JP5872349B2

JP5872349B2 - 外部ｅｇｒガスの質量流量の算出方法、外部ｅｇｒガスの質量流量の算出装置、及びエンジン

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Publication number: JP5872349B2
Application number: JP2012072034A
Authority: JP
Inventors: 中野　聡; 聡中野
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2016-03-01
Anticipated expiration: 2032-03-27
Also published as: JP2013204454A

Description

本発明は、外部ＥＧＲガスの質量流量を算出する方法及び装置に関する。

ＥＧＲ（排気再循環）を実行するエンジンにおいて、エンジンの運転状態に応じて外部ＥＧＲガスの流量を変更することが行われている。このようなエンジンは、外部ＥＧＲガスの質量流量を算出する装置を備えている。

ＥＧＲ経路内に流量センサを配置することによって、ＥＧＲ流量を直接的に検出することが可能である。しかし、流量センサは比較的高価であり、流量センサの使用はエンジンの製造コストを増大させる。このため、質量流量自体を検出する代わりに、圧力及び温度に基づいて質量流量を間接的に検出することが行われている。具体的には、流量センサを配置する代わりに圧力センサ及び温度センサが配置され、圧力及び温度に基づいてＥＧＲ流量の推定値が算出される。特許文献１は、流量を直接的に検出することなく、圧力及び温度に基づいてＥＧＲ流量を算出する装置の一例を開示している。

ＥＧＲガスの質量流量Ｍは、有効面積Ａ、密度ρ、及び流速ｖの積で与えられる。有効面積Ａは、ＥＧＲ経路の開口面積を示している。密度ρ及び流速ｖは、ＥＧＲガスの密度及び流速を示している。特許文献１では、有効面積ＡはＥＧＲ弁の開度Ｇに基づいて算出されており、密度ρ及び流速ｖは、所定の算出式に基づいて、排気ガスの圧力Ｐ２、吸気ガスの圧力Ｐ１、及びＥＧＲガスの温度Ｔ３に対応する値として算出されている。このため、質量流量Ｍが、開度Ｇ、圧力Ｐ１、圧力Ｐ２、及び温度Ｔ３に基づいて、特定される。

ＥＧＲガスは、排気ガスと吸気ガスとの差圧が正である場合に、吸気ガスに合流する。このため、差圧に応じて、ＥＧＲガスの質量流量が変化する。特許文献１は、大気圧の変動によって差圧が変化する点に注目し、差圧に応じて密度を補正することを提案している。

特開２００４−１４３９６４号公報

差圧は、大気圧の変動だけでなく、エンジンの運転状態や、吸気系及び排気系のデバイスにおける圧力損失の大きさによって、変動する。このため、質量流量の精度を高めるために差圧による補正を適用すべき要素は、特許文献１に記載される密度とは限らない。

更に、本願発明者は、間接的に検出される質量流量の推定値を、流量センサを用いて直接的に検出される質量流量の実測値と比較する試験を実行した。ここで、質量流量の推定値は、開度Ｇ、圧力Ｐ１、圧力Ｐ２、及び温度Ｔ３の検出値に基づいて特定される算出値であって、差圧の補正が適用された質量流量を指している。この試験の解析結果によれば、質量流量の推定値が質量流量の検出値から大きく離れる場合がある。特に、差圧の小さい場合、すなわち低速運転が実行されている場合（運転状態が低速回転領域にある場合）、言い換えるとエンジンのトルクが小さい場合に、算出される質量流量の精度が低下する。

そこで、本発明は、算出される質量流量の精度を高めることを可能にする、質量流量の算出方法及び算出装置を提供する。

本発明に係る外部ＥＧＲガスの質量流量の算出方法は、外部ＥＧＲガスの質量流量Ｍは、有効面積Ａ、密度ρ、及び流速ｖの積として与えられており、前記有効面積Ａは、トルク補正係数Ｃ及び基本有効面積Ａ０の積として与えられており、前記基本有効面積Ａ０は、ＥＧＲ弁の開度Ｇと、差圧Ｄと、前記基本有効面積Ａ０、前記開度Ｇ、及び前記差圧Ｄの相関マップとに基づいて決定され、前記差圧Ｄは排気ガスの圧力Ｐ２と吸気ガスの圧力Ｐ１との差圧であり、前記相関マップは、前記ＥＧＲ弁の開度Ｇそれぞれについて、前記差圧が相対的に大きい場合には一定の前記基本有効面積Ａ０を示し、前記差圧が相対的に小さい場合には、前記差圧が相対的に大きい場合の前記基本有効面積Ａ０に比べて小さい前記基本有効面積Ａ０を示すマップであり、前記密度ρは、前記ＥＧＲガスの密度であって、前記圧力Ｐ２及び前記ＥＧＲガスの温度Ｔ３の関数として表現されており、前記流速ｖは、前記ＥＧＲガスの流速であって、前記圧力Ｐ１、前記圧力Ｐ２、及び前記温度Ｔ３の関数として表現されており、前記トルク補正係数Ｃは、前記基本有効面積Ａ０を、トルクに基づいて補正する係数であり、前記トルク補正係数Ｃ、回転数Ｎ、及び燃料噴射量Ｑの相関マップが作成されており、前記回転数Ｎ、前記噴射量Ｑ、前記開度Ｇ、前記圧力Ｐ１、前記圧力Ｐ２、及び前記温度Ｔ３の現在値群を検出する工程と、前記現在値群に対応する前記質量流量Ｍを特定する工程と、を備えている。

本発明に係る外部ＥＧＲガスの質量流量の算出装置は、外部ＥＧＲガスの質量流量Ｍは、有効面積Ａ、密度ρ、及び流速ｖの積として与えられており、前記有効面積Ａは、トルク補正係数Ｃ及び基本有効面積Ａ０の積として与えられており、前記基本有効面積Ａ０は、ＥＧＲ弁の開度Ｇと、差圧Ｄと、前記基本有効面積Ａ０、前記開度Ｇ、及び前記差圧Ｄの相関マップとに基づいて決定され、前記差圧Ｄは排気ガスの圧力Ｐ２と吸気ガスの圧力Ｐ１との差圧であり、前記相関マップは、前記ＥＧＲ弁の開度Ｇそれぞれについて、前記差圧が相対的に大きい場合には一定の前記基本有効面積Ａ０を示し、前記差圧が相対的に小さい場合には、前記差圧が相対的に大きい場合の前記基本有効面積Ａ０に比べて小さい前記基本有効面積Ａ０を示すマップであり、前記密度ρは、前記ＥＧＲガスの密度であって、前記圧力Ｐ２及び前記ＥＧＲガスの温度Ｔ３の関数として表現されており、前記流速ｖは、前記ＥＧＲガスの流速であって、前記圧力Ｐ１、前記圧力Ｐ２、及び前記温度Ｔ３の関数として表現されており、前記トルク補正係数Ｃは、前記基本有効面積Ａ０を、トルクに基づいて補正する係数であり、前記トルク補正係数Ｃ、回転数Ｎ、及び燃料噴射量Ｑの相関マップが作成されており、前記回転数Ｎ、前記噴射量Ｑ、前記開度Ｇ、前記圧力Ｐ１、前記圧力Ｐ２、及び前記温度Ｔ３の現在値群を検出する検出装置と、前記現在値群に対応する前記質量流量Ｍを特定する特定装置と、
を備えている。

本発明に係るエンジンは、前記算出装置を備えている。

本発明は、算出される質量流量の精度を高めることを可能にする。

エンジン１の構成図である。基本有効面積Ａ０、開度Ｇ、及び差圧Ｄの相関マップを示す図である。所定の開度Ｇにおける、基本有効面積Ａ０、有効面積Ａの実測値、及び差圧Ｄの相関の相関マップを示す図である。回転数Ｎ、噴射量Ｑ、及びトルク補正係数Ｃの相関マップを示す表である。

（本実施形態の構成）
図１は、エンジン１の構成図である。エンジン１は、シリンダヘッド２、シリンダブロック３、ピストン４、クランクシャフト５、吸気管６、排気管７、ＥＧＲ管（ＥＧＲ経路）８、ＥＧＲ弁９、燃料噴射装置１０、吸気弁１１、及び排気弁１２を備えている。燃焼室Ｅは、シリンダヘッド２、シリンダブロック３、及びピストン４の間に形成されている。吸気管６は、吸気ポート１３から燃焼室Ｅに吸気ガス（空気）を導入する。排気管７は燃焼室Ｅから排気ポート１４を介して排気ガスを排出する。ＥＧＲ管８は、一部の排気ガスを吸気管６内に導入する。以下、ＥＧＲガスは、ＥＧＲ管８を通過する排気ガスを指す。ＥＧＲガスは、燃焼室Ｅの外部で吸気ガスに合流する排気ガスであり、外部ＥＧＲガスに相当する。ＥＧＲ管８の始端及び末端は、分岐部８ａ及び合流部８ｂである。ＥＧＲ管８は、分岐部８ａにおいて排気管７から分岐し、合流部８ｂにおいて吸気管６に合流する。ＥＧＲ弁９は、ＥＧＲ管８に設けられており、ＥＧＲ管８の開度を変更する。燃料噴射装置１０は、燃焼室Ｅに燃料を噴射する。吸気弁１１は、吸気ポート１３を開閉する。排気弁１２は、排気ポート１４を開閉する。

エンジン１は、回転数センサ１５、第１圧力センサ２１、第２圧力センサ２２、第１温度センサ３１、第２温度センサ３１、及び第３温度センサ３２を備えている。回転数センサ１５は、クランクシャフト５の回転数Ｎを検出する。第１圧力センサ２１は、合流部８ｂの下流側において、吸気管６内の吸気ガスの圧力Ｐ１を検出する。第２圧力センサ２２は、分岐部８ａの下流側において、排気管７内の排気ガスの圧力Ｐ２を検出する。第１温度センサ３１は、合流部８ｂの下流側において、吸気管６内の吸気ガスの温度Ｔ１を検出する。第２温度センサ３２は、分岐部８ａの下流側において、排気管７内の排気ガスの温度Ｔ２を検出する。第３温度センサ３３は、ＥＧＲ弁９の下流側において、ＥＧＲ管８内のＥＧＲガスの温度Ｔ３を検出する。

エンジン１は、制御装置１６を備えている。制御装置１６は、回転数センサ１５、第１圧力センサ２１、第２圧力センサ２２、第１温度センサ３１、第２温度センサ３１、及び第３温度センサ３２によって検出された検出値を取得できる。また、制御装置１６は、ＥＧＲ弁９の開度Ｇ及び燃料噴射装置１０の噴射量Ｑを制御する。このため、ＥＧＲ弁９の開度Ｇの指令値、及び燃料噴射装置１０による燃料噴射量Ｑの指令値を認識できる。このため、制御装置１６は、回転数Ｎ、噴射量Ｑ、開度Ｇ、圧力Ｐ１、圧力Ｐ２、温度Ｔ１、温度Ｔ２、及び温度Ｔ３の現在値群を認識できる。ここで、現在値群は、所定期間毎に取得される検出値及び指令値の群を示している。所定期間は、例えば、１サイクルである。

図２−４、及び式（１）−（５）を参照して、外部ＥＧＲガスの質量流量の算出方法を説明する。本算出方法は、質量流量を、流量センサにより直接的に取得する代わりに、各種ガスの圧力及び温度に基づいて、間接的に取得する。まず、本算出方法において用いられる、図２−４、及び式（１）−（５）を説明する。

Ｍ＝Ａ・ρ・ｖ（１）

式（１）は、質量流量Ｍ、有効面積Ａ、密度ρ、及び流速ｖの関係を示す式である。質量流量Ｍについて、一般に、式（１）の関係が成立する。式（１）において、質量流量Ｍは、有効面積Ａ、密度ρ、及び流速ｖの積として表現されている。有効面積Ａは、質量流量Ｍを決定する実質的なＥＧＲ経路の開口面積を指しており、必ずしも実際の開口面積に一致しない。密度ρは、ＥＧＲガスの密度である。流速ｖは、前記ＥＧＲガスの流速である。

Ａ＝Ｃ・Ａ０（２）

式（２）は、トルク補正係数Ｃ、及び基本有効面積Ａ０の関係を示す式である。式（２）において、有効面積Ａは、トルク補正係数Ｃ及び基本有効面積Ａ０の積として表現されている。

Ｄ＝Ｐ２−Ｐ１（３）

式（３）は、差圧Ｄを示す式である。差圧Ｄは、排気ガスの圧力Ｐ２と吸気ガスの圧力Ｐ１との差圧である。

本算出方法は、質量流量Ｍの算出における精度を高めるために、差圧Ｄの変動に対応する補正と、トルクの変動に対応する補正とを含んでいる。差圧Ｄの変動に対応する補正は、基本有効面積Ａ０に含まれている。トルクの変動に対応する補正は、有効面積Ａに含まれている。

基本有効面積Ａ０は次のように決定される。ＥＧＲ管８の最小の開口面積はＥＧＲ弁９の開口面積によって決定され、ＥＧＲ弁９の開口面積は、開度Ｇに基づいて特定される。ＥＧＲ管８の有効面積がＥＧＲ管８の最小の開口面積に比例すると仮定すると、ＥＧＲ管８の有効面積は、ＥＧＲ弁９の開度Ｇに基づいて特定される。しかし、実際には、ＥＧＲ管８の有効面積は、ＥＧＲ管８の最小の開口面積に単純には比例しない。そこで、本算出方法では、基本有効面積Ａ０は、ＥＧＲ弁９の開度Ｇ及び差圧Ｄの相関に基づいて特定されている。つまり、基本有効面積Ａ０は、ＥＧＲ弁９の開度Ｇを差圧Ｄに基づいて補正することによって得られている。

図２は、基本有効面積Ａ０、開度Ｇ、及び差圧Ｄの相関マップを示す図である。横軸は開度Ｇの大きさを示しており、開度Ｇは右方向に増大している。縦軸は差圧Ｄの大きさを示しており、差圧Ｄは上方向に増大している。図２に描かれる曲線は、基本有効面積Ａ０の大きさによって特定される曲線を示している。異なる複数の曲線の間で、基本有効面積Ａ０の大きさは異なっている。各曲線に付されている数値Ａ０（ｉ）は、基本有効面積Ａ０の大きさを示している。基本有効面積Ａ０は、右方向に増大している。つまり、Ａ０（１）＜Ａ０（２）＜・・・＜Ａ０（ｉ）＜・・・＜Ａ０（２１）である。

基本有効面積Ａ０、開度Ｇ、及び差圧Ｄの相関は、数値解析によって求められている。この数値解析における境界条件は、ＥＧＲ管８の形状に基づいて設定されている。この数値解析の結果として、図２に描かれる曲線群が取得される。このため、基本有効面積Ａ０、開度Ｇ、及び差圧Ｄの相関マップを作成できる。

ρ＝Ｐ２／（Ｒ・Ｔ３）（４）

式（４）は、密度ρ、圧力Ｐ２、及び温度Ｔ３の関係を示す式である。式（４）において、密度ρは、圧力Ｐ２、及び温度Ｔ３の関数として表現されている。文字Ｒは、気体定数を示している。密度ρについて、式（４）の関係が満たされることが知られている。

式（５）は、流速ｖ、圧力Ｐ１、圧力Ｐ２、及び温度Ｔ３の関係を示す式である。式（５）において、流速ｖは、圧力Ｐ１、圧力Ｐ２、及び温度Ｔ３の関数として表現されている。文字ｋは、比熱比を示している。

有効面積Ａは、次のように決定される。

図３は、所定の開度Ｇにおける、基本有効面積Ａ０、有効面積Ａの実測値、及び差圧Ｄの相関マップを示す図である。横軸は差圧Ｄの大きさを示しており、差圧Ｄは右方向に増大している。縦軸は基本有効面積Ａ０（有効面積Ａ）の大きさを示しており、基本有効面積Ａ０（有効面積Ａ）は上方向に増大している。相関マップは、基本グラフｇ（Ａ０）、実測点Ｘ１（Ｎ１，Ｑ１）、Ｘ２（Ｎ２，Ｑ２）、及びＸ３（Ｎ３，Ｑ４）、及び実測グラフｇ（Ａ）を含んでいる。

基本グラフｇ（Ａ０）は、差圧Ｄ及び基本有効面積Ａ０の相関を示している。基本有効面積Ａ０は、上述したように、図２に示される相関マップに基づいて特定される推定値である。図３では開度Ｇが一定値に保たれているため、基本有効面積Ａ０は、差圧Ｄのみに応じて変化する。

一方、実測点Ｘ１（Ｎ１，Ｑ１）、Ｘ２（Ｎ２，Ｑ２）、及びＸ３（Ｎ３，Ｑ４）は、差圧Ｄに対応する有効面積Ａの実測値を示している。これらの実測点は、開度Ｇ、回転数Ｎ、及び噴射量Ｑによって特定されている。トルクは回転数Ｎ及び噴射量Ｑに基づいて特定されることから、これらの実測点は、トルクの情報を与えている。回転数Ｎ、及び噴射量Ｑが特定されているとき、差圧Ｄも特定される。つまり、差圧Ｄは、回転数Ｎ、及び噴射量Ｑに従属する。このため、図３において、これらの実測点は、差圧Ｄに対応する有効面積Ａの実測値を示している。また、実測グラフｇ（Ａ）は、差圧Ｄ及び有効面積Ａの実測値の相関を示している。有効面積Ａの実測値も、開度Ｇ、回転数Ｎ、及び噴射量Ｑによって特定される。実測グラフｇ（Ａ）において、回転数Ｎは所定の回転数Ｎ０に保たれており、噴射量Ｑが下限噴射量Ｑａから上限噴射量Ｑｂまで変化する。噴射量Ｑの変化に応じて差圧Ｄが変化するので、有効面積Ａの実測値が変化している。なお、回転数Ｎについて、Ｎ０＜Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３である。また、実測グラフｇ（Ａ）に含まれるトルクは、アイドリング状態又はアイドリング状態に近い状態で得られるトルクである。

これらの有効面積Ａの実測値は、流量センサを搭載するエンジン１を用いて、試験を行うことによって得られる。まず、ＥＧＲ管８を流れるＥＧＲガスの質量流量Ｍが、流量センサにより実際に検出される。上述したように、質量流量Ｍは、有効面積Ａ、密度ρ、及び流速ｖの積であり、密度ρ及び流速ｖは、式（４）及び（５）に基づいて特定される。このため、有効面積Ａの実測値が、質量流量Ｍの実測値に基づいて特定される。

図３において、実測グラフｇ（Ａ）は、基本グラフｇ（Ａ０）から乖離している。一方、実測点Ｘ１（Ｎ１，Ｑ１）、Ｘ２（Ｎ２，Ｑ２）、及びＸ３（Ｎ３，Ｑ４）は、実測グラフｇ（Ａ）に近い位置にある。つまり、図３は、無負荷に近い状態では、図２に示される相関マップに基づいて得られた基本有効面積Ａ０の精度が低下することを教えている。

そこで、有効面積Ａの推定値が有効面積Ａの実測値に一致するように、トルク補正係数Ｃが導入されている。有効面積Ａの推定値は、本算出方法によって算出される有効面積Ａを指している。この有効面積Ａは、上述の式（２）に示されるように、トルク補正係数Ｃ及び基本有効面積Ａ０の積である。

図４は、回転数Ｎ、噴射量Ｑ、及びトルク補正係数Ｃの相関マップを示す表である。行（横方向の要素）は回転数Ｎを示しており、文字Ｎ（ｉ）は、回転数Ｎの大きさを示している。回転数Ｎは右方向に増大している。つまり、Ｎ（０）＜Ｎ（１）＜・・・＜Ｎ（８）である。列（縦方向の要素）は噴射量Ｑを示しており、文字Ｑ（ｉ）は、噴射量Ｑの大きさを示している。噴射量Ｑは下方向に増大している。つまり、Ｑ（０）＜Ｑ（１）＜・・・＜Ｑ（８）である。

図４の表は、補正領域Ｆ１及び不補正領域Ｆ２を有している。補正領域Ｆ１に含まれる欄には、１以外の数字が記載されている。不補正領域Ｆ２に含まれる欄には、１が記載されている。トルク補正係数Ｃの値が１である場合、有効面積Ａは基本有効面積Ａ０と同一である。この場合、実質的に補正が行われない。トルク補正係数Ｃの値が１以外である場合、有効面積Ａが基本有効面積Ａ０から変更される。この場合、なんらかの補正が行われる。

図３の実測グラフｇ（Ａ）において、有効面積Ａの実測値は、開度Ｇ及び差圧Ｄの関数Ａ（Ｇ，Ｄ）として表現されている。有効面積Ａの実測値は、開度Ｇ、回転数Ｎ、及び噴射量Ｑの関数Ａ（Ｇ，Ｎ，Ｑ）としても表現されうる。図３の基本グラフｇ（Ａ０）において、基本有効面積Ａ０も、開度Ｇ及び差圧Ｄの関数Ａ０（Ｇ，Ｄ）として表現されている。基本有効面積Ａ０は、開度Ｇ、回転数Ｎ、及び噴射量Ｑの関数Ａ０（Ｇ，Ｎ，Ｑ）としても表現されうる。このため、トルク補正係数Ｃは、開度Ｇ、回転数Ｎ、及び噴射量Ｑの関数Ｃ（Ｇ，Ｎ，Ｑ）として表現されうる。このように、有効面積Ａ、基本有効面積Ａ０、及びトルク補正係数Ｃを、同一の表現形式を用いて表現することができる。このため、トルク補正係数Ｃを用いて、基本有効面積Ａ０を有効面積Ａに補正できる。なお、開度Ｇではなく、回転数Ｎ又は噴射量Ｑが変動する場合に、有効面積Ａが基本有効面積Ａ０に対して大きく変化する。このため、トルク補正係数Ｃは、開度Ｇと関係なく設定されても良い。つまり、開度Ｇを含まない、トルク補正係数Ｃ、回転数Ｎ、及び噴射量Ｑの相関マップを用いても良い。図４に示される相関マップは、開度Ｇを要素としない相関マップである。

本算出方法は、質量流量Ｍの算出に必要な現在値群を検出する検出工程と、質量流量Ｍを特定する特定工程とを備えている。質量流量Ｍの算出に必要な現在値群は、回転数Ｎ、噴射量Ｑ、開度Ｇ、圧力Ｐ１、圧力Ｐ２、及び温度Ｔ３である。特定工程は、基本有効面積Ａ０を特定するための相関マップ（図２）、トルク補正係数Ｃを特定するための相関マップ（図４）、及び式（１）−（５）に基づいて、上述の現在値群に対応する質量流量Ｍを特定する。このようにして特定された質量流量Ｍが、間接的に取得される質量流量である。

図１を参照して、本算出方法を実行するように構成された算出装置を説明する。この算出装置は、質量流量Ｍの算出に必要な現在値群を検出する検出装置、及び質量流量Ｍを特定する特定装置からなっている。

現在値群を検出する検出装置は、回転数センサ１５、噴射量Ｑを指定する制御装置１６、開度Ｇを指定する制御装置１６、第１圧力センサ２１、第２圧力センサ２２、及び第３温度センサ３２からなっている。

本実施形態では、制御装置１６が特定装置を構成している。制御装置１６は、現在値群に対応する質量流量Ｍを特定できるように、基本有効面積Ａ０を特定するための相関マップ（図２）、トルク補正係数Ｃを特定するための相関マップ（図４）、及び式（１）−（５）に相当する情報を記憶している。

エンジン１は、上述の算出装置によって得られた質量流量Ｍに基づいて、エンジン１の運転状況に合わせて、外部ＥＧＲガスの質量流量Ｍを適切に制御できる。

（本実施形態の効果）
本実施形態に係る外部ＥＧＲガスの質量流量の算出方法は、上述した次の構成により、次の効果を有する。

本実施形態に係る算出方法及び算出装置において、有効面積Ａは、トルク補正係数Ｃ及び基本有効面積Ａ０の積として与えられており、基本有効面積Ａ０は、ＥＧＲ弁の開度Ｇを差圧Ｄに基づいて補正することによって得られており、トルク補正係数Ｃ、回転数Ｎ、及び噴射量Ｑの相関マップが作成されている。基本有効面積Ａ０が、差圧Ｄの変動に対応するように補正され、有効面積Ａが、トルクの変動に対応するように補正される。この結果、質量流量Ｍが、差圧Ｄの変動及びトルクの変動に対応するように補正される。

このため、本実施形態に係る算出方法、算出装置、及びエンジン１は、算出される質量流量の精度を高めることを可能にする。

また、本実施形態に係る算出方法は、質量流量Ｍを特定するための変数として、開度Ｇ、圧力Ｐ１、圧力Ｐ２、及び温度Ｔ３だけでなく、回転数Ｎ及び噴射量Ｑを採用している。変数の増加は、一般に、算出装置に記憶させるデータの量を増大させる。しかし、本実施形態に係る算出方法は、積算によって補正を行うトルク補正係数Ｃを採用しており、トルク補正係数Ｃ、回転数Ｎ、及び噴射量Ｑの相関マップが用いられている。このため、この変更は、２つの変数による２次元データの追加を必要とするが、６つの変数による６次元データの追加を必要としない。

このため、本実施形態に係る算出装置及びエンジン１は、データ量の増大を抑制しながら、算出される質量流量の精度を高めることを可能にする。

１エンジン
８ＥＧＲ管（ＥＧＲ経路）
９ＥＧＲ弁
１５回転数センサ（検出装置の一部）
１６制御装置（検出装置の一部、及び特定装置）
２１第１圧力センサ
２２第２圧力センサ
３３第３温度センサ３３

Claims

外部ＥＧＲガスの質量流量の算出方法であって、
外部ＥＧＲガスの質量流量Ｍは、有効面積Ａ、密度ρ、及び流速ｖの積として与えられており、
前記有効面積Ａは、トルク補正係数Ｃ及び基本有効面積Ａ０の積として与えられており、
前記基本有効面積Ａ０は、ＥＧＲ弁の開度Ｇと、差圧Ｄと、前記基本有効面積Ａ０、前記開度Ｇ、及び前記差圧Ｄの相関マップとに基づいて決定され、前記差圧Ｄは排気ガスの圧力Ｐ２と吸気ガスの圧力Ｐ１との差圧であり、前記相関マップは、前記ＥＧＲ弁の開度Ｇそれぞれについて、前記差圧が相対的に大きい場合には一定の前記基本有効面積Ａ０を示し、前記差圧が相対的に小さい場合には、前記差圧が相対的に大きい場合の前記基本有効面積Ａ０に比べて小さい前記基本有効面積Ａ０を示すマップであり、
前記密度ρは、前記ＥＧＲガスの密度であって、前記圧力Ｐ２及び前記ＥＧＲガスの温度Ｔ３の関数として表現されており、
前記流速ｖは、前記ＥＧＲガスの流速であって、前記圧力Ｐ１、前記圧力Ｐ２、及び前記温度Ｔ３の関数として表現されており、
前記トルク補正係数Ｃは、前記基本有効面積Ａ０を、トルクに基づいて補正する係数であり、前記トルク補正係数Ｃ、回転数Ｎ、及び燃料噴射量Ｑの相関マップが作成されており、
前記回転数Ｎ、前記噴射量Ｑ、前記開度Ｇ、前記圧力Ｐ１、前記圧力Ｐ２、及び前記温度Ｔ３の現在値群を検出する工程と、
前記現在値群に対応する前記質量流量Ｍを特定する工程と、を備えている外部ＥＧＲガスの質量流量の算出方法。
外部ＥＧＲガスの質量流量の算出装置であって、
外部ＥＧＲガスの質量流量Ｍは、有効面積Ａ、密度ρ、及び流速ｖの積として与えられており、
前記有効面積Ａは、トルク補正係数Ｃ及び基本有効面積Ａ０の積として与えられており、
前記基本有効面積Ａ０は、ＥＧＲ弁の開度Ｇと、差圧Ｄと、前記基本有効面積Ａ０、前記開度Ｇ、及び前記差圧Ｄの相関マップとに基づいて決定され、前記差圧Ｄは排気ガスの圧力Ｐ２と吸気ガスの圧力Ｐ１との差圧であり、前記相関マップは、前記ＥＧＲ弁の開度Ｇそれぞれについて、前記差圧が相対的に大きい場合には一定の前記基本有効面積Ａ０を示し、前記差圧が相対的に小さい場合には、前記差圧が相対的に大きい場合の前記基本有効面積Ａ０に比べて小さい前記基本有効面積Ａ０を示すマップであり、
前記密度ρは、前記ＥＧＲガスの密度であって、前記圧力Ｐ２及び前記ＥＧＲガスの温度Ｔ３の関数として表現されており、
前記流速ｖは、前記ＥＧＲガスの流速であって、前記圧力Ｐ１、前記圧力Ｐ２、及び前記温度Ｔ３の関数として表現されており、
前記トルク補正係数Ｃは、前記基本有効面積Ａ０を、トルクに基づいて補正する係数であり、前記トルク補正係数Ｃ、回転数Ｎ、及び燃料噴射量Ｑの相関マップが作成されており、
前記回転数Ｎ、前記噴射量Ｑ、前記開度Ｇ、前記圧力Ｐ１、前記圧力Ｐ２、及び前記温度Ｔ３の現在値群を検出する検出装置と、
前記現在値群に対応する前記質量流量Ｍを特定する特定装置と、を備えている外部ＥＧＲガスの質量流量の算出装置。
請求項２に記載の外部ＥＧＲガスの質量流量の算出装置を備えているエンジン。