JPH11166452A - ディーゼルエンジンのシリンダ吸入ガス温度算出装置及びｅｇｒ制御装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンのシリンダ吸入ガス温度算出装置及びｅｇｒ制御装置

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JPH11166452A
JPH11166452A JP9332929A JP33292997A JPH11166452A JP H11166452 A JPH11166452 A JP H11166452A JP 9332929 A JP9332929 A JP 9332929A JP 33292997 A JP33292997 A JP 33292997A JP H11166452 A JPH11166452 A JP H11166452A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＥＧＲガス冷却装置付きのＥＧＲ装置を備え
るディーゼルエンジンにおいて、シリンダに吸入される
ガス温度を正確に予測して、ＥＧＲ制御に反映させる。 【解決手段】 吸入新気量を検出し、遅れ処理してシリ
ンダ吸入新気量を演算する。吸入新気温度を検出する。
吸気系圧力と排気系圧力との差圧とＥＧＲ弁の開度とか
らＥＧＲ量を演算し、遅れ処理してシリンダ吸入ＥＧＲ
量を演算する。排気温度とＥＧＲガス冷却水温とＥＧＲ
ガス冷却装置の効率とからＥＧＲガス温度を演算する。
シリンダ吸入新気量と吸入新気温度とシリンダ吸入ＥＧ
Ｒ量とＥＧＲガス温度とから、シリンダ吸入ガス温度を
演算する。シリンダ吸入ガス温度に応じて、目標ＥＧＲ
量を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＥＧＲ（排気還
流）ガス冷却装置付きのＥＧＲ装置を備えるディーゼル
エンジンにおけるシリンダ吸入ガス温度算出装置、及
び、これを用いたＥＧＲ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の環境改善への関心の高まりから、
ディーゼルエンジンの排気規制が強化されつつある。特
にディーゼルエンジンのＮＯｘを低減するために、大量
にＥＧＲをかけると、燃焼室に噴射された燃料が着火す
るまでの着火遅れ期間が長くなり、燃焼温度の低下の
他、膨張行程後期の燃焼割合が増え、かつ燃焼雰囲気が
酸素不足となるため、一般に排気微粒子（以下ＰＭ；Pa
rticulate Matterと称する）や他の排気成分（ＨＣ，Ｃ
Ｏ）が悪化する傾向にある。
【０００３】そこで、このトレードオフの関係を改善す
るために、従来の拡散燃焼主体の直噴ディーゼルエンジ
ンに対し、近年、新たな燃焼コンセプトが提案されてい
る。例えば、特開平８−８６２５１号には、噴射された
燃料の着火遅れ期間を積極的に長くし、燃焼温度を下げ
ることにより、ＮＯｘとＰＭとを同時に低減することが
示されている。
【０００４】また、ＥＧＲガスの温度を下げると、吸入
行程での充填効率が向上し（より酸素が多い条件で運転
でき）、かつ、燃焼室内の圧縮行程終了時の温度も低下
するため、ＮＯｘとＰＭとを同時に低減できることが実
験的に明らかになっており、特開平８−２６１０７２号
に示されるようなエンジン冷却水を用いてＥＧＲガスを
冷却するＥＧＲガス冷却装置を備える必要性が高まって
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】さて、このようにディ
ーゼルエンジンの排気浄化手段として、ＥＧＲガス冷却
装置は有効であるが、実際の車両に適用する場合、次の
ような問題点がある。図４４はＥＧＲガス冷却装置を備
えたディーゼルエンジンを搭載した車両で走行したとき
の、各種パラメータを計測した結果である。
【０００６】実際の車両の場合、エンジン回転数や負荷
によって冷却水量が増減し、ＥＧＲ量も増減する。この
ため、ＥＧＲガス冷却装置でのＥＧＲガス冷却能力がエ
ンジンの運転状態によって大きく変化することになる。
ゆえに、管理したいシリンダに吸入されるガス温度は運
転状態により大きく変化してしまう。従って、前記した
特開平８−２６１０７２号に記載のＥＧＲガス冷却装置
をただ単に車両に装着しただけでは、定常実験で得られ
るＥＧＲガス冷却装置の排気低減効果が得られない。
【０００７】また、回転負荷による冷却水循環量や排気
温度の変化に対して、ＥＧＲガス冷却装置出口側のＥＧ
Ｒガス温度の変化は、冷却装置の熱慣性の影響で、遅い
応答を示す。このため、例えばＥＧＲ弁の開度を一定に
した条件で冷却水温度を変化させた場合、冷却水温度の
変化に対して遅い応答でＥＧＲ率が変化する。そこで、
例えば特開平６−１０８９２５号のようにＥＧＲガス冷
却装置の出口にＥＧＲガス温度を測定するようにセンサ
を追加し、ＥＧＲガス温度に応じてＥＧＲ量を補正する
ものがある。
【０００８】しかし、気体の温度を測定する場合、相当
高応答のセンサを用いても、自動車用センサとしての耐
久性と応答性との両立を考えると、応答時定数は十数秒
のオーダーであり、車両のＥＧＲガス温度を精度よく測
定することは困難である。また、センサへの煤の付着に
より応答・精度とも経時劣化するため、自動車のライフ
サイクルを考えると、車両へ適用することは困難である
と考える。
【０００９】他方、例えば特開平５−２６３７１７号の
ようにエンジンの運転状態と吸気量と吸気管内圧とを測
定し、吸気温度を推定するものがある。この構成では、
実際にガス温度を測定する場合と比較して、演算による
推定のため応答遅れがないというメリットがあるが、実
際の吸気温度は、センサ・アクチュエータ・作動ガスの
遅れによる遅れがあり、制御上の位相差が問題となる。
【００１０】また、ＥＧＲガス冷却装置のような熱交換
器を有する場合、実施例中で示されている吸気温度予測
モデルでは、熱交換モデルがなくかつ吸気管内圧が大気
圧より低下しないディーゼルでは圧力センサで吸気管内
圧を正確に測定することは困難である。このため、実際
のＥＧＲ量の検出精度が不十分であり、吸気温度も正確
に予測できないため、シリンダに吸入されるガス温度を
精度よく演算することは困難である。
【００１１】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、ＥＧＲガス冷却装置を適用したデ
ィーゼルエンジンにおいて、運転条件が時々刻々変化す
るような過渡運転であってもＥＧＲガス冷却による排気
低減効果を享受することができるように、シリンダ吸入
ガス温度を精度よく算出することのできるシリンダ吸入
ガス温度算出装置を提供することを目的とする。
【００１２】また、このシリンダ吸入ガス温度算出装置
を用い、シリンダ吸入ガス温度に応じて、ＥＧＲを補正
制御することにより、所望の排気低減効果を得ることの
できるディーゼルエンジンのＥＧＲ制御装置を提供する
ことを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明では、次のように、構成する（図１参照）。エン
ジンへの吸入新気量を検出する吸入新気量検出手段と、
吸入新気温度を検出する吸入新気温度検出手段と、吸気
系の圧力を検出する吸気系圧力検出手段と、排気系の圧
力を検出する排気系圧力検出手段と、排気温度を検出す
る排気温度検出手段とを備える。
【００１４】また、排気系から排気ガスの一部を吸気系
へ還流するＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路の途中に設けられ
たＥＧＲ弁と、エンジン運転条件に基づいて目標ＥＧＲ
量を設定する目標ＥＧＲ量設定手段と、吸気系圧力と排
気系圧力との差圧と目標ＥＧＲ量とからＥＧＲ弁の目標
開度を設定してＥＧＲ弁を制御するＥＧＲ弁制御手段と
を備え、更に、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却装
置を備える。
【００１５】ここにおいて、前記吸入新気量検出手段に
より検出される吸入新気量に遅れ処理を施してシリンダ
吸入新気量を演算するシリンダ吸入新気量演算手段と、
ＥＧＲ弁の開度を検出するＥＧＲ弁開度検出手段と、吸
気系圧力と排気系圧力との差圧とＥＧＲ弁の開度とから
ＥＧＲ量を演算するＥＧＲ量演算手段と、ＥＧＲ量に遅
れ処理を施してシリンダ吸入ＥＧＲ量を演算するシリン
ダ吸入ＥＧＲ量演算手段と、ＥＧＲガス冷却装置の効率
を設定するＥＧＲガス冷却装置効率設定手段と、排気温
度とＥＧＲガス冷却装置の効率とに基づいてＥＧＲガス
冷却装置出口側のＥＧＲガス温度を演算するＥＧＲガス
温度演算手段と、シリンダ吸入新気量と吸入新気温度と
シリンダ吸入ＥＧＲ量とＥＧＲガス冷却装置出口側のＥ
ＧＲガス温度とに基づいてシリンダ吸入ガス温度を演算
するシリンダ吸入ガス温度演算手段とを設けて、シリン
ダ吸入ガス温度算出装置を構成する。
【００１６】請求項２に係る発明では、前記ＥＧＲガス
冷却装置は、エンジン冷却水によりＥＧＲガスを冷却す
るものであり、このＥＧＲガス冷却装置を通過する冷却
水温度を検出するＥＧＲガス冷却水温検出手段を設け
て、前記ＥＧＲガス温度演算手段を、排気温度とＥＧＲ
ガス冷却装置を通過する冷却水温度とＥＧＲガス冷却装
置の効率とに基づいてＥＧＲガス冷却装置出口側のＥＧ
Ｒガス温度を演算する構成としたことを特徴とする（図
１参照）。
【００１７】請求項３に係る発明では、前記吸気系圧力
検出手段に代えて、エンジン運転条件に基づいて吸気系
圧力を予測する吸気系圧力予測手段を設け、前記排気系
圧力検出手段に代えて、エンジン運転条件に基づいて排
気系圧力を予測する排気系圧力予測手段を設けたことを
特徴とする。請求項４に係る発明では、前記排気温度検
出手段に代えて、エンジン運転条件に基づいて排気温度
を予測する排気温度予測手段を設けたことを特徴とす
る。
【００１８】請求項５に係る発明では、前記吸入新気温
度検出手段により検出される吸入新気温度を吸気系圧力
により補正する吸入新気温度補正手段を設けたことを特
徴とする（図１参照）。請求項６に係る発明では、上記
のシリンダ吸入ガス温度算出装置を用い、シリンダ吸入
ガス温度に応じて、目標ＥＧＲ量を補正する目標ＥＧＲ
量補正手段を設けて、ディーゼルエンジンのＥＧＲ制御
装置を構成する（図１参照）。
【００１９】請求項７に係る発明では、シリンダ吸入ガ
ス温度に応じて、エンジン冷却水によりＥＧＲガスを冷
却するＥＧＲガス冷却装置の冷却水温度を調整する水温
調整装置を設けたことを特徴とする。請求項８に係る発
明では、シリンダ吸入ガス温度に応じて、エンジン冷却
水によりＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却装置の冷
却水量を調整する水量調整装置を設けたことを特徴とす
る。
【００２０】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、シリンダ
吸入新気量と吸入新気温度とシリンダ吸入ＥＧＲ量とＥ
ＧＲガス冷却装置出口側のＥＧＲガス温度とをそれぞれ
適切に求め、これらに基づいてシリンダ吸入ガス温度を
正確に予測演算でき、このシリンダ吸入ガス温度に応じ
てＥＧＲを適切に補正制御することが可能になるという
効果が得られる。
【００２１】請求項２に係る発明によれば、ＥＧＲガス
冷却装置がエンジン冷却水によりＥＧＲガスを冷却する
場合に、このＥＧＲガス冷却装置を通過する冷却水温度
を検出し、これを考慮して、ＥＧＲガス冷却装置出口側
のＥＧＲガス温度を演算することにより、シリンダ吸入
ガス温度をより正確に予測演算できる。請求項３に係る
発明によれば、エンジン運転条件に基づいて吸気系圧力
及び排気系圧力を予測することにより、これらを的確に
とらえることが可能となる。
【００２２】請求項４に係る発明によれば、エンジン運
転条件に基づいて排気温度を予測することにより、これ
を的確にとらえることが可能となる。請求項５に係る発
明によれば、センサによる吸入新気温度の検出値を吸気
系圧力により補正することにより、吸気系圧力の変動に
よる吸入新気温度の変動を的確にとらえることができ
る。
【００２３】請求項６に係る発明によれば、上記のシリ
ンダ吸入ガス温度算出装置を用い、シリンダ吸入ガス温
度に応じて、目標ＥＧＲ量を補正することにより、例え
ばＥＧＲガス冷却の遅れによる排気の悪化を最小限に抑
えることができるなど、所望の排気低減効果を得ること
ができる。請求項７に係る発明によれば、シリンダ吸入
ガス温度に応じて、ＥＧＲガス冷却装置の冷却水温度を
調整することにより、ＥＧＲガス冷却装置の能力を制御
して、過渡運転時においてもＥＧＲガス冷却による排気
低減効果を最大限に享受できる。
【００２４】請求項８に係る発明によれば、シリンダ吸
入ガス温度に応じて、ＥＧＲガス冷却装置の冷却水量を
調整することにより、ＥＧＲガス冷却装置の能力を制御
して、過渡運転時においてもＥＧＲガス冷却による排気
低減効果を最大限に享受できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て説明する。図２は本発明の第１実施形態を示すシステ
ム図である。ディーゼルエンジン１において、燃料は、
電子制御燃料噴射ポンプ２により、燃料噴射ノズル３を
介して、燃焼室４内に直接噴射供給される。
【００２６】吸気系には、排気系より排気ガスの一部が
ＥＧＲ装置により導入される。ＥＧＲ装置は、ＥＧＲ通
路５、ＥＧＲ量を制御するＥＧＲ弁６、及びコレクタ７
（ＥＧＲガス導入位置）上流の吸気絞り弁８を含んで構
成される。ＥＧＲ通路５には、エンジン冷却水によりＥ
ＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却装置９が設けられて
いる。
【００２７】また、コレクタ７下流にスワール制御弁１
０が設けられていて、これにより燃焼室４内にスワール
を生成可能である。また、この例では、吸気系に、ター
ボ過給機１１及びインタークーラ１２が装着され、排気
系に、排気浄化用の触媒１３が装着されている。１４は
吸入新気量を検出する吸入新気量検出手段としてのエア
フローメータ、１５は吸入新気温度を検出する吸入新気
温度検出手段としての吸気温センサ、１６はエンジン冷
却水温度を検出する水温センサ、１７はＥＧＲガス冷却
装置９を通過する冷却水温度を検出するＥＧＲガス冷却
水温検出手段としてのＥＧＲガス冷却水温センサであ
る。
【００２８】電子制御燃料噴射ポンプ２及び燃料噴射ノ
ズル３を含む燃料噴射装置の具体例は、図３に示され
る。電子制御燃料噴射ポンプ２は、ドライブシャフト２
１によって回転し、燃料を予圧するフィードポンプ２２
と、フィードポンプ２２によって加圧された燃料を蓄え
ると共にポンプ内部を潤滑させるポンプ室２３と、ドラ
イブシャフト２１によって回転し、回転しながらフェイ
スカム２４により往復運動を与えられて、ポンプ室２３
の燃料を吸入し、加圧分配するプランジャ２５と、各気
筒毎に設けられてプランジャ２５により分配された燃料
を各気筒の燃料噴射ノズル３へ送出するデリバリバルブ
２６と、プランジャ２５によって加圧された燃料をポン
プ室２３へ洩らすことによって噴射終わりを決定するコ
ントロールスリーブ２７と、コントロールスリーブ２７
の位置を自在に動して、燃料噴射量を調整するロータリ
ーソレノイド２８と、プランジャ２５の燃料吸入を停止
させてエンジンを停止させる燃料カットバルブ２９と、
を備える。
【００２９】また、電子制御燃料噴射ポンプ２は、燃料
噴射時期調整機構として、図３の他、図４に示されるよ
うに、前記フェイスカム２４と結合され、その位置を移
動させることにより、フェイスカム２４の位相を変化さ
せて、燃料噴射時期を調整可能なタイマピストン３０
と、タイマピストン３０を駆動する高圧室内の高圧燃料
を低圧室側に洩らすことによりタイマ高圧室圧力を調圧
して、燃料噴射時期を調整するタイミングコントロール
バルブ３１と、を備える。
【００３０】更に、各種センサとして、エンジン回転数
又はポンプ回転数を検出する回転数センサ３２，３３
と、アクセル開度（コントロールレバー開度）を検出す
るアクセル開度センサ３４、燃料噴射ノズル３の開弁時
期（実際の噴射時期）を検出するノズルリフトセンサ３
５と、ポンプ室２３内の燃温を検出する燃温センサ３
７、エンジンキースイッチ３８などが設けられ、これら
の信号がコントロールユニット３９に入力されている。
【００３１】また、図１中に示したエアフローメータ１
４、吸気温センサ１５、水温センサ１６、ＥＧＲガス冷
却水温センサ１７の信号もコントロールユニット３９に
入力されている。尚、燃料噴射ポンプは、図示のジャー
ク式噴射ポンプに限らず、現在各社で開発中のコモンレ
ール噴射ポンプやユニットインジェクタであってもよ
い。
【００３２】コントロールユニット３９は、内蔵のマイ
クロコンピュータにより、所定の演算処理を行って、燃
料噴射量制御用ロータリーソレノイド２８、燃料カット
バルブ２９、燃料噴射時期制御用タイミングコントロー
ルバルブ３１を駆動制御し、また、図１中のＥＧＲ弁６
やスワール制御弁１０なども駆動制御する。ＥＧＲ装置
の具体例は、図５に示される。
【００３３】ＥＧＲ弁６は、ＥＧＲ通路５中に設けら
れ、ステップモータにより駆動されて、ＥＧＲ量を調整
する。尚、このようなステップモータ駆動式ＥＧＲ弁６
の他、負圧駆動式ＥＧＲ弁などを用いてもよい。吸気絞
り弁８は、バキュームポンプで作られる負圧を元に、２
つの電磁弁４１，４２のオンオフ制御で調圧される制御
負圧により、段階的に作動して、コレクタ７内の圧力を
調整する。
【００３４】次に、制御内容をフローチャートを用いて
説明する。図６は吸気系圧力（コレクタ部圧力；以下吸
気圧という）Ｐｍ演算のフローチャートである。本フロ
ーは吸気系圧力予測手段に相当し、基準クランク角信号
に同期して実行される。予測演算に代えて、吸気系圧力
検出手段として吸気圧センサを用いることも可能であ
る。
【００３５】Ｓ１では、シリンダ吸入新気量Ｑac、シリ
ンダ吸入ＥＧＲ量Ｑec、吸入新気温度Ｔａ、ＥＧＲガス
温度Ｔｅ、体積効率相当値Ｋinを読込む。各パラメータ
の演算方法については後述する。Ｓ２では、以上のパラ
メータを用いて、次式により、吸気圧Ｐｍを演算し、処
理を終了する。
【００３６】Ｐｍ＝（（Ｑac×Ｔａ＋Ｑec×Ｔｅ）×Ｒ
×Ｋpm）／（Ｋin×Ｋvol ）＋Ｏpm ここで、Ｒは気体定数、Ｋvol は容積比（＝１シリンダ
容積Ｖｃ／吸気系容積Ｖｍ）、Ｋpm，Ｏpmは定数であ
る。図７は排気系圧力（ＥＧＲガス取出口圧力；以下排
気圧という）Ｐexh 演算のフローチャートである。本フ
ローは排気系圧力予測手段に相当し、基準クランク角信
号に同期して実行される。予測演算に代えて、排気系圧
力検出手段として排気圧センサを用いることも可能であ
る。
【００３７】Ｓ１では、シリンダから排出される排気量
Ｑexh 、排気温度Ｔexh 、エンジン回転数Ｎｅを読込
む。各パラメータの演算方法については後述する。Ｓ２
では、以上のパラメータを用いて、次式により、排気圧
Ｐexh を演算し、処理を終了する。 Ｐexh ＝（Ｑexh ×Ｎｅ／Ｋcon ）2 ×Ｔexh ×Ｋpexh
＋Ｏpexh ここで、Ｋcon 、Ｋpexh、Ｏpexhは定数である。
【００３８】図８はシリンダ吸入新気量Ｑac演算のフロ
ーチャートである。本フローはシリンダ吸入新気量演算
手段に相当し、基準クランク角信号に同期して実行され
る。Ｓ１では、エアフローメータ（ＡＦＭ）の出力電圧
を読込み、Ｓ２では、その電圧からテーブル変換で吸入
新気量を演算し、Ｓ３では、その値に加重平均処理を行
った値Ｑas0 を求める。
【００３９】Ｓ４では、エンジン回転数Ｎｅを読込み、
Ｓ５では、Ｑas0 、Ｎｅ及び定数ＫＣＯＮ＃から、次式
により、１シリンダ当たりの吸入新気量Ｑac0 を求め
る。 Ｑac0 ＝Ｑas0 ／Ｎｅ×ＫＣＯＮ＃ Ｓ６では、Ｑas0 のｎ回演算分の遅れ処理を行い、コレ
クタ入口の吸入新気量Ｑacn を演算する。
【００４０】Ｓ７では、容積比Ｋvol と体積効率相当値
Ｋinとを用いて、Ｑacn から次式に示すような遅れ処理
を行ってシリンダ吸入新気量Ｑacを求め、処理を終了す
る。 Ｑac＝Ｑacn-1 ×（１−Ｋvol ×Ｋin）＋Ｑacn ×Ｋvo
l ×Ｋin 図９はシリンダ吸入ＥＧＲ量Ｑec演算のフローチャート
である。本フローはシリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段に相
当し、基準クランク角信号に同期して実行される。
【００４１】Ｓ１，Ｓ２では、ＥＧＲ量Ｑｅ、エンジン
回転数Ｎｅを読込む。ＥＧＲ量Ｑｅの演算方法について
は後述する。Ｓ３では、ＥＧＲ量Ｑｅ、エンジン回転数
Ｎｅ及び定数ＫＣＯＮ＃から、次式により、１シリンダ
当たりの吸入ＥＧＲ量Ｑecn を求める。 Ｑecn ＝Ｑｅ／Ｎｅ×ＫＣＯＮ＃ Ｓ４では、容積比Ｋvol と体積効率相当値Ｋinとを用い
て、Ｑecn から次式に示すような遅れ処理を行ってシリ
ンダ吸入ＥＧＲ量Ｑecを求め、処理を終了する。
【００４２】Ｑec＝Ｑecn-1 ×（１−Ｋvol ×Ｋin）＋
Ｑecn ×Ｋvol ×Ｋin 図１０は吸入新気温度Ｔａ演算のフローチャートであ
る。本フローは吸入新気温度検出手段及び吸入新気温度
補正手段に相当し、所定時間（例えば１０ｍｓ）毎に実
行される。Ｓ１では、吸気温センサにより検出される吸
入新気温度Ｔa0、及び、吸気圧Ｐｍn-1 を読込む。
【００４３】Ｓ２，Ｓ３では、次式のごとく、熱力学の
法則による温度変化予測演算を行って、吸入新気温度Ｔ
ａを求め、処理を終了する。 圧力補正係数Ｋtmpi＝（Ｐｍn-1 ／ＰＡ＃） 吸入新気温度Ｔａ＝Ｔa0×Ｋtmpi＋ＴＯＦＦ＃ ここで、ＰＡ＃、ＴＯＦＦ＃は定数である。但し、ＴＯ
ＦＦ＃は水温や車速等により補正してもよい。
【００４４】図１１はＥＧＲガス冷却装置出口側（コレ
クタ入口）のＥＧＲガス温度Ｔｅ演算のフローチャート
である。本フローはＥＧＲガス冷却装置効率設定手段を
含むＥＧＲガス温度演算手段に相当し、基準クランク角
信号に同期して実行される。Ｓ１では、排気温度Ｔexh
、ＥＧＲガス冷却装置の効率に相当するＥＧＲガス冷
却装置の伝熱面における基本熱貫流率κ０及びその補正
係数κｈ、ＥＧＲ量Ｑｅ、ＥＧＲガス冷却水温センサに
より検出されるＥＧＲガス冷却水温度Ｔwg0 を読込む。
【００４５】尚、基本熱貫流率κ０は、図１２に示すよ
うに、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量（負荷）Ｑsol
とから近似的にマップ検索し、その補正係数κｈは、図
１３に示すように、ＥＧＲ量Ｑｅからテーブル検索す
る。排気温度Ｔexh 及びＥＧＲ量Ｑｅの演算方法につい
ては後述する。Ｓ２では、次式に示すような演算によ
り、熱貫流率κの遅れ処理を行う。
【００４６】 κ＝κn-1 ×（１−ＴｃＫ）＋κ０×ＴｃＫ ここで、ＴｃＫは定数である。また、添字のn-1 は１サ
イクル前の値である。Ｓ３では、次式に示すような演算
により、ＥＧＲガス冷却水温度Ｔwgの進み処理を行う。 Ｔwg＝ＧＫＴｗ×Ｔｗ−Ｔwg0n-1 ここで、ＧＫＴｗは定数である。また、添字のn-1 は１
サイクル前の値である。
【００４７】Ｓ４では、次式により、ＥＧＲガス冷却装
置出口側のＥＧＲガス温度Ｔｅを演算し、処理を終了す
る。 Ｔｅ＝Ｔexh −Ｔwg×κ×Ａ／（κ×κｈ×Ａ／２−Ｑ
ｅ×Ｃｐ） ここで、Ａ、Ｃｐは定数である。尚、このＴｅの演算式
は、図１４に示す熱交換器モデルを基に下式をたて、変
形したものである。
【００４８】Ｇａ×Ｃｐ×（Ｔgin −Ｔgout）＝κ×Ａ
×（（Ｔgin −Ｔgout）／２−Ｔｗ） ここで、Ｃｐはガス比熱（本来は温度の関数であるが使
用域では変化が小さいとして定数とする）、Ａは伝熱面
面積である。図１５は体積効率相当値Ｋin演算のフロー
チャートである。本フローは基準クランク角信号に同期
して実行される。
【００４９】Ｓ１では、シリンダ吸入新気量Ｑac、燃料
噴射量Ｑsol 、エンジン回転数Ｎｅを読込む。Ｓ２で
は、シリンダ吸入新気量Ｑacとエンジン回転数Ｎｅとか
ら、例えば図１６に示すようなマップを参照して、体積
効率基本値ＫinH1を演算する。Ｓ３では、燃料噴射量Ｑ
sol とエンジン回転数Ｎｅとから、例えば図１７に示す
ようなマップを参照して、体積効率負荷補正係数ＫinH2
を演算する。
【００５０】Ｓ４では、体積効率基本値ＫinH1とその補
正係数ＫinH2とから、体積効率相当値Ｋin＝ＫinH1×Ｋ
inH2を演算し、処理を終了する。図１８は排気温度Ｔex
h 演算のフローチャートである。本フローは排気温度予
測手段に相当し、基準クランク角信号に同期して実行さ
れる。予測演算に代えて、排気温度検出手段として排気
温センサを用いることも可能である。
【００５１】Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３では、燃料噴射量のサイ
クル処理値Ｑf0、シリンダ吸入ガス温度のサイクル処理
値Ｔn0、排気圧Ｐexh を読込む。Ｑf0，Ｔn0の演算方法
については後述する。Ｓ４では、燃料噴射量のサイクル
処理値Ｑf0から、例えば図１９に示すようなテーブルを
参照して、排気温度基本値Ｔexhbを演算する。
【００５２】Ｓ５では、シリンダ吸入ガス温度のサイク
ル処理値Ｔn0から、次式により、排気温度に対する吸気
温度補正係数Ｋtexh1 を演算する。 Ｋtexh1 ＝（Ｔn0／ＴＡ＃）KN# ここで、ＴＡ＃，ＫＮ＃は定数である。Ｓ６では、排気
圧Ｐexh から、次式のごとき熱力学の法則に基づく式を
用いて、排気温度に対する排気圧補正係数（排気圧上昇
による温度上昇補正係数）Ｋtexh2 を演算する。
【００５３】 Ｋtexh2 ＝（Ｐexhn-1／ＰＡ＃）(#Ke-1)/#Ke ここで、ＰＡ＃，＃Ｋｅは定数である。Ｓ７では、排気
温度基本値Ｔexhbと吸気温度補正係数Ｋtexh1 と排気圧
補正係数Ｋtexh2 とから、排気温度Ｔexh ＝Ｔexhb×Ｋ
texh1 ×Ｋtexh2 を演算し、処理を終了する。
【００５４】図２０はＥＧＲ量Ｑｅ演算のフローチャー
トである。本フローはＥＧＲ量演算手段に相当し、基準
クランク角信号に同期して実行される。Ｓ１では、吸気
圧Ｐｍ、排気圧Ｐexh 、ＥＧＲ弁開度としてのＥＧＲ弁
実リフト量Ｌiftsを読込む。この場合、ＥＧＲ弁開度検
出手段として、ＥＧＲ弁実リフト量Ｌiftsを直接検出す
るＥＧＲ弁リフトセンサを設けてもよいが、ＥＧＲ弁を
ステップモータのように目標値を与えれば実際のリフト
量が一義に決まるアクチュエータで駆動するシステムで
は、ＥＧＲ弁実リフト量Ｌiftsとして、後述するＥＧＲ
弁目標リフト量Ｍliftを用いることができる。
【００５５】Ｓ２では、ＥＧＲ弁実リフト量Ｌiftsか
ら、例えば図２１に示すようなテーブルを参照して、Ｅ
ＧＲ弁流路面積Ａveを演算する。Ｓ３では、ＥＧＲ流路
弁面積Ａveと、吸気圧Ｐｍと排気圧Ｐexh との差圧とか
ら、次式により、ＥＧＲ流量Ｑｅを演算し、処理を終了
する。 Ｑｅ＝Ａve×（Ｐexh −Ｐｍ）1/2 ×ＫＲ＃ ここで、ＫＲ＃は定数で、ほぼ２×ρに等しい値である
（ρは排気密度）。ＫＲ＃をＥＧＲ弁開度に応じてテー
ブルより求めてもよい。
【００５６】図２２はシリンダ吸入新気量（排気量）、
燃料噴射量、シリンダ吸入ガス温度のサイクル処理のフ
ローチャートである。本フローは所定時間（例えば１０
ｍｓ）毎に実行される。Ｓ１では、シリンダ吸入新気量
Ｑac、燃料噴射量Ｑsol 、シリンダ吸入ガスＴint を読
込む。尚、シリンダ吸入ガス温度Ｔint の演算方法につ
いては後述する。
【００５７】Ｓ２では、これらのＱac、Ｑsol 、Ｔint
にサイクル処理を施す。すなわち、次式のごとく、Ｑac
についてはシリンダ数から１引いた分の遅れ処理を行っ
て、サイクル処理値、すなわち排気量Ｑexh を求め、Ｑ
sol についてはシリンダ数から２引いた分の遅れ処理を
行って、サイクル処理値Ｑf0を求め、Ｔint については
シリンダ数から１引いた分の遅れ処理を行って、サイク
ル処理値Ｔn0を求め、処理を終了する。
【００５８】Ｑexh ＝Ｑac×Ｚ-(CYLN#-1) Ｑf0＝Ｑsol ×Ｚ-(CYLN#-2) Ｔn0＝Ｔint ×Ｚ-(CYLN#-1) ここで、ＣＹＬＮ＃はシリンダ数である。図２３は燃料
噴射量Ｑsol 演算のフローチャートである。本フローは
基準クランク角信号に同期して実行される。
【００５９】Ｓ１では、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセ
ル開度（コントロールレバー開度）ＣＬを読込む。Ｓ２
では、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度ＣＬから、
例えば図２４に示すようなマップを参照して、基本燃料
噴射量Ｍqdrvを演算する。Ｓ３では、基本燃料噴射量Ｍ
qdrvに対し、水温補正等の各種補正を行い、燃料噴射量
Ｑsol1を求める。
【００６０】Ｓ４では、例えば図２５に示すようなマッ
プを参照して、エンジン回転数Ｎｅと吸気圧Ｐｍとか
ら、最大噴射量Ｑsol1MAX を求めて、最大噴射量の制限
を行い（Ｑsol1とＱsol1MAX とから小さい方を選択
し）、結果を最終的な燃料噴射量Ｑsol として、処理を
終了する。図２６はＥＧＲ弁に対する指令リフト量Ｌif
tt演算のフローチャートである。本フローはＥＧＲ弁制
御手段に相当し、基準クランク角信号に同期して実行さ
れる。
【００６１】Ｓ１では、吸気圧Ｐｍ、排気圧Ｐexh 、目
標ＥＧＲ量Ｔqeを読込む。目標ＥＧＲ量Ｔqeの演算方法
については後述する。Ｓ２では、次式のごとき流体力学
の法則に基づく式を用いて、ＥＧＲ弁要求流路面積Ｔav
を演算する。 Ｔav＝Ｔqe／（Ｐexh −Ｐｍ）1/2 ／ＫＲ＃ ここで、ＫＲ＃は定数で、ほぼ２×ρに等しい値である
（ρは排気密度）。ＫＲ＃をＥＧＲ弁開度に応じてテー
ブルより求めてもよい。
【００６２】Ｓ３では、ＥＧＲ弁要求流路面積Ｔavか
ら、例えば図２７に示すような流路面積とリフト量との
関係を示すテーブルを参照して、目標リフト量Ｍliftを
演算する。Ｓ４では、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、処理を終了する。
【００６３】図２８は目標ＥＧＲ量Ｔqe演算のフローチ
ャートである。本フローは図２９のフローと共に目標Ｅ
ＧＲ量演算手段に相当し、基準クランク角信号に同期し
て実行される。Ｓ１では、エンジン回転数Ｎｅ、目標Ｅ
ＧＲ率Ｍegr 、シリンダ吸入新気量Ｑacを読込む。目標
ＥＧＲ率Ｍegr の演算方法については後述する。
【００６４】Ｓ２では、シリンダ吸入新気量Ｑacに目標
ＥＧＲ率Ｍegr を乗じることにより、目標吸入ＥＧＲ量
ＴqecO＝Ｑac×Ｍegr を求める。Ｓ３では、次式のごと
く、目標吸入ＥＧＲ量ＴqecOに吸気系容量分の進み処理
を行い、Ｔqec を求める。 Ｔqec ＝Ｔqecn-1×（１−Ｋin×Ｋvol ）＋Ｔqec ×Ｋ
in×Ｋvol Ｓ４では、目標吸入ＥＧＲ量Ｔqec とエンジン回転数Ｎ
ｅと定数ＫＣＯＮ＃とから、次式により、目標ＥＧＲ量
Ｔqeを演算し、処理を終了する。
【００６５】Ｔqe＝Ｔqec ×Ｎｅ／ＫＣＯＮ＃ 図２９は目標ＥＧＲ率Ｍegr 演算のフローチャートであ
る。本フローは目標ＥＧＲ量演算手段及び目標ＥＧＲ量
補正手段に相当し、基準クランク角信号に同期して実行
される。Ｓ１では、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量Ｑ
sol 、シリンダ吸入ガス温度Ｔint を読込む。シリンダ
吸入ガス温度Ｔint の演算方法については後述する。
【００６６】Ｓ２では、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射
量Ｑsol とから、例えば図３０に示すようなマップを参
照して、目標ＥＧＲ率基本値Ｍegr0を演算する。Ｓ３で
は、シリンダ吸入ガス温度Ｔint から、例えば図３１に
示すようなテーブルを参照して、補正係数Ｈegr を演算
する。Ｓ４では、目標ＥＧＲ率基本値Ｍegr0に補正係数
Ｈegr を乗じることにより、目標ＥＧＲ率Ｍegr ＝Ｍeg
r0×Ｈegr を求め、処理を終了する。この部分が目標Ｅ
ＧＲ量（目標ＥＧＲ率）補正手段に相当する。
【００６７】図３２はシリンダ吸入ガス温度Ｔint 演算
のフローチャートである。本フローはシリンダ吸入ガス
温度演算手段に相当し、基準クランク角信号に同期して
実行される。Ｓ１では、シリンダ吸入新気量Ｑac、シリ
ンダ吸入ＥＧＲ量Ｑec、吸入新気温度Ｔａ、ＥＧＲガス
温度Ｔｅを読込む。
【００６８】Ｓ２では、これらから、次式により、シリ
ンダ吸入ガス温度Ｔint を演算し、処理を終了する。 Ｔint ＝（Ｑac×Ｔａ＋Ｑec×Ｔｅ）／（Ｑac＋Ｑec） このように、吸入新気量と吸入新気温度を測定し、熱力
学及び流体力学の法則に従って吸気圧を予測し、また、
吸気圧と同様に排気圧を予測して、吸気圧と排気圧との
差圧とＥＧＲ弁のリフト量に対する開度面積情報とから
流体力学の法則により、目標ＥＧＲ量を演算する構成と
し、ＥＧＲ量とエンジンの運転状態に応じてＥＧＲガス
冷却装置出口側のＥＧＲガス温度とを予測することによ
り、シリンダに吸入されるガス温度を正確に予測するこ
とが可能である。
【００６９】また、センサ、アクチュエータ、作動流体
の遅れを予測し、この遅れを補償するように進み処理す
ることにより、正確にシリンダ吸入ガス温度を予測する
ことができる。この結果、ＥＧＲガス冷却装置を適用し
たディーゼルエンジンにおいて、運転条件が時々刻々変
化するような過渡運転であっても、ＥＧＲガス冷却によ
る排気低減効果を享受することができる。また、精度よ
くシリンダ吸入ガス温度を予測することができるため、
シリンダ吸入ガス温度に応じてＥＧＲ量を補正制御する
ことが可能となり、所望の排気低減効果が得られるよう
になる。
【００７０】次の本発明の他の実施例について説明す
る。図３３は第２実施形態における構成を示す図であ
る。この第２実施形態では、ＥＧＲガス冷却装置９をエ
ンジン冷却系統のラジエター４１とサーモスタット４２
との間に配置して、エンジン冷却水の最も冷えた水で冷
却し、かつ、水温調整装置としてのラジエターファン４
３で水温を調整することを特徴とする。４４はウォータ
ポンプである。
【００７１】尚、図示しないが、ＥＧＲガス冷却装置９
用に水冷却系統を別途持って、水温を調整するようにし
てもよい。制御上、この第２実施形態において、第１実
施形態と異なる点は、図３４のフローが追加される点で
ある。図３４はラジエターファンによるＥＧＲガス冷却
水温制御のフローチャートである。本フローは基準クラ
ンク角信号に同期して実行される。
【００７２】Ｓ１では、シリンダ吸入ガス温度Ｔint 、
及び、図３５に示すようにエンジン回転数Ｎｅと燃料噴
射量（負荷）Ｑsol とで設定される目標シリンダ吸入ガ
ス温度Ｍtintを読込む。Ｓ２では、シリンダ吸入ガス温
度Ｔint と目標シリンダ吸入ガス温度Ｍtintとの差ｄＴ
int ＝Ｔint −Ｍtintを求める。
【００７３】Ｓ３では、温度差ｄＴint から、図３６に
示すようなテーブルを参照して、ラジエターファン作動
段数（Ｏff，Ｌow，Ｍid，Ｈi ）を設定し、対応したラ
ジエターファン制御指令を出力して、処理を終了する。
すなわち、この第２実施例では、ラジエターファンの作
動を制御して、ＥＧＲガス冷却水温度を制御することに
より、熱交換量を制御し、シリンダ吸入ガス温度を制御
するのである。
【００７４】図３７は本発明の第３実施形態における構
成を示す図である。この第３実施例では、ＥＧＲガス冷
却装置９をサーモスタット４２下流のウォータポンプ４
４とエンジン１の吸入側との間に配置して、一定温度に
保たれた水で冷却し、かつ、ＥＧＲガス冷却装置９を通
過する水量を調整するように、水量調整装置としての水
量調整弁４５を設けて、水量を調整することを特徴とす
る。水量調整弁４５としては、比例ソレノイド型の電磁
弁や、ステップモータ等で駆動される制御弁を用いる。
【００７５】尚、図示しないが、ＥＧＲガス冷却装置９
用に水冷却系統を別途持って、水量を調整するようにし
てもよい。制御上、この第３実施形態において、第１実
施形態と異なる点は、図１１のフローに代えて図３８の
フローを用いる点（厳密には図１３のテーブルに代えて
図４０のマップを用いる点）と、図４１のフローが追加
される点である。
【００７６】図３８はＥＧＲガス温度Ｔｅ演算ルーチン
のフローチャートである。本フローはＥＧＲガス冷却効
率設定手段を含むＥＧＲガス温度演算手段に相当し、基
準クランク角信号に同期して実行される。Ｓ１では、排
気温度Ｔexh 、ＥＧＲガス冷却装置の効率に相当するＥ
ＧＲガス冷却装置の伝熱面における基本熱貫流率κ０及
びその補正係数κｈ、ＥＧＲ量Ｑｅ、ＥＧＲガス冷却水
温センサにより検出されるＥＧＲガス冷却水温度Ｔwg0
を読込む。
【００７７】尚、基本熱貫流率κ０は、図３９に示すよ
うに、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量（負荷）Ｑsol
とから近似的にマップ検索し、その補正係数κｈは、図
４０に示すように、ＥＧＲ量Ｑｅと水量調整弁開度とか
らマップ検索する。Ｓ２では、次式に示すような演算に
より、熱貫流率κの遅れ処理を行う。 κ＝κn-1 ×（１−ＴｃＫ）＋κ０×ＴｃＫ ここで、ＴｃＫは定数である。また、添字のn-1 は１サ
イクル前の値である。
【００７８】Ｓ３では、次式に示すような演算により、
ＥＧＲガス冷却水温度Ｔwgの進み処理を行う。 Ｔwg＝ＧＫＴｗ×Ｔｗ−Ｔwg0n-1 ここで、ＧＫＴｗは定数である。また、添字のn-1 は１
サイクル前の値である。
【００７９】Ｓ４では、次式により、ＥＧＲガス冷却装
置出口側のＥＧＲガス温度Ｔｅを演算し、処理を終了す
る。 Ｔｅ＝Ｔexh −Ｔwg×κ×Ａ／（κ×κｈ×Ａ／２−Ｑ
ｅ×Ｃｐ） ここで、Ａ、Ｃｐは定数である。図４１は水量調整弁に
よるＥＧＲガス冷却水量制御のフローチャートである。
本フローは基準クランク角信号に同期して実行される。
【００８０】Ｓ１では、シリンダ吸入ガス温度Ｔint 、
及び、図４２に示すようにエンジン回転数Ｎｅと燃料噴
射量（負荷）Ｑsol とで設定される目標シリンダ吸入ガ
ス温度Ｍtintを読込む。Ｓ２では、シリンダ吸入ガス温
度Ｔint と目標シリンダ吸入ガス温度Ｍtintとの差ｄＴ
int ＝Ｔint −Ｍtintを求める。
【００８１】Ｓ３では、温度差ｄＴint から、図４３に
示すようなテーブルを参照して、水量調整弁開度を設定
し、水量調整弁駆動用アクチュエータに制御指令を出力
して、処理を終了する。すなわち、この第３実施形態で
は、水量調整弁の開度を制御して、ＥＧＲガス冷却水量
を制御することにより、熱交換量を制御し、シリンダ吸
入ガス温度を制御するのである。
【００８２】このように、第２実施形態又は第３実施形
態によれば、予測したシリンダ吸入ガス温度に応じてＥ
ＧＲガス冷却装置の能力を制御することにより、シリン
ダ吸入ガス温度が過渡運転時においても変動（特に高温
側にシフト）し難くなるため、ＥＧＲガス冷却による排
気低減効果を最大限に享受できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】 本発明の第１実施形態を示すシステム図
【図３】 燃料噴射装置の具体例を示す図
【図４】 燃料噴射時期調整機構の詳細図
【図５】 ＥＧＲ装置の具体例を示す図
【図６】 吸気系圧力演算のフローチャート
【図７】 排気系圧力演算のフローチャート
【図８】 シリンダ吸入新気量演算のフローチャート
【図９】 シリンダ吸入ＥＧＲ量演算のフローチャート
【図１０】 吸入新気温度演算のフローチャート
【図１１】 ＥＧＲガス温度演算のフローチャート
【図１２】 基本熱貫流率マップを示す図
【図１３】 補正係数テーブルを示す図
【図１４】 熱交換器モデルを示す図
【図１５】 体積効率相当値演算のフローチャート
【図１６】 体積効率基本値マップを示す図
【図１７】 補正係数マップを示す図
【図１８】 排気温度演算のフローチャート
【図１９】 排気温度基本値テーブルを示す図
【図２０】 ＥＧＲ量演算のフローチャート
【図２１】 ＥＧＲ弁流路面積テーブルを示す図
【図２２】 サイクル処理のフローチャート
【図２３】 燃料噴射量演算のフローチャート
【図２４】 基本燃料噴射量マップを示す図
【図２５】 最大噴射量マップを示す図
【図２６】 ＥＧＲ弁指令リフト量演算のフローチャー
ト
【図２７】 目標リフト量テーブルを示す図
【図２８】 目標ＥＧＲ量演算のフローチャート
【図２９】 目標ＥＧＲ率演算のフローチャート
【図３０】 目標ＥＧＲ率基本値マップを示す図
【図３１】 補正係数テーブルを示す図
【図３２】 シリンダ吸入ガス温度演算のフローチャー
ト
【図３３】 第２実施形態における構成を示す図
【図３４】 ＥＧＲガス冷却水温制御のフローチャート
【図３５】 目標シリンダ吸入ガス温度マップを示す図
【図３６】 ラジエターファン作動段数テーブルを示す
図
【図３７】 第３実施形態における構成を示す図
【図３８】 ＥＧＲガス温度演算のフローチャート
【図３９】 基本熱貫流率マップを示す図
【図４０】 補正係数マップを示す図
【図４１】 ＥＧＲガス冷却水量制御のフローチャート
【図４２】 目標シリンダ吸入ガス温度マップを示す図
【図４３】 水量調整弁開度テーブルを示す図
【図４４】 ＥＧＲガス冷却装置を備えたディーゼルエ
ンジンを搭載した車両で走行したときの各種パラメータ
の変動を示す図
【符号の説明】
１ エンジン ２ 燃料噴射ポンプ ３ 燃料噴射ノズル ５ ＥＧＲ通路 ６ ＥＧＲ弁 ７ コレクタ ９ ＥＧＲガス冷却装置 １４ エアフローメータ １５ 吸気温センサ １７ ＥＧＲガス冷却水温センサ ３２ 回転数センサ ３４ アクセル開度センサ ３９ コントロールユニット ４１ ラジエター ４２ サーモスタット ４３ ラジエターファン ４４ ウォータポンプ ４５ 水量調整弁
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２Ｒ ３６０ ３６０Ｃ ３６０Ｄ ３６０Ｆ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンへの吸入新気量を検出する吸入新
    気量検出手段と、 吸入新気温度を検出する吸入新気温度検出手段と、 吸気系の圧力を検出する吸気系圧力検出手段と、 排気系の圧力を検出する排気系圧力検出手段と、 排気温度を検出する排気温度検出手段と、 排気系から排気ガスの一部を吸気系へ還流するＥＧＲ通
    路と、 ＥＧＲ通路の途中に設けられたＥＧＲ弁と、 エンジン運転条件に基づいて目標ＥＧＲ量を設定する目
    標ＥＧＲ量設定手段と、 吸気系圧力と排気系圧力との差圧と目標ＥＧＲ量とから
    ＥＧＲ弁の目標開度を設定してＥＧＲ弁を制御するＥＧ
    Ｒ弁制御手段と、 ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却装置と、 を備えるディーゼルエンジンにおいて、 前記吸入新気量検出手段により検出される吸入新気量に
    遅れ処理を施してシリンダ吸入新気量を演算するシリン
    ダ吸入新気量演算手段と、 ＥＧＲ弁の開度を検出するＥＧＲ弁開度検出手段と、 吸気系圧力と排気系圧力との差圧とＥＧＲ弁の開度とか
    らＥＧＲ量を演算するＥＧＲ量演算手段と、 ＥＧＲ量に遅れ処理を施してシリンダ吸入ＥＧＲ量を演
    算するシリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段と、 ＥＧＲガス冷却装置の効率を設定するＥＧＲガス冷却装
    置効率設定手段と、 排気温度とＥＧＲガス冷却装置の効率とに基づいてＥＧ
    Ｒガス冷却装置出口側のＥＧＲガス温度を演算するＥＧ
    Ｒガス温度演算手段と、 シリンダ吸入新気量と吸入新気温度とシリンダ吸入ＥＧ
    Ｒ量とＥＧＲガス冷却装置出口側のＥＧＲガス温度とに
    基づいてシリンダ吸入ガス温度を演算するシリンダ吸入
    ガス温度演算手段と、 を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンのシリン
    ダ吸入ガス温度算出装置。
  2. 【請求項２】前記ＥＧＲガス冷却装置は、エンジン冷却
    水によりＥＧＲガスを冷却するものであり、このＥＧＲ
    ガス冷却装置を通過する冷却水温度を検出するＥＧＲガ
    ス冷却水温検出手段を設けて、前記ＥＧＲガス温度演算
    手段を、排気温度とＥＧＲガス冷却装置を通過する冷却
    水温度とＥＧＲガス冷却装置の効率とに基づいてＥＧＲ
    ガス冷却装置出口側のＥＧＲガス温度を演算する構成と
    したことを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジ
    ンのシリンダ吸入ガス温度算出装置。
  3. 【請求項３】前記吸気系圧力検出手段に代えて、エンジ
    ン運転条件に基づいて吸気系圧力を予測する吸気系圧力
    予測手段を設け、前記排気系圧力検出手段に代えて、エ
    ンジン運転条件に基づいて排気系圧力を予測する排気系
    圧力予測手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請
    求項２記載のディーゼルエンジンのシリンダ吸入ガス温
    度算出装置。
  4. 【請求項４】前記排気温度検出手段に代えて、エンジン
    運転条件に基づいて排気温度を予測する排気温度予測手
    段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいず
    れか１つに記載のディーゼルエンジンのシリンダ吸入ガ
    ス温度算出装置。
  5. 【請求項５】前記吸入新気温度検出手段により検出され
    る吸入新気温度を吸気系圧力により補正する吸入新気温
    度補正手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項
    ４のいずれか１つに記載のディーゼルエンジンのシリン
    ダ吸入ガス温度算出装置。
  6. 【請求項６】請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載
    のシリンダ吸入ガス温度算出装置を備え、シリンダ吸入
    ガス温度に応じて、目標ＥＧＲ量を補正する目標ＥＧＲ
    量補正手段を設けたことを特徴とするディーゼルエンジ
    ンのＥＧＲ制御装置。
  7. 【請求項７】シリンダ吸入ガス温度に応じて、エンジン
    冷却水によりＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却装置
    の冷却水温度を調整する水温調整装置を設けたことを特
    徴とする請求項６記載のディーゼルエンジンのＥＧＲ制
    御装置。
  8. 【請求項８】シリンダ吸入ガス温度に応じて、エンジン
    冷却水によりＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガス冷却装置
    の冷却水量を調整する水量調整装置を設けたことを特徴
    とする請求項６記載のディーゼルエンジンのＥＧＲ制御
    装置。
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2841602A1 (fr) * 2002-06-27 2004-01-02 Renault Sa Moteur a combustion interne muni d'un resonateur de helmholtz integre a un circuit de recirculation des gaz d'echappement qui est connecte a un circuit d'admission d'air
WO2004003364A1 (de) * 2002-06-29 2004-01-08 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur bestimmung der abgasrückführmenge
EP1416139A2 (en) * 2002-11-01 2004-05-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha EGR-gas temperature estimation apparatus for internal combustion engine
US6877369B2 (en) 2002-11-01 2005-04-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha EGR-gas flow rate estimation apparatus for internal combustion engine
KR100679133B1 (ko) * 2003-10-29 2007-02-05 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 내연 엔진에서의 흡입 가스 온도의 추정 장치 및 방법
US7282405B2 (en) 2002-05-17 2007-10-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor memory device and method for manufacturing the same
JP2008088973A (ja) * 2006-09-07 2008-04-17 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
DE102008026706A1 (de) 2007-06-06 2009-02-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Abgasreinigungssteuervorrichtung und -steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine
JP2009114870A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気還流制御装置
JP2009114871A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気還流制御装置
JP2010024992A (ja) * 2008-07-18 2010-02-04 Fuji Heavy Ind Ltd エンジンの制御装置
JP2011196273A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関
WO2013094188A1 (ja) * 2011-12-22 2013-06-27 日野自動車株式会社 異常検出方法
JP2014238074A (ja) * 2013-06-10 2014-12-18 ダイハツ工業株式会社 内燃機関の制御装置
KR101968645B1 (ko) * 2017-12-28 2019-04-12 주식회사 현대케피코 Egr 가스 유량을 고려한 흡기밸브전단의 신기 온도 예측 방법

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7282405B2 (en) 2002-05-17 2007-10-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor memory device and method for manufacturing the same
FR2841602A1 (fr) * 2002-06-27 2004-01-02 Renault Sa Moteur a combustion interne muni d'un resonateur de helmholtz integre a un circuit de recirculation des gaz d'echappement qui est connecte a un circuit d'admission d'air
WO2004003364A1 (de) * 2002-06-29 2004-01-08 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur bestimmung der abgasrückführmenge
US7191052B2 (en) 2002-06-29 2007-03-13 Daimlerchrysler Ag Method for determining the exhaust-gas recirculation quantity
EP1416139A2 (en) * 2002-11-01 2004-05-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha EGR-gas temperature estimation apparatus for internal combustion engine
US6877369B2 (en) 2002-11-01 2005-04-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha EGR-gas flow rate estimation apparatus for internal combustion engine
US6993909B2 (en) 2002-11-01 2006-02-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha EGR-gas temperature estimation apparatus for internal combustion engine
CN1311153C (zh) * 2002-11-01 2007-04-18 丰田自动车株式会社 内燃机再循环废气温度推定装置
EP1416139A3 (en) * 2002-11-01 2007-10-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha EGR-gas temperature estimation apparatus for internal combustion engine
KR100679133B1 (ko) * 2003-10-29 2007-02-05 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 내연 엔진에서의 흡입 가스 온도의 추정 장치 및 방법
JP2008088973A (ja) * 2006-09-07 2008-04-17 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
DE102008026706A1 (de) 2007-06-06 2009-02-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Abgasreinigungssteuervorrichtung und -steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine
DE102008026706B4 (de) * 2007-06-06 2012-09-13 Toyota Jidosha K.K. Abgasreinigungssteuervorrichtung und -steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine
JP2009114870A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気還流制御装置
JP2009114871A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気還流制御装置
JP2010024992A (ja) * 2008-07-18 2010-02-04 Fuji Heavy Ind Ltd エンジンの制御装置
JP2011196273A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関
WO2013094188A1 (ja) * 2011-12-22 2013-06-27 日野自動車株式会社 異常検出方法
JP2013130145A (ja) * 2011-12-22 2013-07-04 Hino Motors Ltd 異常検出方法
US9534968B2 (en) 2011-12-22 2017-01-03 Hino Motors, Ltd. Fault detection method
JP2014238074A (ja) * 2013-06-10 2014-12-18 ダイハツ工業株式会社 内燃機関の制御装置
KR101968645B1 (ko) * 2017-12-28 2019-04-12 주식회사 현대케피코 Egr 가스 유량을 고려한 흡기밸브전단의 신기 온도 예측 방법

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