(57)【要約】    【課題】低コストで吸・排気系の圧力を精度良く推定する。    【解決手段】別ルーチンで求められたシリンダ吸入空気量Ｑａｃ，シリンダ吸入ＥＧＲ量Ｑｅｃ，吸気温度Ｔａ，排気温度Ｔｅ，体積効率相当値Ｋｉｎを入力し(Ｓ１) 、これらの値に基づいて吸気圧Ｐｍを演算する (Ｓ２) 。【選択図】  図４
2004251288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関に吸入される空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、
機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
検出された機関の吸入空気流量と回転速度とを含む要素に基づいて吸気系圧力を推定する吸気系圧力推定手段と、
を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の吸気系圧力推定装置。
【請求項２】
前記吸気系圧力推定手段は、
機関の吸入空気流量と、回転速度と、体積効率相当値と、容積比 (吸気系の総容積に対するシリンダ容積の比) と、を含む要素に基づいてシリンダに吸入される空気量を演算するシリンダ吸入空気量演算手段と、
前記演算されたシリンダ吸入空気量と、体積効率相当値と、前記容積比と、を含む要素に基づいて吸気系圧力を演算する吸気系圧力演算手段と、
前記体積効率相当値を、機関運転開始時に初期値に設定し、その後は演算された吸気系圧力と検出された機関回転速度とを含む要素に基づいて演算した値で更新していく体積効率相当値演算手段と、
を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気系圧力推定装置。
【請求項３】
内燃機関が排気還流 (ＥＧＲ) 装置を備えており、
前記吸気系圧力推定手段は、
吸気系に吸入されるＥＧＲ流量を演算するＥＧＲ流量演算手段と、
演算されたＥＧＲ流量と、機関の回転速度と、体積効率相当値と、容積比 (吸気系の総容積に対するシリンダ容積の比) と、を含む要素に基づいてシリンダに吸入されるＥＧＲ量を演算するシリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段と、
を含んでおり、
前記吸気系圧力演算手段は、演算されたシリンダ吸入ＥＧＲ量を含む要素に基づいて吸気系圧力を演算することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の吸気系圧力推定装置。
【請求項４】
前記吸気系圧力演算手段は、次式により吸気圧力を演算することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の吸気圧力推定装置。
Ｐｍ＝Ｒ／Ｋｖｏｌ／Ｋｉｎ× (Ｑａｃ×Ｔａ＋Ｑｅｃ×Ｔｅ)
Ｐｍ：吸気圧力Ｋｖｏｌ：１シリンダ容積／吸気系容積
Ｑａｃ：１シリンダ当りの吸入空気量
Ｑｅｃ：１シリンダ当りの還流排気量
Ｔａ：吸気温度
Ｔｅ：還流排気温度
Ｒ，Ｋｐｍ，Ｏｐｍ：定数
【請求項５】
機関に吸入される空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、
機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
検出された機関の吸入空気流量と回転速度とを含む要素に基づいて排気系圧力を推定する排気系圧力推定手段と、
を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の排気系圧力推定装置。
【請求項６】
内燃機関が排気還流 (ＥＧＲ) 装置を備えており、
前記排気系圧力推定手段は、
シリンダから排出される排気量を演算するシリンダ排出排気量演算手段と、
シリンダに吸入されるシリンダ吸入ＥＧＲ量を演算するシリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段と、
演算されたシリンダ排出排気量とシリンダ吸入ＥＧＲ量と機関回転速度とを含む要素に基づいて排気系圧力を演算する排気系圧力演算手段と、を含んでいることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の排気系圧力推定装置。
【請求項７】
前記排気系圧力演算手段は、次式により吸気圧力を演算することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の排気系圧力推定装置。
Ｐｅｘｈ＝ (Ｑｅｘｈ−Ｑｅ) ×Ｔｅｘｈ×Ｎｅ×Ｋｐｅｘｈ＋Ｏｐｅｘｈ
Ｐｅｘｈ：排気系圧力
Ｑｅｘｈ：排気温度
Ｎｅ：機関回転速度
Ｋｐｅｘｈ，Ｏｐｅｘｈ：定数
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気系や排気系の圧力を推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関の吸気系圧力の検出方式としては、圧力を直接検出する手段を設けたり、該圧力検出手段の他に吸入空気流量を検出する手段を設けて、検出された吸気系の圧力を吸入空気流量の検出値で補正するなどして検出していた（特許文献１）。
【特許文献１】特開昭５８−３５２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来の吸気圧力検出方式にあっては、吸入空気流量を検出しないものでは大気圧等の環境変化に対する空燃比の最適化ができなかった。また、吸入空気流量と吸気圧力とを検出するものでは、センサの取付け数の増大によるコスト増加を招いていた。
また過給機付機関の場合は、オイル劣化等による過給機の作動特性の変化により過渡運転時の最適化ができないという問題が判明した。本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、吸気系や排気系の圧力を直接検出することなく、高精度に推定できるようにした内燃機関の吸・排気圧推定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このため、請求項１に係る発明は図１に実線で示すように、
機関に吸入される空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、
機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
検出された機関の吸入空気流量と回転速度とを含む要素に基づいて吸気系圧力を推定する吸気系圧力推定手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
【０００５】
また、請求項２に係る発明は図１に点線で示すように、
前記吸気系圧力推定手段は、
機関の吸入空気流量と、回転速度と、体積効率相当値と、容積比 (吸気系の総容積に対するシリンダ容積の比) と、を含む要素に基づいてシリンダに吸入される空気量を演算するシリンダ吸入空気量演算手段と、
前記演算されたシリンダ吸入空気量と、体積効率相当値と、前記容積比と、を含む要素に基づいて吸気系圧力を演算する吸気系圧力演算手段と、
前記体積効率相当値を、機関運転開始時に初期値に設定し、その後は演算された吸気系圧力と検出された機関回転速度とを含む要素に基づいて演算した値で更新していく体積効率相当値演算手段と、
を含んでいることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項３に係る発明は図１に鎖線で示すように、
内燃機関が排気還流 (ＥＧＲ) 装置を備えており、
前記吸気系圧力推定手段は、
吸気系に吸入されるＥＧＲ流量を演算するＥＧＲ流量演算手段と、
演算されたＥＧＲ流量と、機関の回転速度と、体積効率相当値と、容積比 (吸気系の総容積に対するシリンダ容積の比) と、を含む要素に基づいてシリンダに吸入されるＥＧＲ量を演算するシリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段と、
を含んでおり、
前記吸気系圧力演算手段は、演算されたシリンダ吸入ＥＧＲ量を含む要素に基づいて吸気系圧力を演算することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項４に係る発明は、前記吸気系圧力演算手段は、次式により吸気圧力を演算することを特徴とする。
Ｐｍ＝Ｒ／Ｋｖｏｌ／Ｋｉｎ× (Ｑａｃ×Ｔａ＋Ｑｅｃ×Ｔｅ)
Ｐｍ：吸気圧力Ｋｖｏｌ：１シリンダ容積／吸気系容積
Ｑａｃ：１シリンダ当りの吸入空気量
Ｑｅｃ：１シリンダ当りの還流排気量
Ｔａ：吸気温度
Ｔｅ：還流排気温度
Ｒ，Ｋｐｍ，Ｏｐｍ：定数
また、請求項５に係る発明は図２に実線で示すように、
機関に吸入される空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、
機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
検出された機関の吸入空気流量と回転速度とを含む要素に基づいて排気系圧力を推定する排気系圧力推定手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項６に係る発明は図２に鎖線で示すように、
内燃機関が排気還流 (ＥＧＲ) 装置を備えており、
前記排気系圧力推定手段は、
シリンダから排出される排気量を演算するシリンダ排出排気量演算手段と、
シリンダに吸入されるシリンダ吸入ＥＧＲ量を演算するシリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段と、
演算されたシリンダ排出排気量とシリンダ吸入ＥＧＲ量と機関回転速度とを含む要素に基づいて排気系圧力を演算する排気系圧力演算手段と、を含んでいることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項７に係る発明は、
前記排気系圧力演算手段は、次式により吸気圧力を演算することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の排気系圧力推定装置。
Ｐｅｘｈ＝ (Ｑｅｘｈ−Ｑｅ) ×Ｔｅｘｈ×Ｎｅ×Ｋｐｅｘｈ＋Ｏｐｅｘｈ
Ｐｅｘｈ：排気系圧力
Ｑｅｘｈ：排気温度
Ｎｅ：機関回転速度
Ｋｐｅｘｈ，Ｏｐｅｘｈ：定数
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、
吸入空気流量検出手段で検出された機関の吸入空気流量と回転速度検出手段で検出された機関回転速度との関係から吸気系圧力推定手段が、シリンダ吸入空気量に見合った吸気系圧力を推定する。
また、請求項２に係る発明によれば、
シリンダ吸入空気量演算手段は、機関の吸入空気流量と回転速度とに基づいて逐次シリンダ容積当りの空気量を求めつつ、体積効率相当値と容積比とに基づいてシリンダに吸入される空気量を演算する。
【００１１】
吸気系圧力演算手段は、シリンダ吸入空気量と、体積効率相当値と、前記容積比と、を含む要素に基づいて吸気系圧力を演算する。
また、体積効率相当値は、機関の運転開始時は大気圧により決定されるが、運転後は吸気系の圧力や機関回転速度によって変化するので、逐次演算された吸気系圧力，機関回転速度に基づいて演算更新する。それによって新たに演算される吸気系圧力の精度も向上する。
【００１２】
また、請求項３に係る発明によれば、
ＥＧＲ制御を行う場合に、ＥＧＲ流量演算手段で吸気系へのＥＧＲ流量を演算し、シリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段が該ＥＧＲ流量と機関の回転速度と、体積効率相当値と、容積比とに基づいてシリンダに吸入されるＥＧＲ量を演算する。
そして、吸気系圧力演算手段は、該シリンダ吸入ＥＧＲ量を考慮することにより、吸気系圧力を精度よく演算することができる。
【００１３】
また、請求項４に係る発明によれば、
前記の式に基づいて、シリンダ内の総ガス量 (空気とＥＧＲガス) と体積効率，容積比等から吸気系圧力を、精度良く演算することができる。
また、請求項５に係る発明によれば、
吸入空気流量検出手段で検出された機関の吸入空気流量と回転速度検出手段で検出された機関回転速度との関係から排気系圧力推定手段が、排気系圧力を推定する。
【００１４】
また、請求項６に係る発明によれば、
ＥＧＲ制御を行う場合に、シリンダ排出排気量演算手段がシリンダから排出される排気量を演算し、シリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段がシリンダに吸入されるＥＧＲ量を演算し、排気系圧力演算手段が演算されたシリンダ排出排気量とシリンダ吸入ＥＧＲ量と機関回転速度とを含む要素に基づいて排気系圧力を演算する。
【００１５】
また、請求項７に係る発明によれば、
前記排気系圧力演算手段は、前記の式を用いて排気系圧力を精度良く推定演算することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施例を図に基づいて説明する。一実施例の全体構成を示す図４において、過給機１は、エアフィルタ２でダストを除去されて吸気通路３に吸入された空気を吸気コンプレッサ１Ａにより圧縮過給して下流側の吸気マニホールド４へ送り込む。
一方、機関５の燃焼室に装着された燃料噴射ノズル６には、噴射ポンプ７から各気筒に分配して燃料が圧送供給され、該燃料噴射ノズル６から燃焼室に向けて燃料が噴射され、該噴射された燃料は圧縮行程末期に着火して燃焼される。
【００１７】
また、排気マニホールド８と吸気マニホールド４とを結んでＥＧＲ制御弁９を介装したＥＧＲ通路１０が接続されると共に、前記吸気通路３の吸気コンプレッサ１Ａの上流側にＥＧＲ制御時に吸気を絞って排気圧と吸気圧との差圧を拡大してＥＧＲしやすくするためのスロットル弁３１が介装され、主としてアイドル時や低負荷時に排気改善，騒音対策のために前記スロットル弁３１を絞ると同時にＥＧＲ制御弁９の開度を制御してＥＧＲ制御を行う。具体的には、バキュームポンプ１１からの負圧を電磁弁３２を介してダイアフラム装置３３に導いて前記絞り弁３１を絞ると同時に、前記負圧をデューティ制御される電磁弁１２で大気との希釈割合を制御することによって前記ＥＧＲ制御弁９の圧力室に導かれる圧力を制御し、もって開度を制御することによりＥＧＲ率を制御している。これらＥＧＲ率や燃料噴射制御は、コントロールユニット１３により行われる。
【００１８】
前記ＥＧＲ制御弁９には、弁体のリフト量を検出するリフトセンサ３４が設置されている。
燃焼後の排気は、排気マニホールド８より前記過給機１の排気タービン１Ｂを回転駆動させた後、排気中に含まれるパーティキュレート (排気微粒子) 等がフィルタ１４で捕集され、マフラー１５で消音された後に大気中に放出される。
【００１９】
前記過給機１の吸気コンプレッサ１Ａ上流の吸気通路３には、吸入空気流量を検出するエアフローメータ１６が設けられ、また、機関回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ１７、前記燃料噴射ポンプ７のコントロールレバー開度を検出するレバー開度センサ１８、水温を検出する水温センサ１９等が設けられ、これらの検出値に基づいて吸気系圧力，排気系圧力を検出しつつシリンダ吸入空気量に見合った燃料の許容最大噴射量が後述するようにして設定される。
【００２０】
以下、コントロールユニット１３による各種演算について説明する。
まず、吸気系圧力 (以下吸気圧という) Ｐｍの演算のルーチンを、図４のフローチャートに従って説明する。尚、このルーチンが吸気系圧力演算手段に相当する。
ステップ (図ではＳと記す。以下同様) １では、それぞれ後述する別ルーチンで演算された１シリンダ当りの吸入空気量Ｑａｃ，１シリンダ当りの吸入ＥＧＲ量Ｑｅｃ，吸気温度Ｔａ，ＥＧＲ温度Ｔｅ，体積効率相当値Ｋｉｎを入力する。
【００２１】
ステップ２では、ステップ１で入力した各値と、予め分かっている容積比 (１シリンダ当りの容積／吸気系のコレクタ容積) Ｋｖｏｌと、に基づいて次式により吸気圧Ｐｍを演算する。
Ｐｍ＝Ｒ／Ｋｖｏｌ／Ｋｉｎ× (Ｑａｃ×Ｔａ＋Ｑｅｃ×Ｔｅ)
次に、排気系圧力 (ＥＧＲ取出口の圧力，以下排気圧という) Ｐｅｘｈの演算のルーチンを、図５のフローチャートに従って説明する。尚、このルーチンが排気系圧力演算手段に相当する。
【００２２】
ステップ11では、それぞれ後述する別ルーチンで演算された１シリンダから排出される排気量Ｑｅｘｈと、１シリンダ当りの吸入ＥＧＲ量Ｑｅｃ，排気温度Ｔｅｘｈ，機関回転速度Ｎｅを入力する。ステップ12では、ステップ11で入力した各値と、定数Ｋｐｅｘｈ，Ｏｐｅｘｈと、に基づいて次式により排気圧力Ｐｅｘｈを演算する。
Ｐｅｘｈ＝ (Ｑｅｘｈ−Ｑｅ) ×Ｔｅｘｈ×Ｎｅ×Ｋｐｅｘｈ＋Ｏｐｅｘｈ
図６は、１シリンダ当りの吸入空気量 (以下シリンダ吸入空気量という) Ｑａｃを演算するフローチャートを示す。尚、このルーチンがシリンダ吸入空気量演算手段を構成する。
【００２３】
ステップ21では、前記エアフローメータ１６による吸入空気流量の出力値 (電圧) Ｑ0 を読み込む。
ステップ22では、前記出力値Ｑ0 から変換テーブルにより吸入空気流量Ｑａｓｍを求める。
ステップ23では、前記吸入空気流量Ｑａｓｍに対して加重平均処理を行ってＱａｓ０を求める。ステップ24では、回転速度センサ１７により検出される機関回転速度Ｎｅを読み込む。
【００２４】
ステップ25では、前記吸入空気流量の加重平均値Ｑａｓ０と機関回転速度Ｎｅと定数Ｋｃとから次式により、エアフローメータ１６で検出された吸入空気流量に対するシリンダ吸入空気量Ｑａｃ０を演算する。
Ｑａｃ０＝Ｑａｓ０／Ｎｅ×Ｋｃ
ステップ26では、前記シリンダ当りの吸入空気量Ｑａｃ０のｎ回演算分のディレイ処理を行い、吸気コレクタ入口部の吸入空気量Ｑａｃｎを演算する。具体的には、最新から過去ｎ回前までのＱａｃ０を記憶しておき、ｎ回前のＱａｃ０値をＱａｃｎとして取り出す。
【００２５】
ステップ27では、定数Ｋｖｏｌと、体積効率相当値Ｋｉｎとを用いて次式によりシリンダ当りの吸入空気量Ｑａｃを演算する。
Ｑａｃ＝Ｑａｃn-1 × (１−Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ)＋Ｑａｃｎ×Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ
このようにして、シリンダ当りの吸入空気量Ｑａｃを精度良く求めることができる。
次にＥＧＲ制御時にシリンダ当りの吸入ＥＧＲ量を演算するルーチンを、図７のフローチャートに従って説明する。尚、このルーチンがシリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段を構成する。
【００２６】
ステップ３１では、後述するルーチンによって演算される吸気系へのＥＧＲ流量Ｑｅを入力する。
ステップ３２では、機関回転速度Ｎｅを読み込む。
ステップ３３では、前記ＥＧＲ量Ｑｅと機関回転速度Ｎｅとから、吸気コレクタ部へ吸入されるシリンダ容積当りのＥＧＲ量Ｑｅｃｎを演算する。
【００２７】
ステップ３４では、定数Ｋｖｏｌと、体積効率相当値Ｋｉｎとを用いて次式によりシリンダに吸入されるシリンダＥＧＲ量Ｑｅｃを演算する。
Ｑｅｃ＝Ｑｅｃn-1 × (１−Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ)＋Ｑｅｃｎ×Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ
図８は、吸入空気 (ＥＧＲガスを含まない新気) の温度Ｔａを演算するルーチンのフローチャートである。尚、この処理は、吸気温度を直接検出するセンサを有する場合は、不要である。
【００２８】
ステップ41では、前回求められた吸気圧力Ｐｍn-1 を入力する。
ステップ42では、次式により断熱変化の関係から吸入空気温度Ｔａを演算する。
Ｔａ＝ＴＡ♯× (Ｐｍn-1 ／ＰＡ♯）(K-1)/K ＋ＴＯＦＦ♯ここで、ＴＡ♯，ＰＡ♯は標準状態の温度，圧力であり、ＴＯＦＦ♯は大気から吸気コレクタに空気が入るまでの温度上昇分であるが、これらの値を水温等に応じて補正してもよい。
【００２９】
図９は、ＥＧＲガスの吸気コレクタへの導入口における温度Ｔｅを演算するルーチンのフローチャートである。
ステップ52では、後述するルーチンで求められた排気温度Ｔｅｘｈを入力する。
ステップ53では、次式によりＥＧＲ温度Ｔｅを演算する。
Ｔｅ＝Ｔｅｘｈ×ＫＴＬＯＳ♯
ＫＴＬＯＳ♯は、ＥＧＲ通路によるＥＧＲの温度低下係数である。
【００３０】
図10は体積効率相当値Ｋｉｎを演算するルーチンのフローチャートである。尚、このルーチンが体積効率相当値演算手段を構成する。
ステップ61では、前回求められた吸気圧Ｐｍn-1 を入力する。
ステップ62では、前記吸気圧Ｐｍn-1 から、図11に示すようなテーブルを用いて圧力補正係数Ｋｉｎｐを演算する。
【００３１】
ステップ63では、機関回転速度Ｎｅから、図12に示すようなテーブルを用いて回転補正係数Ｋｉｎｎを演算する。
ステップ64では、前記圧力補正係数Ｋｉｎｐ及び回転補正係数Ｋｉｎｎを用いて、体積効率Ｋｉｎを次式により演算する。
Ｋｉｎ＝Ｋｉｎｐ×Ｋｉｎｎ
図13はＥＧＲ出口部の排気温度Ｔｅｘｈを演算するルーチンのフローチャートである。尚、この処理は、排気温度を直接検出するセンサを有する場合は、不要である。
【００３２】
ステップ71では、吸気行程で燃料が噴射されてから排気行程までのサイクル遅れ分遡って噴射された燃料噴射量Ｑｆｏを入力する。
ステップ72では、前記同様のサイクル遅れ分遡って演算された吸気温度Ｔｎｏを入力する。
ステップ73では、前記図５で演算された排気圧力Ｐｅｘｈn-1 を入力する。
【００３３】
ステップ74では、前記サイクル遅れ燃料噴射量Ｑｆｏから図14に示すようなテーブルから基本排気温度Ｔｅｘｈｂを検索する。
ステップ75では、前記吸気温度Ｔｎｏから次式により吸気温度補正係数Ｋｔｅｈｘｈ１を演算する。
Ｋｔｅｘｈ１＝ (Ｔｎｏ／ＴＡ♯)KN
吸気温度補正係数Ｋｔｅｈｘｈ１は、上記のように標準温度に対する吸気温度の比のＫＮ乗として求められるものであり、吸気温度上昇による排気温度の上昇割合を示すものである。
【００３４】
ステップ76では、前記排気圧力Ｐｅｘｈn-1 から断熱変化の関係により排気圧力上昇による排気温度上昇割合である温度上昇補正係数Ｋｔｅｘｈ２を演算する。
Ｋｔｅｘｈ２＝ (Ｐｎｅｈｘn-1 ／ＰＡ♯)(Ke-1)/Ke
ステップ77では、前記基本排気温度Ｔｅｘｈｂ，吸気温度補正係数Ｋｔｅｘｈ１，温度上昇補正係数Ｋｔｅｈｘｈ２により、次式により排気温度Ｔｅｘｈを次式により演算する。
【００３５】
Ｔｅｘｈ＝Ｔｅｘｈｂ×Ｋｔｅｘｈ１×Ｋｔｅｘｈ２
図15は、ＥＧＲ流量Ｑｅを演算するルーチンのフローチャートである。尚、このルーチンがＥＧＲ流量演算手段を構成する。
ステップ81では、吸気圧Ｐｍ，排気圧Ｐｅｘｈ，ＥＧＲ制御弁の実リフト量Ｌｉｆｔｓを入力する。
【００３６】
ステップ82では、前記実リフト量ＬｉｆｔｓからＥＧＲ通路の開口面積ＡＶｅを例えば図16に示したようなテーブルから検索する。
ステップ83では、次式によりＥＧＲ流量Ｑｅを演算する。
Ｑｅ＝Ａｖｅ× (Ｐｅｘｈ−Ｐｍ) 1/2 ×ＫＲ♯
ここで、ＫＲ♯は定数で、前後差圧ΔＰにおける流速ｑの式ｑ＝ (ΔＰ・２ρ) 1/2 から略 (２ρ) 1/2 に等しい値である (但し、ρは排気の密度) 。
【００３７】
図17はシリンダ吸入空気量，燃料噴射量，シリンダ吸気温度のサイクル処理ルーチンのフローチャートを示す。ステップ91では、シリンダ吸入空気量Ｑａｃ，燃料噴射量Ｑｓｏｌ，シリンダ吸気温度Ｔｎを入力する。尚、シリンダ吸気温度Ｔｎは例えば次式により演算することができる。
(Ｑａｃ×Ｔａ＋Ｑｅｃ×Ｔｅ) ／ (Ｑａｃ＋Ｑｅｃ)
ステップ92では、前記Ｑａｃ，Ｑｓｏｌ，Ｔｎにサイクル処理を施す。排気行程との位相合わせのため、吸気行程におけるＱａｃ，Ｔｎについてはシリンダ数から１を引いた分、圧縮行程におけるＱｓｏｌについてはシリンダ数から２を引いた分のディレイ処理を行い、夫々Ｑｅｘｈ，Ｔｎｏ，Ｑｆｏとし処理を終了する。
【００３８】
図18，図20，図21は、実際のＥＧＲ制御のフローチャートを示したものである。
図18は、ＥＧＲ制御弁の指令リフト量Ｌｉｆｔｔを演算するルーチンのフローチャートである。
ステップ101 では、吸気圧Ｐｍ，排気圧Ｐｅｘｈ，要求ＥＧＲ量Ｔｑｅを入力する。
ステップ102 では、次式によりＥＧＲ制御弁の要求流路面積Ｔａｖを演算する。ここで、ＫＲ♯は前記図15のステップ83で用いたものである。
【００３９】
ステップ103 では、前記Ｔａｖより例えば図19に示したような流路面積とリフト量との関係を示すテーブルから目標リフト量Ｍｌｉｆｔを演算する。
ステップ104 では、前記目標リフト量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として出力する。
図20は、要求ＥＧＲ量Ｔｑｅを演算するフローチャートである。
【００４０】
ステップ111 では、機関回転速度Ｎｅ, 目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ, シリンダ吸入空気量Ｑａｃを入力する。
ステップ112 では、シリンダ吸入空気量Ｑａｃに目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを乗じることにより吸気コレクタへの目標ＥＧＲ流量Ｔｑｅｃ０を求める。
ステップ113 では、前記吸入ＥＧＲ量Ｔｑｅｃ０に吸気系容積分の進み処理を進み処理を行い、シリンダへの目標ＥＧＲ流量Ｔｑｅｃを求める。
【００４１】
ステップ114 では、前記目標ＥＧＲ流量Ｔｑｅｃと機関回転速度Ｎｅと定数ＫＣＯＮ♯からシリンダ当りの要求ＥＧＲ量Ｔｑｅを求める。図21は、前記目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを演算するルーチンのフローチャートである。
ステップ121 では、機関回転速度Ｎｅ, 燃料噴射量Ｑｓｏｌを入力する。
ステップ122 では、機関回転速度Ｎｅと負荷の代表値である燃料噴射量Ｑｓｏｌとに基づいて、例えば図22に示すようなテーブルから目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを検索する。
【００４２】
図23は、燃料噴射量Ｑｓｏｌを演算するルーチンのフローチャートである。
ステップ131 では、機関回転速度Ｎｅ及びコントロールレバー開度ＣＬを読み込む。
ステップ132 では、機関回転速度Ｎｅとコントロールレバー開度ＣＬとから基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖを、例えば図24に示すようなテーブルから検索する。
ステップ133 では、前記基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖを水温等の各種補正係数によって補正してＱｓｏｌｌを求める。
【００４３】
ステップ134 では、最大燃料噴射量の制限を行い、Ｑｓｏｌとして出力する。
以上説明してきたように請求項１に係る発明によれば、
機関の吸入空気流量と機関回転速度との関係から吸気系圧力推定手段が、吸気系圧力を推定できる。
また、請求項２に係る発明によれば、
体積効率相当値を更新しつつシリンダ吸入空気量と、体積効率相当値と、前記容積比と、を含む要素に基づいて吸気系圧力を精度良く演算できる。
【００４４】
また、請求項３に係る発明によれば、
ＥＧＲ制御を行う場合に、シリンダに吸入されるＥＧＲ量を演算し、該シリンダ吸入ＥＧＲ量を考慮することにより、吸気系圧力を精度よく演算することができる。
また、請求項４に係る発明によれば、
前記演算式に基づいて、シリンダ内の総ガス量 (空気とＥＧＲガス) と体積効率，容積比等から吸気系圧力を、精度良く演算することができる。
【００４５】
また、請求項５に係る発明によれば、
機関の吸入空気流量と機関回転速度との関係から排気系圧力推定手段が、排気系圧力を推定できる。
また、請求項６に係る発明によれば、
ＥＧＲ制御を行う場合に、シリンダ排出排気量とシリンダ吸入ＥＧＲ量と機関回転速度とを含む要素に基づいて排気系圧力を精度良く演算することができる。
【００４６】
また、請求項７に係る発明によれば、
前記排気系圧力演算手段は、前記演算式を用いて排気系圧力を精度良く推定演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】請求項１〜請求項３に係る発明の構成・機能を示すブロック図。
【図２】請求項５，６に係る発明の構成・機能を示すブロック図。
【図３】本発明の一実施例のシステム構成を示す図。
【図４】同上実施例の吸気系圧力を演算するルーチンのフローチャート。
【図５】同じく排気系圧力を演算するルーチンのフローチャート。
【図６】同じくシリンダ吸入空気量を演算するルーチンのフローチャート。
【図７】同じくシリンダ吸入ＥＧＲ量を演算するルーチンのフローチャート。
【図８】同じく吸入空気温度を演算するルーチンのフローチャート。
【図９】同じくＥＧＲ温度を演算するルーチンのフローチャート。
【図１０】同じく体積効率相当値を演算するルーチンのフローチャート。
【図１１】前記体積効率相当値の演算に使用する圧力補正テーブル。
【図１２】同じく回転補正テーブル。
【図１３】同じく排気温度を演算するルーチンのフローチャート。
【図１４】前記排気温度の演算に使用する基本排気温度のテーブル。
【図１５】同じくＥＧＲ流量を演算するルーチンのフローチャート。
【図１６】前記ＥＧＲ流量演算に使用する弁リフト流路面積特性テーブル。
【図１７】同じく各値のサイクル処理ルーチンを示すフローチャート。
【図１８】同じく指令ＥＧＲ弁リフト量を演算するルーチンのフローチャート。
【図１９】前記指令ＥＧＲ弁リフト量の演算に使用する流路面積リフト特性テーブル。
【図２０】同じく要求ＥＧＲ量を演算するルーチンのフローチャート。
【図２１】同じく目標ＥＧＲ率を演算するルーチンのフローチャート。
【図２２】前記目標ＥＧＲ率の演算に使用する目標ＥＧＲ率マップテーブル。
【図２３】同じく燃料噴射量を演算するルーチンのフローチャート。
【図２４】前記燃料噴射量の演算に使用する燃料噴射量マップテーブル。
【符号の説明】
【００４８】
５     ディーゼル機関
６     燃料噴射ノズル
７     燃料噴射ポンプ
１１   バキュームポンプ
１３   コントロールユニット
１６   エアフローメータ
１７   回転速度センサ
１８   レバー開度センサ
１９   水温センサ
３１   スロットル弁
３４   リフトセンサ
【図１】
2004251288.tif 000003
【図２】
2004251288.tif 000004
【図３】
2004251288.tif 000005
【図４】
2004251288.tif 000006
【図５】
2004251288.tif 000007
【図６】
2004251288.tif 000008
【図７】
2004251288.tif 000009
【図８】
2004251288.tif 000010
【図９】
2004251288.tif 000011
【図１０】
2004251288.tif 000012
【図１１】
2004251288.tif 000013
【図１２】
2004251288.tif 000014
【図１３】
2004251288.tif 000015
【図１４】
2004251288.tif 000016
【図１５】
2004251288.tif 000017
【図１６】
2004251288.tif 000018
【図１７】
2004251288.tif 000019
【図１８】
2004251288.tif 000020
【図１９】
2004251288.tif 000021
【図２０】
2004251288.tif 000022
【図２１】
2004251288.tif 000023
【図２２】
2004251288.tif 000024
【図２３】
2004251288.tif 000025
【図２４】
2004251288.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月30日(2004.4.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気還流(ＥＧＲ)装置を備えた内燃機関において、
機関に吸入される空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、
機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
検出された機関の吸入空気流量に基づいてシリンダから排出される排気量を演算するシリンダ排出排気量演算手段と、
シリンダに吸入されるシリンダ吸入ＥＧＲ量を演算するシリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段と、
前記演算されたシリンダ排出排気量とシリンダ吸入ＥＧＲ量と機関回転速度とを含む要素に基づいて排気系圧力を演算する排気系圧力演算手段と、
を含む排気系圧力推定手段と、
を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の排気系圧力推定装置。
【請求項２】
前記排気系圧力演算手段は、次式により排気系圧力を演算することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気系圧力推定装置。
Ｐｅｘｈ＝(Ｑｅｘｈ−Ｑｅ)×Ｔｅｘｈ×Ｎｅ×Ｋｐｅｘｈ＋Ｏｐｅｘｈ
Ｐｅｘｈ：排気系圧力
Ｔｅｘｈ：排気温度
Ｑｅ：吸気系へのＥＧＲ流量
Ｎｅ：機関回転速度
Ｋｐｅｘｈ，Ｏｐｅｘｈ：定数
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気系の圧力を推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関の吸気系圧力の検出方式としては、圧力を直接検出する手段を設けたり、該圧力検出手段の他に吸入空気流量を検出する手段を設けて、検出された吸気系の圧力を吸入空気流量の検出値で補正するなどして検出していた（特許文献１）。
【特許文献１】特開昭５８−３５２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来の吸気圧力検出方式にあっては、吸入空気流量を検出しないものでは大気圧等の環境変化に対する空燃比の最適化ができなかった。また、吸入空気流量と吸気圧力とを検出するものでは、センサの取付け数の増大によるコスト増加を招いていた。排気圧力の検出においても同様の問題があった。
また過給機付機関の場合は、オイル劣化等による過給機の作動特性の変化により過渡運転時の最適化ができないという問題が判明した。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、排気系の圧力を直接検出することなく、高精度に推定できるようにした内燃機関の排気系圧力推定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、請求項１に係る発明は、
排気還流(ＥＧＲ)装置を備えた内燃機関において、
機関に吸入される空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、
機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
検出された機関の吸入空気流量に基づいてシリンダから排出される排気量を演算するシリンダ排出排気量演算手段と、
シリンダに吸入されるシリンダ吸入ＥＧＲ量を演算するシリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段と、
前記演算されたシリンダ排出排気量とシリンダ吸入ＥＧＲ量と機関回転速度とを含む要素に基づいて排気系圧力を演算する排気系圧力演算手段と、
を含む排気系圧力推定手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に係る発明によれば、
吸入空気流量検出手段で検出された機関の吸入空気流量と回転速度検出手段で検出された機関回転速度との関係から排気系圧力推定手段が、排気系圧力を推定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。一実施の形態の全体構成を示す図１において、過給機１は、エアフィルタ２でダストを除去されて吸気通路３に吸入された空気を吸気コンプレッサ１Ａにより圧縮過給して下流側の吸気マニホールド４へ送り込む。
一方、機関５の燃焼室に装着された燃料噴射ノズル６には、噴射ポンプ７から各気筒に分配して燃料が圧送供給され、該燃料噴射ノズル６から燃焼室に向けて燃料が噴射され、該噴射された燃料は圧縮行程末期に着火して燃焼される。
【０００８】
また、排気マニホールド８と吸気マニホールド４とを結んでＥＧＲ制御弁９を介装したＥＧＲ通路１０が接続されると共に、前記吸気通路３の吸気コンプレッサ１Ａの上流側にＥＧＲ制御時に吸気を絞って排気圧と吸気圧との差圧を拡大してＥＧＲしやすくするためのスロットル弁３１が介装され、主としてアイドル時や低負荷時に排気改善，騒音対策のために前記スロットル弁３１を絞ると同時にＥＧＲ制御弁９の開度を制御してＥＧＲ制御を行う。具体的には、バキュームポンプ１１からの負圧を電磁弁３２を介してダイアフラム装置３３に導いて前記絞り弁３１を絞ると同時に、前記負圧をデューティ制御される電磁弁１２で大気との希釈割合を制御することによって前記ＥＧＲ制御弁９の圧力室に導かれる圧力を制御し、もって開度を制御することによりＥＧＲ率を制御している。これらＥＧＲ率や燃料噴射制御は、コントロールユニット１３により行われる。
【０００９】
前記ＥＧＲ制御弁９には、弁体のリフト量を検出するリフトセンサ３４が設置されている。
燃焼後の排気は、排気マニホールド８より前記過給機１の排気タービン１Ｂを回転駆動させた後、排気中に含まれるパーティキュレート (排気微粒子) 等がフィルタ１４で捕集され、マフラー１５で消音された後に大気中に放出される。
【００１０】
前記過給機１の吸気コンプレッサ１Ａ上流の吸気通路３には、吸入空気流量を検出するエアフローメータ１６が設けられ、また、機関回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ１７、前記燃料噴射ポンプ７のコントロールレバー開度を検出するレバー開度センサ１８、水温を検出する水温センサ１９等が設けられ、これらの検出値に基づいて吸気系圧力，排気系圧力を検出しつつシリンダ吸入空気量に見合った燃料の許容最大噴射量が後述するようにして設定される。
【００１１】
以下、コントロールユニット１３による各種演算について説明する。
まず、吸気系圧力 (以下吸気圧という) Ｐｍの演算のルーチンを、図２のフローチャートに従って説明する。
ステップ (図ではＳと記す。以下同様) １では、それぞれ後述する別ルーチンで演算された１シリンダ当りの吸入空気量Ｑａｃ，１シリンダ当りの吸入ＥＧＲ量Ｑｅｃ，吸気温度Ｔａ，ＥＧＲ温度Ｔｅ，体積効率相当値Ｋｉｎを入力する。
【００１２】
ステップ２では、ステップ１で入力した各値と、予め分かっている容積比 (１シリンダ当りの容積／吸気系のコレクタ容積) Ｋｖｏｌと、に基づいて次式により吸気圧Ｐｍを演算する。
Ｐｍ＝Ｒ／Ｋｖｏｌ／Ｋｉｎ× (Ｑａｃ×Ｔａ＋Ｑｅｃ×Ｔｅ)
次に、排気系圧力 (ＥＧＲ取出口の圧力，以下排気圧という) Ｐｅｘｈの演算のルーチンを、図３のフローチャートに従って説明する。尚、このルーチンが排気系圧力演算手段に相当する。
【００１３】
ステップ11では、それぞれ後述する別ルーチンで演算された１シリンダから排出される排気量Ｑｅｘｈと、１シリンダ当りの吸入ＥＧＲ量Ｑｅｃ，排気温度Ｔｅｘｈ，機関回転速度Ｎｅを入力する。ステップ12では、ステップ11で入力した各値と、定数Ｋｐｅｘｈ，Ｏｐｅｘｈと、に基づいて次式により排気圧力Ｐｅｘｈを演算する。
Ｐｅｘｈ＝ (Ｑｅｘｈ−Ｑｅ) ×Ｔｅｘｈ×Ｎｅ×Ｋｐｅｘｈ＋Ｏｐｅｘｈ
図４は、１シリンダ当りの吸入空気量 (以下シリンダ吸入空気量という) Ｑａｃを演算するフローチャートを示す。尚、このルーチンがシリンダ吸入空気量演算手段を構成する。
【００１４】
ステップ21では、前記エアフローメータ１６による吸入空気流量の出力値 (電圧) Ｑ0 を読み込む。
ステップ22では、前記出力値Ｑ0 から変換テーブルにより吸入空気流量Ｑａｓｍを求める。
ステップ23では、前記吸入空気流量Ｑａｓｍに対して加重平均処理を行ってＱａｓ０を求める。ステップ24では、回転速度センサ１７により検出される機関回転速度Ｎｅを読み込む。
【００１５】
ステップ25では、前記吸入空気流量の加重平均値Ｑａｓ０と機関回転速度Ｎｅと定数Ｋｃとから次式により、エアフローメータ１６で検出された吸入空気流量に対するシリンダ吸入空気量Ｑａｃ０を演算する。
Ｑａｃ０＝Ｑａｓ０／Ｎｅ×Ｋｃ
ステップ26では、前記シリンダ当りの吸入空気量Ｑａｃ０のｎ回演算分のディレイ処理を行い、吸気コレクタ入口部の吸入空気量Ｑａｃｎを演算する。具体的には、最新から過去ｎ回前までのＱａｃ０を記憶しておき、ｎ回前のＱａｃ０値をＱａｃｎとして取り出す。
【００１６】
ステップ27では、定数Ｋｖｏｌと、体積効率相当値Ｋｉｎとを用いて次式によりシリンダ当りの吸入空気量Ｑａｃを演算する。
Ｑａｃ＝Ｑａｃn-1 × (１−Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ)＋Ｑａｃｎ×Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ
このようにして、シリンダ当りの吸入空気量Ｑａｃを精度良く求めることができる。
次にＥＧＲ制御時にシリンダ当りの吸入ＥＧＲ量を演算するルーチンを、図５のフローチャートに従って説明する。尚、このルーチンがシリンダ吸入ＥＧＲ量演算手段を構成する。
【００１７】
ステップ３１では、後述するルーチンによって演算される吸気系へのＥＧＲ流量Ｑｅを入力する。
ステップ３２では、機関回転速度Ｎｅを読み込む。
ステップ３３では、前記ＥＧＲ量Ｑｅと機関回転速度Ｎｅとから、吸気コレクタ部へ吸入されるシリンダ容積当りのＥＧＲ量Ｑｅｃｎを演算する。
【００１８】
ステップ３４では、定数Ｋｖｏｌと、体積効率相当値Ｋｉｎとを用いて次式によりシリンダに吸入されるシリンダＥＧＲ量Ｑｅｃを演算する。
Ｑｅｃ＝Ｑｅｃn-1 × (１−Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ)＋Ｑｅｃｎ×Ｋｖｏｌ×Ｋｉｎ
図６は、吸入空気 (ＥＧＲガスを含まない新気) の温度Ｔａを演算するルーチンのフローチャートである。尚、この処理は、吸気温度を直接検出するセンサを有する場合は、不要である。
【００１９】
ステップ41では、前回求められた吸気圧力Ｐｍn-1 を入力する。
ステップ42では、次式により断熱変化の関係から吸入空気温度Ｔａを演算する。
Ｔａ＝ＴＡ♯× (Ｐｍn-1 ／ＰＡ♯）(K-1)/K ＋ＴＯＦＦ♯ここで、ＴＡ♯，ＰＡ♯は標準状態の温度，圧力であり、ＴＯＦＦ♯は大気から吸気コレクタに空気が入るまでの温度上昇分であるが、これらの値を水温等に応じて補正してもよい。
【００２０】
図７は、ＥＧＲガスの吸気コレクタへの導入口における温度Ｔｅを演算するルーチンのフローチャートである。
ステップ52では、後述するルーチンで求められた排気温度Ｔｅｘｈを入力する。
ステップ53では、次式によりＥＧＲ温度Ｔｅを演算する。
Ｔｅ＝Ｔｅｘｈ×ＫＴＬＯＳ♯
ＫＴＬＯＳ♯は、ＥＧＲ通路によるＥＧＲの温度低下係数である。
【００２１】
図８は体積効率相当値Ｋｉｎを演算するルーチンのフローチャートである。尚、このルーチンが体積効率相当値演算手段を構成する。
ステップ61では、前回求められた吸気圧Ｐｍn-1 を入力する。
ステップ62では、前記吸気圧Ｐｍn-1 から、図９に示すようなテーブルを用いて圧力補正係数Ｋｉｎｐを演算する。
【００２２】
ステップ63では、機関回転速度Ｎｅから、図10に示すようなテーブルを用いて回転補正係数Ｋｉｎｎを演算する。
ステップ64では、前記圧力補正係数Ｋｉｎｐ及び回転補正係数Ｋｉｎｎを用いて、体積効率Ｋｉｎを次式により演算する。
Ｋｉｎ＝Ｋｉｎｐ×Ｋｉｎｎ
図11はＥＧＲ出口部の排気温度Ｔｅｘｈを演算するルーチンのフローチャートである。尚、この処理は、排気温度を直接検出するセンサを有する場合は、不要である。
【００２３】
ステップ71では、吸気行程で燃料が噴射されてから排気行程までのサイクル遅れ分遡って噴射された燃料噴射量Ｑｆｏを入力する。
ステップ72では、前記同様のサイクル遅れ分遡って演算された吸気温度Ｔｎｏを入力する。
ステップ73では、前記図３で演算された排気圧力Ｐｅｘｈn-1 を入力する。
【００２４】
ステップ74では、前記サイクル遅れ燃料噴射量Ｑｆｏから図12に示すようなテーブルから基本排気温度Ｔｅｘｈｂを検索する。
ステップ75では、前記吸気温度Ｔｎｏから次式により吸気温度補正係数Ｋｔｅｈｘｈ１を演算する。
Ｋｔｅｘｈ１＝ (Ｔｎｏ／ＴＡ♯)KN
吸気温度補正係数Ｋｔｅｈｘｈ１は、上記のように標準温度に対する吸気温度の比のＫＮ乗として求められるものであり、吸気温度上昇による排気温度の上昇割合を示すものである。
【００２５】
ステップ76では、前記排気圧力Ｐｅｘｈn-1 から断熱変化の関係により排気圧力上昇による排気温度上昇割合である温度上昇補正係数Ｋｔｅｘｈ２を演算する。
Ｋｔｅｘｈ２＝ (Ｐｎｅｈｘn-1 ／ＰＡ♯)(Ke-1)/Ke
ステップ77では、前記基本排気温度Ｔｅｘｈｂ，吸気温度補正係数Ｋｔｅｘｈ１，温度上昇補正係数Ｋｔｅｈｘｈ２により、次式により排気温度Ｔｅｘｈを次式により演算する。
【００２６】
Ｔｅｘｈ＝Ｔｅｘｈｂ×Ｋｔｅｘｈ１×Ｋｔｅｘｈ２
図13は、ＥＧＲ流量Ｑｅを演算するルーチンのフローチャートである。尚、このルーチンがＥＧＲ流量演算手段を構成する。
ステップ81では、吸気圧Ｐｍ，排気圧Ｐｅｘｈ，ＥＧＲ制御弁の実リフト量Ｌｉｆｔｓを入力する。
【００２７】
ステップ82では、前記実リフト量ＬｉｆｔｓからＥＧＲ通路の開口面積ＡＶｅを例えば図14に示したようなテーブルから検索する。
ステップ83では、次式によりＥＧＲ流量Ｑｅを演算する。
Ｑｅ＝Ａｖｅ× (Ｐｅｘｈ−Ｐｍ) 1/2 ×ＫＲ♯
ここで、ＫＲ♯は定数で、前後差圧ΔＰにおける流速ｑの式ｑ＝ (ΔＰ・２ρ) 1/2 から略 (２ρ) 1/2 に等しい値である (但し、ρは排気の密度) 。
【００２８】
図15はシリンダ吸入空気量，燃料噴射量，シリンダ吸気温度のサイクル処理ルーチンのフローチャートを示す。
ステップ91では、シリンダ吸入空気量Ｑａｃ，燃料噴射量Ｑｓｏｌ，シリンダ吸気温度Ｔｎを入力する。尚、シリンダ吸気温度Ｔｎは例えば次式により演算することができる。
(Ｑａｃ×Ｔａ＋Ｑｅｃ×Ｔｅ) ／ (Ｑａｃ＋Ｑｅｃ)
ステップ92では、前記Ｑａｃ，Ｑｓｏｌ，Ｔｎにサイクル処理を施す。排気行程との位相合わせのため、吸気行程におけるＱａｃ，Ｔｎについてはシリンダ数から１を引いた分、圧縮行程におけるＱｓｏｌについてはシリンダ数から２を引いた分のディレイ処理を行い、夫々Ｑｅｘｈ，Ｔｎｏ，Ｑｆｏとし処理を終了する。
【００２９】
図16，図18，図19は、実際のＥＧＲ制御のフローチャートを示したものである。
図16は、ＥＧＲ制御弁の指令リフト量Ｌｉｆｔｔを演算するルーチンのフローチャートである。
ステップ101 では、吸気圧Ｐｍ，排気圧Ｐｅｘｈ，要求ＥＧＲ量Ｔｑｅを入力する。
ステップ102 では、次式によりＥＧＲ制御弁の要求流路面積Ｔａｖを演算する。ここで、ＫＲ♯は前記図13のステップ83で用いたものである。
【００３０】
ステップ103 では、前記Ｔａｖより例えば図17に示したような流路面積とリフト量との関係を示すテーブルから目標リフト量Ｍｌｉｆｔを演算する。
ステップ104 では、前記目標リフト量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として出力する。
図18は、要求ＥＧＲ量Ｔｑｅを演算するフローチャートである。
【００３１】
ステップ111 では、機関回転速度Ｎｅ, 目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒ, シリンダ吸入空気量Ｑａｃを入力する。
ステップ112 では、シリンダ吸入空気量Ｑａｃに目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを乗じることにより吸気コレクタへの目標ＥＧＲ流量Ｔｑｅｃ０を求める。
ステップ113 では、前記吸入ＥＧＲ量Ｔｑｅｃ０に吸気系容積分の進み処理を進み処理を行い、シリンダへの目標ＥＧＲ流量Ｔｑｅｃを求める。
【００３２】
ステップ114 では、前記目標ＥＧＲ流量Ｔｑｅｃと機関回転速度Ｎｅと定数ＫＣＯＮ♯からシリンダ当りの要求ＥＧＲ量Ｔｑｅを求める。図19は、前記目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを演算するルーチンのフローチャートである。
ステップ121 では、機関回転速度Ｎｅ, 燃料噴射量Ｑｓｏｌを入力する。ステップ122 では、機関回転速度Ｎｅと負荷の代表値である燃料噴射量Ｑｓｏｌとに基づいて、例えば図20に示すようなテーブルから目標ＥＧＲ率Ｍｅｇｒを検索する。
【００３３】
図21は、燃料噴射量Ｑｓｏｌを演算するルーチンのフローチャートである。
ステップ131 では、機関回転速度Ｎｅ及びコントロールレバー開度ＣＬを読み込む。
ステップ132 では、機関回転速度Ｎｅとコントロールレバー開度ＣＬとから基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖを、例えば図22に示すようなテーブルから検索する。
ステップ133 では、前記基本燃料噴射量Ｍｑｄｒｖを水温等の各種補正係数によって補正してＱｓｏｌｌを求める。
【００３４】
ステップ134 では、最大燃料噴射量の制限を行い、Ｑｓｏｌとして出力する。
以上のようにすれば、ＥＧＲ制御を行う場合に、シリンダ排出排気量とシリンダ吸入ＥＧＲ量と機関回転速度とを含む要素に基づいて、前記演算式を用いて排気系圧力を精度良く演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例のシステム構成を示す図。
【図２】同上実施例の吸気系圧力を演算するルーチンのフローチャート。
【図３】同じく排気系圧力を演算するルーチンのフローチャート。
【図４】同じくシリンダ吸入空気量を演算するルーチンのフローチャート。
【図５】同じくシリンダ吸入ＥＧＲ量を演算するルーチンのフローチャート。
【図６】同じく吸入空気温度を演算するルーチンのフローチャート。
【図７】同じくＥＧＲ温度を演算するルーチンのフローチャート。
【図８】同じく体積効率相当値を演算するルーチンのフローチャート。
【図９】前記体積効率相当値の演算に使用する圧力補正テーブル。
【図１０】同じく回転補正テーブル。
【図１１】同じく排気温度を演算するルーチンのフローチャート。
【図１２】前記排気温度の演算に使用する基本排気温度のテーブル。
【図１３】同じくＥＧＲ流量を演算するルーチンのフローチャート。
【図１４】前記ＥＧＲ流量演算に使用する弁リフト流路面積特性テーブル。
【図１５】同じく各値のサイクル処理ルーチンを示すフローチャート。
【図１６】同じく指令ＥＧＲ弁リフト量を演算するルーチンのフローチャート。
【図１７】前記指令ＥＧＲ弁リフト量の演算に使用する流路面積リフト特性テーブル。
【図１８】同じく要求ＥＧＲ量を演算するルーチンのフローチャート。
【図１９】同じく目標ＥＧＲ率を演算するルーチンのフローチャート。
【図２０】前記目標ＥＧＲ率の演算に使用する目標ＥＧＲ率マップテーブル。
【図２１】同じく燃料噴射量を演算するルーチンのフローチャート。
【図２２】前記燃料噴射量の演算に使用する燃料噴射量マップテーブル。
【符号の説明】
【００３６】
５     ディーゼル機関
６     燃料噴射ノズル
７     燃料噴射ポンプ
１１   バキュームポンプ
１３   コントロールユニット
１６   エアフローメータ
１７   回転速度センサ
１８   レバー開度センサ
１９   水温センサ
３１   スロットル弁
３４   リフトセンサ
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004251288.tif 000027
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2004251288.tif 000028
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2004251288.tif 000029
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2004251288.tif 000030
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2004251288.tif 000031
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2004251288.tif 000032
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2004251288.tif 000033
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2004251288.tif 000034
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2004251288.tif 000035
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2004251288.tif 000036
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2004251288.tif 000037
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2004251288.tif 000038
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2004251288.tif 000039
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2004251288.tif 000040
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
2004251288.tif 000041
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2004251288.tif 000042
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2004251288.tif 000043
【手続補正２０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１８】
2004251288.tif 000044
【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１９】
2004251288.tif 000045
【手続補正２２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２０】
2004251288.tif 000046
【手続補正２３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２１】
2004251288.tif 000047
【手続補正２４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２２】
2004251288.tif 000048
【手続補正２５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２４
【補正方法】削除
【補正の内容】