ） ：ＥＧＲ管容積 ここで、Δｔ，Ｔｏ，Ｐｏ，Ｖｅｘｈは定数として与え
る。ρｅｘｈはセンシングしても良いし標準的な値を与
えてもよい。
重量 Ｑｏｅｘｈ（ｋｇ／ｓ）：シリンダから排出される排気
量 Ｑｅ（ｋｇ／ｓ） ：コレクタに吸入されるＥＧＲ
量 Ｑｔ（ｋｇ／ｓ） ：タービンを通過する排気量 Ｑｗｖ（ｋｇ／ｓ） ：ウエィストゲートバルブを通
過する排気量 Ｔｅｘｈ（Ｋ） ：排気管内の温度 Ｐｅｘｈ（Ｐａ） ：排気管内の圧力 Δｔ（ｓ） ：サンプリングタイム Ｔｏ（Ｋ） ：標準状態を示す絶対温度 Ｐｏ（Ｐａ） ：標準状態を示す絶対圧力 ρｅｘｈ（ｋｇ／ｍ3 ）：標準状態における排気管内の
気体の密度 Ｖｅｘｈ（ｍ3 ） ：排気管容積 Ｖｅｇｒ（ｍ3 ） ：ＥＧＲ管容積 ここで、Δｔ，Ｔｏ，Ｐｏ，Ｖｅｘｈは定数として与え
る。ρｅｘｈはセンシングしても良いし標準的な値を与
えてもよい。
【００７１】タービン通過排気量演算部１１ｉでは、ま
ず排気管内圧力演算部１１ｇの出力である排気管内の圧
力から、例えば式（１８）のような計算を行う。ここ
で、式（１８）中のηｔは、排気管内の圧力を入力とす
るマップから求められる。本マップはあらかじめ実験に
より設定しておく。ηｔ設定マップ例を図１３に示す
（請求項３に相当）。
ず排気管内圧力演算部１１ｇの出力である排気管内の圧
力から、例えば式（１８）のような計算を行う。ここ
で、式（１８）中のηｔは、排気管内の圧力を入力とす
るマップから求められる。本マップはあらかじめ実験に
より設定しておく。ηｔ設定マップ例を図１３に示す
（請求項３に相当）。
【００７２】
【数１８】
【００７３】 Ｑｔ（ｋｇ／ｓ） ：タービンを通過する排気量 ηｔ ：Ｑｔ演算用係数 Ｐｅｘｈ（Ｐａ） ：排気管内の圧力 Ｐａ（Ｐａ） ：大気圧 ρｅｘｈ（ｋｇ／ｍ3 ）：排気密度 Ｓｔ（ｍ2 ） ：タービン通過流路面積 ここで、ＳｔはＱｔが通過する流路面積に相当し、定数
として与える。Ｐａ，ρｅｘｈはセンシングしても良い
し標準的な値を与えてもよい。
として与える。Ｐａ，ρｅｘｈはセンシングしても良い
し標準的な値を与えてもよい。
【００７４】ウエィストゲートバルブ通過排気量演算部
１１ｊでは、まず、例えば図１４のようなウエィストゲ
ートバルブ開度を開口面積に変換するマップから、ウエ
ィストゲートバルブ開度設定部１６の出力であるウエィ
ストゲートバルブ開度を用いて、ウエィストゲートバル
ブ開口面積を求める。
１１ｊでは、まず、例えば図１４のようなウエィストゲ
ートバルブ開度を開口面積に変換するマップから、ウエ
ィストゲートバルブ開度設定部１６の出力であるウエィ
ストゲートバルブ開度を用いて、ウエィストゲートバル
ブ開口面積を求める。
【００７５】次に、排気管内圧力演算部１１ｇの出力で
ある排気管内の圧力と前記ウエィストゲートバルブ開口
面積を用いて、例えば式（１９）のような計算を行う。
式（１９）はベルヌーイの式を用いたものである（請求
項３に相当）。
ある排気管内の圧力と前記ウエィストゲートバルブ開口
面積を用いて、例えば式（１９）のような計算を行う。
式（１９）はベルヌーイの式を用いたものである（請求
項３に相当）。
【００７６】
【数１９】
【００７７】 Ｑｗｖ（ｋｇ／ｓ） ：ウエィストゲートバルブを通
過する排気量 Ｐｅｘｈ（Ｐａ） ：排気管内の圧力 Ｐａ（Ｐａ） ：大気圧 ρｅｘｈ（ｋｇ／ｍ3 ）：排気密度 Ｓｗｖ（ｍ2 ） ：ウエィストゲートバルブ開口
面積 Ｐａ，ρｅｘｈはセンシングしても良いし標準的な値を
与えてもよい。
過する排気量 Ｐｅｘｈ（Ｐａ） ：排気管内の圧力 Ｐａ（Ｐａ） ：大気圧 ρｅｘｈ（ｋｇ／ｍ3 ）：排気密度 Ｓｗｖ（ｍ2 ） ：ウエィストゲートバルブ開口
面積 Ｐａ，ρｅｘｈはセンシングしても良いし標準的な値を
与えてもよい。
【００７８】ウエィストゲートバルブ開度設定部１６で
は、ウエィストゲートバルブ開度を設定する。
は、ウエィストゲートバルブ開度を設定する。
【００７９】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明よれ
ば、ＥＧＲ率の推定に必要な、シリンダに吸入される混
合気量とシリンダに吸入される新気量を精度良く推定し
たことによって、ＥＧＲ率の推定精度が向上する。その
結果、ＥＧＲ率の制御性能が向上し、ＮＯx 、黒煙等の
発生を低減できる。
ば、ＥＧＲ率の推定に必要な、シリンダに吸入される混
合気量とシリンダに吸入される新気量を精度良く推定し
たことによって、ＥＧＲ率の推定精度が向上する。その
結果、ＥＧＲ率の制御性能が向上し、ＮＯx 、黒煙等の
発生を低減できる。
【００８０】また、ＹＥＯ−１０８３の特許において
は、従来例に対して、本発明と同様の効果が得られる
が、ＹＥＯ−１０８３の特許では、シリンダに吸入され
る混合気量を検出手段によって検出するか、あるいは推
定する場合において、コレクタ内の圧力の検出値を用い
て推定している。さらに、本発明で用いている、コレク
タ吸入新気量検出手段と機関回転速度検出手段を使用し
ている。よって、本発明は、ＹＥＯ−１０８３の特許に
対しては、従来例と同様の効果を、より少ない検出手段
で得ることができるという効果がある。
は、従来例に対して、本発明と同様の効果が得られる
が、ＹＥＯ−１０８３の特許では、シリンダに吸入され
る混合気量を検出手段によって検出するか、あるいは推
定する場合において、コレクタ内の圧力の検出値を用い
て推定している。さらに、本発明で用いている、コレク
タ吸入新気量検出手段と機関回転速度検出手段を使用し
ている。よって、本発明は、ＹＥＯ−１０８３の特許に
対しては、従来例と同様の効果を、より少ない検出手段
で得ることができるという効果がある。
【００８１】特許請求の範囲における各請求項は、上記
共通の効果（請求項１の効果）に対して、さらに以下の
ような特徴がある。
共通の効果（請求項１の効果）に対して、さらに以下の
ような特徴がある。
【００８２】請求項２の発明は、ターボが装着されてい
ない場合の、請求項１のコレクタ内の圧力を推定する方
法を特定したものである。
ない場合の、請求項１のコレクタ内の圧力を推定する方
法を特定したものである。
【００８３】請求項３の発明は、ターボが装着されてい
る場合の、請求項１のコレクタ内の圧力を推定する方法
を特定したものである。
る場合の、請求項１のコレクタ内の圧力を推定する方法
を特定したものである。
【００８４】請求項４の発明は、請求項１のシリンダに
吸入される混合気量を推定する方法を特定したものであ
る。
吸入される混合気量を推定する方法を特定したものであ
る。
【００８５】請求項５の発明は、請求項１のコレクタに
吸入される気体がシリンダに吸入されるまでの動特性を
推定する方法を特定したものである。
吸入される気体がシリンダに吸入されるまでの動特性を
推定する方法を特定したものである。
【００８６】請求項６の発明は、請求項４の体積効率を
推定する場合に比べて推定手段が不要になる。
推定する場合に比べて推定手段が不要になる。
【図１】本発明の基本的構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のシリンダ吸入混合
気量推定部の構成図である。
気量推定部の構成図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態のコレクタ内圧力推
定部の構成図である。
定部の構成図である。
【図５】体積効率設定マップ例である。
【図６】ＥＧＲ弁開口面積設定マップ例である。
【図７】排気管内温度設定マップ例である。
【図８】コレクタ内温度設定マップ例である。
【図９】シミュレーション結果を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の構成図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態のシリンダ吸入混
合気量推定部の構成図である。
合気量推定部の構成図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態のコレクタ内圧力
推定部の構成図である。
推定部の構成図である。
【図１３】ηｔ設定マップ例である。
【図１４】ウエィストゲートバルブ開口面積設定マップ
例である。
例である。
【図１５】従来例の構成図である。
１ 機関回転速度検出手段 ２ シリンダ吸入混合気量演算部 ３ コレクタ吸入新気量検出手段 ４，１０ 予測ＥＧＲ率演算部 ５ 目標ＥＧＲ率設定部 ６ 目標ＥＧＲ弁開度演算部 ７ ＥＧＲ弁操作部 ８ ディーゼル機関 ９，９−２ シリンダ吸入混合気量推定部 ９ａ 体積効率推定部 ９ｂ シリンダ吸入混合気量演算部 １１，１１−２ コレクタ内圧力推定部 １１ａ コレクタ内圧力演算部 １１ｂ シリンダ排出排気量演算部 １１ｃ 排気管内圧力演算部 １１ｄ 排気管排出排気量演算部 １１ｅ コレクタ吸入ＥＧＲ量演算部 １１ｆ 排気管内温度推定部 １１ｇ 排気管内圧力演算部 １１ｉ タービン通過排気量演算部 １１ｊ ウエィストゲートバルブ通過排気量演算部 １２ コレクタ内温度推定部 １３，１３ｂ シリンダ吸入新気量演算部 １４ 指令燃料噴射量設定部 １５ コレクタ動特性推定部 １６ ウエィストゲートバルブ開度設定部
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１Ｃ 41/02 ３５１ 41/02 ３５１
Claims (6)
- 【請求項１】 機関回転速度を検出する手段と、 前記機関回転速度とコレクタ内の温度とコレクタ内の圧
力と行程容積から、シリンダに吸入される混合気量を推
定する手段と、 コレクタに吸入される新気量を検出する手段と、 前記コレクタに吸入される新気量から、コレクタに吸入
される気体がシリンダに吸入されるまでの動特性に基づ
き、シリンダに吸入される新気量を演算する手段と、 前記シリンダに吸入される混合気量と前記シリンダに吸
入される新気量から、予測ＥＧＲ率を演算する手段と、 目標ＥＧＲ率を設定する手段と、 前記予測ＥＧＲ率と前記目標ＥＧＲ率から、目標ＥＧＲ
弁開度を演算する手段と、 前記目標ＥＧＲ弁開度に基づき、ＥＧＲ弁を操作する手
段と、 指令燃料噴射量を設定する手段と、 前記予測ＥＧＲ率と前記指令燃料噴射量から、前記コレ
クタ内の温度を推定する手段と、 前記目標ＥＧＲ弁開度と前記シリンダに吸入される混合
気量と前記コレクタに吸入される新気量と前記機関回転
速度と前記コレクタ内の温度と前記指令燃料噴射量とコ
レクタ容積と排気管容積とＥＧＲ管容積から、前記コレ
クタ内の圧力を推定する手段と、からなることを特徴と
するディーゼル機関用ＥＧＲ制御装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のディーゼル機関用ＥＧ
Ｒ制御装置において、ターボが装着されていない場合、
前記コレクタ内の圧力を推定する手段は、前記シリンダ
に吸入される混合気量と前記コレクタに吸入される新気
量とコレクタに吸入されるＥＧＲ量と前記コレクタ内の
温度と前記コレクタ容積から、前記コレクタ内の圧力を
演算する手段と、 前記シリンダに吸入される混合気量と前記機関回転速度
と前記指令燃料噴射量から、シリンダから排出される排
気量を演算する手段と、 前記コレクタに吸入されるＥＧＲ量と前記シリンダから
排出される排気量と排気管から排出される排気量と排気
管内の温度と前記排気管容積と前記ＥＧＲ管容積から、
排気管内の圧力を演算する手段と、 前記排気管内の圧力から、前記排気管から排出される排
気量を演算する手段と、 前記目標ＥＧＲ弁開度と前記コレクタ内の圧力と前記排
気管内の圧力から、前記コレクタに吸入されるＥＧＲ量
を演算する手段と、 前記指令燃料噴射量から、前記排気管内の温度を推定す
る手段と、からなることを特徴とするディーゼル機関用
ＥＧＲ制御装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載のディーゼル機関用ＥＧ
Ｒ制御装置において、ターボが装着されている場合、ウ
エィストゲートバルブの開度設定手段を有し、前記コレ
クタ内の圧力を推定する手段は、 前記シリンダに吸入される混合気量と前記コレクタに吸
入される新気量とコレクタに吸入されるＥＧＲ量と前記
コレクタ内の温度と前記コレクタ容積から、前記コレク
タ内の圧力を演算する手段と、 前記シリンダに吸入される混合気量と前記機関回転速度
と前記指令燃料噴射量から、シリンダから排出される排
気量を演算する手段と、 前記コレクタに吸入されるＥＧＲ量と前記シリンダから
排出される排気量とタービンを通過する排気量とウエィ
ストゲートバルブを通過する排気量と排気管内の温度と
前記排気管容積と前記ＥＧＲ管容積から、排気管内の圧
力を演算する手段と、 前記排気管内の圧力から、前記タービンを通過する排気
量を演算する手段と、 前記排気管内の圧力と前記ウエィストゲートバルブの開
度から、前記ウエィストゲートバルブを通過する排気量
を演算する手段と、 前記目標ＥＧＲ弁開度と前記コレクタ内の圧力と前記排
気管内の圧力から、前記コレクタに吸入されるＥＧＲ量
を演算する手段と、 前記指令燃料噴射量から、前記排気管内の温度を推定す
る手段と、からなることを特徴とするディーゼル機関用
ＥＧＲ制御装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載のディーゼル機関用ＥＧ
Ｒ制御装置において、前記シリンダに吸入される混合気
量を推定する手段は、 前記機関回転速度と前記コレクタ内の圧力から、体積効
率を推定する手段と、 前記体積効率と前記機関回転速度と前記コレクタ内の温
度と前記コレクタ内の圧力と前記行程容積から、前記シ
リンダ内に吸入される混合気量を演算する手段と、から
なることを特徴とするディーゼル機関用ＥＧＲ制御装
置。 - 【請求項５】 請求項１に記載のディーゼル機関用ＥＧ
Ｒ制御装置において、前記コレクタに吸入される気体が
シリンダに吸入されるまでの動特性は、前記機関回転速
度と前記体積効率と前記行程容積と前記コレクタ容積か
ら推定することを特徴とするディーゼル機関用ＥＧＲ制
御装置。 - 【請求項６】 請求項４に記載のディーゼル機関用ＥＧ
Ｒ制御装置において、前記体積効率は、所定の定数とす
ることを特徴とするディーゼル機関用ＥＧＲ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8257216A JPH10103162A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | ディーゼル機関用ｅｇｒ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8257216A JPH10103162A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | ディーゼル機関用ｅｇｒ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10103162A true JPH10103162A (ja) | 1998-04-21 |
Family
ID=17303285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8257216A Pending JPH10103162A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | ディーゼル機関用ｅｇｒ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10103162A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7163007B2 (en) * | 2004-07-14 | 2007-01-16 | Honda Motor Co., Ltd. | Control system for internal combustion engine |
| JP2008038648A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気還流装置 |
| JP2011241717A (ja) * | 2010-05-17 | 2011-12-01 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
| JP2015075036A (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-20 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| CN111946434A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-11-17 | 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 | 防爆柴油机智能控制精准缸温减少nox装置及标定方法 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP8257216A patent/JPH10103162A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7163007B2 (en) * | 2004-07-14 | 2007-01-16 | Honda Motor Co., Ltd. | Control system for internal combustion engine |
| EP1617056A3 (en) * | 2004-07-14 | 2008-11-19 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Control system for internal combustion engine |
| JP2008038648A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気還流装置 |
| JP2011241717A (ja) * | 2010-05-17 | 2011-12-01 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
| JP2015075036A (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-20 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| CN111946434A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-11-17 | 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 | 防爆柴油机智能控制精准缸温减少nox装置及标定方法 |
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