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WO2014208221A1 - ディーゼルエンジン及びその制御方法 - Google Patents

ディーゼルエンジン及びその制御方法 Download PDF

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WO2014208221A1
WO2014208221A1 PCT/JP2014/063463 JP2014063463W WO2014208221A1 WO 2014208221 A1 WO2014208221 A1 WO 2014208221A1 JP 2014063463 W JP2014063463 W JP 2014063463W WO 2014208221 A1 WO2014208221 A1 WO 2014208221A1
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diesel engine
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久仁男 野田
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Isuzu Motors Ltd
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Definitions

  • the present invention in a diesel engine equipped with a turbo-type supercharging system and an EGR system, it is possible to avoid an excessive increase in the rotational speed of the turbo-type supercharger at the time of engine acceleration and
  • the present invention relates to a diesel engine that can be prevented and a control method thereof.
  • the diesel engine is equipped with a turbo-type supercharger, drives the turbine provided in the exhaust passage with the energy of the exhaust gas, and compresses the intake air with a compressor connected to the turbine and provided in the intake passage. Then, turbocharging is performed to increase the amount of air fed into the cylinder and improve the combustion efficiency.
  • turbocharging is performed at the time of turbocharging, or By increasing the EGR amount at the time of supercharging as compared with the case of not supercharging, a part of the energy of the current cycle in the cylinder is used in the next and subsequent cycles. Increase the turbocharger speed by increasing the total amount of energy and exhaust energy in the cycle, thereby increasing the supercharging pressure more quickly.
  • a supercharging pressure control device for an internal combustion engine that enhances the responsiveness of the pressure increase and suppresses the deterioration of drivability.
  • the EGR valve when accelerating the engine by increasing the amount of fuel injected into the cylinder, in order to improve the acceleration performance of the engine, the EGR valve is closed and the exhaust gas discharged from the cylinder is reduced.
  • the exhaust gas flow to the turbocharger is increased by flowing all exhaust gas discharged from the cylinder into the turbocharger so that a part does not flow through the EGR passage.
  • the boost pressure is increased to increase the amount of fresh air supplied into the cylinder, thereby performing control to improve the acceleration of the engine.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide exhaust gas flowing into a turbocharger during engine acceleration in a diesel engine having a turbocharger system and an EGR system. This makes it possible to keep the gas amount within an appropriate range. This prevents the turbocharger from rotating more than the allowable speed during engine acceleration.
  • An object of the present invention is to provide a diesel engine capable of preventing a failure and a control method thereof.
  • a diesel engine is a diesel engine equipped with a turbocharging system and an EGR system, and includes a fuel injection amount detecting means, a boost pressure detecting means, an engine operating state detecting means, and an EGR.
  • a control means wherein the EGR control means has an increase in the fuel injection amount detected by the fuel injection detection means during engine acceleration greater than a first threshold value set in advance, and the boost pressure detection
  • the boost pressure detected by the means is lower than a preset second threshold value, and the engine operating state detected by the engine operating state detecting means is outside the preset high rotation / high load operating state region.
  • the EGR valve is closed to stop the EGR.
  • EGR is performed or stopped while judging not only the amount of increase in the fuel injection amount but also the operating state of the turbocharger by determining the boost pressure and the engine operating state. If there is a possibility that the rotational speed of the turbocharger may exceed the allowable rotational speed, the EGR is stopped. Therefore, the exhaust gas flowing into the turbocharger during engine acceleration
  • the amount of the turbocharger can be kept within an appropriate range, which prevents the turbocharger's speed from increasing beyond the allowable speed during engine acceleration, and the turbocharger malfunctions. Can be prevented.
  • the rotation of the turbocharger is more accurately performed during the current engine acceleration. It is possible to determine whether or not the number of revolutions may exceed the allowable number of revolutions, EGR can be performed to the limit of the turbo type turbocharger that does not exceed the allowable number of revolutions, Fuel consumption can be improved while suppressing the amount of NOx generated in the gas.
  • a diesel engine control method for achieving the above object is a diesel engine control method including a turbocharger system and an EGR system, and an increase amount of the fuel injection amount is preset when the engine is accelerated.
  • the EGR valve is closed when the boost pressure is lower than the preset second threshold value and the engine operating condition is outside the preset high rotation / high load operating condition region. And stopping the EGR.
  • this method it is determined whether to perform EGR or to stop while observing not only the change in the fuel injection amount but also the boost pressure and the engine operating state, so that the rotational speed of the turbocharger exceeds the allowable rotational speed. EGR can be stopped if there is a possibility of becoming. As a result, during engine acceleration, the amount of exhaust gas flowing into the turbocharger can be kept within an appropriate range, so that the rotational speed of the turbocharger can be increased beyond the allowable rotational speed. By avoiding this, it is possible to prevent the turbocharger from being broken.
  • the first threshold value, the second threshold value, and the high-speed / high-load operation state region in this case vary depending on the specifications of the diesel engine and the turbo-supercharger. It can be set according to the result, etc., and is related to the engine speed, the fuel injection amount, etc., but can be set in the form of numerical values, function values, map data, and the like.
  • the diesel engine and the control method thereof in the diesel engine equipped with the turbocharging system and the EGR system, not only the change in the fuel injection amount but also the boost pressure and the engine operating state during engine acceleration. , It is determined whether to perform EGR or not, so that the amount of exhaust gas flowing into the turbocharger can be kept within an appropriate range. It is possible to prevent the turbocharger from malfunctioning by avoiding the rotation speed of the charger from increasing beyond the allowable rotation speed.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a diesel engine provided with a turbocharging system and an EGR system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a control flow of the diesel engine control method according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the control device for the diesel engine according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing regions Ra and Rb in which the EGR valve is not closed and a region Rc in which the EGR valve is closed in the acceleration method of the diesel engine according to the embodiment of the present invention.
  • a diesel engine 10 includes an engine body 11, an intake passage 12, an exhaust passage 13, and an EGR passage 14.
  • the engine body 11 is provided with a plurality of cylinders (cylinders) 11a, pistons 11b, and the like.
  • an air cleaner 15 In the intake passage 12, from the upstream side, an air cleaner 15, an intake air sensor (not shown), a compressor 16a of a turbocharger 16 are arranged. Is provided.
  • the exhaust passage 13 is provided with a turbine 16b of the turbocharger 16 and an exhaust gas purification device 17 in order from the upstream side.
  • the EGR passage 14 branches from an exhaust passage 13 between the engine body 11 and the turbine 16b, and is connected to the compressor 16a via an EGR cooler 18, an internal EGR passage 14a provided in the cylinder head 11c, and an EGR valve 19. It merges with the intake passage 12 between the engine body 11.
  • the exhaust gas purification device 17 is a post-treatment device for purifying PM (particulate matter) and NOx (nitrogen oxide) in the exhaust gas G discharged from the engine body 11, and includes a pre-stage oxidation catalyst device, PM It consists of a combination of several exhaust gas purification units such as a collection filter device, NOx occlusion reduction catalyst device, urea supply nozzle and urea SCR device.
  • control device 30 for controlling the overall operation of the diesel engine 10 is provided.
  • the control device 30 includes a fuel injection amount detection means 31S and a boost pressure detection means 32S. And an engine operating state detecting means 33S and an EGR control means 34S.
  • the EGR control unit 34S accelerates the engine, the increase amount ⁇ Q of the fuel injection amount Q detected by the fuel injection detection unit 31S is larger than the first threshold value ⁇ Qc set in advance, and the boost pressure detection unit 32S.
  • the boost pressure Pb detected by the boost pressure sensor 21 is lower than a preset second threshold value Pbc, and the engine operating state detection means 33S is Then, the engine speed Ne and the fuel injection amount Q are input, and the engine operating state detected by referring to the map data indicating the engine operating region based on the engine speed Ne and the fuel injection amount Q is set to a preset value.
  • the EGR valve 19 is closed to stop the EGR.
  • the first threshold value ⁇ Qc, the second threshold value Pbc, and the high-rotation / high-load operation state region in this case vary depending on the specifications of the diesel engine 10 and the turbocharger 16, so experiments or the like are performed in advance. Is a value set by.
  • the first threshold value ⁇ Qc is a threshold value for determining whether the engine acceleration state is rapid acceleration or slow acceleration.
  • the second threshold Pbc is a value for determining whether the current rotational speed Nt of the turbocharger 16 is high or low based on the boost pressure Pb.
  • the second threshold Pbc is the engine rotational speed. It is preferably set based on Ne and the fuel injection amount Q, that is, preferably a value that is a function of the engine speed Ne and the fuel injection amount Q, and the engine speed Ne and the fuel injection amount during engine operation.
  • Q is a value that can be set at the time of control by referring to map data or the like set in advance by experiment or the like.
  • the second threshold value Pbc is indicated by a line Lp between the region Rb and the region Rc.
  • the high rotation / high load operation state region (indicated by region Ra in FIG. 4) is also a value for determining whether the rotational speed Nt of the turbocharger 16 is high or low, and the engine rotational speed Ne. It is preferably set based on the fuel injection amount Q, that is, a value that is a function of the engine speed Ne and the fuel injection amount Q, and is determined by the engine speed Ne and the fuel injection amount Q during engine operation. By referring to map data or the like set in advance by experiment or the like, the range can be set at the time of control. In FIG. 4, the boundary of the high rotation / high load operation state region Ra is indicated by a line Lb and a line Lc.
  • This diesel engine control method will be described with reference to the control flow of FIG. 2
  • the control flow in FIG. 2 is repeatedly called and executed from the upper control flow to be started when the diesel engine 10 is started.
  • the control flow is interrupted and the control flow is returned to the upper control flow. It is shown as a control flow that stops when the upper control flow stops.
  • step S11 When the control flow of FIG. 2 is called from the upper control flow and started, it is determined in step S11 whether or not the diesel engine 10 is in an accelerated state. In the case of the diesel engine 10 mounted on the vehicle, this determination is made based on whether or not the accelerator opening degree ⁇ operated by the driver is larger than a preset accelerator opening degree threshold value ⁇ c. If the accelerator opening ⁇ is greater than the accelerator opening threshold ⁇ c and the engine is in an accelerated state (YES) in step S11, the process proceeds to the next step S12 for determining the amount of increase in the fuel injection amount. When ⁇ is equal to or smaller than the accelerator opening threshold ⁇ c and the engine is not in the acceleration state (NO), the EGR stop cancellation is performed in step S16.
  • step S12 it is determined whether or not the increase amount ⁇ Q of the fuel injection amount Q is larger than the first threshold value ⁇ Qc. If it is larger (YES), the boost pressure determination in step S13 is performed, and the following case (NO). Goes to EGR stop cancellation in step S16.
  • step S13 it is determined whether or not the boost pressure Pb is larger than the second threshold value Pbc with reference to the map data from the current engine speed Ne and the fuel injection amount Q. Go to the determination of the engine operation region in S14, and in the above case (NO), go to EGR stop cancellation in step S16.
  • step S14 the map data is referred to from the current engine speed Ne and the fuel injection amount Q to determine whether or not the engine operation region is outside the high rotation / high load operation region Ra.
  • the process goes to EGR stop at step S15, and when it is within the high rotation / high load operation region Ra (NO), it goes to EGR stop release at step S16.
  • step S15 the EGR valve 19 is closed to stop the EGR.
  • the control of step S15 is prioritized and the EGR valve 19 is closed and the exhaust gas is controlled. A part Ge of G is prevented from flowing into the EGR passage 14. Then, the process returns to step S11.
  • step S16 when the EGR valve 19 is closed and the EGR is stopped, in this control, the EGR valve 19 is opened and the state where the EGR is stopped is released. Then, the process returns to step S11.
  • the control of the EGR when the EGR stop is released in other words, the control of the valve opening of the EGR valve 19 is performed by an EGR control different from the control by the control flow of FIG. 2, for example, the engine speed Ne And based on the map data for EGR set in advance based on the fuel injection amount Q.
  • This control is the same as that performed based on the conventional well-known technique.
  • steps S11 to S15 or steps S11 to S16 are repeatedly performed.
  • an interrupt is generated, the control flow is interrupted, and the return is made. Return to, and stop when the upper control flow stops.
  • the increase amount ⁇ Q of the fuel injection amount Q is larger than the preset first threshold value ⁇ Qc during engine acceleration, and
  • the boost pressure Pb is lower than the preset second threshold value Pbc and the engine operating state is outside the preset high rotation / high load operating state region Ra, the EGR valve 19 is closed to stop the EGR. Can do.
  • the diesel engine 10 having the above-described configuration and the control method thereof, in the diesel engine 10 having the turbo-type supercharging system and the EGR system, not only the change in the fuel injection amount Q but also the boost during the engine acceleration. While observing the pressure Pb and the engine operating state, it is determined whether to perform EGR or to stop, so that the amount of exhaust gas flowing into the turbocharger 16 can be kept within an appropriate range, thereby accelerating the engine. In this case, it is possible to prevent the turbocharger 16 from malfunctioning by avoiding the rotation speed Nt of the turbocharger 16 from increasing to the allowable rotation speed Nta or more.
  • the rotational speed of the turbo-type supercharger rises above an allowable rotational speed during engine acceleration. Therefore, the turbocharger can be prevented from malfunctioning, and can be used as a diesel engine mounted on an automobile or the like and a control method thereof.

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Abstract

ＥＧＲ制御手段（３４Ｓ）が、エンジン加速の際に、燃料噴射検出手段（３１Ｓ）により検出された燃料噴射量（Ｑ）の増加量（ΔＱ）が予め設定した第１閾値（ΔＱｃ）よりも大きく、かつ、ブースト圧検出手段（３２Ｓ）によって検出されたブースト圧（Ｐｂ）が予め設定した第２閾値（Ｐｂｃ）よりも低く、かつ、エンジン運転状態検出手段（３３Ｓ）により検出されたエンジン運転状態が予め設定した高回転・高負荷運転状態領域（Ｒａ）の外である場合にＥＧＲバルブ（１９）を閉じてＥＧＲを停止する。これにより、ディーゼルエンジン（１０）におけるエンジン加速の際に、ターボ式過給機（１６）に流入する排気ガス量を適正な範囲内に収めることができ、これにより、エンジン加速の際に、ターボ式過給機（１６）の回転数（Ｎｔ）が許容回転数（Ｎｔａ）以上に上昇するのを回避して、ターボ式過給機（１６）の故障を防止する。

Description

ディーゼルエンジン及びその制御方法
　本発明は、ターボ式過給システムとＥＧＲシステムを備えたディーゼルエンジンにおいて、エンジン加速時にターボ式過給機の回転数が必要以上に上昇するのを回避できて、ターボ式過給機の故障を防止できるディーゼルエンジン及びその制御方法に関する。
　地球環境の保全の観点から、自動車の排気ガス規制が一段と進んでいる。特に、車両搭載のディーゼルエンジンでは粒子状物質（ＰＭ）や窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減が求められており、ＮＯｘ低減では、気筒（シリンダ）から排出される排気ガスの一部を気筒に再循環して気筒内の燃焼温度を低下させることによりＮＯｘの発生量を低減するＥＧＲ（排気再循環）が行われている。
　また、ディーゼルエンジンでは、ターボ式過給機を備えて、排気ガスのエネルギーで排気通路に設けられたタービンを駆動し、このタービンに連結され、吸気通路に設けられたコンプレッサで、吸入空気を圧縮して気筒内に送り込まれる空気量を多くして燃焼効率を良くするターボ過給が行われている。
　このターボ過給とＥＧＲの関係に関して、例えば、日本出願の特開２００７－８５２５８号公報に記載されているように、内部ＥＧＲシステムのガソリンエンジンにおいて、ターボ過給の時に、ＥＧＲを行うか、又は、過給時のＥＧＲ量を過給されていないときと比較してＥＧＲ量を増加させることにより、気筒内の現サイクルのエネルギの一部を、次回以降のサイクルで使用して、次回以降のサイクルでエネルギの総量、及び、排気のエネルギを増加させてターボ式過給機の回転数を高めることで、過給圧をより速やかに上昇させて、これにより、ターボ式過給機における過給圧上昇の応答性を高めてドライバビリティの悪化を抑制する内燃機関の過給圧制御装置が提案されている。
　一方、ディーゼルエンジンにおいては、気筒内への燃料噴射量を増加してエンジンを加速する場合には、エンジンの加速性能を向上させるために、ＥＧＲバルブを閉じて、気筒から排出される排気ガスの一部がＥＧＲ通路に流れないようにして、気筒から排出される排気ガスの全部をターボ式過給機に流入させることにより、ターボ式過給機への排気ガス流量を増加させて、ターボ式過給機の回転数の上昇を補助することにより、ブースト圧の上昇を促進して気筒内への新気の供給量を増加し、エンジンの加速性を向上させる制御を行っている。
　しかしながら、この制御では、ＥＧＲバルブを閉じるかどうかの判定をエンジンが加速状態にあるか否かだけで、即ち、燃料噴射量が急激に増加したか否かだけで、行っているため、ターボ過給機の回転数に関係なく、ＥＧＲバルブを閉じて、更に回転数を上げようとする制御をしてしまう。
　そのため、エンジン加速の際に、既にターボ式過給機の回転数が高い状態にある場合に、エンジン加速の要求に従って、燃料噴射量を増加し、ＥＧＲバルブを閉じてしまうと、ターボ式過給機に流入する排気ガス量が急増して、ターボ式過給機の回転数が許容回転数以上に急上昇してしまい、ターボ式過給機が故障するという問題がある。
日本出願の特開２００７－８５２５８号公報
　本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、ターボ式過給システムとＥＧＲシステムを備えたディーゼルエンジンにおいて、エンジン加速の際に、ターボ式過給機に流入する排気ガス量を適正な範囲内に収めることができ、これにより、エンジン加速の際に、ターボ式過給機の回転数が許容回転数以上に上昇するのを回避して、ターボ式過給機の故障を防止することができるディーゼルエンジンとその制御方法を提供することにある。
　上記のような目的を達成するための本発明のディーゼルエンジンは、ターボ式過給システムとＥＧＲシステムを備えたディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射量検出手段とブースト圧検出手段とエンジン運転状態検出手段とＥＧＲ制御手段を有し、該ＥＧＲ制御手段が、エンジン加速の際に、前記燃料噴射検出手段により検出された燃料噴射量の増加量が予め設定した第１閾値よりも大きく、かつ、前記ブースト圧検出手段によって検出されたブースト圧が予め設定した第２閾値よりも低く、かつ、前記エンジン運転状態検出手段により検出されたエンジン運転状態が予め設定した高回転・高負荷運転状態領域の外である場合にＥＧＲバルブを閉じてＥＧＲを停止するように構成される。
　この構成によれば、エンジン加速の際に、燃料噴射量の増加量のみならず、ターボ式過給機の運転状態をブースト圧とエンジン運転状態の判定で判断しながら、ＥＧＲを行うか停止するかを判定して、ターボ式過給機の回転数が許容回転数以上になる可能性がある場合にはＥＧＲを停止するので、エンジン加速の際に、ターボ式過給機に流入する排気ガス量を適正な範囲内に収めることができ、これにより、エンジン加速の際に、ターボ式過給機の回転数が許容回転数以上に上昇するのを回避して、ターボ式過給機の故障を防止することができる。
　上記のディーゼルエンジンにおいて、前記ＥＧＲ制御手段において、前記第２閾値を、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて設定すると、より精度よく、現在のエンジン加速の際に、ターボ式過給機の回転数が許容回転数以上になる可能性があるか否かの判定を行うことができ、ターボ式過給機の回転数が許容回転数を超えないぎりぎりの限度までＥＧＲを行うことができ、排気ガス中のＮＯｘの発生量を抑制しながら燃費を向上できる。
　そして、上記の目的を達成するためのディーゼルエンジンの制御方法は、ターボ式過給システムとＥＧＲシステムを備えたディーゼルエンジンの制御方法において、エンジン加速の際に、燃料噴射量の増加量が予め設定した第１閾値よりも大きく、かつ、ブースト圧が予め設定した第２閾値よりも低く、かつ、エンジン運転状態が予め設定した高回転・高負荷運転状態領域の外である場合にＥＧＲバルブを閉じてＥＧＲを停止することを特徴とする方法である。
　この方法によれば、燃料噴射量の変化のみならず、ブースト圧とエンジン運転状態を見ながら、ＥＧＲを行うか停止するかを判定するので、ターボ式過給機の回転数が許容回転数以上になる可能性がある場合にはＥＧＲを停止することができる。これにより、エンジン加速の際に、ターボ式過給機に流入する排気ガス量を適正な範囲内に収めることができるので、ターボ式過給機の回転数が許容回転数以上に上昇するのを回避して、ターボ式過給機の故障を防止することができる。
　なお、この第１閾値や第２閾値、及び、この場合の高回転・高負荷運転状態領域は、ディーゼルエンジンの仕様やターボ式過給機の仕様によって変化するものであり、予め行われる実験の結果等によって設定できるものであり、エンジン回転数や燃料噴射量等とも関係するが、数値、関数値、マップデータなどの形で設定可能である。
　本発明に係るディーゼルエンジン及びその制御方法によれば、ターボ式過給システムとＥＧＲシステムを備えたディーゼルエンジンにおいて、エンジン加速の際に、燃料噴射量の変化のみならず、ブースト圧とエンジン運転状態を見ながら、ＥＧＲを行うか停止するかを判定するので、ターボ式過給機に流入する排気ガス量を適正な範囲内に収めることができ、これにより、エンジン加速の際に、ターボ式過給機の回転数が許容回転数以上に上昇するのを回避して、ターボ式過給機の故障を防止することができる。
図１は、本発明の実施の形態のターボ式過給システムとＥＧＲシステムを備えたディーゼルエンジンの構成を模式的に示す図である。 図２は、本発明の実施の形態のディーゼルエンジンの制御方法の制御フローの一例を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態のディーゼルエンジンの制御装置の構成を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態のディーゼルエンジンの制御方法において、エンジン加速の際にＥＧＲバルブを閉じない領域Ｒａ，ＲｂとＥＧＲバルブを閉じる領域Ｒｃとを模式的に示す図である。
　以下、本発明に係る実施の形態のディーゼルエンジン及びその制御方法について、図面を参照しながら説明する。ここでは、ＥＧＲ通路の一部がシリンダヘッド内に設けられたＥＧＲシステムを有するディーゼルエンジンの例で示すが、これに限定されず、外部ＥＧＲシステムであっても、内部ＥＧＲシステムであってもよい。
　図１に示すように、本発明に係る実施の形態のディーゼルエンジン１０は、エンジン本体１１と吸気通路１２と排気通路１３とＥＧＲ通路１４を有して構成される。エンジン本体１１には、複数の気筒（シリンダ）１１ａとピストン１１ｂ等が設けられ、吸気通路１２には、上流側から順に、エアクリーナ１５、図示しない吸気量センサ、ターボ式過給機１６のコンプレッサ１６ａが設けられている。
　また、排気通路１３には、上流側から順に、ターボ式過給機１６のタービン１６ｂ、排気ガス浄化装置１７が設けられている。ＥＧＲ通路１４は、エンジン本体１１とタービン１６ｂとの間の排気通路１３から分岐して、ＥＧＲクーラー１８、シリンダヘッド１１ｃの内部に設けた内部ＥＧＲ通路１４ａ、ＥＧＲバルブ１９を介して、コンプレッサ１６ａとエンジン本体１１との間の吸気通路１２に合流している。
　この排気ガス浄化装置１７は、エンジン本体１１から排出される排気ガスＧ中のＰＭ（粒子状物質）やＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化するための後処理装置であり、前段酸化触媒装置、ＰＭ捕集用フィルタ装置、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒装置、尿素供給ノズルと尿素ＳＣＲ装置等の幾つかの排気ガス浄化ユニットの組み合わせで構成されている。
　また、ディーゼルエンジン１０の運転全般を制御する制御装置（ＥＣＭ：エンジンコントロールモジュール）３０が設けられ、図３に示すように、この制御装置３０は、燃料噴射量検出手段３１Ｓとブースト圧検出手段３２Ｓとエンジン運転状態検出手段３３ＳとＥＧＲ制御手段３４Ｓを有して構成される。
　そして、ＥＧＲ制御手段３４Ｓが、エンジン加速の際に、燃料噴射検出手段３１Ｓにより検出された燃料噴射量Ｑの増加量ΔＱが予め設定した第１閾値ΔＱｃよりも大きく、かつ、ブースト圧検出手段３２Ｓは、吸気通路１２に配置されたブースト圧センサ２１を有し、このブースト圧センサ２１によって検出されたブースト圧Ｐｂが予め設定した第２閾値Ｐｂｃよりも低く、かつ、エンジン運転状態検出手段３３Ｓは、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑの値を入力し、このエンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑによりエンジン運転領域を示すマップデータ等を参照して検出されたエンジン運転状態が予め設定した高回転・高負荷運転状態領域Ｒａの外である場合にＥＧＲバルブ１９を閉じてＥＧＲを停止するように構成される。
　なお、この第１閾値ΔＱｃや第２閾値Ｐｂｃ、及び、この場合の高回転・高負荷運転状態領域は、ディーゼルエンジン１０の仕様やターボ式過給機１６の仕様によって変化するため、予め実験等によって設定される値である。
　第１閾値ΔＱｃは、エンジン加速状態が急加速であるか緩加速であるかを判定するための閾値である。また、第２閾値Ｐｂｃは、ブースト圧Ｐｂにより、ターボ式過給機１６の現時点での回転数Ｎｔが高いか低いかを判定するための値であり、この第２閾値Ｐｂｃは、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑに基づいて設定されることが好ましく、つまり、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑの関数となる値とすることが好ましく、エンジン運転時のエンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑにより、実験等により予め設定されたマップデータ等を参照することにより、制御時には設定を済ましていることが可能な値である。図４では、この第２閾値Ｐｂｃは、領域Ｒｂと領域Ｒｃとの間の線Ｌｐで示される。
　また、高回転・高負荷運転状態領域（図４に領域Ｒａで示す）も、ターボ式過給機１６の回転数Ｎｔが高いか低いかを判定するための値であり、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑに基づいて設定されることが好ましく、つまり、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑの関数となる値とすることが好ましく、エンジン運転時のエンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑにより、実験等により予め設定されたマップデータ等を参照することにより、制御時には設定可能な範囲である。図４では、この高回転・高負荷運転状態領域Ｒａの境界は、線Ｌｂと線Ｌｃで示される。
　このディーゼルエンジンの制御方法について、図２の制御フローを参照しながら説明する。この図２の制御フローは、ディーゼルエンジン１０の運転開始と共に、起動する上位の制御フローから繰り返し呼ばれて実行され、ディーゼルエンジン１０の運転停止と共に、制御フローを中断して上位の制御フローに戻り、上位の制御フローの停止と共に停止する制御フローとして示してある。
　この図２の制御フローが上位の制御フローから呼ばれてスタートすると、ステップＳ１１で、ディーゼルエンジン１０が加速状態にあるか否かを判定する。この判定は、車両搭載のディーゼルエンジン１０の場合は、ドライバーによって操作されるアクセル開度αが予め設定されたアクセル開度閾値αｃより大きいか否かにより判定する。このステップＳ１１の判定で、アクセル開度αがアクセル開度閾値αｃより大きく、エンジン加速状態にある場合（ＹＥＳ）は、次のステップＳ１２の燃料噴射量の増加量の判定に行き、アクセル開度αがアクセル開度閾値αｃ以下で、エンジン加速状態にない場合（ＮＯ）は、ステップＳ１６のＥＧＲ停止解除に行く。
　ステップＳ１２では、燃料噴射量Ｑの増加量ΔＱが第１閾値ΔＱｃよりも大きいか否かを判定し、大きい場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１３のブースト圧の判定に行き、以下の場合（ＮＯ）は、ステップＳ１６のＥＧＲ停止解除に行く。
　ステップＳ１３では、ブースト圧Ｐｂが、現在のエンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑからマップデータを参照して、第２閾値Ｐｂｃよりも大きいか否かを判定し、小さい場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１４のエンジン運転領域の判定に行き、以上の場合（ＮＯ）は、ステップＳ１６のＥＧＲ停止解除に行く。
　ステップＳ１４では、現在のエンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑからマップデータを参照して、エンジン運転領域が、高回転・高負荷運転領域Ｒａの外にあるか否かを判定し、高回転・高負荷運転領域Ｒａの外にある場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１５のＥＧＲ停止に行き、高回転・高負荷運転領域Ｒａの内にある場合（ＮＯ）は、ステップＳ１６のＥＧＲ停止解除に行く。
　ステップＳ１５では、ＥＧＲバルブ１９を閉じて、ＥＧＲを停止する。この場合は、現在、他の制御によりＥＧＲ制御が行われて、ＥＧＲバルブ１９の弁開度が制御されていても、このステップＳ１５の制御を優先して、ＥＧＲバルブ１９を閉じて、排気ガスＧの一部ＧｅがＥＧＲ通路１４に流入することを阻止する。そして、ステップＳ１１に戻る。
　一方、ステップＳ１６では、ＥＧＲバルブ１９が閉じられて、ＥＧＲを停止している状態の場合には、この制御では、ＥＧＲバルブ１９を開放し、ＥＧＲを停止している状態を解除する。そして、ステップＳ１１に戻る。
　このＥＧＲ停止を解除した時のＥＧＲの制御、言い換えれば、ＥＧＲバルブ１９の弁開度の制御は、この図２の制御フローによる制御とは別のＥＧＲ制御で行われ、例えば、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑに基づいて、予め設定されたＥＧＲ用のマップデータ等に基づいて設定される。この制御は従来の周知技術に基づいて行われるものと同じである。
　この図２の制御フローでは、ステップＳ１１～Ｓ１５又はステップＳ１１～Ｓ１６を繰り返し実施し、ディーゼルエンジン１０の運転停止と共に、割り込みが生じて、制御フローを中断して、リターンに行き、上位の制御フローに戻り、上位の制御フローの停止と共に停止する。
　この制御により、ターボ式過給システムとＥＧＲシステムを備えたディーゼルエンジンの制御方法において、エンジン加速の際に、燃料噴射量Ｑの増加量ΔＱが予め設定した第１閾値ΔＱｃよりも大きく、かつ、ブースト圧Ｐｂが予め設定した第２閾値Ｐｂｃよりも低く、かつ、エンジン運転状態が予め設定した高回転・高負荷運転状態領域Ｒａの外である場合にＥＧＲバルブ１９を閉じてＥＧＲを停止することができる。
　そして、上記の構成のディーゼルエンジン１０及びその制御方法によれば、ターボ式過給システムとＥＧＲシステムを備えたディーゼルエンジン１０において、エンジン加速の際に、燃料噴射量Ｑの変化のみならず、ブースト圧Ｐｂとエンジン運転状態を見ながら、ＥＧＲを行うか停止するかを判定するので、ターボ式過給機１６に流入する排気ガス量を適正な範囲内に収めることができ、これにより、エンジン加速の際に、ターボ式過給機１６の回転数Ｎｔが許容回転数Ｎｔａ以上に上昇するのを回避して、ターボ式過給機１６の故障を防止することができる。
　本発明に係るディーゼルエンジン及びその制御方法によれば、ターボ式過給システムとＥＧＲシステムを備えたディーゼルエンジンにおいて、エンジン加速の際に、ターボ式過給機の回転数が許容回転数以上に上昇するのを回避して、ターボ式過給機の故障を防止することができるので、自動車等に搭載したディーゼルエンジン及びその制御方法として利用できる。
１０　ディーゼルエンジン
１１　エンジン本体
１１ａ　気筒（シリンダ）
１１ｂ　ピストン
１２　吸気通路
１３　排気通路
１４　ＥＧＲ通路
１４ｃ　内部ＥＧＲ通路
１５　エアクリーナ
１６　ターボ式過給機
１６ａ　コンプレッサ
１６ｂ　タービン
１７　排気ガス浄化装置
１８　ＥＧＲクーラー
１９　ＥＧＲバルブ
２１　ブースト圧センサ
３０　制御装置（ＥＣＭ）
３１Ｓ　燃料噴射量検出手段
３２Ｓ　ブースト圧検出手段
３３Ｓ　エンジン運転状態検出手段
３４Ｓ　ＥＧＲ制御手段
Ｒａ　高回転・高負荷運転状態領域
Ｒｂ　領域（Ｐｂ≧Ｐｂｃ、かつ、領域Ｒａの外）
Ｒｃ　領域（Ｐｂ＜Ｐｂｃ、かつ、領域Ｒａの外）
Ｌｐ　領域Ｒｂと領域Ｒｃとの境界（Ｐｂｃ）
Ｌｂ、Ｌｃ　「領域Ｒａと領域Ｒｂ」と領域Ｒｃとの境界
Ｎｔ　ターボ式過給機の回転数
Ｎｔａ　ターボ式過給機の許容回転数
Ｎｅ　エンジン回転数
Ｐｂ　ブースト圧
Ｐｂｃ　第２閾値
Ｑ　燃料噴射量
ΔＱ　燃料噴射量の増加量
ΔＱｃ　第１閾値
α　アクセル開度
αｃ　アクセル開度閾値

Claims (3)

  1. 　ターボ式過給システムとＥＧＲシステムを備えたディーゼルエンジンにおいて、
    燃料噴射量検出手段とブースト圧検出手段とエンジン運転状態検出手段とＥＧＲ制御手段を有し、
    　該ＥＧＲ制御手段が、エンジン加速の際に、前記燃料噴射検出手段により検出された燃料噴射量の増加量が予め設定した第１閾値よりも大きく、かつ、前記ブースト圧検出手段によって検出されたブースト圧が予め設定した第２閾値よりも低く、かつ、前記エンジン運転状態検出手段により検出されたエンジン運転状態が予め設定した高回転・高負荷運転状態領域の外である場合にＥＧＲバルブを閉じてＥＧＲを停止することを特徴とするディーゼルエンジン。
  2. 　前記ＥＧＲ制御手段において、前記第２閾値を、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて設定することを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン。
  3. 　ターボ式過給システムとＥＧＲシステムを備えたディーゼルエンジンの制御方法において、
    　エンジン加速の際に、燃料噴射量の増加量が予め設定した第１閾値よりも大きく、かつ、ブースト圧が予め設定した第２閾値よりも低く、かつ、エンジン運転状態が予め設定した高回転・高負荷運転状態領域の外である場合にＥＧＲバルブを閉じてＥＧＲを停止することを特徴とするディーゼルエンジンの制御方法。
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