JP5010346B2 - 電子制御式エンジン - Google Patents

Description

本発明は、電子制御式エンジンの技術、特に排気マニホールドから排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気マニホールドに還流させるＥＧＲ装置を備え、該ＥＧＲ装置の再循環量を回転数に応じて変更制御可能とする電子制御式エンジンの技術に関する。

従来、ディーゼル機関の燃料噴射装置において、電子ガバナにて燃料噴射量の調量を行う構成は周知となっている。そして、エンジンにて作業機を駆動し、この作業機の負荷率を求めることとした制御機構についても周知となっている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１では、コンバインの作業機負荷に関する制御機構について開示するものであり、作業機負荷が過剰になった場合には、オーバーロード警報を出力してオペレータに告知等させることとするものであり、作業機の負荷率（作業機にかかる負荷の大小を示す値）をオペレーティングのための情報として用いることとしている。この作業機の負荷率は、横軸を機関回転数Ｎ、縦軸をラック位置Ｒとする制御マップに基づいて求められるものであり、作業機に負荷が全くかからないときを負荷率０％、作業機に大きな負荷がかかり、エンジンが最大出力を発揮することになるときを負荷率１００％（許容最大負荷）とするものである。図９において、Ｒｉｄｌは、エンジン単体での運転、即ち、エンジンと作業機とが動力的に切断された状態におけるアイドルラック位置を示すものであり、Ｒｍａｘは、制限ラック位置を示すものであり、機関の実回転数がＮａｃｔのときには、アイドルラック位置Ｒａ、制限ラック位置Ｒｂがそれぞれ決定される。また、Ｒａｃｔは、Ｎａｃｔのときの実際のラック位置（実ラック位置）を示すものである。そして、アイドルラック位置Ｒａと制限ラック位置Ｒｂとのラック位置の幅を１００％とし、これに対するアイドルラック位置Ｒａと実ラック位置Ｒａｃｔとのラック位置の幅の割合を作業機の負荷率とするものである。つまり、
作業機の負荷率（％）
＝｛（Ｒａｃｔ−Ｒｉｄｌ）／（Ｒｍａｘ−Ｒｉｄｌ）｝×１００
として算出されるものである。

他方、ディーゼル機関につき、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置を付加した構成を開示する文献も存在する（例えば、特許文献２参照。）。前記ＥＧＲ装置は、排気通路と吸気通路の間に延びるＥＧＲ通路と、これを開閉するＥＧＲ制御弁を備えており、該ＥＧＲ制御弁の開度（以下「ＥＧＲ開度」という）を変更することにより、排気通路から吸気通路に還流される排気ガスの量を調節することができる。前記ＥＧＲ開度の制御手段として、従来、エンジンの回転数検知手段より検知される実エンジン回転数と、実ラック位置によってＥＧＲ開度を演算する制御手段がある。
特開平８−２３８０１６号公報 特許第２７５９３７５号公報

しかし、従来の制御手段では、実エンジン回転数と実ラック位置によってＥＧＲ開度を演算するため、例えば、工場から出荷する際に制限ラック位置を出力の過不足分増減させた場合、実際の燃料噴射量は出力の過不足分補正がかかっているのに、ＥＧＲ開度の制御には補正がかからないため、出力補正後の燃料噴射量に対して適正なＥＧＲ開度とならず、不完全燃焼や黒煙排出の原因となっていた。

そこで、本発明はかかる課題に鑑み、出力補正により出力の過不足分、制限ラック位置を補正した場合であっても、補正後の出力に対して適正なＥＧＲ開度となるように制御することができる電子制御式エンジンを提供する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、回転数設定手段と、回転数検知手段と、ラック位置検知手段と、燃焼後の排気ガスの一部を吸気側に再循環させるＥＧＲ装置と、エンジン制御装置を備え、該ＥＧＲ装置の再循環量を回転数に応じて変更制御可能とする電子制御式エンジンにおいて、実エンジン回転数と、電子ガバナ装置の実ラック位置とを検知して、実エンジン回転数と、電子ガバナ装置の実ラック位置と、出力補正後の制限ラック位置とにより負荷率を演算し、前記負荷率から出力補正後のＥＧＲ開度を演算し、ＥＧＲ開度を制御するものである。

請求項２においては、請求項１記載の電子制御式エンジンにおいて、前記実エンジン回転数を所定時間における平均実エンジン回転数とし、前記実ラック位置を所定時間における平均実ラック位置として演算したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、出力補正を実施し制限ラック位置が変更された場合、実ラック位置と実回転数から負荷率を演算するだけで、出力補正に応じたＥＧＲ開度を演算することができ、ＥＧＲ開度と出力の関係におけるずれを防止することができる。

請求項２においては、平均値を取ることで、より安定してＥＧＲ開度と出力の関係におけるずれを防止することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の制御機構を適用可能な装置構成について示すブロック図である。

図２は本発明の制御機構が適用される燃料噴射ポンプの構成例について示す図である。

図３は実施例１にかかる制御マップについて示す図である。

図４は構成例１にかかる制御マップについて示す図である。

図５は構成例２にかかるＥＧＲ装置の制御装置について示すブロック図である。

図６は構成例３にかかるコモンレール式燃料噴射装置の構成を示す図である。

図７は構成例３にかかるＥＧＲ装置の制御装置について示すブロック図である。

図８はユニットインジェクタ式燃料噴射装置の制御装置について示すブロック図である。

図９は従来の制御機構において用いられている制御マップについて示す図である。

図１に示すごとく、本発明の制御機構は、エンジン１にて作業機２を駆動する構成について適用されるものである。また、エンジン１と作業機２は、駆動軸３により駆動連結される。また、エンジン１には、燃料噴射ポンプ３０より燃料が供給される。また、燃料噴射ポンプ３０は、前記エンジン１のクランク軸の回転により駆動される。

エンジン１には、ＥＧＲ装置６が搭載されている。このＥＧＲ装置６は、排気ガスの一部を吸気系に戻し、混合気が燃焼する時の最高温度を低くしてＮＯｘの生成量を抑えるものであり、具体的には、排気マニホールドと吸気マニホールドとの間に連通管を設け、該連通管の途中にＥＧＲバルブを設け、該ＥＧＲバルブを電磁比例弁で構成して、制御手段となる制御装置５と接続し、該制御装置５によりＥＧＲバルブの開度を制御して、排ガスの一部を連通管を介して吸気系に戻すことを可能に構成している。

また、エンジン１には、オイルパンに貯留した潤滑油の温度を検知する油温センサ７と、冷却水の温度を検知する冷却水温センサ８が取り付けられ、該油温センサ７と冷却水温センサ８は制御装置５と接続されている。そして、制御装置５は、これら油温センサ７や冷却水温センサ８等の検知情報や、後述するエンジンの負荷率９１に基づき、ＥＧＲ装置６を制御する。つまり、ＥＧＲバルブの開度（ＥＧＲ開度）の調整等を行う。

また、燃料噴射ポンプ３０は、電子ガバナ装置４により燃料噴射量（吐出量）が制御され、該電子ガバナ装置４はラックアクチュエータ１１、ラック位置センサ１２、回転数センサ１３等を備え、それぞれ制御装置５と接続されている。ラックアクチュエータ１１は、燃料噴射量を調量するコントロールラック１４を動作させるものであり、このコントロールラック１４の位置（以下、「ラック位置」とする）が、ラック位置センサ１２によって検知される。そして、このラック位置センサ１２の検知情報が制御装置５へ送信され、該制御装置５では、ラック位置や回転数等に基づいて後述のエンジンの負荷率９１の算出が行われる。

この電子ガバナ装置４は、例えば、図２に示すごとく構成されるものであり、燃料噴射ポンプ３０の側方に付設されるハウジング３１に、ソレノイド等からなるラックアクチュエータ１１、ラック位置検知手段であるラック位置センサ１２、回転数検知手段である回転数センサ１３が設けられ、これらが前記制御装置５と接続されるものとしている。前記ラックアクチュエータ１１は、レバー３５、及びリンク３４を介してコントロールラック１４と連動連結されている。

該コントロールラック１４は制御スリーブと噛合し、該制御スリーブは燃料噴射ポンプ３０のプランジャ３３の外周に設けられ、ラックアクチュエータ１１の作動により、コントロールラック１４が摺動され、制御スリーブとプランジャ３３が回転され、該プランジャ３３に設けたプランジャリードの位置が燃料の吸入ポートに対して変更されることにより、燃料の噴射量が調量されるようになっている。

また、前記制御装置５には、アクセル位置の検知手段、つまり回転数設定手段１７や、キースイッチ等の始動手段１８と接続され、設定回転数信号や、始動操作検知信号が入力されるようになっている。また、制御装置５には表示パネル２１を接続可能としており、該表示パネル２１には油圧や水温等の表示部や作業機負荷率モニタ２２が備えられ、該作業機負荷率モニタ２２には、後述のエンジンの負荷率９１が表示されるようになっている。これにより、出荷前の調整時や走行車両にこのエンジンを搭載した場合などでは、オペレータは、エンジンの負荷率９１を確認できるようになっている。

次に、エンジンの負荷率Ｌの算出について説明する。図３に示す制御マップは、横軸を機関の回転数Ｎ、縦軸をラック位置Ｒとするものである。この制御マップは制御装置５に備えるＲＯＭ等の記憶手段に記憶されるものであり、機関の実回転数Ｎやトルク等に応じた制限ラック位置を、制限ラック位置特性線Ｒｍａｘとして設定し、同じく、機関の無負荷回転時のアイドルラック位置がアイドルラック位置特性線Ｒｉｄｌとして設定し、さらに、回転数とラック位置に対応するＥＧＲ開度（一点鎖線で示す斜めの線）も同時に設定し、それぞれマップとして記憶手段に記憶されている。これにより、機関の実回転数がＮａｃｔのときの制限ラック位置Ｒｂと、アイドルラック位置Ｒａと、ＥＧＲ開度が決定される。アイドルラック位置特性線Ｒｉｄｌは、エンジン単体でエンジンを駆動する場合（無負荷運転）において、エンジンをアイドル運転する際に用いられるラック位置を決定するためのものであり、このアイドルラック位置特性線Ｒｉｄｌによって決定されるラック位置が、「アイドルラック位置」とされる。制限ラック位置特性線Ｒｍａｘは、ラック位置の上限値として設定されるものであり、当該制限ラック位置特性線Ｒｍａｘを超えてラック位置が設定されることはない。つまり、制限ラック位置特性線Ｒｍａｘは、燃料の噴射量の上限値を決定するものである。

そして、実回転数がＮａｃｔのときのエンジンの負荷率Ｌは、アイドルラック位置Ｒａと制限ラック位置Ｒｂとのラック位置の幅を１００％とし、これに対するアイドルラック位置Ｒａと実ラック位置Ｒａｃｔとのラック位置の幅の割合によって求められる。つまり、
エンジンの負荷率Ｌ（％）
＝｛（Ｒａｃｔ−Ｒａ）／（Ｒｂ−Ｒａ）｝×１００
より算出される。
また、一般式としては、
エンジンの負荷率Ｌ（％）
＝｛（Ｒａｃｔ−Ｒｉｄｌ）／（Ｒｍａｘ−Ｒｉｄｌ）｝×１００
として表される。
尚、実ラック位置Ｒａｃｔが、アイドルラック位置Ｒａに一致するとき、エンジンの負荷率９１は０％となる。

次に、ＥＧＲ開度の制御について説明する。図１に示すように、ラック位置センサ１２と回転数センサ１３が制御装置５に接続されており、前記ラック位置センサ１２により実ラック位置Ｒａｃｔが、前記回転数センサ１３により実エンジン回転数Ｎａｃｔがそれぞれ入力される。ここで、出荷時において、所定の出力が得られるか検査し、得られない場合には出力補正が行われる。例えば、定格出力が不足する場合には、制限ラック位置は上げられ、定格出力がオーバーしている場合には下げられる。しかし、ＥＧＲ開度は出力補正前の元のマップに応じて制御されると、制限ラック位置を上昇補正した場合には、同じ回転数を得るには、ラック位置は大きくなり、ＥＧＲ開度は閉じ過ぎとなり、排気ガスの還元量が減少してＮＯｘが増加したりする。前記と逆に、制限ラック位置が下げられると、同じ回転数を得るには、ラック位置は小さくなり、ＥＧＲ開度は開き過ぎとなり、不完全燃焼を生じたりし、効率が低下したりする。そこで、出力補正後におけるＥＧＲ開度の制御においては、まず、実エンジン回転数Ｎａｃｔに対応するアイドルラック位置Ｒａと出力補正後の制限ラック位置Ｒｂ’と、実ラック位置Ｒａｃｔ’とにより負荷率Ｌを演算する。この負荷率Ｌは元のマップにおいて、前記実エンジン回転数Ｎａｃｔとラック位置Ｒａｃｔにおける負荷率Ｌと同じ値となるので、この値からＥＧＲ開度を演算してＥＧＲ開度を制御するものである。このように実エンジン回転数Ｎａｃｔと、燃料噴射ポンプ３０の実ラック位置Ｒａｃｔ’を検知して、前記実ラック位置Ｒａｃｔ’と、実エンジン回転数Ｎａｃｔに対応するアイドルラック位置Ｒａと出力補正後の制限ラック位置Ｒｂ’から負荷率Ｌを演算し、該負荷率Ｌと実エンジン回転数ＮａｃｔとＥＧＲ開度マップより、出力補正前のＥＧＲ開度を演算し、そのＥＧＲ開度となるようにＥＧＲ装置６を制御することにより、前記制限ラック位置特性線が、例えば、エンジン出荷時の個々のエンジンの出力調整において規定出力に対して過不足があった場合などに補正をかけられる場合においても、実ラック位置と実回転数から負荷率を演算するだけで、出力補正に応じたＥＧＲ開度を演算することができ、ＥＧＲ開度と出力の関係におけるずれを防止することができる。

また、実ラック位置Ｒａｃｔの所定時間における平均値である平均実ラック位置Ｒａｖｅと実エンジン回転数の所定時間における平均値である平均実エンジン回転数Ｎａｖｅから負荷率Ｌをもとめることができる。負荷率Ｌの計算方法は前記同様であり、実ラック位置Ｒａｃｔの代わりに平均実ラック位置Ｒａｖｅを、実エンジン回転数Ｎａｃｔの代わりに平均実回転数Ｎａｖｅを代入することによって負荷率Ｌを求めることができる。前記平均実ラック位置Ｒａｖｅは所定時間の平均値であるので瞬間的に急激な負荷がかかり異常値が検出された場合でも、平均化することで安定した演算が可能となる。また、前記平均実エンジン回転数は所定時間の平均値であるので瞬間的に異常値が検出された場合でも、平均化することで安定した演算が可能になる。

また、実ラック位置や実エンジン回転数からではなく、目標ラック位置Ｒｓｅｔや目標エンジン回転数Ｎｓｅｔからでも負荷率Ｌ２を求めることができる。即ち、目標ラック位置とは、回転数設定手段により目標エンジン回転数Ｎｓｅｔを設定した時の無負荷時のラック位置である。従って、負荷時のラック位置（実ラック位置）を無負荷時のラック位置（目標ラック位置Ｒｓｅｔ）で除することにより負荷率Ｌ２を求めることができる。また、負荷時（実回転数）の回転数を無負荷時の回転数で除することによっても負荷率Ｌ２を求めることもできる。

図４に示す制御マップは、横軸をエンジンの回転数Ｎ、縦軸をラック位置Ｒとするである。この制御マップには、目標エンジン回転数Ｎｓｅｔに応じた制限ラック位置を決定すべく制限ラック位置特性線Ｒｍａｘが記憶され、同じく、目標エンジン回転数Ｎｓｅｔに応じたアイドルラック位置を決定すべくアイドルラック位置特性線Ｒｉｄｌが記憶されている。これにより、目標エンジン回転数がＮｓｅｔのときの制限ラック位置Ｒｂと、アイドルラック位置Ｒａとが決定される。アイドルラック位置特性線Ｒｉｄｌは、エンジン単体でエンジンを駆動する場合において、エンジンをアイドル運転する際に用いられるラック位置を決定するためのものであり、このアイドルラック位置特性線Ｒｉｄｌによって決定されるラック位置が、「アイドルラック位置」とされる。制限ラック位置特性線Ｒｍａｘは、ラック位置の上限値として設定されるものであり、当該制限ラック位置特性線Ｒｍａｘを超えてラック位置が設定されることはない。つまり、制限ラック位置特性線Ｒｍａｘは、燃料の噴射量の上限値を決定するものである。

そして、目標エンジン回転数がＮｓｅｔのときのエンジンの負荷率Ｌ２は、
エンジンの負荷率（％）
＝（Ｎａｃｔ／Ｎｓｅｔ）×１００
より算出される。

次に、ＥＧＲ開度の制御について説明する。目標エンジン回転数Ｎｓｅｔに対応するアイドルラック位置Ｒａと出力補正後の制限ラック位置Ｒｂと目標ラック位置Ｒｓｅｔより前記負荷率Ｌ２を演算して、該負荷率Ｌ２と前記目標エンジン回転数Ｎｓｅｔから、ＥＧＲ開度マップを用いてＥＧＲ開度を演算してＥＧＲ開度を制御するものである。このように構成することにより、前記制限ラック位置特性線が、例えば、エンジン出荷時の個々のエンジンの出力調整において規定出力に対して過不足があった場合などに補正をかけられる場合においても、目標ラック位置と目標回転数から負荷率を演算するだけで、出力補正に応じたＥＧＲ開度を演算することができ、ＥＧＲ開度と出力の関係におけるずれを防止することができる。

また、目標ラック位置Ｒｓｅｔの平均値である平均目標ラック位置Ｒａｖｅ２と目標エンジン回転数Ｎｓｅｔの所定時間における平均値である平均目標エンジン回転数Ｎａｖｅ２から負荷率をもとめることができる。負荷率の計算方法は前記同様であり、目標ラック位置Ｒｓｅｔの代わりに平均目標ラック位置Ｒａｖｅ２を、目標エンジン回転数の変わりに平均目標エンジン回転数Ｎａｖｅ２を代入することによって負荷率を求めることができる。前記平均目標ラック位置Ｒａｖｅ２は所定時間の平均値であるので瞬間的に負荷がかかり異常値が検出された場合でも、平均化することで安定した演算が可能となる。また、前記平均目標エンジン回転数Ｎａｖｅ２は所定時間の平均値であるので瞬間的に異常値が検出された場合でも、平均化することで安定した演算が可能になる。

前記出力補正に応じたＥＧＲ開度の制御手段として、実ラック位置を検知せずにＥＧＲ開度と出力の関係におけるずれを防止する手段について説明する。図５に示すように、前記制御装置５には、回転数設定手段１７、ラック位置センサ１２、回転数センサ１３に加えて、エンジンの排気温度を検知する排気温度センサ５１が入力側に接続されている。該排気温度センサ５１は排気マニホールドまたは排気管等に配設される。

前記ＥＧＲ開度を制御するために、エンジンの排気温度を排気温度センサ５１で検知し、横軸を実エンジン回転数、縦軸をエンジンの排気温度とし、排気温度と実エンジン回転数ＮａｃｔとＥＧＲ開度との関係を表すＥＧＲ開度マップが記憶手段に読み込まれている。そして、検知した排気温度と実エンジン回転数と出力補正後のマップからＥＧＲ開度を演算して、出力補正後において前記演算したＥＧＲ開度に制御するのである。このように構成することにより、出力補正を実施し、制限ラック位置が変更された場合、排気温度と回転数から、出力補正に応じたＥＧＲ開度を演算することができ、実ラック位置を検知せずとも、ＥＧＲ開度と出力の関係におけるずれを防止する。

また、排気温度の代わりに吸気負圧を検知することで、出力補正後においてずれのないＥＧＲ開度を求めて制御することもできる。即ち、図５に示すように、排気温度センサ５１の代わりに、吸気マニホールドに吸気負圧センサ５２を配置し、制御装置５と接続する。そして、横軸を実エンジン回転数、縦軸を吸気負圧とし、吸気負圧と実エンジン回転数ＮａｃｔとＥＧＲ開度との関係を表すＥＧＲ開度マップが記憶手段に読み込まれている。そして、検知した吸気負圧と実エンジン回転数と出力補正後のマップからＥＧＲ開度を演算して、出力補正後において前記演算したＥＧＲ開度に制御するのである。このように構成することにより、出力補正を実施し制限ラック位置が変更された場合、吸気負圧と実エンジン回転数Ｎａｃｔから、出力補正に応じたＥＧＲ開度を演算することができ、実ラック位置Ｒａｃｔを検知せずとも、ＥＧＲ開度と出力の関係におけるずれを防止する。

また、排気温度の代わりに排気背圧を検知することで、出力補正後においてずれのないＥＧＲ開度を求めて制御することもできる。即ち、図５に示すように排気温度センサ５１の代わりに排気マニホールドに排気背圧センサ５３を配置し、制御装置５と接続する。そして、横軸を実エンジン回転数、縦軸を排気背圧とし、排気背圧と実エンジン回転数ＮａｃｔとＥＧＲ開度との関係を表すＥＧＲ開度マップが記憶手段に読み込まれている。そして、検知した排気背圧と実エンジン回転数と出力補正後のマップからＥＧＲ開度を演算して、出力補正後において前記演算したＥＧＲ開度に制御するのである。このように構成することにより、出力補正を実施し制限ラック位置が変更された場合、排気背圧と実エンジン回転数Ｎａｃｔから、出力補正に応じたＥＧＲ開度を演算することができ、実ラック位置Ｒａｃｔを検知せずとも、ＥＧＲ開度と出力の関係におけるずれを防止する。

また、排気温度の代わりにプランジャの回転角度を検知することで、出力補正後においてずれのないＥＧＲ開度を求めて制御することもできる。即ち、図５に示すように、排気温度センサ５１の代わりに燃料噴射ポンプ３０のプランジャの近傍または制御スリーブの近傍等に回転角度を検知するセンサ５４を配置し、制御装置５と接続する。そして、横軸を実エンジン回転数、縦軸をプランジャの回転角度とし、プランジャの回転角度と実エンジン回転数ＮａｃｔとＥＧＲ開度との関係を表すＥＧＲ開度マップが記憶手段に読み込まれている。そして、検知したプランジャの回転角度と実エンジン回転数と出力補正後のマップからＥＧＲ開度を演算して、出力補正後において前記演算したＥＧＲ開度に制御するのである。このように構成することにより、出力補正を実施し制限ラック位置が変更された場合、プランジャの回転角度と実エンジン回転数から、出力補正に応じたＥＧＲ開度を演算することができ、実ラック位置を検知せずとも、ＥＧＲ開度と出力の関係におけるずれを防止する。

次に、前記ＥＧＲ装置を備えるエンジンがコモンレール式燃料噴射装置の場合、つまり、コモンレール内に一定圧力で蓄圧した燃料を、制御装置１０９より制御されたインジェクタ１０７の電磁弁の開閉により噴射するコモンレール式燃料噴射装置を具備するエンジンである場合におけるＥＧＲ開度の制御について説明する。

図６は燃料噴射装置の構成について示すものである。燃料タンク１１１内の燃料は、フィードポンプ１１０によりくみ上げられ、サプライポンプ１０１へ供給される。サプライポンプ１０１は、カム軸１２１の回転により複数のプランジャ１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｃを独立して上下摺動させるインライン型に構成されている。各プランジャ１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｃが摺動されるシリンダ１２２ａ・１２２ｂ・１２２ｃでは、電磁弁１０３ａ・１０３ｂ・１０３ｃを介して燃料が吸入される。前記電磁弁１０３ａ・１０３ｂ・１０３ｃでは、エンジンコントローラ１０９（制御装置）による制御により、内部の弁の開閉が行われ、シリンダ１２２ａ・１２２ｂ・１２２ｃ内への燃料供給の有無の切り換えが行われる。また、各シリンダ１２２ａ・１２２ｂ・１２２ｃでは、それぞれ高圧管１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃを介してコモンレール１０６と接続されており、各シリンダ１２２ａ・１２２ｂ・１２２ｃより吐出される高圧燃料は、高圧管１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃを介してコモンレール１０６へ供給され、コモンレール１０６内において、燃料の蓄圧が行われる。

また、エンジンの各気筒には、インジェクタ１０７ａ・１０７ｂ・１０７ｃが設けられており、各インジェクタ１０７ａ・１０７ｂ・１０７ｃは、それぞれ高圧管１０８ａ・１０８ｂ・１０８ｃを介してコモンレール１０６と接続されている。これにより、コモンレール１０６内の燃料が高圧管１０８ａ・１０８ｂ・１０８ｃを介してインジェクタ１０７ａ・１０７ｂ・１０７ｃへ供給され、各インジェクタ１０７ａ・１０７ｂ・１０７ｃのノズルより燃料の噴射が行われる。尚、各インジェクタ１０７ａ・１０７ｂ・１０７ｃには電磁弁が設けられており、該電磁弁のニードルの開閉制御を前記コントローラ１０９にて行うことにより、噴射制御を行う。

以上のように、サプライポンプ１０１と、コモンレール１０６とが、複数の高圧管１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃにて接続される構成としている。そして、前記コモンレール１０６と各高圧管１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃとの接続部には、それぞれ各高圧管１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃ内からコモンレール１０６内へ向かう燃料の流れを規制する規制手段としての逆止弁機構１０５ａ・１０５ｂ・１０５ｃが設けられる構成としている。前記逆止弁機構１０５ａ・１０５ｂ・１０５ｃは、各高圧管１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃ内からコモンレール１０６内へ向かう燃料の流れを許容し、これにより、サプライポンプ１０１からコモンレール１０６への燃料の供給が行われるものとしている。一方、前記逆止弁機構１０５ａ・１０５ｂ・１０５ｃは、コモンレール１０６内から各高圧管１０４ａ・１０４ｂ・１０４ｃ内へ向かう燃料の流れを規制する。これにより、例えば、高圧管１０４ａが破損してしまった場合においても、破損箇所からコモンレール１０６内の燃料の流出を防止することができる。

このようなコモンレール式燃料噴射装置を具備するエンジンにおいてＥＧＲ開度の制御手段について説明する。図７に示すように、コモンレール式燃料噴射装置においてはコントローラ（制御装置）１０９による制御により噴射制御を行うため、ラック位置センサは存在せず、回転数センサ１３の他にコモンレールの圧力（燃料噴射圧力）を検知する燃料噴射圧力センサ１５２が入力側に接続されている。燃料噴射量はノズルの「開」時間と噴射圧により求めることができる。なお、コモンレールを用いずにユニットインジェクタを用いた場合には、図８に示すように、電磁弁のニードルのリフト量を検知する距離センサ１５３を配置して、リフト量により燃料噴射量を検知することもできる。本構成例では、回転数センサ１３によって検知した実エンジン回転数と各種センサによって検知した値によってＥＧＲ開度を計算するものである。

前記ＥＧＲ開度の制御は、横軸を実エンジン回転数、縦軸を燃料噴射量とし、燃料噴射量と実エンジン回転数とＥＧＲ開度との関係を示すマップが記憶手段に記憶されている。コモンレール式燃料噴射装置では電子制御されたインジェクタ１０７の電磁弁の開閉により燃料噴射量を決定することから、燃料噴射量は「開」時間の合計と噴射圧力とにより演算することが可能となっている。この燃料噴射量は負荷が大きくなると増加し、負荷が減少すると燃料噴射量も減少させるように制御するものであるから、前記燃料噴射量から、出力補正後の出力に対しても適正なＥＧＲ開度を算出できる。このように構成することにより、出力補正を実施した場合、燃料噴射量と回転数から、出力補正後のＥＧＲ開度を演算して、出力補正後にそのＥＧＲ開度で制御し、出力の関係におけるずれを防止する。

また、前記ＥＧＲ開度の制御は、燃料噴射量の代わりに、燃料噴射時間を検知または演算することで、出力補正後においてずれのないＥＧＲ開度を求めて制御することもできる。即ち、燃料噴射時間は目標エンジン回転数回転数Ｎｓｅｔと実エンジン回転数Ｎａｃｔ等により演算される。そして、横軸を実エンジン回転数、縦軸を燃料噴射時間とし、燃料噴射時間と実エンジン回転数ＮａｃｔとＥＧＲ開度との関係を表すＥＧＲ開度マップが記憶手段に読み込まれている。そして、演算した燃料噴射時間と実エンジン回転数と出力補正後のマップからＥＧＲ開度を演算して、出力補正後において前記演算したＥＧＲ開度に制御するのである。このように構成することにより、出力補正を実施した場合、燃料噴射時間と回転数から、出力補正に応じたＥＧＲ開度を演算することができ、ＥＧＲ開度と出力の関係におけるずれを防止する。

また、前記ＥＧＲ開度の制御は、燃料噴射量の代わりに、ニードルのリフト量を検知することで、出力補正後においてずれのないＥＧＲ開度を求めて制御することもできる。即ち、ニードルのリフト量はインジェクタ１０７に設けた距離センサ１５３により検知される。そして、横軸を実エンジン回転数、縦軸をニードルのリフト量とし、ニードルのリフト量と実エンジン回転数ＮａｃｔとＥＧＲ開度との関係を表すＥＧＲ開度マップが記憶手段に読み込まれている。そして、演算したニードルのリフト量と実エンジン回転数と出力補正後のマップからＥＧＲ開度を演算して、出力補正後において前記演算したＥＧＲ開度に制御するのである。このように構成することにより、出力補正を実施した場合、ニードルのリフト量と回転数から、出力補正に応じたＥＧＲ開度を演算することができ、ＥＧＲ開度と出力の関係におけるずれを防止する。

以上のように本発明にかかる電子ガバナ制御エンジンは、回転数設定手段１７と、回転数検知手段１３と、ラック位置検知手段１２と、燃焼後の排気ガスの一部を吸気側に再循環させるＥＧＲ装置６と、エンジン制御装置５を備え、該ＥＧＲ装置６の再循環量を回転数に応じて変更制御可能とする電子ガバナ制御式エンジンにおいて、実エンジン回転数Ｎａｃｔと、電子ガバナ装置４の実ラック位置Ｒａｃｔを検知して、実エンジン回転数Ｎａｃｔに対応するアイドルラック位置Ｒａと、出力補正後の制限ラック位置Ｒｂにより負荷率を演算し、エンジン回転数とラック位置と制限ラック位置とＥＧＲ開度との関係を表すマップより、実エンジン回転数Ｒａｃｔ前記負荷率に対応する出力補正後のＥＧＲ開度を演算し、ＥＧＲ開度を制御したものである。このように構成することにより、出力補正を実施し制限ラック位置が変更された場合、実ラック位置と実回転数から負荷率を演算するだけで、出力補正に応じたＥＧＲ開度を演算することができ、ＥＧＲ開度と出力の関係におけるずれを防止することができる。

また、回転数設定手段１７と、回転数検知手段１３と、ラック位置検知手段１２と、燃焼後の排気ガスの一部を吸気側に再循環させるＥＧＲ装置６と、エンジン制御装置５を備え、該ＥＧＲ装置の再循環量を回転数に応じて変更制御可能とする電子ガバナ制御式エンジンにおいて、目標エンジン回転数Ｎｓｅｔと、該目標エンジン回転数Ｎｓｅｔから求められる目標ラック位置Ｒｓｅｔとアイドルラック位置Ｒａと出力補正後の制限ラック位置Ｒｂから負荷率を演算し、該負荷率と目標エンジン回転数とＥＧＲ開度との関係を表すマップより、目標エンジン回転数Ｎｓｅｔと前記負荷率に対応する出力補正後のＥＧＲ開度を演算し、ＥＧＲ開度を制御することもできる。このように構成することにより、出力補正を実施し制限ラック位置が変更された場合、目標ラック位置と目標回転数から負荷率を演算するだけで、出力補正に応じたＥＧＲ開度を演算することができ、ＥＧＲ開度と出力の関係におけるずれを防止することができる。

本発明の制御機構を適用可能な装置構成について示すブロック図。 本発明の制御機構が適用される燃料噴射ポンプの構成例について示す図。 実施例１にかかる制御マップについて示す図。 構成例１にかかる制御マップについて示す図。 構成例２にかかるＥＧＲ装置の制御装置について示すブロック図。 構成例３にかかるコモンレール式燃料噴射装置の構成を示す図。 構成例３にかかるＥＧＲ装置の制御装置について示すブロック図。 ユニットインジェクタ式燃料噴射装置の制御装置について示すブロック図。 従来の制御機構において用いられている制御マップについて示す図。

Ｒａ アイドルラック位置
Ｒｂ 制限ラック位置
Ｒａｃｔ 実ラック位置
Ｎａｃｔ 実エンジン回転数

Claims (2)

1. 回転数設定手段と、回転数検知手段と、ラック位置検知手段と、燃焼後の排気ガスの一部を吸気側に再循環させるＥＧＲ装置と、エンジン制御装置を備え、該ＥＧＲ装置の再循環量を回転数に応じて変更制御可能とする電子制御式エンジンにおいて、実エンジン回転数と、電子ガバナ装置の実ラック位置とを検知して、実エンジン回転数と、電子ガバナ装置の実ラック位置と、出力補正後の制限ラック位置とにより負荷率を演算し、前記負荷率から出力補正後のＥＧＲ開度を演算し、ＥＧＲ開度を制御することを特徴とする電子制御式エンジン。
2. 前記実エンジン回転数を所定時間における平均実エンジン回転数とし、前記実ラック位置を所定時間における平均実ラック位置として演算したことを特徴とする請求項１に記載の電子制御式エンジン。