JPH0914023A - ターボ過給機付エンジンの排気圧力検出装置および空気過剰率検出装置 - Google Patents
ターボ過給機付エンジンの排気圧力検出装置および空気過剰率検出装置Info
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- JPH0914023A JPH0914023A JP7158139A JP15813995A JPH0914023A JP H0914023 A JPH0914023 A JP H0914023A JP 7158139 A JP7158139 A JP 7158139A JP 15813995 A JP15813995 A JP 15813995A JP H0914023 A JPH0914023 A JP H0914023A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
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- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
- F02M26/55—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
- F02M26/56—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves
- F02M26/57—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves using electronic means, e.g. electromagnetic valves
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 比較的簡便な装置構成を採りながら、ターボ
過給機付ディーゼルエンジン等の排気圧力を正確に検出
できる装置とその原理を用いた空気過剰率検出装置を提
供する。 【構成】 ＥＣＵ８は先ず、回転速度Ｎe センサ１０と
ブースト圧センサ１７との出力から吸気量マップ値を求
め、吸気温度補正を行う他各種マップを使用して検索を
続け、総吸気量、排気ガス流量比タービン加速エネルギ
ー、負荷抵抗、タービン速度を算出する。次に、変換係
数とタービン速度とから今回の実排気圧力を算出した
後、実排気圧力と大気圧との差圧に基づき、圧力補正係
数をマップから検索する。しかる後、ＥＣＵは、リニア
空燃比センサ（ＬＡＦＳ）２６の出力電流値と圧力補正
係数とから補正後電流値を算出し、補正後電流値に基づ
きマップから空気過剰率を求める。
過給機付ディーゼルエンジン等の排気圧力を正確に検出
できる装置とその原理を用いた空気過剰率検出装置を提
供する。 【構成】 ＥＣＵ８は先ず、回転速度Ｎe センサ１０と
ブースト圧センサ１７との出力から吸気量マップ値を求
め、吸気温度補正を行う他各種マップを使用して検索を
続け、総吸気量、排気ガス流量比タービン加速エネルギ
ー、負荷抵抗、タービン速度を算出する。次に、変換係
数とタービン速度とから今回の実排気圧力を算出した
後、実排気圧力と大気圧との差圧に基づき、圧力補正係
数をマップから検索する。しかる後、ＥＣＵは、リニア
空燃比センサ（ＬＡＦＳ）２６の出力電流値と圧力補正
係数とから補正後電流値を算出し、補正後電流値に基づ
きマップから空気過剰率を求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用ターボ過給機
付ディーゼルエンジン等の燃料供給システムや排気浄化
システムに用いられる、ターボ過給機付エンジンの排気
圧力検出装置および空気過剰率検出装置に関する。
付ディーゼルエンジン等の燃料供給システムや排気浄化
システムに用いられる、ターボ過給機付エンジンの排気
圧力検出装置および空気過剰率検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの主たる有害排出成
分としては、燃料分布の不均一等による黒煙や未燃ＨＣ
等の他、高温下での燃焼に起因するＮＯX が挙げられ
る。ディーゼルエンジンにおけるＮＯX 低減手段として
は、余剰酸素が多いためにガソリンエンジンのような還
元触媒が適用できず、燃料噴射時期の遅延（タイミング
リタード）や水噴射が研究されている。しかし、前者は
出力や燃費の低下とＣＯやＨＣの増加が避けられず、後
者は水噴射装置や水タンクの搭載や潤滑油への水混入等
の問題がある。そこで、構造が比較的簡便で弊害も少な
いことから、不活性物質である排気ガスをＥＧＲガスと
して燃焼室に還流させる排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置
の実用化が進められている。
分としては、燃料分布の不均一等による黒煙や未燃ＨＣ
等の他、高温下での燃焼に起因するＮＯX が挙げられ
る。ディーゼルエンジンにおけるＮＯX 低減手段として
は、余剰酸素が多いためにガソリンエンジンのような還
元触媒が適用できず、燃料噴射時期の遅延（タイミング
リタード）や水噴射が研究されている。しかし、前者は
出力や燃費の低下とＣＯやＨＣの増加が避けられず、後
者は水噴射装置や水タンクの搭載や潤滑油への水混入等
の問題がある。そこで、構造が比較的簡便で弊害も少な
いことから、不活性物質である排気ガスをＥＧＲガスと
して燃焼室に還流させる排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置
の実用化が進められている。
【０００３】ディーゼルエンジン用のＥＧＲ装置では、
ＥＧＲガスの還流量（以下、ＥＧＲ量と記す）が過剰に
なると、空気過剰率の低下による吐煙の悪化やＨＣの急
増，燃費の低下の他、遊離カーボンやパティキュレート
の混入によるエンジンオイルの劣化から機関耐久性の低
下等が起こる。そのため、これらの不具合を極力抑えな
がらＮＯX の低減を図るためには、空気過剰率を検出し
て、ＥＧＲ量をフィードバック制御する電子制御式が望
ましい。空気過剰率を検出する方法としては、ＣＯ2 分
析計を用いる方法と、リニア空燃比センサ（以下、ＬＡ
ＦＳと記す）を用いる方法とが一般的である。
ＥＧＲガスの還流量（以下、ＥＧＲ量と記す）が過剰に
なると、空気過剰率の低下による吐煙の悪化やＨＣの急
増，燃費の低下の他、遊離カーボンやパティキュレート
の混入によるエンジンオイルの劣化から機関耐久性の低
下等が起こる。そのため、これらの不具合を極力抑えな
がらＮＯX の低減を図るためには、空気過剰率を検出し
て、ＥＧＲ量をフィードバック制御する電子制御式が望
ましい。空気過剰率を検出する方法としては、ＣＯ2 分
析計を用いる方法と、リニア空燃比センサ（以下、ＬＡ
ＦＳと記す）を用いる方法とが一般的である。
【０００４】ところが、周知のようにＣＯ2 分析計はそ
の体格や重量が大きいため、ベンチテスト等には使用で
きるが、車載用としては現実的ではなかった。一方、Ｌ
ＡＦＳを用いたＥＧＲ装置としては、特開昭５５−７９
６４号公報や特開昭６３−２０１３５６号公報に記載さ
れたものがある。前者のＥＧＲ装置では、排気系にＬＡ
ＦＳを取り付け、その出力電流が所定の閾値を上回った
場合にはＥＧＲ弁を開放方向に駆動し、下回った場合に
は逆に閉鎖方向に駆動する。また、後者のＥＧＲ装置で
は、燃料噴射ポンプのレバー開度とエンジン回転速度と
をパラメータとするＥＧＲ量の制御マップに基づきＥＧ
Ｒ弁を駆動する一方、排気系に取り付けられたＬＡＦＳ
によりＥＧＲ弁開度（制御マップ）の補正を行ってい
る。
の体格や重量が大きいため、ベンチテスト等には使用で
きるが、車載用としては現実的ではなかった。一方、Ｌ
ＡＦＳを用いたＥＧＲ装置としては、特開昭５５−７９
６４号公報や特開昭６３−２０１３５６号公報に記載さ
れたものがある。前者のＥＧＲ装置では、排気系にＬＡ
ＦＳを取り付け、その出力電流が所定の閾値を上回った
場合にはＥＧＲ弁を開放方向に駆動し、下回った場合に
は逆に閉鎖方向に駆動する。また、後者のＥＧＲ装置で
は、燃料噴射ポンプのレバー開度とエンジン回転速度と
をパラメータとするＥＧＲ量の制御マップに基づきＥＧ
Ｒ弁を駆動する一方、排気系に取り付けられたＬＡＦＳ
によりＥＧＲ弁開度（制御マップ）の補正を行ってい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらＬＡＦ
Ｓを用いてＥＧＲ量をフィードバック制御するＥＧＲ装
置にも、以下に述べる問題があった。周知のように、Ｌ
ＡＦＳは、試験管状のジルコニア素子の内外面に多孔質
の白金電極を被覆し、内部に大気を導入する一方で、外
面を排気ガスに曝す構造となっており、電圧を印加する
とジルコニア素子中で酸素イオンの移動が起こり、排気
ガス中の酸素濃度（空気過剰率）に比例した電流が流れ
るという、酸素濃淡電池の原理を利用している。そし
て、ＬＡＦＳには、排気ガス中の酸素濃度が同一であっ
ても、酸素イオンの移動が排気ガス中の酸素分圧に依存
するため、排気圧力の高低により出力電流値が異なると
いう特性がある。また、ＬＡＦＳは、雰囲気温度が所定
値（活性化温度）以上にならないと正常に作動しないた
め、通常は排気マニホールドの集合部等に取付けられ
る。したがって、タービン上流側における排気圧力の変
動が大きいターボ過給機付エンジンでは、ターボ過給機
やＥＧＲ装置の作動状態によりＬＡＦＳの出力電流値も
大きく変動し、空気過剰率の検出が正確に行えなくなる
という問題があった。
Ｓを用いてＥＧＲ量をフィードバック制御するＥＧＲ装
置にも、以下に述べる問題があった。周知のように、Ｌ
ＡＦＳは、試験管状のジルコニア素子の内外面に多孔質
の白金電極を被覆し、内部に大気を導入する一方で、外
面を排気ガスに曝す構造となっており、電圧を印加する
とジルコニア素子中で酸素イオンの移動が起こり、排気
ガス中の酸素濃度（空気過剰率）に比例した電流が流れ
るという、酸素濃淡電池の原理を利用している。そし
て、ＬＡＦＳには、排気ガス中の酸素濃度が同一であっ
ても、酸素イオンの移動が排気ガス中の酸素分圧に依存
するため、排気圧力の高低により出力電流値が異なると
いう特性がある。また、ＬＡＦＳは、雰囲気温度が所定
値（活性化温度）以上にならないと正常に作動しないた
め、通常は排気マニホールドの集合部等に取付けられ
る。したがって、タービン上流側における排気圧力の変
動が大きいターボ過給機付エンジンでは、ターボ過給機
やＥＧＲ装置の作動状態によりＬＡＦＳの出力電流値も
大きく変動し、空気過剰率の検出が正確に行えなくなる
という問題があった。
【０００６】この問題を解決するものとして、特公平５
−４１８２１号公報では、タービンの上流側にＬＡＦＳ
と共に排圧センサを取付け、その検出信号に応じて、Ｌ
ＡＦＳの出力電流値と比較する比較電流値を補正するも
のが提案されている。ところが、排圧センサは、圧力を
電気信号に変換するための素子や電気信号を増幅するた
めのアンプ等からなる高価な部品であり、高温かつ圧力
変動の激しい環境下で用いられるため耐久性も低く、イ
ニシャルコストが高いことはもとより、定期的な点検や
交換等によりランニングコストも高くなる問題もあっ
た。
−４１８２１号公報では、タービンの上流側にＬＡＦＳ
と共に排圧センサを取付け、その検出信号に応じて、Ｌ
ＡＦＳの出力電流値と比較する比較電流値を補正するも
のが提案されている。ところが、排圧センサは、圧力を
電気信号に変換するための素子や電気信号を増幅するた
めのアンプ等からなる高価な部品であり、高温かつ圧力
変動の激しい環境下で用いられるため耐久性も低く、イ
ニシャルコストが高いことはもとより、定期的な点検や
交換等によりランニングコストも高くなる問題もあっ
た。
【０００７】本発明は、上記状況に鑑みなされたもの
で、比較的簡便な装置構成を採りながら、ターボ過給機
付ディーゼルエンジン等の排気圧力を正確に検出できる
排気圧力検出装置とその原理を用いた空気過剰率検出装
置とを提供することを目的とする。
で、比較的簡便な装置構成を採りながら、ターボ過給機
付ディーゼルエンジン等の排気圧力を正確に検出できる
排気圧力検出装置とその原理を用いた空気過剰率検出装
置とを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
１では、車両に搭載されたエンジンの吸気圧力を検出す
る吸気圧力検出手段と、上記エンジンの排気ガスにより
タービンを駆動することにより上記エンジンへの吸気を
過給するターボ過給機と、上記エンジンの燃料供給量を
検出する燃料供給量検出手段と、上記吸気圧力検出手段
によって検出された吸気圧力と上記燃料供給量検出手段
によって検出された燃料供給量とに基づき、上記エンジ
ンが定常運転状態にあるときにおける排気圧力である定
常排気圧力を推定する定常排気圧力推定手段と、同定常
排気圧力推定手段によって推定された定常排気圧力に基
づき、上記ターボ過給機のタービン速度を推定するター
ビン速度推定手段と、同タービン速度推定手段によって
推定されたタービン速度に基づき、上記エンジンの現運
転状態における排気圧力である実排気圧力を推定する実
排気圧力推定手段とを備えたターボ過給機付エンジンの
排気圧力検出装置を提案する。
１では、車両に搭載されたエンジンの吸気圧力を検出す
る吸気圧力検出手段と、上記エンジンの排気ガスにより
タービンを駆動することにより上記エンジンへの吸気を
過給するターボ過給機と、上記エンジンの燃料供給量を
検出する燃料供給量検出手段と、上記吸気圧力検出手段
によって検出された吸気圧力と上記燃料供給量検出手段
によって検出された燃料供給量とに基づき、上記エンジ
ンが定常運転状態にあるときにおける排気圧力である定
常排気圧力を推定する定常排気圧力推定手段と、同定常
排気圧力推定手段によって推定された定常排気圧力に基
づき、上記ターボ過給機のタービン速度を推定するター
ビン速度推定手段と、同タービン速度推定手段によって
推定されたタービン速度に基づき、上記エンジンの現運
転状態における排気圧力である実排気圧力を推定する実
排気圧力推定手段とを備えたターボ過給機付エンジンの
排気圧力検出装置を提案する。
【０００９】また、請求項２では、請求項１の排気圧力
検出装置において、上記定常排気圧力推定手段は、吸気
圧力から推定した総吸気量に基づき定常排気圧力を推定
するものを提案する。また、請求項３では、請求項２の
排気圧力検出装置において、上記総吸気量は、吸気温度
による補正が行われたものであるものを提案する。
検出装置において、上記定常排気圧力推定手段は、吸気
圧力から推定した総吸気量に基づき定常排気圧力を推定
するものを提案する。また、請求項３では、請求項２の
排気圧力検出装置において、上記総吸気量は、吸気温度
による補正が行われたものであるものを提案する。
【００１０】また、請求項４では、請求項１〜３の排気
圧力検出装置において、上記定常排気圧力推定手段は、
上記吸気圧力から推定した総吸気量と燃料供給量とに基
づき定常排気圧力を推定するものを提案する。また、請
求項５では、請求項１〜４の排気圧力検出装置におい
て、上記タービン速度推定手段は、上記総吸気量と排気
ガス再循環装置による排気ガス還流量の推定値とに基づ
き算出される排気ガス流量比を用いてタービン速度を推
定するものを提案する。
圧力検出装置において、上記定常排気圧力推定手段は、
上記吸気圧力から推定した総吸気量と燃料供給量とに基
づき定常排気圧力を推定するものを提案する。また、請
求項５では、請求項１〜４の排気圧力検出装置におい
て、上記タービン速度推定手段は、上記総吸気量と排気
ガス再循環装置による排気ガス還流量の推定値とに基づ
き算出される排気ガス流量比を用いてタービン速度を推
定するものを提案する。
【００１１】また、請求項６では、請求項５の排気圧力
検出装置において、上記排気ガス還流量は、タービン上
流側の実排気圧力と吸気圧力との差圧から得られるオリ
フィス係数を用いて算出されるものを提案する。また、
請求項７では、請求項５または６の排気圧力検出装置に
おいて、上記排気ガス還流量は、排気ガス温度による補
正が行われたものであるものを提案する。
検出装置において、上記排気ガス還流量は、タービン上
流側の実排気圧力と吸気圧力との差圧から得られるオリ
フィス係数を用いて算出されるものを提案する。また、
請求項７では、請求項５または６の排気圧力検出装置に
おいて、上記排気ガス還流量は、排気ガス温度による補
正が行われたものであるものを提案する。
【００１２】また、請求項８では、請求項１〜７の排気
圧力検出装置において、上記タービン速度推定手段は、
タービン加速エネルギーを用いてタービン速度を推定す
るものを提案する。また、請求項９では、請求項１〜８
の排気圧力検出装置において、上記タービン速度推定手
段は、タービン負荷抵抗を用いてタービン速度を推定す
るものを提案する。
圧力検出装置において、上記タービン速度推定手段は、
タービン加速エネルギーを用いてタービン速度を推定す
るものを提案する。また、請求項９では、請求項１〜８
の排気圧力検出装置において、上記タービン速度推定手
段は、タービン負荷抵抗を用いてタービン速度を推定す
るものを提案する。
【００１３】また、請求項１０では、請求項１〜９の排
気圧力検出装置において、上記タービン速度推定手段
は、上記定常排気圧力と上記排気ガス流量比とに基づき
タービン加速エネルギーを算出し、当該タービン加速エ
ネルギーとタービン負荷抵抗との偏差を積分し、これを
タービン慣性係数で除してタービン速度を推定するもの
を提案する。
気圧力検出装置において、上記タービン速度推定手段
は、上記定常排気圧力と上記排気ガス流量比とに基づき
タービン加速エネルギーを算出し、当該タービン加速エ
ネルギーとタービン負荷抵抗との偏差を積分し、これを
タービン慣性係数で除してタービン速度を推定するもの
を提案する。
【００１４】また、請求項１１では、請求項１〜１０の
排気圧力検出装置において、上記実排気圧力推定手段
は、上記タービン速度と変換係数とから実排気圧力を推
定するものを提案する。また、請求項１２では、請求項
１〜１１の排気圧力検出装置において、上記実排気圧力
推定手段は、実排気圧力の推定を上記エンジンの一行程
毎に行うものを提案する。
排気圧力検出装置において、上記実排気圧力推定手段
は、上記タービン速度と変換係数とから実排気圧力を推
定するものを提案する。また、請求項１２では、請求項
１〜１１の排気圧力検出装置において、上記実排気圧力
推定手段は、実排気圧力の推定を上記エンジンの一行程
毎に行うものを提案する。
【００１５】また、請求項１３では、車両に搭載された
エンジンの吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段と、上
記エンジンの排気ガスによりタービンを駆動することに
より上記エンジンへの吸気を過給するターボ過給機と、
上記エンジンの燃料供給量を検出する燃料供給量検出手
段と、上記吸気圧力検出手段によって検出された吸気圧
力と上記燃料供給量検出手段によって検出された燃料供
給量とに基づき、上記エンジンが定常運転状態にあると
きにおける排気圧力である定常排気圧力を推定する定常
排気圧力推定手段と、同定常排気圧力推定手段によって
推定された定常排気圧力に基づき、上記ターボ過給機の
タービン速度を推定するタービン速度推定手段と、同タ
ービン速度推定手段によって推定されたタービン速度に
基づき、上記エンジンの現運転状態における排気圧力で
ある実排気圧力を推定する実排気圧力推定手段と、上記
エンジンの排気通路におけるターボ過給機の上流側に設
けられ、所定空気過剰領域において上記エンジンの空気
過剰率を連続的に検出可能な空燃比センサと、同空燃比
センサにより検出された空気過剰率を、上記実排気圧力
推定手段によって推定された実排気圧力に基づき補正す
る空気過剰率補正手段とを備えたエンジンの空気過剰率
検出装置を提案する。
エンジンの吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段と、上
記エンジンの排気ガスによりタービンを駆動することに
より上記エンジンへの吸気を過給するターボ過給機と、
上記エンジンの燃料供給量を検出する燃料供給量検出手
段と、上記吸気圧力検出手段によって検出された吸気圧
力と上記燃料供給量検出手段によって検出された燃料供
給量とに基づき、上記エンジンが定常運転状態にあると
きにおける排気圧力である定常排気圧力を推定する定常
排気圧力推定手段と、同定常排気圧力推定手段によって
推定された定常排気圧力に基づき、上記ターボ過給機の
タービン速度を推定するタービン速度推定手段と、同タ
ービン速度推定手段によって推定されたタービン速度に
基づき、上記エンジンの現運転状態における排気圧力で
ある実排気圧力を推定する実排気圧力推定手段と、上記
エンジンの排気通路におけるターボ過給機の上流側に設
けられ、所定空気過剰領域において上記エンジンの空気
過剰率を連続的に検出可能な空燃比センサと、同空燃比
センサにより検出された空気過剰率を、上記実排気圧力
推定手段によって推定された実排気圧力に基づき補正す
る空気過剰率補正手段とを備えたエンジンの空気過剰率
検出装置を提案する。
【００１６】また、請求項１４では、請求項１３の空気
過剰率検出装置において、上記定常排気圧力推定手段
は、吸気圧力から推定した総吸気量に基づき定常排気圧
力を推定するものを提案する。また、請求項１５では、
請求項１４の空気過剰率検出装置において、上記総吸気
量は、吸気温度による補正が行われたものであるものを
提案する。
過剰率検出装置において、上記定常排気圧力推定手段
は、吸気圧力から推定した総吸気量に基づき定常排気圧
力を推定するものを提案する。また、請求項１５では、
請求項１４の空気過剰率検出装置において、上記総吸気
量は、吸気温度による補正が行われたものであるものを
提案する。
【００１７】また、請求項１６では、請求項１３〜１５
の空気過剰率検出装置において、上記定常排気圧力推定
手段は、上記吸気圧力から推定した総吸気量と燃料供給
量とに基づき定常排気圧力を推定するものを提案する。
また、請求項１７では、請求項１３〜１６の空気過剰率
検出装置において、上記タービン速度推定手段は、上記
総吸気量と排気ガス再循環装置による排気ガス還流量の
推定値とに基づき算出される排気ガス流量比を用いてタ
ービン速度を推定するものを提案する。
の空気過剰率検出装置において、上記定常排気圧力推定
手段は、上記吸気圧力から推定した総吸気量と燃料供給
量とに基づき定常排気圧力を推定するものを提案する。
また、請求項１７では、請求項１３〜１６の空気過剰率
検出装置において、上記タービン速度推定手段は、上記
総吸気量と排気ガス再循環装置による排気ガス還流量の
推定値とに基づき算出される排気ガス流量比を用いてタ
ービン速度を推定するものを提案する。
【００１８】また、請求項１８では、請求項１７の空気
過剰率検出装置において、上記排気ガス還流量は、ター
ビン上流側の実排気圧力と吸気圧力との差圧から得られ
るオリフィス係数を用いて算出されるものを提案する。
また、請求項１９では、請求項１７または１８の空気過
剰率検出装置において、上記排気ガス還流量は、排気ガ
ス温度による補正が行われたものであるものを提案す
る。
過剰率検出装置において、上記排気ガス還流量は、ター
ビン上流側の実排気圧力と吸気圧力との差圧から得られ
るオリフィス係数を用いて算出されるものを提案する。
また、請求項１９では、請求項１７または１８の空気過
剰率検出装置において、上記排気ガス還流量は、排気ガ
ス温度による補正が行われたものであるものを提案す
る。
【００１９】また、請求項２０では、請求項１３〜１９
の空気過剰率検出装置において、上記タービン速度推定
手段は、タービン加速エネルギーを用いてタービン速度
を推定するものを提案する。また、請求項２１では、請
求項１３〜２０の空気過剰率検出装置において、上記タ
ービン速度推定手段は、タービン負荷抵抗を用いてター
ビン速度を推定するものを提案する。
の空気過剰率検出装置において、上記タービン速度推定
手段は、タービン加速エネルギーを用いてタービン速度
を推定するものを提案する。また、請求項２１では、請
求項１３〜２０の空気過剰率検出装置において、上記タ
ービン速度推定手段は、タービン負荷抵抗を用いてター
ビン速度を推定するものを提案する。
【００２０】また、請求項２２では、請求項１３〜２１
の空気過剰率検出装置において、上記タービン速度推定
手段は、上記定常排気圧力と上記排気ガス流量比とに基
づきタービン加速エネルギーを算出し、当該タービン加
速エネルギーとタービン負荷抵抗との偏差を積分し、こ
れをタービン慣性係数で除してタービン速度を推定する
ものを提案する。
の空気過剰率検出装置において、上記タービン速度推定
手段は、上記定常排気圧力と上記排気ガス流量比とに基
づきタービン加速エネルギーを算出し、当該タービン加
速エネルギーとタービン負荷抵抗との偏差を積分し、こ
れをタービン慣性係数で除してタービン速度を推定する
ものを提案する。
【００２１】また、請求項２３では、請求項１３〜２２
の空気過剰率検出装置において、上記実排気圧力推定手
段は、上記タービン速度と変換係数とから実排気圧力を
推定するものを提案する。また、請求項２４では、請求
項１３〜２３の空気過剰率検出装置において、空気過剰
率の補正を上記エンジンの一行程毎に行うものを提案す
る。
の空気過剰率検出装置において、上記実排気圧力推定手
段は、上記タービン速度と変換係数とから実排気圧力を
推定するものを提案する。また、請求項２４では、請求
項１３〜２３の空気過剰率検出装置において、空気過剰
率の補正を上記エンジンの一行程毎に行うものを提案す
る。
【００２２】
【作用】請求項１の排気圧力検出装置では、定常排気圧
力推定手段が吸気圧検出手段が検出した吸気圧力と燃料
供給量検出手段が検出した燃料供給量とから定常排気圧
力を推定した後、タービン速度推定手段がこの定常排気
圧力からタービン速度を推定し、最後に実排気圧力推定
手段がこのタービン速度から実排気圧力を推定する。
力推定手段が吸気圧検出手段が検出した吸気圧力と燃料
供給量検出手段が検出した燃料供給量とから定常排気圧
力を推定した後、タービン速度推定手段がこの定常排気
圧力からタービン速度を推定し、最後に実排気圧力推定
手段がこのタービン速度から実排気圧力を推定する。
【００２３】また、請求項２の排気圧力検出装置では、
定常排気圧力推定手段は、吸気圧力から総吸気量を推定
し、この総吸気量から定常排気圧力を推定する。また、
請求項３の排気圧力検出装置では、定常排気圧力推定手
段は、熱膨張等による過大あるいは過小推定を防止する
べく、推定した総吸気量に吸気温度による補正を行う。
定常排気圧力推定手段は、吸気圧力から総吸気量を推定
し、この総吸気量から定常排気圧力を推定する。また、
請求項３の排気圧力検出装置では、定常排気圧力推定手
段は、熱膨張等による過大あるいは過小推定を防止する
べく、推定した総吸気量に吸気温度による補正を行う。
【００２４】また、請求項４の排気圧力検出装置では、
定常排気圧力推定手段は、吸気圧力とエンジン回転速度
とから総吸気量を推定した後、この総吸気量と燃料供給
量とから定常排気圧力を推定する。また、請求項５の排
気圧力検出装置では、タービン速度推定手段は、総吸気
量から排気ガス還流量を減じてものを総吸気量で除して
排気ガス流量比を算出し、これに用いてタービン速度を
推定する。
定常排気圧力推定手段は、吸気圧力とエンジン回転速度
とから総吸気量を推定した後、この総吸気量と燃料供給
量とから定常排気圧力を推定する。また、請求項５の排
気圧力検出装置では、タービン速度推定手段は、総吸気
量から排気ガス還流量を減じてものを総吸気量で除して
排気ガス流量比を算出し、これに用いてタービン速度を
推定する。
【００２５】また、請求項６の排気圧力検出装置では、
差圧に基づきマップ等からオリフィス係数を求め、これ
を用いて排気ガス還流量を算出する。また、請求項７の
排気圧力検出装置では、熱膨張による過大推定を防止す
るべく、算出した排気ガス還流量に排気ガス温度による
補正を行う。また、請求項８の排気圧力検出装置では、
タービン速度推定手段は、排気ガス流量比と定常排気圧
力とからタービン加速エネルギーを算出し、これを用い
てタービン速度を推定する。
差圧に基づきマップ等からオリフィス係数を求め、これ
を用いて排気ガス還流量を算出する。また、請求項７の
排気圧力検出装置では、熱膨張による過大推定を防止す
るべく、算出した排気ガス還流量に排気ガス温度による
補正を行う。また、請求項８の排気圧力検出装置では、
タービン速度推定手段は、排気ガス流量比と定常排気圧
力とからタービン加速エネルギーを算出し、これを用い
てタービン速度を推定する。
【００２６】また、請求項９の排気圧力検出装置では、
タービン速度推定手段は、タービン速度の前回値等から
タービン負荷抵抗を算出し、これを用いてタービン速度
を推定する。また、請求項１０の排気圧力検出装置で
は、タービン速度推定手段は、定常排気圧力に排気ガス
流量比を乗じてタービン加速エネルギーを算出し、この
タービン加速エネルギーとタービン負荷抵抗との偏差を
積分し、これをタービン慣性係数で除してタービン速度
を求める。
タービン速度推定手段は、タービン速度の前回値等から
タービン負荷抵抗を算出し、これを用いてタービン速度
を推定する。また、請求項１０の排気圧力検出装置で
は、タービン速度推定手段は、定常排気圧力に排気ガス
流量比を乗じてタービン加速エネルギーを算出し、この
タービン加速エネルギーとタービン負荷抵抗との偏差を
積分し、これをタービン慣性係数で除してタービン速度
を求める。
【００２７】また、請求項１１の排気圧力検出装置で
は、実排気圧力推定手段は、タービン速度に変換係数を
乗じることにより実排気圧力を算出する。また、請求項
１２の排気圧力検出装置では、実排気圧力推定手段は、
クランク角センサ等からの出力信号に基づき、例えば、
各気筒の吸気行程の開始時点で実排気圧力を推定する。
は、実排気圧力推定手段は、タービン速度に変換係数を
乗じることにより実排気圧力を算出する。また、請求項
１２の排気圧力検出装置では、実排気圧力推定手段は、
クランク角センサ等からの出力信号に基づき、例えば、
各気筒の吸気行程の開始時点で実排気圧力を推定する。
【００２８】また、請求項１３の空気過剰率検出装置で
は、定常排気圧力推定手段が吸気圧検出手段が検出した
吸気圧力と燃料供給量検出手段が検出した燃料供給量と
から定常排気圧力を推定した後、タービン速度推定手段
がこの定常排気圧力からタービン速度を推定した後、実
排気圧力推定手段がこのタービン速度から実排気圧力を
推定し、しかる後、空気過剰率補正手段が空燃比センサ
により検出された空気過剰率を実排気圧力で補正する。
は、定常排気圧力推定手段が吸気圧検出手段が検出した
吸気圧力と燃料供給量検出手段が検出した燃料供給量と
から定常排気圧力を推定した後、タービン速度推定手段
がこの定常排気圧力からタービン速度を推定した後、実
排気圧力推定手段がこのタービン速度から実排気圧力を
推定し、しかる後、空気過剰率補正手段が空燃比センサ
により検出された空気過剰率を実排気圧力で補正する。
【００２９】また、請求項１４の空気過剰率検出装置で
は、定常排気圧力推定手段は、吸気圧力から総吸気量を
推定し、この総吸気量から定常排気圧力を推定する。ま
た、請求項１５の空気過剰率検出装置では、定常排気圧
力推定手段は、熱膨張等による過大あるいは過小推定を
防止するべく、推定した総吸気量に吸気温度による補正
を行う。
は、定常排気圧力推定手段は、吸気圧力から総吸気量を
推定し、この総吸気量から定常排気圧力を推定する。ま
た、請求項１５の空気過剰率検出装置では、定常排気圧
力推定手段は、熱膨張等による過大あるいは過小推定を
防止するべく、推定した総吸気量に吸気温度による補正
を行う。
【００３０】また、請求項１６の空気過剰率検出装置で
は、定常排気圧力推定手段は、吸気圧力とエンジン回転
速度とから総吸気量を推定した後、この総吸気量と燃料
供給量とから定常排気圧力を推定する。また、請求項１
７の空気過剰率検出装置では、タービン速度推定手段
は、総吸気量から排気ガス還流量を減じてものを総吸気
量で除して排気ガス流量比を算出し、これに用いてター
ビン速度を推定する。
は、定常排気圧力推定手段は、吸気圧力とエンジン回転
速度とから総吸気量を推定した後、この総吸気量と燃料
供給量とから定常排気圧力を推定する。また、請求項１
７の空気過剰率検出装置では、タービン速度推定手段
は、総吸気量から排気ガス還流量を減じてものを総吸気
量で除して排気ガス流量比を算出し、これに用いてター
ビン速度を推定する。
【００３１】また、請求項１８の空気過剰率検出装置で
は、差圧に基づきマップ等からオリフィス係数を求め、
これを用いて排気ガス還流量を算出する。また、請求項
１９の空気過剰率検出装置では、熱膨張による過大推定
を防止するべく、算出した排気ガス還流量に排気ガス温
度による補正を行う。また、請求項２０の空気過剰率検
出装置では、タービン速度推定手段は、排気ガス流量比
と定常排気圧力とからタービン加速エネルギーを算出
し、これを用いてタービン速度を推定する。
は、差圧に基づきマップ等からオリフィス係数を求め、
これを用いて排気ガス還流量を算出する。また、請求項
１９の空気過剰率検出装置では、熱膨張による過大推定
を防止するべく、算出した排気ガス還流量に排気ガス温
度による補正を行う。また、請求項２０の空気過剰率検
出装置では、タービン速度推定手段は、排気ガス流量比
と定常排気圧力とからタービン加速エネルギーを算出
し、これを用いてタービン速度を推定する。
【００３２】また、請求項２１の空気過剰率検出装置で
は、タービン速度推定手段は、タービン速度の前回値等
からタービン負荷抵抗を算出し、これを用いてタービン
速度を推定する。また、請求項２２の空気過剰率検出装
置では、タービン速度推定手段は、定常排気圧力に排気
ガス流量比を乗じてタービン加速エネルギーを算出し、
このタービン加速エネルギーとタービン負荷抵抗との偏
差を積分し、これをタービン慣性係数で除してタービン
速度を求める。
は、タービン速度推定手段は、タービン速度の前回値等
からタービン負荷抵抗を算出し、これを用いてタービン
速度を推定する。また、請求項２２の空気過剰率検出装
置では、タービン速度推定手段は、定常排気圧力に排気
ガス流量比を乗じてタービン加速エネルギーを算出し、
このタービン加速エネルギーとタービン負荷抵抗との偏
差を積分し、これをタービン慣性係数で除してタービン
速度を求める。
【００３３】また、請求項２３の空気過剰率検出装置で
は、実排気圧力推定手段は、タービン速度に変換係数を
乗じることにより実排気圧力を算出する。また、請求項
２４の空気過剰率検出装置では、空気過剰率推定手段
は、クランク角センサ等からの出力信号に基づき、例え
ば、各気筒の吸気行程の開始時点で空気過剰率を推定す
る。
は、実排気圧力推定手段は、タービン速度に変換係数を
乗じることにより実排気圧力を算出する。また、請求項
２４の空気過剰率検出装置では、空気過剰率推定手段
は、クランク角センサ等からの出力信号に基づき、例え
ば、各気筒の吸気行程の開始時点で空気過剰率を推定す
る。
【００３４】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明に係る排気圧
力検出装置および空気過剰率検出装置の一実施例を詳細
に説明する。図１は、ＥＧＲ装置が取付けられたエンジ
ン制御システムの概略構成図であり、同図において１は
自動車用の直列４気筒ディーゼルエンジンエンジン（以
下、単にエンジンと記す）を示す。エンジン１のシリン
ダヘッド２には、渦流室３が形成されると共に、この渦
流室３に燃料を噴射する燃料噴射ノズル４が各気筒毎に
取り付けられている。エンジン１には電子ガバナ５を有
する分配型の燃料噴射ポンプ６が付設されており、燃料
噴射管７を介して、各燃料噴射ノズル４に燃料を供給す
る。尚、燃料噴射ポンプ６は、エンジン１の図示しない
クランクシャフトにより駆動されると共に、ＥＣＵ（エ
ンジン制御ユニット）８に制御された電子ガバナ５によ
り燃料の噴射時期や噴射期間が設定される。図中、９は
シリンダヘッド２に取付けられて冷却水温Ｔw を検出す
る水温センサであり、１０は燃料噴射ポンプ６に取り付
けられてエンジン回転速度Ｎe を検出するＮe センサで
ある。
力検出装置および空気過剰率検出装置の一実施例を詳細
に説明する。図１は、ＥＧＲ装置が取付けられたエンジ
ン制御システムの概略構成図であり、同図において１は
自動車用の直列４気筒ディーゼルエンジンエンジン（以
下、単にエンジンと記す）を示す。エンジン１のシリン
ダヘッド２には、渦流室３が形成されると共に、この渦
流室３に燃料を噴射する燃料噴射ノズル４が各気筒毎に
取り付けられている。エンジン１には電子ガバナ５を有
する分配型の燃料噴射ポンプ６が付設されており、燃料
噴射管７を介して、各燃料噴射ノズル４に燃料を供給す
る。尚、燃料噴射ポンプ６は、エンジン１の図示しない
クランクシャフトにより駆動されると共に、ＥＣＵ（エ
ンジン制御ユニット）８に制御された電子ガバナ５によ
り燃料の噴射時期や噴射期間が設定される。図中、９は
シリンダヘッド２に取付けられて冷却水温Ｔw を検出す
る水温センサであり、１０は燃料噴射ポンプ６に取り付
けられてエンジン回転速度Ｎe を検出するＮe センサで
ある。
【００３５】シリンダヘッド２には、吸気マニホールド
１１を介して、図示しないエアクリーナからの新気を導
入する吸気管１２が接続しており、その管路にはターボ
過給機１３のコンプレッサ１４とインタークーラ１５と
が配設されている。図中、１６は吸気温度Ｔa を検出す
る吸気温センサ、１７は吸気圧力（Manifold Absolute
Pressure）Ｐb を検出するブースト圧センサであり、い
ずれも吸気マニホールド１１に取り付けられている。ま
た、シリンダヘッド２には、排気マニホールド２０を介
して、ターボ過給機１３のタービン２１と排気管２２と
が接続している。図中、２３は過給圧の過上昇時に排気
マニホールド２０からタービン２１の下流に排気ガスを
逃がすウエストゲートバルブであり、２４はウエストゲ
ートアクチュエータである。また、２５は排気ガス中の
ＣＯやＨＣを浄化する酸化触媒である。尚、本実施例の
エンジン１では、排気マニホールド２０に、理論空燃比
より希薄側において空燃比Ａ／Ｆに応じた電流を連続的
に出力するＬＡＦＳ２６と、排気ガス温度を検出する排
気温度Ｔe を検出する排気温センサ２７とが取り付けら
れている。
１１を介して、図示しないエアクリーナからの新気を導
入する吸気管１２が接続しており、その管路にはターボ
過給機１３のコンプレッサ１４とインタークーラ１５と
が配設されている。図中、１６は吸気温度Ｔa を検出す
る吸気温センサ、１７は吸気圧力（Manifold Absolute
Pressure）Ｐb を検出するブースト圧センサであり、い
ずれも吸気マニホールド１１に取り付けられている。ま
た、シリンダヘッド２には、排気マニホールド２０を介
して、ターボ過給機１３のタービン２１と排気管２２と
が接続している。図中、２３は過給圧の過上昇時に排気
マニホールド２０からタービン２１の下流に排気ガスを
逃がすウエストゲートバルブであり、２４はウエストゲ
ートアクチュエータである。また、２５は排気ガス中の
ＣＯやＨＣを浄化する酸化触媒である。尚、本実施例の
エンジン１では、排気マニホールド２０に、理論空燃比
より希薄側において空燃比Ａ／Ｆに応じた電流を連続的
に出力するＬＡＦＳ２６と、排気ガス温度を検出する排
気温度Ｔe を検出する排気温センサ２７とが取り付けら
れている。
【００３６】一方、排気マニホールド２０と吸気マニホ
ールド１１とはＥＧＲパイプ３０を介して連通されてお
り、このＥＧＲパイプ３０の管路が吸気マニホールド１
１側に設けられたＥＧＲ弁３１の弁体３２により開放・
遮断されるようになっている。ＥＧＲ弁３１は負圧作動
式で、弁体３２，ダイヤフラム３３，リターンスプリン
グ３４，負圧室３５からなっている。図中、３６はＥＧ
Ｒ弁３１の開度ＡE を検出するＥＧＲポジションセンサ
である。
ールド１１とはＥＧＲパイプ３０を介して連通されてお
り、このＥＧＲパイプ３０の管路が吸気マニホールド１
１側に設けられたＥＧＲ弁３１の弁体３２により開放・
遮断されるようになっている。ＥＧＲ弁３１は負圧作動
式で、弁体３２，ダイヤフラム３３，リターンスプリン
グ３４，負圧室３５からなっている。図中、３６はＥＧ
Ｒ弁３１の開度ＡE を検出するＥＧＲポジションセンサ
である。
【００３７】ＥＧＲ弁３１の負圧室３５は、ホース４
０，４１と負圧側ＥＧＲソレノイド４２とを介してバキ
ュームポンプ４３に接続すると共に、ホース４４と大気
側ＥＧＲソレノイド４５とを介して大気に連通してい
る。バキュームポンプ４３は、オルタネータ４６の回転
軸により駆動され、エンジン１の運転中は常に負圧を発
生する。負圧側ＥＧＲソレノイド４２は、ＯＮ状態でホ
ース４０，４１を連通し、ＯＦＦ状態でホース４０，４
１を遮断する。また、大気側ＥＧＲソレノイド４５はＯ
ＦＦ状態でホース４４を大気に連通し、ＯＮ状態でホー
ス４４を遮断する。したがって、両ＥＧＲソレノイド４
２，４５を適宜ＯＮあるいはＯＦＦ状態にすることで、
ＥＧＲ弁３１の負圧室３５に負圧あるいは大気が導入さ
れ、ＥＧＲ弁３１の開度ＡE が制御されることになる。
０，４１と負圧側ＥＧＲソレノイド４２とを介してバキ
ュームポンプ４３に接続すると共に、ホース４４と大気
側ＥＧＲソレノイド４５とを介して大気に連通してい
る。バキュームポンプ４３は、オルタネータ４６の回転
軸により駆動され、エンジン１の運転中は常に負圧を発
生する。負圧側ＥＧＲソレノイド４２は、ＯＮ状態でホ
ース４０，４１を連通し、ＯＦＦ状態でホース４０，４
１を遮断する。また、大気側ＥＧＲソレノイド４５はＯ
ＦＦ状態でホース４４を大気に連通し、ＯＮ状態でホー
ス４４を遮断する。したがって、両ＥＧＲソレノイド４
２，４５を適宜ＯＮあるいはＯＦＦ状態にすることで、
ＥＧＲ弁３１の負圧室３５に負圧あるいは大気が導入さ
れ、ＥＧＲ弁３１の開度ＡE が制御されることになる。
【００３８】前述したＥＣＵ８は、車室内に設置されて
おり、図示しない入出力装置，制御プログラムの内蔵等
を行う記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等），中央処理装置
（ＣＰＵ）等を具えている。ＥＣＵ８の入力側には、上
述した各センサを始め種々のセンサやスイッチ類からの
検出情報が入力し、ＥＣＵ８は、これらの検出情報と制
御マップとに基づき、電子ガバナ５を始めとして、両Ｅ
ＧＲソレノイド４２，４５等の駆動制御を行う。
おり、図示しない入出力装置，制御プログラムの内蔵等
を行う記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等），中央処理装置
（ＣＰＵ）等を具えている。ＥＣＵ８の入力側には、上
述した各センサを始め種々のセンサやスイッチ類からの
検出情報が入力し、ＥＣＵ８は、これらの検出情報と制
御マップとに基づき、電子ガバナ５を始めとして、両Ｅ
ＧＲソレノイド４２，４５等の駆動制御を行う。
【００３９】以下、本実施例における排気圧力の検出手
順と空気過剰率の検出手順とを説明する。運転者がイグ
ニッションキーをＯＮにしてエンジン１がスタートし、
所定の条件（本実施例の場合、水温ＴW が７０℃以上、
始動後３０秒以上経過、ブースト圧センサ１７やＥＧＲ
ポジションセンサ３６が正常であること等）が満たされ
ると、ＥＣＵ８は、エンジン１の一行程毎に、図２，図
３のフローチャートと図４のブロック図とに示した排気
圧力検出サブルーチンを繰り返し実行する。このサブル
ーチンを開始すると、ＥＣＵ８は、先ず図２のステップ
Ｓ２で、Ｎe センサ１０とブースト圧センサ１７とから
出力されたエンジン回転速度Ｎe （rpm ）と吸気圧力Ｐ
b （mmＨ2Ｏ）とに基づき、吸気量マップ値Ｑaoを図６
のマップから検索する。次に、ＥＣＵ８は、ステップＳ
４で、吸気温センサ１６により検出された吸気温度Ｔb
（℃）に基づき、下式により吸気量マップ値Ｑaoに対す
る吸気温度補正を行ってエンジン１に吸引される総吸気
量Ｑa （g/st）を算出する。
順と空気過剰率の検出手順とを説明する。運転者がイグ
ニッションキーをＯＮにしてエンジン１がスタートし、
所定の条件（本実施例の場合、水温ＴW が７０℃以上、
始動後３０秒以上経過、ブースト圧センサ１７やＥＧＲ
ポジションセンサ３６が正常であること等）が満たされ
ると、ＥＣＵ８は、エンジン１の一行程毎に、図２，図
３のフローチャートと図４のブロック図とに示した排気
圧力検出サブルーチンを繰り返し実行する。このサブル
ーチンを開始すると、ＥＣＵ８は、先ず図２のステップ
Ｓ２で、Ｎe センサ１０とブースト圧センサ１７とから
出力されたエンジン回転速度Ｎe （rpm ）と吸気圧力Ｐ
b （mmＨ2Ｏ）とに基づき、吸気量マップ値Ｑaoを図６
のマップから検索する。次に、ＥＣＵ８は、ステップＳ
４で、吸気温センサ１６により検出された吸気温度Ｔb
（℃）に基づき、下式により吸気量マップ値Ｑaoに対す
る吸気温度補正を行ってエンジン１に吸引される総吸気
量Ｑa （g/st）を算出する。
【００４０】Ｑa ＝Ｑao・273/(273＋Ｔb) 総吸気量Ｑa の算出を終えると、ＥＣＵ８は、ステップ
Ｓ６で、総吸気量Ｑaと電子ガバナ５から出力された燃
料供給量Ｑf とに基づき、定常排気圧力Ｐw （mmＨg ）
を図示しないマップから検索する。次に、ＥＣＵ８は、
ステップＳ８で、総吸気量Ｑa と後述する前回のＥＧＲ
量Ｑe (i-1) とに基づき、下式により排気ガス流量比Ｋ
g を算出する。
Ｓ６で、総吸気量Ｑaと電子ガバナ５から出力された燃
料供給量Ｑf とに基づき、定常排気圧力Ｐw （mmＨg ）
を図示しないマップから検索する。次に、ＥＣＵ８は、
ステップＳ８で、総吸気量Ｑa と後述する前回のＥＧＲ
量Ｑe (i-1) とに基づき、下式により排気ガス流量比Ｋ
g を算出する。
【００４１】Ｋg ＝１−Ｑe (i-1) ／Ｑa 次に、ＥＣＵ８は、ステップＳ１０で、この排気ガス流
量比Ｋg と先に求めた定常排気圧力Ｐw とから、下式に
よりタービン加速エネルギーＦを算出する。 Ｆ＝Ｋg ・Ｐw 次に、ＥＣＵ８は、ステップＳ１２で、変換係数ＫL と
前回のタービン速度Ｖ (i-1) とから、下式により負荷抵
抗ＦL を算出する。
量比Ｋg と先に求めた定常排気圧力Ｐw とから、下式に
よりタービン加速エネルギーＦを算出する。 Ｆ＝Ｋg ・Ｐw 次に、ＥＣＵ８は、ステップＳ１２で、変換係数ＫL と
前回のタービン速度Ｖ (i-1) とから、下式により負荷抵
抗ＦL を算出する。
【００４２】ＦL ＝ＫL ・Ｖ2 (i-1) 次に、ＥＣＵ８は、ステップＳ１４で、タービン慣性係
数Ｉt とタービン加速エネルギーＦと負荷抵抗ＦL とか
ら、下式により今回のタービン速度Ｖ(i) (rad/s）を算
出する。 Ｖ(i) ＝１／Ｉt ・∫（Ｆ−ＦL ）dt 次に、ＥＣＵ８は、図３のステップＳ１６で、変換係数
Ｋp とタービン速度Ｖ (i) とから、下式により今回の実
排気圧力Ｐex（mmＨg ）を算出する。
数Ｉt とタービン加速エネルギーＦと負荷抵抗ＦL とか
ら、下式により今回のタービン速度Ｖ(i) (rad/s）を算
出する。 Ｖ(i) ＝１／Ｉt ・∫（Ｆ−ＦL ）dt 次に、ＥＣＵ８は、図３のステップＳ１６で、変換係数
Ｋp とタービン速度Ｖ (i) とから、下式により今回の実
排気圧力Ｐex（mmＨg ）を算出する。
【００４３】Ｐex＝Ｋp ・Ｖ(i) 排気圧力の推定はこれで終了するが、ＥＣＵ８は、次に
ステップＳ１８で、実排気圧力Ｐexと大気圧Ｐa （760m
m Ｈg ）との差圧ΔＰ1 に基づき、圧力補正係数Ｋafを
図７のマップから検索する。尚、圧力補正係数Ｋafは、
差圧ΔＰ1 が０の場合には当然に１．０であるが、本実
施例の場合、ＬＡＦＳ２６の圧力特性に合せ、100mm Ｈ
g 増加する毎に７％ずつ減少するように設定されてい
る。
ステップＳ１８で、実排気圧力Ｐexと大気圧Ｐa （760m
m Ｈg ）との差圧ΔＰ1 に基づき、圧力補正係数Ｋafを
図７のマップから検索する。尚、圧力補正係数Ｋafは、
差圧ΔＰ1 が０の場合には当然に１．０であるが、本実
施例の場合、ＬＡＦＳ２６の圧力特性に合せ、100mm Ｈ
g 増加する毎に７％ずつ減少するように設定されてい
る。
【００４４】次に、ＥＣＵ８は、ステップＳ２０で実排
気圧力Ｐexと吸気圧力Ｐb との差圧ΔＰ2 （すなわち、
ＥＧＲ弁３１の前後圧）を算出し、ステップＳ２２でこ
の差圧ΔＰ2 に基づきオリフィス係数ＫO を図８のマッ
プから検索する。このようにして、オリフィス係数ＫO
を求めると、ＥＣＵ８は、ステップＳ２４で今回の基本
ＥＧＲ量Ｑeoを下式により算出する。下式中、ＡE はＥ
ＧＲポジションセンサ３６により検出されたＥＧＲ弁３
１の開度（％）であり、Ｋs は流量係数（一定値）であ
る。
気圧力Ｐexと吸気圧力Ｐb との差圧ΔＰ2 （すなわち、
ＥＧＲ弁３１の前後圧）を算出し、ステップＳ２２でこ
の差圧ΔＰ2 に基づきオリフィス係数ＫO を図８のマッ
プから検索する。このようにして、オリフィス係数ＫO
を求めると、ＥＣＵ８は、ステップＳ２４で今回の基本
ＥＧＲ量Ｑeoを下式により算出する。下式中、ＡE はＥ
ＧＲポジションセンサ３６により検出されたＥＧＲ弁３
１の開度（％）であり、Ｋs は流量係数（一定値）であ
る。
【００４５】 Ｑeo＝Ｋo ・Ｋs ・ＡE ／（Ｎe ／１２０） 基本ＥＧＲ量Ｑeoを求めると、ＥＣＵ８は、ステップＳ
２６で、排気温センサ２７により検出された排気温度Ｔ
e （すなわち、ＥＧＲガス温度）を用いて、下式により
基本ＥＧＲ量Ｑeoに温度補正を行って今回のＥＧＲ量Ｑ
e (i) （ g/st）を算出する。尚、ここで求めたＥＧＲ
量Ｑe (i) はＲＡＭに記憶され、前述したステップＳ８
での排気ガス流量比Ｋg の演算に用いられる。
２６で、排気温センサ２７により検出された排気温度Ｔ
e （すなわち、ＥＧＲガス温度）を用いて、下式により
基本ＥＧＲ量Ｑeoに温度補正を行って今回のＥＧＲ量Ｑ
e (i) （ g/st）を算出する。尚、ここで求めたＥＧＲ
量Ｑe (i) はＲＡＭに記憶され、前述したステップＳ８
での排気ガス流量比Ｋg の演算に用いられる。
【００４６】Ｑe (i) ＝Ｑeo・273/(273＋Ｔe) さて、本実施例では、排気圧力検出サブルーチンと並行
して、ＥＣＵ８は、エンジン１の一行程毎に、図５のフ
ローチャートに示した空気過剰率検出サブルーチンを繰
り返し実行する。このサブルーチンを開始すると、ＥＣ
Ｕ８は、先ずステップＳ３０で、ＬＡＦＳ２６の出力電
流値Ｉpoを読み込む。次に、ＥＣＵ８は、ステップＳ３
２で、排気圧力検出サブルーチンで求めた圧力補正係数
Ｋafを用い、下式により補正後電流値Ｉp を算出する。
して、ＥＣＵ８は、エンジン１の一行程毎に、図５のフ
ローチャートに示した空気過剰率検出サブルーチンを繰
り返し実行する。このサブルーチンを開始すると、ＥＣ
Ｕ８は、先ずステップＳ３０で、ＬＡＦＳ２６の出力電
流値Ｉpoを読み込む。次に、ＥＣＵ８は、ステップＳ３
２で、排気圧力検出サブルーチンで求めた圧力補正係数
Ｋafを用い、下式により補正後電流値Ｉp を算出する。
【００４７】Ｉp ＝Ｋaf・Ｉpo しかる後、ＥＣＵ８は、ステップＳ３４で図９のマップ
から空気過剰率λを求め、サブルーチンを終了する。空
気過剰率検出サブルーチンにより空気過剰率λを求める
と、ＥＣＵ８は、目標空気過剰率λobj との偏差に応じ
て、ＥＧＲ制御サブルーチンや燃料噴射制御サブルーチ
ンによりＥＧＲ弁３１や電子ガバナ５を駆動制御する
が、その詳細についてはここに述べない。
から空気過剰率λを求め、サブルーチンを終了する。空
気過剰率検出サブルーチンにより空気過剰率λを求める
と、ＥＣＵ８は、目標空気過剰率λobj との偏差に応じ
て、ＥＧＲ制御サブルーチンや燃料噴射制御サブルーチ
ンによりＥＧＲ弁３１や電子ガバナ５を駆動制御する
が、その詳細についてはここに述べない。
【００４８】このように、上記実施例では、吸気圧力や
燃料供給量等からリアルタイムに排気圧力を検出するよ
うにしたため、高価かつ耐久性に乏しい排気圧センサを
用いることなく、ＬＡＦＳによる空気過剰率の検出を正
確かつ迅速に行えるようになった。そして、検出した空
気過剰率に基づきＥＧＲ弁や電子ガバナの駆動制御を行
うことで、加速時や減速時等にもＥＧＲガスの還流や燃
料噴射を適切に行うことができ、黒煙やＮＯX の排出量
を極めて低く抑えることができた。
燃料供給量等からリアルタイムに排気圧力を検出するよ
うにしたため、高価かつ耐久性に乏しい排気圧センサを
用いることなく、ＬＡＦＳによる空気過剰率の検出を正
確かつ迅速に行えるようになった。そして、検出した空
気過剰率に基づきＥＧＲ弁や電子ガバナの駆動制御を行
うことで、加速時や減速時等にもＥＧＲガスの還流や燃
料噴射を適切に行うことができ、黒煙やＮＯX の排出量
を極めて低く抑えることができた。
【００４９】以上で具体的実施例の説明を終えるが、本
発明の態様はこの実施例に限るものではない。例えば、
上記実施例はターボ過給機を備えたディーゼルエンジン
に本発明を適用したものであるが、自然吸気のディーゼ
ルエンジンや希薄燃焼方式のガソリンエンジン等にも好
適である。また、エンジン制御システムの具体的構成や
制御手順等については、本発明の主旨を逸脱しない範囲
で変更することが可能である。
発明の態様はこの実施例に限るものではない。例えば、
上記実施例はターボ過給機を備えたディーゼルエンジン
に本発明を適用したものであるが、自然吸気のディーゼ
ルエンジンや希薄燃焼方式のガソリンエンジン等にも好
適である。また、エンジン制御システムの具体的構成や
制御手順等については、本発明の主旨を逸脱しない範囲
で変更することが可能である。
【００５０】
【発明の効果】本発明の請求項１の排気圧力検出装置に
よれば、車両に搭載されたエンジンの吸気圧力を検出す
る吸気圧力検出手段と、上記エンジンの排気ガスにより
タービンを駆動することにより上記エンジンへの吸気を
過給するターボ過給機と、上記エンジンの燃料供給量を
検出する燃料供給量検出手段と、上記吸気圧力検出手段
によって検出された吸気圧力と上記燃料供給量検出手段
によって検出された燃料供給量とに基づき、上記エンジ
ンが定常運転状態にあるときにおける排気圧力である定
常排気圧力を推定する定常排気圧力推定手段と、同定常
排気圧力推定手段によって推定された定常排気圧力に基
づき、上記ターボ過給機のタービン速度を推定するター
ビン速度推定手段と、同タービン速度推定手段によって
推定されたタービン速度に基づき、上記エンジンの現運
転状態における排気圧力である実排気圧力を推定する実
排気圧力推定手段とを備えるようにしたため、高コスト
で耐久性に乏しい排気温センサを用いることなく、ター
ボ過給機付エンジンの排気圧力を正確かつ迅速に検出で
き、ＬＡＦＳの圧力補正を行うことが可能となる。
よれば、車両に搭載されたエンジンの吸気圧力を検出す
る吸気圧力検出手段と、上記エンジンの排気ガスにより
タービンを駆動することにより上記エンジンへの吸気を
過給するターボ過給機と、上記エンジンの燃料供給量を
検出する燃料供給量検出手段と、上記吸気圧力検出手段
によって検出された吸気圧力と上記燃料供給量検出手段
によって検出された燃料供給量とに基づき、上記エンジ
ンが定常運転状態にあるときにおける排気圧力である定
常排気圧力を推定する定常排気圧力推定手段と、同定常
排気圧力推定手段によって推定された定常排気圧力に基
づき、上記ターボ過給機のタービン速度を推定するター
ビン速度推定手段と、同タービン速度推定手段によって
推定されたタービン速度に基づき、上記エンジンの現運
転状態における排気圧力である実排気圧力を推定する実
排気圧力推定手段とを備えるようにしたため、高コスト
で耐久性に乏しい排気温センサを用いることなく、ター
ボ過給機付エンジンの排気圧力を正確かつ迅速に検出で
き、ＬＡＦＳの圧力補正を行うことが可能となる。
【００５１】また、請求項２によれば、請求項１の排気
圧力検出装置において、上記定常排気圧力推定手段は、
吸気圧力から推定した総吸気量に基づき定常排気圧力を
推定するようにしたため、定常排気圧力の推定が正確か
つ迅速に行える。また、請求項３によれば、請求項２の
排気圧力検出装置において、上記総吸気量は、吸気温度
による補正が行われたものであるとしたため、熱膨張等
による過大あるいは過小推定が防止され、総吸気量の推
定がより正確に行える。
圧力検出装置において、上記定常排気圧力推定手段は、
吸気圧力から推定した総吸気量に基づき定常排気圧力を
推定するようにしたため、定常排気圧力の推定が正確か
つ迅速に行える。また、請求項３によれば、請求項２の
排気圧力検出装置において、上記総吸気量は、吸気温度
による補正が行われたものであるとしたため、熱膨張等
による過大あるいは過小推定が防止され、総吸気量の推
定がより正確に行える。
【００５２】また、請求項４によれば、請求項１〜３の
排気圧力検出装置において、上記定常排気圧力推定手段
は、上記吸気圧力から推定した総吸気量と燃料供給量と
に基づき定常排気圧力を推定するようにしたため、定常
排気圧力の推定が正確かつ迅速に行える。また、請求項
５によれば、請求項１〜４の排気圧力検出装置におい
て、上記タービン速度推定手段は、上記総吸気量と排気
ガス再循環装置による排気ガス還流量の推定値とに基づ
き算出される排気ガス流量比を用いてタービン速度を推
定するようにしたため、タービン速度の推定が正確かつ
迅速に行える。
排気圧力検出装置において、上記定常排気圧力推定手段
は、上記吸気圧力から推定した総吸気量と燃料供給量と
に基づき定常排気圧力を推定するようにしたため、定常
排気圧力の推定が正確かつ迅速に行える。また、請求項
５によれば、請求項１〜４の排気圧力検出装置におい
て、上記タービン速度推定手段は、上記総吸気量と排気
ガス再循環装置による排気ガス還流量の推定値とに基づ
き算出される排気ガス流量比を用いてタービン速度を推
定するようにしたため、タービン速度の推定が正確かつ
迅速に行える。
【００５３】また、請求項６によれば、請求項５の排気
圧力検出装置において、上記排気ガス還流量を、タービ
ン上流側の実排気圧力と吸気圧力との差圧から得られる
オリフィス係数を用いて算出するようにしたため、ター
ビン速度の推定がより正確に行える。また、請求項７に
よれば、請求項５または６の排気圧力検出装置におい
て、上記排気ガス還流量は、排気ガス温度による補正が
行われたものであるとしたため、タービン速度の推定が
より正確に行える。
圧力検出装置において、上記排気ガス還流量を、タービ
ン上流側の実排気圧力と吸気圧力との差圧から得られる
オリフィス係数を用いて算出するようにしたため、ター
ビン速度の推定がより正確に行える。また、請求項７に
よれば、請求項５または６の排気圧力検出装置におい
て、上記排気ガス還流量は、排気ガス温度による補正が
行われたものであるとしたため、タービン速度の推定が
より正確に行える。
【００５４】また、請求項８によれば、請求項１〜７の
排気圧力検出装置において、上記タービン速度推定手段
は、タービン加速エネルギーを用いてタービン速度を推
定するようにしたため、タービン速度の推定がより正確
に行える。また、請求項９によれば、請求項１〜８の排
気圧力検出装置において、上記タービン速度推定手段
は、タービン負荷抵抗を用いてタービン速度を推定する
ようにしたため、タービン速度の推定がより正確に行え
る。
排気圧力検出装置において、上記タービン速度推定手段
は、タービン加速エネルギーを用いてタービン速度を推
定するようにしたため、タービン速度の推定がより正確
に行える。また、請求項９によれば、請求項１〜８の排
気圧力検出装置において、上記タービン速度推定手段
は、タービン負荷抵抗を用いてタービン速度を推定する
ようにしたため、タービン速度の推定がより正確に行え
る。
【００５５】また、請求項１０によれば、請求項１〜９
の排気圧力検出装置において、上記タービン速度推定手
段は、上記定常排気圧力と上記排気ガス流量比とに基づ
きタービン加速エネルギーを算出し、当該タービン加速
エネルギーとタービン負荷抵抗との偏差を積分し、これ
をタービン慣性係数で除してタービン速度を推定するよ
うにしたため、タービン速度の推定がより正確に行え
る。
の排気圧力検出装置において、上記タービン速度推定手
段は、上記定常排気圧力と上記排気ガス流量比とに基づ
きタービン加速エネルギーを算出し、当該タービン加速
エネルギーとタービン負荷抵抗との偏差を積分し、これ
をタービン慣性係数で除してタービン速度を推定するよ
うにしたため、タービン速度の推定がより正確に行え
る。
【００５６】また、請求項１１によれば、請求項１〜１
０の排気圧力検出装置において、上記実排気圧力推定手
段は、上記タービン速度と変換係数とから実排気圧力を
推定するようにしたため、実排気圧力の推定がより正確
に行える。また、請求項１２によれば、請求項１〜１１
の排気圧力検出装置において、上記実排気圧力推定手段
は、実排気圧力の推定を上記エンジンの一行程毎に行う
ようにしたため、過渡運転時等における推定がより正確
に行える。
０の排気圧力検出装置において、上記実排気圧力推定手
段は、上記タービン速度と変換係数とから実排気圧力を
推定するようにしたため、実排気圧力の推定がより正確
に行える。また、請求項１２によれば、請求項１〜１１
の排気圧力検出装置において、上記実排気圧力推定手段
は、実排気圧力の推定を上記エンジンの一行程毎に行う
ようにしたため、過渡運転時等における推定がより正確
に行える。
【００５７】また、請求項１３の空気過剰率検出装置に
よれば、車両に搭載されたエンジンの吸気圧力を検出す
る吸気圧力検出手段と、上記エンジンの排気ガスにより
タービンを駆動することにより上記エンジンへの吸気を
過給するターボ過給機と、上記エンジンの燃料供給量を
検出する燃料供給量検出手段と、上記吸気圧力検出手段
によって検出された吸気圧力と上記燃料供給量検出手段
によって検出された燃料供給量とに基づき、上記エンジ
ンが定常運転状態にあるときにおける排気圧力である定
常排気圧力を推定する定常排気圧力推定手段と、同定常
排気圧力推定手段によって推定された定常排気圧力に基
づき、上記ターボ過給機のタービン速度を推定するター
ビン速度推定手段と、同タービン速度推定手段によって
推定されたタービン速度に基づき、上記エンジンの現運
転状態における排気圧力である実排気圧力を推定する実
排気圧力推定手段と、上記エンジンの排気通路における
ターボ過給機の上流側に設けられ、所定空気過剰領域に
おいて上記エンジンの空気過剰率を連続的に検出可能な
空燃比センサと、同空燃比センサにより検出された空気
過剰率を、上記実排気圧力推定手段によって推定された
実排気圧力に基づき補正する空気過剰率補正手段とを備
えるようにしたため、空気過剰率を正確かつ迅速に行
え、ディーゼルエンジン等におけるＮＯX 排出量や黒煙
排出量を削減させることが可能となる。
よれば、車両に搭載されたエンジンの吸気圧力を検出す
る吸気圧力検出手段と、上記エンジンの排気ガスにより
タービンを駆動することにより上記エンジンへの吸気を
過給するターボ過給機と、上記エンジンの燃料供給量を
検出する燃料供給量検出手段と、上記吸気圧力検出手段
によって検出された吸気圧力と上記燃料供給量検出手段
によって検出された燃料供給量とに基づき、上記エンジ
ンが定常運転状態にあるときにおける排気圧力である定
常排気圧力を推定する定常排気圧力推定手段と、同定常
排気圧力推定手段によって推定された定常排気圧力に基
づき、上記ターボ過給機のタービン速度を推定するター
ビン速度推定手段と、同タービン速度推定手段によって
推定されたタービン速度に基づき、上記エンジンの現運
転状態における排気圧力である実排気圧力を推定する実
排気圧力推定手段と、上記エンジンの排気通路における
ターボ過給機の上流側に設けられ、所定空気過剰領域に
おいて上記エンジンの空気過剰率を連続的に検出可能な
空燃比センサと、同空燃比センサにより検出された空気
過剰率を、上記実排気圧力推定手段によって推定された
実排気圧力に基づき補正する空気過剰率補正手段とを備
えるようにしたため、空気過剰率を正確かつ迅速に行
え、ディーゼルエンジン等におけるＮＯX 排出量や黒煙
排出量を削減させることが可能となる。
【００５８】また、請求項１４によれば、請求項１３の
空気過剰率検出装置において、上記定常排気圧力推定手
段は、吸気圧力から推定した総吸気量に基づき定常排気
圧力を推定するようにしたため、定常排気圧力の推定が
正確かつ迅速に行える。また、請求項１５によれば、請
求項１４の空気過剰率検出装置において、上記総吸気量
は、吸気温度による補正が行われたものであるとしたた
め、総吸気量の推定がより正確に行える。
空気過剰率検出装置において、上記定常排気圧力推定手
段は、吸気圧力から推定した総吸気量に基づき定常排気
圧力を推定するようにしたため、定常排気圧力の推定が
正確かつ迅速に行える。また、請求項１５によれば、請
求項１４の空気過剰率検出装置において、上記総吸気量
は、吸気温度による補正が行われたものであるとしたた
め、総吸気量の推定がより正確に行える。
【００５９】また、請求項１６によれば、請求項１３〜
１５の空気過剰率検出装置において、上記定常排気圧力
推定手段は、上記吸気圧力から推定した総吸気量と燃料
供給量とに基づき定常排気圧力を推定するようにしたた
め、定常排気圧力の推定が正確かつ迅速に行える。ま
た、請求項１７によれば、請求項１３〜１６の空気過剰
率検出装置において、上記タービン速度推定手段は、上
記総吸気量と排気ガス再循環装置による排気ガス還流量
の推定値とに基づき算出される排気ガス流量比を用いて
タービン速度を推定するようにしたため、タービン速度
の推定が正確かつ迅速に行える。
１５の空気過剰率検出装置において、上記定常排気圧力
推定手段は、上記吸気圧力から推定した総吸気量と燃料
供給量とに基づき定常排気圧力を推定するようにしたた
め、定常排気圧力の推定が正確かつ迅速に行える。ま
た、請求項１７によれば、請求項１３〜１６の空気過剰
率検出装置において、上記タービン速度推定手段は、上
記総吸気量と排気ガス再循環装置による排気ガス還流量
の推定値とに基づき算出される排気ガス流量比を用いて
タービン速度を推定するようにしたため、タービン速度
の推定が正確かつ迅速に行える。
【００６０】また、請求項１８によれば、請求項１７の
空気過剰率検出装置において、上記排気ガス還流量を、
タービン上流側の実排気圧力と吸気圧力との差圧から得
られるオリフィス係数を用いて算出するようにしたた
め、タービン速度の推定がより正確に行える。また、請
求項１９によれば、請求項１７または１８の空気過剰率
検出装置において、上記排気ガス還流量は、排気ガス温
度による補正が行われたものであるとしたため、タービ
ン速度の推定がより正確に行える。
空気過剰率検出装置において、上記排気ガス還流量を、
タービン上流側の実排気圧力と吸気圧力との差圧から得
られるオリフィス係数を用いて算出するようにしたた
め、タービン速度の推定がより正確に行える。また、請
求項１９によれば、請求項１７または１８の空気過剰率
検出装置において、上記排気ガス還流量は、排気ガス温
度による補正が行われたものであるとしたため、タービ
ン速度の推定がより正確に行える。
【００６１】また、請求項２０によれば、請求項１３〜
１９の空気過剰率検出装置において、上記タービン速度
推定手段は、タービン加速エネルギーを用いてタービン
速度を推定するようにしたため、タービン速度の推定が
より正確に行える。また、請求項２１によれば、請求項
１３〜２０の空気過剰率検出装置において、上記タービ
ン速度推定手段は、タービン負荷抵抗を用いてタービン
速度を推定するようにしたため、タービン速度の推定が
より正確に行える。
１９の空気過剰率検出装置において、上記タービン速度
推定手段は、タービン加速エネルギーを用いてタービン
速度を推定するようにしたため、タービン速度の推定が
より正確に行える。また、請求項２１によれば、請求項
１３〜２０の空気過剰率検出装置において、上記タービ
ン速度推定手段は、タービン負荷抵抗を用いてタービン
速度を推定するようにしたため、タービン速度の推定が
より正確に行える。
【００６２】また、請求項２２によれば、請求項１３〜
２１の空気過剰率検出装置において、上記タービン速度
推定手段は、上記定常排気圧力と上記排気ガス流量比と
に基づきタービン加速エネルギーを算出し、当該タービ
ン加速エネルギーとタービン負荷抵抗との偏差を積分
し、これをタービン慣性係数で除してタービン速度を推
定するようにしたため、タービン速度の推定がより正確
に行える。
２１の空気過剰率検出装置において、上記タービン速度
推定手段は、上記定常排気圧力と上記排気ガス流量比と
に基づきタービン加速エネルギーを算出し、当該タービ
ン加速エネルギーとタービン負荷抵抗との偏差を積分
し、これをタービン慣性係数で除してタービン速度を推
定するようにしたため、タービン速度の推定がより正確
に行える。
【００６３】また、請求項２３によれば、請求項１３〜
２２の空気過剰率検出装置において、上記実排気圧力推
定手段は、上記タービン速度と変換係数とから実排気圧
力を推定するようにしたため、実排気圧力の推定がより
正確に行える。また、請求項２４によれば、請求項１３
〜２３の空気過剰率検出装置において、空気過剰率の補
正を上記エンジンの一行程毎に行うようにしたため、過
渡運転時等における推定がより正確に行える。
２２の空気過剰率検出装置において、上記実排気圧力推
定手段は、上記タービン速度と変換係数とから実排気圧
力を推定するようにしたため、実排気圧力の推定がより
正確に行える。また、請求項２４によれば、請求項１３
〜２３の空気過剰率検出装置において、空気過剰率の補
正を上記エンジンの一行程毎に行うようにしたため、過
渡運転時等における推定がより正確に行える。
【図１】本発明の一実施例に係るエンジン制御系統の概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】排気圧力検出サブルーチンの手順を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図３】排気圧力検出サブルーチンの手順を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図４】排気圧力検出の流れを示すブロック図である。
【図５】空気過剰率検出サブルーチンの手順を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図６】吸気圧力とエンジン回転速度から総吸気量を求
めるマップである。
めるマップである。
【図７】排気圧力と大気圧との偏差から圧力補正係数を
求めるマップである。
求めるマップである。
【図８】排気圧力と吸気圧力との偏差からオリフィス係
数を求めるマップである。
数を求めるマップである。
【図９】ＬＡＦＳの出力電流から空気過剰率を求めるマ
ップである。
ップである。
１ エンジン ２ シリンダヘッド ４ 燃料噴射弁 ５ 電子ガバナ ６ 燃料噴射ポンプ ８ ＥＣＵ １１ 吸気マニホールド １３ ターボ過給機 １４ コンプレッサ １７ ブースト圧センサ ２０ 排気マニホールド ２１ タービン ２６ ＬＡＦＳ ２７ 排気温センサ ３０ ＥＧＲパイプ ３１ ＥＧＲ弁 ４２ 負圧側ＥＧＲソレノイド ４３ バキュームポンプ ４５ 大気側ＥＧＲソレノイド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｍ ５７０ ５７０Ｐ
Claims (24)
- 【請求項１】 車両に搭載されたエンジンの吸気圧力を
検出する吸気圧力検出手段と、 上記エンジンの排気ガスによりタービンを駆動すること
により上記エンジンへの吸気を過給するターボ過給機
と、 上記エンジンの燃料供給量を検出する燃料供給量検出手
段と、 上記吸気圧力検出手段によって検出された吸気圧力と上
記燃料供給量検出手段によって検出された燃料供給量と
に基づき、上記エンジンが定常運転状態にあるときにお
ける排気圧力である定常排気圧力を推定する定常排気圧
力推定手段と、 同定常排気圧力推定手段によって推定された定常排気圧
力に基づき、上記ターボ過給機のタービン速度を推定す
るタービン速度推定手段と、 同タービン速度推定手段によって推定されたタービン速
度に基づき、上記エンジンの現運転状態における排気圧
力である実排気圧力を推定する実排気圧力推定手段とを
備えたことを特徴とするターボ過給機付エンジンの排気
圧力検出装置。 - 【請求項２】 上記定常排気圧力推定手段は、吸気圧力
から推定した総吸気量に基づき定常排気圧力を推定する
ことを特徴とする、請求項１記載のターボ過給機付エン
ジンの排気圧力検出装置。 - 【請求項３】 上記総吸気量は、吸気温度による補正を
行ったものであることを特徴とする、請求項２記載のタ
ーボ過給機付エンジンの排気圧力検出装置。 - 【請求項４】 上記定常排気圧力推定手段は、上記吸気
圧力から推定した総吸気量と燃料供給量とに基づき定常
排気圧力を推定することを特徴とする、請求項１〜３の
いずれか一項に記載のターボ過給機付エンジンの排気圧
力検出装置。 - 【請求項５】 上記タービン速度推定手段は、上記総吸
気量と排気ガス再循環装置による排気ガス還流量の推定
値とに基づき算出される排気ガス流量比を用いてタービ
ン速度を推定することを特徴とする、請求項１〜４のい
ずれか一項に記載のターボ過給機付エンジンの排気圧力
検出装置。 - 【請求項６】 上記排気ガス還流量は、タービン上流側
の実排気圧力と吸気圧力との差圧から得られるオリフィ
ス係数を用いて算出されることを特徴とする、請求項５
記載のターボ過給機付エンジンの空気過剰率検出装置。 - 【請求項７】 上記排気ガス還流量は、排気ガス温度に
よる補正が行われたものであることを特徴とする、請求
項５または６記載のターボ過給機付エンジンの空気過剰
率検出装置。 - 【請求項８】 上記タービン速度推定手段は、タービン
加速エネルギーを用いてタービン速度を推定することを
特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のター
ボ過給機付エンジンの排気圧力検出装置。 - 【請求項９】 上記タービン速度推定手段は、タービン
負荷抵抗を用いてタービン速度を推定することを特徴と
する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のターボ過給
機付エンジンの排気圧力検出装置。 - 【請求項１０】 上記タービン速度推定手段は、上記定
常排気圧力と上記排気ガス流量比とに基づきタービン加
速エネルギーを算出し、当該タービン加速エネルギーと
タービン負荷抵抗との偏差を積分し、これをタービン慣
性係数で除してタービン速度を推定することを特徴とす
る、請求項１〜９のいずれか一項に記載のターボ過給機
付エンジンの排気圧力検出装置。 - 【請求項１１】 上記実排気圧力推定手段は、上記ター
ビン速度と変換係数とから実排気圧力を推定することを
特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のタ
ーボ過給機付エンジンの排気圧力検出装置。 - 【請求項１２】 上記実排気圧力推定手段は、実排気圧
力の推定を上記エンジンの一行程毎に行うことを特徴と
する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のターボ過
給機付エンジンの排気圧力検出装置。 - 【請求項１３】 車両に搭載されたエンジンの吸気圧力
を検出する吸気圧力検出手段と、 上記エンジンの排気ガスによりタービンを駆動すること
により上記エンジンへの吸気を過給するターボ過給機
と、 上記エンジンの燃料供給量を検出する燃料供給量検出手
段と、 上記吸気圧力検出手段によって検出された吸気圧力と上
記燃料供給量検出手段によって検出された燃料供給量と
に基づき、上記エンジンが定常運転状態にあるときにお
ける排気圧力である定常排気圧力を推定する定常排気圧
力推定手段と、 同定常排気圧力推定手段によって推定された定常排気圧
力に基づき、上記ターボ過給機のタービン速度を推定す
るタービン速度推定手段と、 同タービン速度推定手段によって推定されたタービン速
度に基づき、上記エンジンの現運転状態における排気圧
力である実排気圧力を推定する実排気圧力推定手段と、 上記エンジンの排気通路におけるターボ過給機の上流側
に設けられ、所定空気過剰領域において上記エンジンの
空気過剰率を連続的に検出可能な空燃比センサと、 同空燃比センサにより検出された空気過剰率を、上記実
排気圧力推定手段によって推定された実排気圧力に基づ
き補正する空気過剰率補正手段とを備えたことを特徴と
するターボ過給機付エンジンの空気過剰率検出装置。 - 【請求項１４】 上記定常排気圧力推定手段は、吸気圧
力から推定した総吸気量に基づき定常排気圧力を推定す
ることを特徴とする、請求項１３記載のターボ過給機付
エンジンの空気過剰率検出装置。 - 【請求項１５】 上記総吸気量は、吸気温度による補正
を行ったものであることを特徴とする、請求項１４記載
のターボ過給機付エンジンの空気過剰率検出装置。 - 【請求項１６】 上記定常排気圧力推定手段は、上記吸
気圧力から推定した総吸気量と燃料供給量とに基づき定
常排気圧力を推定することを特徴とする、請求項１３〜
１５のいずれか一項に記載のターボ過給機付エンジンの
空気過剰率検出装置。 - 【請求項１７】 上記タービン速度推定手段は、上記総
吸気量と排気ガス再循環装置による排気ガス還流量の推
定値とに基づき算出される排気ガス流量比を用いてター
ビン速度を推定することを特徴とする、請求項１３〜１
６のいずれか一項に記載のターボ過給機付エンジンの空
気過剰率検出装置。 - 【請求項１８】 上記排気ガス還流量は、タービン上流
側の実排気圧力と吸気圧力との差圧から得られるオリフ
ィス係数を用いて算出されることを特徴とする、請求項
１７記載のターボ過給機付エンジンの空気過剰率検出装
置。 - 【請求項１９】 上記排気ガス還流量は、排気ガス温度
による補正が行われたものであることを特徴とする、請
求項１７または１８記載のターボ過給機付エンジンの空
気過剰率検出装置。 - 【請求項２０】 上記タービン速度推定手段は、タービ
ン加速エネルギーを用いてタービン速度を推定すること
を特徴とする、請求項１３〜１９のいずれか一項に記載
のターボ過給機付エンジンの空気過剰率検出装置。 - 【請求項２１】 上記タービン速度推定手段は、タービ
ン負荷抵抗を用いてタービン速度を推定することを特徴
とする、請求項１３〜２０のいずれか一項に記載のター
ボ過給機付エンジンの空気過剰率検出装置。 - 【請求項２２】 上記タービン速度推定手段は、上記定
常排気圧力と上記排気ガス流量比とに基づきタービン加
速エネルギーを算出し、当該タービン加速エネルギーと
タービン負荷抵抗との偏差を積分し、これをタービン慣
性係数で除してタービン速度を推定することを特徴とす
る、請求項１３〜２１のいずれか一項に記載のターボ過
給機付エンジンの空気過剰率検出装置。 - 【請求項２３】 上記実排気圧力推定手段は、上記ター
ビン速度と変換係数とから実排気圧力を推定することを
特徴とする、請求項１３〜２２のいずれか一項に記載の
ターボ過給機付エンジンの空気過剰率検出装置。 - 【請求項２４】 上記空気過剰率補正手段は、空気過剰
率の補正を上記エンジンの一行程毎に行うことを特徴と
する、請求項１３〜２３のいずれか一項に記載のターボ
過給機付エンジンの空気過剰率検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15813995A JP3161288B2 (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | ターボ過給機付エンジンの排気圧力検出装置および空気過剰率検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15813995A JP3161288B2 (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | ターボ過給機付エンジンの排気圧力検出装置および空気過剰率検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0914023A true JPH0914023A (ja) | 1997-01-14 |
| JP3161288B2 JP3161288B2 (ja) | 2001-04-25 |
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ID=15665127
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|---|---|---|---|
| JP15813995A Expired - Fee Related JP3161288B2 (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | ターボ過給機付エンジンの排気圧力検出装置および空気過剰率検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3161288B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012108287A1 (ja) * | 2011-02-07 | 2012-08-16 | 日産自動車株式会社 | 過給機付き内燃機関の制御装置 |
| JP2013032740A (ja) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Toyota Central R&D Labs Inc | 内燃機関の制御装置 |
| JP2013189968A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-26 | Yanmar Co Ltd | エンジン |
-
1995
- 1995-06-23 JP JP15813995A patent/JP3161288B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2012108287A1 (ja) * | 2011-02-07 | 2012-08-16 | 日産自動車株式会社 | 過給機付き内燃機関の制御装置 |
| US9002625B2 (en) | 2011-02-07 | 2015-04-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control device for internal combustion engine equipped with supercharger |
| JP2013032740A (ja) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Toyota Central R&D Labs Inc | 内燃機関の制御装置 |
| JP2013189968A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-26 | Yanmar Co Ltd | エンジン |
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| JP3161288B2 (ja) | 2001-04-25 |
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