(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機（７）、及び、該過給機（７）の１回転あたりのパルスを出力する、少なくとも１つの過給機回転数検出センサー（５）を有するエンジン（１）において、１つのパルス出力を演算する、少なくとも１つの過給機回転数演算手段（１１）と、前記過給機回転数演算手段（１１）の演算出力を比較する、少なくとも１つの出力比較手段（１０）とを備え、前記エンジン（１）は複数の気筒を備え、該エンジン（１）はエンジン回転数検出手段（４）を備え、前記過給機回転数演算手段（１１）の演算出力の１つは、前記エンジン（１）のクランク角度における、各気筒のピストンの所定位置を演算タイミング（５０）とし、前記演算タイミング（５０）から任意の分周比にて分周した前記パルスを、所定回数カウントし、該所定回数をカウントするまでの時間をカウンター計測時間（Ｔｕｐ）として計測することで、各気筒における過給機回転数を演算した第一出力（Ｎｃ１）とし、前記出力比較手段（１０）は、気筒間もしくは各気筒毎におけるに前記第一出力（Ｎｃ１）を比較して過給機の異常を検知することを特徴とするエンジン。
【請求項２】
過給機（７）、及び、該過給機（７）の１回転あたりのパルスを出力する、少なくとも１つの過給機回転数検出センサー（５）を有するエンジン（１）において、１つのパルス出力を演算する、少なくとも１つの過給機回転数演算手段（１１）と、前記過給機回転数演算手段（１１）の演算出力を比較する、少なくとも１つの出力比較手段（１０）とを備え、前記エンジン（１）は複数の気筒を備え、該エンジン（１）はエンジン回転数検出手段（４）を備え、前記過給機回転数演算手段（１１）の演算出力の１つは、前記エンジン（１）のクランク角度における、各気筒のピストンの所定位置を演算タイミング（５０）とし、前記演算タイミング（５０）から任意の分周比にて分周した前記パルスを、所定回数カウントし、該所定回数をカウントするまでの時間をカウンター計測時間（Ｔｕｐ）として計測することで、各気筒における過給機回転数を演算した第一出力（Ｎｃ１）とし、前記演算出力の他の１つは、前記過給機回転数センサー（５）により出力するパルスを任意の分周比にて分周して演算する第二出力（Ｎｃ２）とし、該第二出力（Ｎｃ２）は過給機回転数の平均回転数を求めるものとし、前記出力比較手段（１０）は、気筒間もしくは各気筒毎に、第一出力（Ｎｃ１）と第二出力（Ｎｃ２）を比較して過給機の異常を検知することを特徴とするエンジン。
【請求項３】
請求項２記載のエンジンにおいて、前記第一出力（Ｎｃ１）と前記第二出力（Ｎｃ２）とは、同一の前記過給機回転数センサー（５）によるパルスを演算することを特徴とするエンジン。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載のエンジンにおいて、前記第一出力（Ｎｃ１）は、過給機回転数演算手段（１１）を構成する外部機器であるアンプによって演算されることを特徴とするエンジン。
【請求項５】
請求項２記載のエンジンにおいて、前記第一出力（Ｎｃ１）と前記第二出力（Ｎｃ２）は、前記パルスをそれぞれ異なる分周比にて分周して演算することを特徴とするエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン、詳しくは、エンジン回転を基に所定のタイミングで過給機の回転を検知して、エンジンコントローラユニットの演算負荷を軽減するとともに、過給機の異常を検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンは、吸入する空気の質量を増すことによって燃焼する燃料を増加し、高出力を得ることができる。過給機は、吸入空気質量増加のため、外気を圧縮し空気の密度を増してシリンダー内に導く装置である。例えば、ターボチャージャーは、排気の持つエネルギーにてタービンを回し、コンプレッサーで吸入空気を過給する過給機として良く知られている。
【０００３】
過給機を有するエンジンにおいては、コンプレッサーのサージ領域によって過給圧が制限される。通常エンジンは、過給機のサージ領域に対し安全のため十分なマージンを確保して適合を行なうため、過給機の性能を十分に引き出すことはできない。サージングは、コンプレッサー等を管路につないで風量を絞る過給機において、振動が発生、或いは風量、風圧及び回転速度が変動することで、過給機が運転不能となり、遂には過給機が破壊され、エンジンをも破壊されるに至る非常に危険な現象である。サージング状態は、過給機回転数センサー、過給圧センサー、又はλセンサー等によって検知可能である。また、サージング状態に陥った際には、エンジンの燃料噴射量を制限する必要がある。
【０００４】
例えば、過給機の回転数検出手段として、特許文献１は、過給機の羽根の通過による圧力変動に応答して信号を出力する圧力検知手段を備える過給機の回転数検出手段を開示している。
【特許文献１】特開２００３−２４０７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、過給機の個体差（ばらつき）によるサージ領域の変動、大気条件（大気圧等）、又は運転条件によって、サージ領域は異なる場合がある。この対処法として、エンジンの様々な運転環境を考慮してそれぞれに対応した大量の補正マップをＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）に持たせて制御する従来の方法（例えば高地用の噴射量制限マップによる過回転防止等）があるが、ＥＣＵの負荷増加、適合工数の増大、サージに対する十分なマージンの確保など煩雑なため、制御上サージ領域を回避することは困難である。また、過給圧センサー、エアフローセンサー、又はλセンサー等で制御した場合、センサー自体の応答性、分解能、給気系の物理的な遅れ等により迅速かつ正確な制御は困難である。つまり、過給圧センサーを含め、エアフローセンサーやλセンサーでは、高地における過給機の過回転、或いはそれに伴うサージ領域を確実に回避することが難しい。さらに、エアフローセンサーやλセンサーは、高価なセンサーである。
【０００６】
一方、過給機回転数センサーは、サージの根源である過給機回転数の変動を直接測定するため上記課題を比較的簡単に解決することができる。また、各気筒の排気エネルギーが過給機回転数の変動に反映されることから、過給機回転数センサーは、過給機回転数をフィードバックの演算手段として使用することにより、各気筒の燃料噴射量ばらつき、エンジンフェイル等も検知できる。しかし、過給機回転数を常時監視することはＥＣＵの演算負荷を増大させる。
【０００７】
ＥＣＵは、エンジン運転における電気的な制御を総合的に行なうためのコントローラである。また、ＥＣＵは、エンジン状態検知のうち、速度を検出するパルサーからの周波数信号を処理するため、時間計測にカウントアップ機能を有している。検出可能な周波数の大小は、ＥＣＵの性能やコストに影響を与える。つまり、一つの演算処理に対して、多くの時間計測処理が必要であれば、他の演算処理に割く時間が減少し、必要とする処理が不足してしまう。これらを満足するには、処理速度が速いＥＣＵが必要となるためコストアップが余儀なくされる。
【０００８】
そこで、解決しようとする課題は、過給機を有するエンジンにおいて、ＥＣＵにかける演算負荷を最小限とし、過給機回転数を正確に検出し、過給機のサージを確実に防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
請求項１においては、過給機（７）、及び、該過給機（７）の１回転あたりのパルスを出力する、少なくとも１つの過給機回転数検出センサー（５）を有するエンジン（１）において、１つのパルス出力を演算する、少なくとも１つの過給機回転数演算手段（１１）と、前記過給機回転数演算手段（１１）の演算出力を比較する、少なくとも１つの出力比較手段（１０）とを備え、前記エンジン（１）は複数の気筒を備え、該エンジン（１）はエンジン回転数検出手段（４）を備え、前記過給機回転数演算手段（１１）の演算出力の１つは、前記エンジン（１）のクランク角度における、各気筒のピストンの所定位置を演算タイミング（５０）とし、前記演算タイミング（５０）から任意の分周比にて分周した前記パルスを、所定回数カウントし、該所定回数をカウントするまでの時間をカウンター計測時間（Ｔｕｐ）として計測することで、各気筒における過給機回転数を演算した第一出力（Ｎｃ１）とし、前記出力比較手段（１０）は、気筒間もしくは各気筒毎におけるに前記第一出力（Ｎｃ１）を比較して過給機の異常を検知するものである。
【００１１】
請求項２においては、過給機（７）、及び、該過給機（７）の１回転あたりのパルスを出力する、少なくとも１つの過給機回転数検出センサー（５）を有するエンジン（１）において、１つのパルス出力を演算する、少なくとも１つの過給機回転数演算手段（１１）と、前記過給機回転数演算手段（１１）の演算出力を比較する、少なくとも１つの出力比較手段（１０）とを備え、前記エンジン（１）は複数の気筒を備え、該エンジン（１）はエンジン回転数検出手段（４）を備え、前記過給機回転数演算手段（１１）の演算出力の１つは、前記エンジン（１）のクランク角度における、各気筒のピストンの所定位置を演算タイミング（５０）とし、前記演算タイミング（５０）から任意の分周比にて分周した前記パルスを、所定回数カウントし、該所定回数をカウントするまでの時間をカウンター計測時間（Ｔｕｐ）として計測することで、各気筒における過給機回転数を演算した第一出力（Ｎｃ１）とし、前記演算出力の他の１つは、前記過給機回転数センサー（５）により出力するパルスを任意の分周比にて分周して演算する第二出力（Ｎｃ２）とし、該第二出力（Ｎｃ２）は過給機回転数の平均回転数を求めるものとし、前記出力比較手段（１０）は、気筒間もしくは各気筒毎に、第一出力（Ｎｃ１）と第二出力（Ｎｃ２）を比較して過給機の異常を検知するものである。
【００１２】
請求項３においては、請求項２記載のエンジンにおいて、前記第一出力（Ｎｃ１）と前記第二出力（Ｎｃ２）とは、同一の前記過給機回転数センサー（５）によるパルスを演算するものである。
【００１３】
請求項４においては、請求項１又は請求項２記載のエンジンにおいて、前記第一出力（Ｎｃ１）は、過給機回転数演算手段（１１）を構成する外部機器であるアンプによって演算されるものである。
【００１４】
請求項５においては、請求項２記載のエンジンにおいて、前記第一出力（Ｎｃ１）と前記第二出力（Ｎｃ２）は、前記パルスをそれぞれ異なる分周比にて分周して演算するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１６】
請求項１においては、過給機（７）、及び、該過給機（７）の１回転あたりのパルスを出力する、少なくとも１つの過給機回転数検出センサー（５）を有するエンジン（１）において、１つのパルス出力を演算する、少なくとも１つの過給機回転数演算手段（１１）と、前記過給機回転数演算手段（１１）の演算出力を比較する、少なくとも１つの出力比較手段（１０）とを備え、前記エンジン（１）は複数の気筒を備え、該エンジン（１）はエンジン回転数検出手段（４）を備え、前記過給機回転数演算手段（１１）の演算出力の１つは、前記エンジン（１）のクランク角度における、各気筒のピストンの所定位置を演算タイミング（５０）とし、前記演算タイミング（５０）から任意の分周比にて分周した前記パルスを、所定回数カウントし、該所定回数をカウントするまでの時間をカウンター計測時間（Ｔｕｐ）として計測することで、各気筒における過給機回転数を演算した第一出力（Ｎｃ１）とし、前記出力比較手段（１０）は、気筒間もしくは各気筒毎における前記第一出力（Ｎｃ１）を比較して過給機の異常を検知することにより、過給機回転数の出力を比較する少なくとも１つの比較手段を備え、的確に比較監視することで、過給機の状態のみならず排気エネルギーすなわち燃焼状態を検知できる。
【００１７】
また、第一出力は、エンジンのクランク角度基準による演算タイミングを用いて間欠的に演算することにより、サイクル毎、及び気筒毎の燃焼サイクルにおける過給機回転数、すなわち過給機の状態を含めた燃焼状態を検知できる。さらに、分周と間欠演算との相乗効果によって、過給機回転数の演算処理負荷を大幅に低減することが可能である。
【００１８】
また、各気筒間の間欠的な過給機回転数（第一出力）をフィードバックの演算手段として比較することで、ＥＣＵに演算負荷をかけることなく、過給圧センサーなどで判定困難な軽微なサージであっても正確にサージを検知し、安全で迅速なサージ回避が可能である。
【００１９】
請求項２においては、過給機（７）、及び、該過給機（７）の１回転あたりのパルスを出力する、少なくとも１つの過給機回転数検出センサー（５）を有するエンジン（１）において、１つのパルス出力を演算する、少なくとも１つの過給機回転数演算手段（１１）と、前記過給機回転数演算手段（１１）の演算出力を比較する、少なくとも１つの出力比較手段（１０）とを備え、前記エンジン（１）は複数の気筒を備え、該エンジン（１）はエンジン回転数検出手段（４）を備え、前記過給機回転数演算手段（１１）の演算出力の１つは、前記エンジン（１）のクランク角度における、各気筒のピストンの所定位置を演算タイミング（５０）とし、前記演算タイミング（５０）から任意の分周比にて分周した前記パルスを、所定回数カウントし、該所定回数をカウントするまでの時間をカウンター計測時間（Ｔｕｐ）として計測することで、各気筒における過給機回転数を演算した第一出力（Ｎｃ１）とし、前記演算出力の他の１つは、前記過給機回転数センサー（５）により出力するパルスを任意の分周比にて分周して演算する第二出力（Ｎｃ２）とし、該第二出力（Ｎｃ２）は過給機回転数の平均回転数を求めるものとし、前記出力比較手段（１０）は、気筒間もしくは各気筒毎に、第一出力（Ｎｃ１）と第二出力（Ｎｃ２）を比較して過給機の異常を検知することにより、第二出力は、分周比を小さく設定し、連続的に演算することで、燃焼サイクル変動、気筒間変動等、微視的な要因に影響されない平均的な過給機回転数、すなわち過給機の状態を含めた燃焼状態を平均的に検知できる。
【００２０】
また、各気筒の間欠的な過給機回転数（第一出力）と平均的な過給機回転数（第二出力）を比較することで、ＥＣＵに演算負荷をかけることなく、各気筒の燃料噴射量ばらつきの検知、エンジンフェイルの判定、さらには安全なディレーティングの実施が可能である。
【００２１】
請求項３においては、請求項２記載のエンジンにおいて、前記第一出力（Ｎｃ１）と前記第二出力（Ｎｃ２）とは、同一の前記過給機回転数センサー（５）によるパルスを演算することにより、上記の効果に加え、過給機回転数としての出力は２つであっても、過給機回転数検出手段は１つであるため、エンジンの部品点数を削減できる。
また、センサー単体の有する誤差を考慮せずに２つの出力を比較することができる。さらに、一方の出力系統が異常であっても、確実に過給機回転数を検出できる。
【００２２】
請求項４においては、請求項１又は請求項２記載のエンジンにおいて、前記第一出力（Ｎｃ１）は、過給機回転数演算手段（１１）を構成する外部機器であるアンプによって演算されることにより、上記の効果に加え、第一出力を外部機器によって演算することで、さらにＥＣＵの演算負荷を低減できる。
【００２３】
請求項５においては、請求項２記載のエンジンにおいて、前記第一出力（Ｎｃ１）と前記第二出力（Ｎｃ２）は、前記パルスをそれぞれ異なる分周比にて分周して演算することにより、上記の効果に加え、例えば、第一出力の分周比を大きくして瞬時の過給機回転数を間欠的に検出する意味合いを持たせ、第二出力の分周比を小さくして平均の過給機回転数を検出する意味合いを持たせることで、ＥＣＵに演算負荷をかけず、的確に過給機の状態を含めた燃焼状態を検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
図１は本発明の実施例に係る過給機を有するエンジンの構成を示す構成図、図２は同じくクランク角センサー及び過給機回転数センサーの構成を示す構成図、図３は同じくエンジン回転の時系列パルス出力を示すグラフ図である。
【００２６】
図４は同じく演算タイミングを示すグラフ図、図５は同じく分周された過給機回転数を示すグラフ図、図６は同じく第一出力を示すグラフ図である。図７は同じくサージ判定制御のフローを示すフロー図、図８は同じく第一出力及び第二出力を示すグラフ図、図９は同じく第一燃料噴射量補正制御のフローを示すフロー図である。
【００２７】
図１０は同じく第二燃料噴射量補正制御のフローを示すフロー図、図１１は同じくエンジンディレーティング制御のフローを示すフロー図、図１２は同じくエンジンディレーティング制御の推移を示すグラフ図である。
【００２８】
まず、図１を用いて、本発明の実施例としてのエンジン１の構成について、詳細に説明する。図１に示すように、エンジン１は、過給機としてのターボチャージャー７を備える６気筒のディーゼルエンジンである。また、エンジン１は、シリンダブロック２０及びシリンダヘッド２１から構成されている。さらに、シリンダヘッド２１において、吸気マニホールドにはターボチャージャー７のコンプレッサー６を介してエアクリーナ２２が接続され、排気マニホールドにはターボチャージャー７のタービンを介してマフラー２３が接続されている。クランク軸３は、シリンダブロック２０に軸支されている。クランク軸３の回転及び角度を検出する手段として、クランク軸３上にパルサー２を固設し、パルサー２に対向してクランク角センサー４が配置されている。なお、ターボチャ−ジャー７及び過給機回転数センサー５については、後述する。
【００２９】
次に、図２を用いて、エンジン回転数検出手段としてのクランク角センサー４の構成について、詳細に説明する。パルサー２は、クランク軸３に固設されて一体に回転する角度円盤である。また、パルサー２は、周囲にパルス２ａが所定の間隔にて形成されて、歯車状に構成されている。本実施例において、パルス２ａは、６０ＰＬＳ／ｖｅｒにて形成されている。ただし、本発明において、パルスの数は限定されるものではない。ここで、特記すべき事項として、本実施例において、パルス２ａは、１箇所の欠歯２ｂが形成されている。クランク角センサー４は、パルサー２の凹凸を検出するものであり、出力信号はＴＴＬ信号とし、前記欠歯２ｂの位置を基点としてパルス２ａの数をカウントすることによりクランク軸３の角度を検知する。また、クランク軸３の角度より各気筒のピストンの位置（ＴＤＣやＢＤＣ等）を検出することができる。なお、クランク角センサー４は、電磁式ピックアップセンサー又はホールセンサーが用いられる。ただし、本発明において、センサーの種類は特に限定するものではなく、距離センサーや光センサーや静電センサー等を用いることもできる。
【００３０】
また、過給機回転数演算手段としてアンプ１１、並びに出力比較手段としてのＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１０について説明する。ＥＣＵ１０は、エンジン１を運転するための電気的制御を総合的に行なうコントローラである。ＥＣＵ１０は、クランク角センサー４や、アンプ１１を介して過給機回転数センサー５と接続されている。
【００３１】
次に、図３を用いて、上述するクランク角センサー４によるパルス出力について、詳細に説明する。図３は、クランク角センサー４の出力パルスについての時系列変化を示している。なお、以下の図において、分かり易くするため、エンジン１のクランク角センサー４の出力パルスは太線で、過給機回転数センサー５の出力パルスは細線で示すようにしている。図３に示すように、本実施例において、エンジン１は６気筒４ストロークのエンジンである。つまり、エンジン１は、全ての気筒（＃１〜＃６）が仕事をすることで、クランク軸３すなわちパルサー２が２回転する。なお、本実施例において、各気筒の噴射順序は、＃１、＃４、＃２、＃６、＃３、＃５の順とされている。このような構成とすることで、パルサー２の凹凸は、クランク角センサー４によって検知されパルス出力としてＥＣＵ１０に送られる。ここで、特記すべき事項として、パルス出力中において、パルサー２の欠歯２ｂにより、１回転に１箇所パルスが出力されない箇所ができる（図３におけるＡ）。
【００３２】
次に、図４を用いて、演算タイミング５０について、詳細に説明する。図４に示すように、本実施例において、演算タイミング５０は、気筒番号にこだわらず任意気筒（＃Ｎ）の上死点位置と定義している。そして、パルサー２において、Ａから１２０°間隔の順にタイミングを算出すれば、全ての気筒の上死点位置が算出できる。そこで、クランク軸３の回転における各気筒上死点位置を演算タイミング５０として、ターボチャ−ジャー７の過給機回転数の計測に利用する。ただし、本発明において、演算タイミング５０は、上死点位置に限定することはない。
【００３３】
ここで、過給機としてのターボチャ−ジャー７について、詳細に説明する。図１に示すように、過給機回転数検出手段は、ターボチャ−ジャー７の回転数を検出する過給機回転数センサー５及び検知信号を増幅して分周演算する装置としてのアンプ１１から構成されている。なお、アンプ１１は、分周せずに直接過給機回転数を演算することもできる。過給機回転数センサー５は、ターボチャ−ジャー７のコンプレッサー６側に設けられている。また、過給機回転数センサー５は、コンプレッサー６の翼に設けられる指標に対応して信号を検知する。本実施例において、コンプレッサー６の翼枚数は１４枚とされている。ただし、本発明において、翼枚数は限定されるものではない。また、翼を検出する手段は磁気センサーや光センサーや静電センサー等限定するものではない。アンプ１１は、過給機回転数センサー５の信号を２種類のＴＴＬ信号（第一ＴＴＬ信号１０１及び第二ＴＴＬ信号１０２）としてＥＣＵ１０に出力する。
【００３４】
次に、図５を用いて、分周比について、詳細に説明する。図５（ａ）は、実測信号１００としての過給機回転数センサー５の出力パルスを示している。すなわち、コンプレッサー６の１回転あたり１４個のパルスを出力している。つまり、実測信号１００を分周比１に分周、すなわち直接計測する出力パルスとも言える。図５（ｂ）は、第一ＴＴＬ信号１０１として、実出力パルス１００を分周比１／２に分周された出力パルスを示している。すなわち、コンプレッサー６の翼２個あたり１個のパルスを出力している。図５（ｃ）は、第二ＴＴＬ信号１０２として、過給機回転数センサー５の出力パルスを分周比１／２８に分周された出力パルスを示している。すなわち、コンプレッサー６の２回転あたり１個のパルスを出力している。ここで、分周比は、ＥＣＵ１０の周波数応答性やビットに換算したときの分解能により、最適化できるように設定できるものとする。なお、分周比は、１９又は７のような素数であっても良い。
【００３５】
このようにして、過給機回転の出力パルスを分周し、過給機回転数を演算するため、ＥＣＵ１０に連続的な負荷をかけずに精度良く過給機回転数を演算できる。
【００３６】
次に、図６を用いて、ＥＣＵ１０が出力する第一出力について、詳細に説明する。図６に示すように、ＥＣＵ１０は、上述する演算タイミング５０としての各気筒の上死点位置（図６における黒抜き矢印、以下の図においても同様）から第一ＴＴＬ信号１０１（分周比１／２に分周された出力パルス）のパルスが所定数Ｎ回計測されるまでの時間（カウンター計測時間Ｔｕｐ）を演算して、過給機回転数を演算する。ここで、所定数Ｎは、任意に設定できるものとされている。なお、本実施例において、所定数Ｎは４とされている。つまり、第一出力は、エンジン１の上死点位置直後における過給機回転数を瞬時的に演算する出力である。以下において、第一出力を過給機回転数Ｎｃ１と定義する。
【００３７】
このようにして、第一出力Ｎｃ１は、任意の分周比及びクランク角度を基にする演算タイミング５０を用いて間欠的に演算するため、各気筒における過給機回転数Ｎｃを求めることができる。つまり、ＥＣＵ１０に演算負荷をかけずに、サイクル毎、及び気筒毎の燃焼サイクルにおける過給機回転数、すなわち過給機の状態を含めた燃焼状態を検知できる。
【００３８】
また、第一出力Ｎｃ１の算出は、アンプ１１によって行なう構成とすることもできる。このとき、演算タイミング５０は、ＥＣＵ１０からアンプ１１に入力される。このような構成とすることで、ＥＣＵ１０の演算処理負荷をさらに低減することができる。
【００３９】
ここで、図７を用いて、第一出力Ｎｃ１同士の比較手段としてのサージ判定制御について、詳細に説明する。サージ判定制御は、各気筒における第一出力Ｎｃ１を比較することによって、サージ領域に突入したか否かを判定する制御である。すなわち、ＥＣＵ１０は、各気筒における第一出力Ｎｃ１を演算する（Ｓ１１０）。次に、ＥＣＵ１０は、各気筒における第一出力Ｎｃ１を順に比較して回転数差ΔＮｃ１を演算する（Ｓ１２０）。次に、ＥＣＵ１０は、回転数差ΔＮｃ１が所定値（許容範囲）αより大きいか否かを判定する（Ｓ１３０）。ここで、ＥＣＵ１０は、回転数差ΔＮｃ１が所定値α以上であれば、ターボチャージャー７がサージ状態であると判断する（Ｓ１４０）。一方、回転数差ΔＮｃ１が所定値αより大きくなければ通常制御を行なう（Ｓ１５０）。
【００４０】
このようにして、各気筒間の間欠的な過給機回転数としての第一出力Ｎｃ１同士をフィードバックの演算手段として比較することで、ＥＣＵ１０に演算負荷をかけることなく、過給圧センサーなどで判定困難な軽微なサージであっても正確にサージを検知できる。つまり、過給圧センサーや高価なエアフローセンサーなどを用いることなく過給機回転数センサー５のみでサージ予知がより正確で迅速に実施できる。
【００４１】
ここで、図５（ｃ）を用いて、ＥＣＵ１０が出力する第二出力について、詳細に説明する。図５（ｃ）に示すように、ＥＣＵ１０は、第二ＴＴＬ信号１０２を演算して、過給機回転数とする。すなわち、第二出力は、過給機回転数を平均的に演算する出力である。以下において、第二出力を過給機回転数Ｎｃ２と定義する。このようにして、第二出力Ｎｃ２は、任意の分周比（本実施例では１／２８）にて分周して演算されるため、過給機回転数の平均を求めることができる。つまり、ＥＣＵ１０に演算負荷をかけずに燃焼サイクル変動、気筒間変動等、微視的な要因に影響されない平均的な過給機回転数、すなわち過給機の状態を含めた燃焼状態を平均的に検知できる。
【００４２】
ここで、図８を用いて、第一出力Ｎｃ１及び第二出力Ｎｃ２について、比較して説明する。図８に示すように、第一出力Ｎｃ１は、エンジン１の各気筒の上死点位置における演算タイミング５０から、分周比１／２に分周された第一ＴＴＬ信号１０１のパルスが４回計測されるまでの時間を演算した過給機回転数である。一方、第二出力Ｎｃ２は、分周比１／２８に分周された第二ＴＴＬ信号１０２を演算した過給機回転数である。本実施例において、第一出力Ｎｃ１と第二出力Ｎｃ２の分周比は異なるものとされている。
【００４３】
このようにして、過給機回転数としての出力は２つ（第一出力Ｎｃ１と第二出力Ｎｃ２）であっても、過給機回転数センサー５は１つであるため、エンジン１の部品点数を削減できる。また、センサー単体の有する誤差を考慮せずに２つの出力を比較することができる。さらに、一方の出力系統が異常であっても、確実に過給機回転数を検出できる。
【００４４】
また、第一出力Ｎｃ１の分周比を大きく（本実施例では分周比１／２）して瞬時の過給機回転数を間欠的に検出する意味合いを持たせ、第二出力の分周比を小さく（本実施例では分周比１／２８）して平均の過給機回転数を検出する意味合いを持たせることで、ＥＣＵに演算負荷をかけず、的確に過給機の状態を含めた燃焼状態を検知できる。
【００４５】
ここで、第一出力Ｎｃ１と第二出力Ｎｃ２との出力比較手段として、第一燃料噴射量補正制御、第二燃料噴射量補正制御、及びエンジンディレーティング制御について説明する。
【００４６】
まず、図９を用いて、第一燃料噴射量補正制御について、詳細に説明する。第一燃料噴射量補正制御は、第一出力Ｎｃ１と第二出力Ｎｃ２を用いて、気筒間の燃料噴射量ばらつきを検知し、補正する制御である。すなわち、ＥＣＵ１０は、第一出力Ｎｃ１及び第二出力Ｎｃ２を算出する（Ｓ２１０）。次に、ＥＣＵ１０は、第一出力Ｎｃ１について、第二出力Ｎｃ２より所定値βを引いた値より大きく、かつ第二出力Ｎｃ２より小さいかどうかを確認する（Ｓ２２０）。ここで、ＥＣＵ１０は、Ｓ２２０に該当すれば、通常制御を行なう（Ｓ２３０）。一方、ＥＣＵ１０は、Ｓ２２０に該当しなければ、各気筒の第一出力Ｎｃ１の平均値Ｎｃ１ｍを算出する（Ｓ２４０）。次に、ＥＣＵ１０は、各気筒の第一出力Ｎｃ１と平均値Ｎｃ１ｍとの差であるσＮｃ１を算出する（Ｓ２５０）。ここで、ＥＣＵ１０は、各気筒の回転数差であるσＮｃ１が所定値γに収束するように、各気筒の実噴射量Ｑｒの増減を行なう（Ｓ２６０）。
【００４７】
このような制御とすることで、Ｓ２２０において、過給機平均回転数に対する各気筒の燃料噴射時の過給機瞬時回転数を判断できる。また、Ｓ２４０において、各気筒の過給機瞬時回転数である第一出力Ｎｃ１を収束させることで、各気筒における燃料噴射のばらつきを抑えることができる。このようにして、２つの過給機回転数出力（第一出力Ｎｃ１及び第二出力Ｎｃ２）をフィードバック手段として比較することで、ＥＣＵ１０に演算負荷をかけることなく、各気筒の燃料噴射量のばらつきを低減できる。
【００４８】
次に、図１０を用いて、第二燃料噴射量補正制御について、詳細に説明する。第二燃料噴射量補正制御は、第一出力Ｎｃ１及び第二出力Ｎｃ２を用いて、エンジンフェイルを検知し、燃料噴射マップに基づいて各気筒の燃料噴射量の乖離を検知、補正すべきか或いはフェイル処置するべきかを判定する制御である。すなわち、ＥＣＵ１０は、第一出力Ｎｃ１と第二出力Ｎｃ２を算出する（Ｓ３１０）。次に、ＥＣＵ１０は、第一出力Ｎｃ１について、第二出力Ｎｃ２より所定値βを引いた値より大きく、かつ第二出力Ｎｃ２より小さいかどうかを確認する（Ｓ３２０）。ここで、ＥＣＵ１０は、Ｓ３２０に該当すれば、通常制御を行なう（Ｓ３３０）。以上までは、第一燃料噴射量補正制御同様である。一方、ＥＣＵ１０は、Ｓ３２０に該当しなければ、各気筒において、第一出力Ｎｃ１と実噴射量Ｑｒとの相関を表すＮｃ１／Ｑｒマップより、実噴射量Ｑｒを算出する（Ｓ３４０）。次に、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数及びアクセル開度より指令噴射量Ｑｍを算出する指令噴射量マップより、指令噴射量Ｑｍを算出する（Ｓ３５０）。次に、ＥＣＵ１０は、実噴射量Ｑｒと指令噴射量Ｑｍとの噴射量差ΔＱを算出する（Ｓ３６０）。ここで、ＥＣＵ１０は、噴射量差ΔＱが所定値ωより小さければ、第二出力Ｎｃ２に第一出力Ｎｃ１が一致するように噴射量を補正する（Ｓ３７０）。一方、所定値ωより大きければ、異常と判断して異常フラグをたてる（Ｓ３７０）。
【００４９】
このような制御構成とすることで、Ｓ３２０において、過給機平均回転数における各気筒の燃料噴射時の過給機瞬時回転数を判断できる。また、Ｓ３６０において、指令噴射量Ｑｍとのズレの大小を確認できる。このようにして、２つの過給機回転数出力（第一出力Ｎｃ１及び第二出力Ｎｃ２）をフィードバック手段として比較することで、ＥＣＵ１０に演算負荷をかけることなく、燃料噴射量が補正可能か、或いは燃料噴射量が異常であるかの判断をすることができる。
【００５０】
次に、図１１を用いて、エンジンディレーティング制御について、詳細に説明する。
一般的には、ディレーティングとは、安全余裕を与えて偶発的な過大ストレスによる故障の可能性を低減するという手法である。ここでは、エンジン１に異常が発生した場合において、安全な出力までディレーティングをする手段として考える。エンジンディレーティング制御は、第一出力Ｎｃ１と第二出力Ｎｃ２を用いて、ディレーティング時に段階を踏んでエンジン１の回転数を減少させる制御である。すなわち、ＥＣＵ１０は、第一出力Ｎｃ１及び第二出力Ｎｃ２を算出する（Ｓ４１０）。次に、ＥＣＵ１０は、何らかの異常フラグ（例えば、第二燃料噴射量補正制御におけるＳ３７０）の有無を確認する（Ｓ４２０）。ここで、特に異常フラグがなければ、通常運転を行なう（Ｓ４３０）。一方、ＥＣＵ１０は、何らかの異常フラグがあれば、各気筒の第一出力Ｎｃ１のうち、最小値Ｎｃ１ｍｉｎを減速目標回転数とする（Ｓ４４０）。次に、ＥＣＵ１０は、第二出力Ｎｃ２が最小値Ｎｃ１ｍｉｎになるように指令噴射量Ｑｍを減少させる（Ｓ４５０）。さらに、ＥＣＵ１０は、Ｓ４４０及びＳ４５０を繰り返し行なうことによって、目標減速まで推移する。
【００５１】
また、図１２を用いて、エンジンディレーティング制御の作用について、詳細に説明する。図１２は、横軸を時間Ｔ、縦軸をコンプレッサー６の回転数Ｎｃとして表しているグラフである。図１２に示すように、エンジンディレーティング制御によって、減速目標回転数Ｎｃ１ｍｉｎを段階的に設定し、第二出力Ｎｃ２を減速目標回転数Ｎｃ１ｍｉｎになるように減速させることで、エンジン１は減速運転へと推移する。また、図におけるΔｔ（減速目標回転数Ｎｃ１ｍｉｎの設定タイミング）又は減速目標回転数Ｎｃ１ｍｉｎの設定値次第では減速度も自由に制御できる。なお、同様の手段において、エンジン１の加速制御も行なうことができる。このようにして、２つの過給機回転数出力（第一出力Ｎｃ１及び第二出力Ｎｃ２）のみをフィードバック手段として比較することで、ＥＣＵ１０に演算負荷をかけることなく、確実にエンジンディレーティング制御を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例に係る過給機を有するエンジンの構成を示す構成図。
【図２】同じくクランク角センサー及び過給機回転数センサーの構成を示す構成図。
【図３】同じくエンジン回転の時系列パルス出力を示すグラフ図。
【図４】同じく演算タイミングを示すグラフ図。
【図５】同じく分周された過給機回転数を示すグラフ図。
【図６】同じく第一出力を示すグラフ図。
【図７】同じくサージ判定制御のフローを示すフロー図。
【図８】同じく第一出力及び第二出力を示すグラフ図。
【図９】同じく第一燃料噴射量補正制御のフローを示すフロー図。
【図１０】同じく第二燃料噴射量補正制御のフローを示すフロー図。
【図１１】同じくエンジンディレーティング制御のフローを示すフロー図。
【図１２】同じくエンジンディレーティング制御の推移を示すグラフ図。
【符号の説明】
【００５３】
１    エンジン
２    パルサー
２ａ    パルス
２ｂ    欠歯
３    クランク軸
４    クランク角センサー
５    過給機回転数センサー
６    コンプレッサー
７    ターボチャージャー
１０    ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）
１１    アンプ
５０    演算タイミング
１００    実測値
１０１    第一ＴＴＬ信号
１０２    第二ＴＴＬ信号
Ｎｃ１    第一出力
Ｎｃ２    第二出力
ΔＮｃ１    第一出力の回転数差
Ｎｃ１ｍ    各気筒の第一出力の平均値
σＮｃ１    各気筒の第一出力と平均値との差
Ｑｒ    実噴射量
Ｑｍ    指令噴射量
ΔＱ    実噴射量と指令噴射量の差
Ｎｃ１ｍｉｎ    各気筒の第一出力の最小値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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