发动机
阅读：3发布：2020-08-29
专利汇可以提供发动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 的课题在于提供一种既可降低ECU的运算负担又可总是检测 增压 器 转速的 发动机 。该发动机(1)具备：具备多个 气缸 及 涡轮 增压器 (7)的发动机主体(8)、 曲柄 角 传感器 (4)、以上述 涡轮增压器 (7)的旋转为脉冲进行检测的涡轮传感器(5)、将上述脉冲按任意的分频比进行分频并作为分频脉冲进行计算的 放大器 (11)、判定上述涡轮增压器(7)的喘振状态的ECU(10)，上述ECU(10)以上述发动机主体(8)的 曲轴 角度中的各气缸的 活塞 规定 位置 为分频脉冲的计数开始定时，将从上述分频脉冲的计数开始定时至对上述分频脉冲计数规定次数作为第一输出进行输出，如果每个气缸的上述第一输出之差为规定值以上，则判断为上述涡轮增压器(7)处于喘振状态。，下面是发动机专利的具体信息内容。
1.一种发动机，其具备：
具有多个气缸及增压器的发动机主体；
发动机转速检测装置；
以所述增压器的旋转作为脉冲进行检测的增压器转速检测装置；
将所述脉冲按任意的分频比进行分频并作为分频脉冲进行计算的运算装置；
判定所述增压器的喘振状态的控制装置，
所述控制装置以所述发动机的曲轴角度中的各气缸的活塞规定位置为分频脉冲的计数开始定时，将从所述分频脉冲的计数开始定时至对所述分频脉冲计数规定次数作为第一输出进行输出，如果每个气缸的所述第一输出之差为规定值以上，则判定为所述增压器处于喘振状态。
2.一种发动机，其具备：
具有多个气缸及增压器的发动机主体；
发动机转速检测装置；
以所述增压器的旋转作为脉冲进行检测的增压器转速检测装置；
将所述脉冲按任意的分频比进行分频并作为分频脉冲进行计算的运算装置；
调整燃料喷射量的控制装置，
所述控制装置设定按规定的分频比进行分频的第一分频脉冲，
以所述发动机的曲轴角度中的各气缸的活塞规定位置为分频脉冲的计数开始定时，将从所述分频脉冲的计数开始定时至对所述第一分频脉冲计数规定次数作为第一输出进行输出，将按比所述第一分频脉冲小的分频比进行分频的第二分频脉冲作为第二输出进行输出，将所述第一输出和所述第二输出之差为规定值以上的气缸作为燃料喷射量偏差气缸，以使所述差达到规定值以下的方式调整所述燃料喷射量偏差气缸的燃料喷射量。
3.一种发动机，其具备：
具有多个气缸及增压器的发动机主体；
发动机转速检测装置；
以所述增压器的旋转作为脉冲进行检测的增压器转速检测装置；
将所述脉冲按任意的分频比进行分频并作为分频脉冲进行计算的运算装置；
判定发动机异常，在发动机异常判定时以使发动机逐渐减速的方式调整燃料喷射量的控制装置，所述控制装置在判定为发动机异常的情况下，
设定按规定的分频比进行分频的第一分频脉冲，
以所述发动机的曲轴角度中的各气缸的活塞规定位置为分频脉冲的计数开始定时，将从所述分频脉冲的计数开始定时至对所述第一分频脉冲计数规定次数作为第一输出进行输出，将按比所述第一分频脉冲小的分频比进行分频的第二分频脉冲作为第二输出进行输出，调整燃料喷射量，以便所述第二输出与一个周期中的所述第一输出中的最小输出相同。
技术领域
背景技术
目前，公知有一种具备涡轮增压器的发动机。涡轮增压器是一种利用排气所具有的能量使涡轮机旋转且利用压缩机对吸入空气进行增压的增压器。涡轮增压器在压缩机的喘振状态下不可使用。喘振状态可通过涡轮传感器、增压传感器或者λ传感器等进行检测。例如，日本特开2003-240788号公报所公示的发动机通过空气流量传感器检测喘振状态。
但是，空气流量传感器及λ传感器在价格昂贵这一点上不利。另外，空气流量传感器及λ传感器在气压与平地有差异的高地难以可靠地避免喘振状态这一点上不利。另外，日本特开2003-240788号公报所公示的发动机在总是监视响应于压力变动的信号、增大了ECU(Engine Control Unit：发动机控制单元)的运算负荷这一点上不利。
但是，空气流量传感器及λ传感器在价格昂贵这一点上不利。另外，空气流量传感器及λ传感器在气压与平地有差异的高地难以可靠地避免喘振状态这一点上不利。另外，日本特开2003-240788号公报所公示的发动机在总是监视响应于压力变动的信号、增大了ECU(Engine Control Unit：发动机控制单元)的运算负荷这一点上不利。
发明内容
本发明的课题在于，提供一种既可降低ECU的运算负担又可总是检测增压器转速的发动机。
本发明的发动机具备：具有多个气缸及增压器的发动机主体；发动机转速检测装置；以所述增压器的旋转作为脉冲进行检测的增压器转速检测装置；将所述脉冲接任意的分频比进行分频并作为分频脉冲进行计算的运算装置；判定所述增压器的喘振状态的控制装置，所述控制装置以所述发动机的曲轴角度中的各气缸的活塞规定位置为分频脉冲的计数开始定时，将从所述分频脉冲的计数开始定时至对所述分频脉冲计数规定次数作为第一输出进行输出，如果每个气缸的所述第一输出之差为规定值以上，则判定为所述增压器处于喘振状态。
本发明的发动机具备：具有多个气缸及增压器的发动机主体；发动机转速检测装置；以所述增压器的旋转作为脉冲进行检测的增压器转速检测装置；将所述脉冲按任意的分频比进行分频并作为分频脉冲进行计算的运算装置；调整燃料喷射量的控制装置，所述控制装置设定按规定的分频比进行分频的第一分频脉冲，以所述发动机的曲轴角度中的各气缸的活塞规定位置为分频脉冲的计数开始定时，将从所述分频脉冲的计数开始定时至对所述第一分频脉冲计数规定次数作为第一输出进行输出，将按比所述第一分频脉冲小的分频比进行分频的第二分频脉冲作为第二输出进行输出，将所述第一输出和所述第二输出之差为规定值以上的气缸作为燃料喷射量偏差气缸，以使所述差达到规定值以下的方式调整所述燃料喷射量偏差气缸的燃料喷射量。
本发明的发动机具备：具有多个气缸及增压器的发动机主体；发动机转速检测装置；以所述增压器的旋转作为脉冲进行检测的增压器转速检测装置；将所述脉冲按任意的分频比进行分频并作为分频脉冲进行计算的运算装置；判定发动机异常，在发动机异常判定时以使发动机逐渐减速的方式调整燃料喷射量的控制装置，所述控制装置在判定为发动机异常的情况下，设定按规定的分频比进行分频的第一分频脉冲，以所述发动机的曲轴角度中的各气缸的活塞规定位置为分频脉冲的计数开始定时，将从所述分频脉冲的计数开始定时至对所述第一分频脉冲计数规定次数作为第一输出进行输出，将按比所述第一分频脉冲小的分频比进行分频的第二分频脉冲作为第二输出进行输出，调整燃料喷射量，以便所述第二输出与一个周期中的所述第一输出中的最小输出相同。
根据本发明的发动机，既可降低运算负担又可总是检测增压器转速。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的发动机的构成的结构图；
图2是表示本发明发动机的曲轴角传感器及涡轮传感器的构成的结构图；
图3是表示本发明发动机旋转的时序脉冲输出的框图；
图4是表示本发明发动机的运算定时的框图；
图5是表示本发明发动机的增压器旋转的分频脉冲的框图；
图6是表示本发明发动机的第一输出的框图；
图7是表示本发明发动机的第一实施方式的喘振判定控制的流程的流程图；
图8是表示本发明发动机的第一输出及第二输出的框图；
图9是表示本发明发动机的第二实施方式的第一燃料喷射量修正控制的流程的流程图；
图10是表示本发明发动机的第三实施方式的第二燃料喷射量修正控制的流程的流程图；
图11是表示本发明发动机的第四实施方式的降低额定值控制的流程的流程图；
图12是表示本发明发动机的降低额定值控制的推移的框图。
本发明的发动机具备：具有多个气缸及增压器的发动机主体；发动机转速检测装置；以所述增压器的旋转作为脉冲进行检测的增压器转速检测装置；将所述脉冲接任意的分频比进行分频并作为分频脉冲进行计算的运算装置；判定所述增压器的喘振状态的控制装置，所述控制装置以所述发动机的曲轴角度中的各气缸的活塞规定位置为分频脉冲的计数开始定时，将从所述分频脉冲的计数开始定时至对所述分频脉冲计数规定次数作为第一输出进行输出，如果每个气缸的所述第一输出之差为规定值以上，则判定为所述增压器处于喘振状态。
本发明的发动机具备：具有多个气缸及增压器的发动机主体；发动机转速检测装置；以所述增压器的旋转作为脉冲进行检测的增压器转速检测装置；将所述脉冲按任意的分频比进行分频并作为分频脉冲进行计算的运算装置；调整燃料喷射量的控制装置，所述控制装置设定按规定的分频比进行分频的第一分频脉冲，以所述发动机的曲轴角度中的各气缸的活塞规定位置为分频脉冲的计数开始定时，将从所述分频脉冲的计数开始定时至对所述第一分频脉冲计数规定次数作为第一输出进行输出，将按比所述第一分频脉冲小的分频比进行分频的第二分频脉冲作为第二输出进行输出，将所述第一输出和所述第二输出之差为规定值以上的气缸作为燃料喷射量偏差气缸，以使所述差达到规定值以下的方式调整所述燃料喷射量偏差气缸的燃料喷射量。
本发明的发动机具备：具有多个气缸及增压器的发动机主体；发动机转速检测装置；以所述增压器的旋转作为脉冲进行检测的增压器转速检测装置；将所述脉冲按任意的分频比进行分频并作为分频脉冲进行计算的运算装置；判定发动机异常，在发动机异常判定时以使发动机逐渐减速的方式调整燃料喷射量的控制装置，所述控制装置在判定为发动机异常的情况下，设定按规定的分频比进行分频的第一分频脉冲，以所述发动机的曲轴角度中的各气缸的活塞规定位置为分频脉冲的计数开始定时，将从所述分频脉冲的计数开始定时至对所述第一分频脉冲计数规定次数作为第一输出进行输出，将按比所述第一分频脉冲小的分频比进行分频的第二分频脉冲作为第二输出进行输出，调整燃料喷射量，以便所述第二输出与一个周期中的所述第一输出中的最小输出相同。
根据本发明的发动机，既可降低运算负担又可总是检测增压器转速。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的发动机的构成的结构图；
图2是表示本发明发动机的曲轴角传感器及涡轮传感器的构成的结构图；
图3是表示本发明发动机旋转的时序脉冲输出的框图；
图4是表示本发明发动机的运算定时的框图；
图5是表示本发明发动机的增压器旋转的分频脉冲的框图；
图6是表示本发明发动机的第一输出的框图；
图7是表示本发明发动机的第一实施方式的喘振判定控制的流程的流程图；
图8是表示本发明发动机的第一输出及第二输出的框图；
图9是表示本发明发动机的第二实施方式的第一燃料喷射量修正控制的流程的流程图；
图10是表示本发明发动机的第三实施方式的第二燃料喷射量修正控制的流程的流程图；
图11是表示本发明发动机的第四实施方式的降低额定值控制的流程的流程图；
图12是表示本发明发动机的降低额定值控制的推移的框图。
具体实施方式
使用图1说明本发明实施方式的发动机1。发动机1具备：发动机主体8、作为发动机转速检测装置的曲轴角传感器4、作为运算装置的放大器11、作为增压器转速检测装置的涡轮传感器5、作为控制装置的ECU(Engine Control Unit：发动机控制单元)10。
发动机主体8为具备作为增压器的涡轮增压器7的六气缸柴油发动机。另外，发动机主体8具备：气缸体20和气缸盖21。另外，在气缸盖21上，在进气歧管上连接有介装着涡轮增压器7的压缩机6及空气滤清器22的进气路径，在排气歧管上连接有介装着涡轮增压器7的涡轮及消声器23的排气路径。
曲轴3轴支承于气缸体20。另外，在曲轴3上固定设有脉冲发生器2，与脉冲发生器3对向地配置有曲轴角传感器4。
使用图2说明曲轴角传感器4及涡轮传感器5的构成。
曲轴角传感器4与脉冲发生器2对向地配置。脉冲发生器2为固设于曲轴3且一体地进行旋转的角度圆盘。另外，脉冲发生器2在周围按规定的间隔形成脉冲2a，且构成为齿轮状。脉冲2a按60PLS/ver形成。在脉冲发生器2上形成有一个部位的缺齿2b。但是，在本发明中，不限定脉冲的数量。
通过这样的构成，曲轴角传感器4检测脉冲发生器2的凹凸，输出信号被作为脉冲信号，通过以缺齿2b的位置为基点对脉冲2a的数量进行计数来检测曲轴3的角度。另外，可根据曲轴3的角度检测各气缸的活塞的位置(上止点(TDC)或下止点(BDC)等)。另外，曲轴角传感器4可使用电磁式检波传感器或者霍尔传感器。但是，在本发明中，传感器的种类并无特别限定，也可以使用距离传感器、光传感器、静电传感器等。
涡轮传感器5配置于涡轮增压器7的压缩机6侧。另外，涡轮传感器5检测设于压缩机6的叶片的指标。压缩机6的叶片数设为14片。但是，在本发明中，叶片数也可不加限定。另外，检测设于叶片的指标的装置并不限于电磁传感器、光传感器、静电传感器等。
ECU10是统一执行用于使发动机1运转的电控制的控制器。在ECU10上连接有曲轴角传感器4和介装有放大器11的涡轮传感器5。
使用图3说明由曲轴角传感器4检测的发动机旋转的脉冲输出。图3表示对于发动机旋转的脉冲输出的时序变化。发动机主体8通过使所有气缸(#1～＃6)工作而使曲轴3即脉冲发生器2旋转两次。另外，将各气缸的喷射顺序设为#1、#4、#2、#6、#3、#5的顺序。
通过做成这样的构成，脉冲发生器2的凹凸由曲轴角传感器4进行检查并作为脉冲输出发送到ECU10。在脉冲输出中，通过脉冲发生器2的缺齿2b，在每次旋转时产生一个不输出脉冲的部位(图3中的A)。
使用图4说明分频脉冲的计数开始定时。在脉冲发生器2中，若从A开始按120°间隔的顺序计算定时，则可在所有的气缸计算出共同的规定位置。根据计算修正该规定位置，由此可计算出TDC或BDC等。在此，所谓“分频脉冲的计数开始定时”定义为与气缸编号无关的任一气缸(#N)的上止点位置。而且，将曲轴3的旋转中的各气缸的上止点位置作为分频脉冲的计数开始定时Tc，并用于涡轮增压器7的增压器转速的计测。但是，分频脉冲的计数开始定时Tc不需要限定于上止点位置。
使用图5说明分频比。所谓“按分频比N进行分频”是指将频率转换为1/N。在此，由于压缩机6的每一旋转输出14个脉冲，因而脉冲的频率为14。所谓按分频比7对脉冲的频率进行分频，是指将频率变换为1/7，将频率转换为2。另外，分频比为通过换算为ECU10的频率响应性或比特时的分解能力以能够使其最优化的方式进行设定。分频比也可以是19或者7那样的素数。
图5(a)表示涡轮传感器5的脉冲输出P。即，压缩机6的每一旋转输出14个脉冲。即，脉冲输出P为按分频比1进行分频的分频脉冲，也可以称为直接计测的脉冲输出。
图5(b)表示对脉冲输出P按分频比2进行分频的第一分频脉冲P1。即，压缩机6的每一旋转输出7个脉冲。
图5(c)表示对脉冲输出100按分频比28进行分频的第二分频脉冲P2。即，压缩机6的每二个旋转输出1个脉冲。
这样，由于作为对增压器旋转的脉冲输出进行分频的分频脉冲向ECU10发送，因而不会对ECU10施加连续的负荷。
使用图6说明ECU10输出的第一输出。ECU10计算从作为上述的分频脉冲的计数开始定时Tc的各气缸的上止点位置(图6的涂黑的箭头，在下面的附图中也是如此)至以规定数M次计测第一分频脉冲P1(按分频比2进行分频的分频脉冲)的脉冲数的时间(计数器计测时间Tup)，并计算增压器转速。在此，规定数M可任意设定。另外，在本实施方式，将规定数M设为4。即，第一输出为紧接发动机1的上止点位置之后瞬时计算增压器转速的输出。以下，将第一输出定义为增压器转速Nc1。
这样，由于第一输出Nc1使用基于任意的分频比及曲轴角度的分频脉冲的计数开始定时Tc间歇地进行运算，因而可求出各气缸的增压器转速Nc。即，可以不将运算负荷施加于ECU10地计测每个周期及每个气缸的燃烧周期中的增压器转速，进而可检测包括涡轮增压器7的状态在内的发动机1的燃烧状态。
对ECU10输出的第二输出进行说明(参照图5(c))。ECU10将第二分频脉冲P2作为压缩机6的每一旋转的脉冲数进行运算，设为增压器转速。即，第二输出为对增压器转速进行平均运算的输出。以下，将第二输出定义为增压器转速Nc2。
这样，由于第二输出Nc2按任意的分频比(在本实施方式中为28)进行分频运算，因而可求出增压器转速的平均。即，可以不对ECU10施加运算负荷地计测对燃烧周期变动、气缸间变动等微观要素无影响的平均增压器转速，进而可检测包括涡轮增压器7的状态在内的发动机1的燃烧状态。
〔第一实施方式〕
使用图7说明第一实施方式的喘振判定控制。ECU10具有下述功能，即通过对各气缸的第一输出Nc1进行比较而判断涡轮增压器7是否为喘振状态。
ECU10对各气缸的第一输出Nc1进行运算(S110)。然后，ECU10对所有的气缸间的转速差ΔNc1进行运算(S120)。接着，ECU10对转速差ΔNc1是否比规定值α大进行判定(S130)。在此，如果有气缸间的转速差ΔNc1为规定值α以上，则ECU10判定涡轮增压器7为喘振状态(S140)。另一方面，如果所有的转速差ΔNc1都不比规定值α大，则进行正常控制(S150)。
这样，通过将作为备气缸间的间歇的增压器转速的第一输出ΔNc1彼此作为反馈值进行比较，可以不对ECU10施加运算负荷，即使是通过增压传感器等难以判定的轻微的喘振状态，也能够准确地检测。即，不使用昂贵的增压传感器或者空气流量传感器等，仅通过涡轮传感器5就可准确且迅速地检测喘振状态。
使用图8将第一输出Nc1和第二输出Nc2进行比较说明。第一输出Nc1为对从发动机1的各气缸的上止点位置的分频脉冲的计数开始定时Tc至按分频比2进行分频的第一分频脉冲P1被计测4次的时间进行运算的增压器转速。另一方面，第二输出Nc2为对按分频比28进行分频的第二输出脉冲P2进行运算的增压器转速。
这样，即使作为增压器转速的输出有两个(第一输出Nc1和第二输出Nc2)，由于涡轮传感器5有一个，因而可减少发动机1的零件个数。另外，可以不考虑传感器单体所具有的误差而对两个输出进行比较。进而，即使一输出系统异常也可以可靠地检测增压器转速。
另外，通过增大第一输出Nc1的分频比(在本实施方式中分频比为2)且保持间歇性地检测瞬时的增压器转速的功能，并降低第二输出的分频比(在本实施方式中分频比为28)且保持检测平均的增压器转速的功能，由此可以不对ECU10施加运算负荷，能够准确检测增压器的状态。
〔第二实施方式〕
使用图9说明第二实施方式的第一燃料喷射量修正控制。ECU10具有下述功能，即，使用第一输出Nc1及第二输出Nc2检测气缸间的燃料喷射量偏差并对偏差进行修正。
ECU10对第一输出Nc1及第二输出Nc2进行计算(S210)。然后，ECU10确认第一输出Nc1是否比从第二输出Nc2减去规定值β后的值大且比第二输出Nc2小(S220)。在此，如果符合S220，则ECU10执行正常控制(S230)。
另一方面，如果不符合S220，使ECU10对各气缸的第一输出Nc1的平均值Nc1m进行计算(S240)。接着，ECU10计算各气缸的第一输出Nc1和平均值Nc1m之差即σNc1(S250)。在此，ECU10以使作为各气缸的转速差的σNc1收敛于规定值γ的方式执行各气缸的实际喷射量Qr的增减(S260)。
通过做成这样的构成，可在S220判定各气缸相对于增压器平均转速的燃料喷射时的增压器瞬时转速。另外，在S240，通过使各气缸的增压器瞬时转速即第一输出Nc1收敛，能够抑制各气缸的燃料喷射的偏差。
这样，通过将两个增压器转速输出(第一输出Nc1及第二输出Nc2)作为反馈值进行比较，可不对ECU10施加运算负荷而降低各气缸的燃料喷射量的偏差。
〔第三实施方式〕
使用图10说明第三实施方式的第二燃料喷射量修正控制。ECU10具有下述功能，即，使用第一输出Nc1及第二输出Nc2检测发动机异常，基于燃料喷射映像检测各气缸的燃料喷射量的偏差，判定应进行修正或者应进行异常处理。
ECU10计算第一输出Nc1及第二输出Nc2(S310)。然后，ECU10对于第一输出Nc1确认是否比从第二输出Nc2减去了规定值β的值大且比第二输出Nc2小(S320)。在此，如果符合S320，则ECU10执行正常控制(S330)。至此，与第一燃料喷射量修正控制一样。
另一方面，如果不符合S320，则ECU10对于各气缸根据表示第一输出Nc1和实际喷射量Qr的相关性的Nc1/Qr映像计算实际喷射量Qr(S340)。接着，ECU10根据基于发动机转速及油门开度计算出指令喷射量Qm的指令喷射量映像，计算出指令喷射量Qm(S350)。然后，ECU10计算实际喷射量Qr和指令喷射量Qm的喷射量差ΔQ(S360)。在此，如果喷射量差ΔQ比规定值ω小，则ECU10以使第一输出Nc1与第二输出Nc2一致的方式修正喷射量(S370)。另一方面，如果比规定值ω大，则判定为发动机异常并建立异常标记(S370)。
通过做成这样的构成，在S320可判定各气缸在增压器平均转速下的燃料喷射时的增压器瞬时转速。另外，在S360可确认与指令喷射量Qm的偏差的大小。
这样，通过将两个增压器转速输出(第一输出Nc1及第二输出Nc2)作为反馈手段进行比较，可不对ECU10施加运算负荷地修正燃料喷射量，或者可判断是否发动机异常。
〔第四实施方式〕
使用图11说明第四实施方式的降低额定值控制。ECU10具有下述功能，即，在发动机1发生异常的情况下，使用第一输出Nc1及第二输出Nc2在降低额定值时遵循阶段减少发动机1的转速。
ECU10计算第一输出Nc1及第二输出Nc2(S410)。然后，确认有无某种异常标记(例如，在第二燃料喷射量修正控制中的S370)(S420)。在此，特别是如果没有异常标记，则执行正常控制(S430)。
另一方面，如果有某种异常标记，则使ECU10将各气缸的第一输出Nc1中的最小值Nc1min设为减速目标转速(S440)。接着，ECU10以使第二输出Nc2成为最小值Nc1min的方式减少指令喷射量Qm(S450)。另外，ECU10通过重复执行S440及S450，而推移至降低额定值控制的目标减速。
使用图12说明降低额定值控制的作用。图12是以横轴为时间t、纵轴为压缩机6的转速Nc进行表示的框图。通过降低额定值控制，以按阶段设定减速目标转速Nc1min且使第二输出Nc2成为减速目标转速Nc1min的方式进行减速，由此，发动机1向减速运转推移。另外，也可以自由控制图中的Δt(减速目标转速Nc1min的设定定时)或者减速目标转速Nc1min的设定值逐渐减速度。另外，也可以在同样的手段中进行发动机1的加速控制。
这样，通过只以两个增压器转速输出(第一输出Nc1及第二输出Nc2)作为反馈手段进行比较，可以不对ECU10施加运算负荷地准确进行降低额定值控制。
产业上的可利用性
本发明可应用于具备增压器的发动机。
发动机主体8为具备作为增压器的涡轮增压器7的六气缸柴油发动机。另外，发动机主体8具备：气缸体20和气缸盖21。另外，在气缸盖21上，在进气歧管上连接有介装着涡轮增压器7的压缩机6及空气滤清器22的进气路径，在排气歧管上连接有介装着涡轮增压器7的涡轮及消声器23的排气路径。
曲轴3轴支承于气缸体20。另外，在曲轴3上固定设有脉冲发生器2，与脉冲发生器3对向地配置有曲轴角传感器4。
使用图2说明曲轴角传感器4及涡轮传感器5的构成。
曲轴角传感器4与脉冲发生器2对向地配置。脉冲发生器2为固设于曲轴3且一体地进行旋转的角度圆盘。另外，脉冲发生器2在周围按规定的间隔形成脉冲2a，且构成为齿轮状。脉冲2a按60PLS/ver形成。在脉冲发生器2上形成有一个部位的缺齿2b。但是，在本发明中，不限定脉冲的数量。
通过这样的构成，曲轴角传感器4检测脉冲发生器2的凹凸，输出信号被作为脉冲信号，通过以缺齿2b的位置为基点对脉冲2a的数量进行计数来检测曲轴3的角度。另外，可根据曲轴3的角度检测各气缸的活塞的位置(上止点(TDC)或下止点(BDC)等)。另外，曲轴角传感器4可使用电磁式检波传感器或者霍尔传感器。但是，在本发明中，传感器的种类并无特别限定，也可以使用距离传感器、光传感器、静电传感器等。
涡轮传感器5配置于涡轮增压器7的压缩机6侧。另外，涡轮传感器5检测设于压缩机6的叶片的指标。压缩机6的叶片数设为14片。但是，在本发明中，叶片数也可不加限定。另外，检测设于叶片的指标的装置并不限于电磁传感器、光传感器、静电传感器等。
ECU10是统一执行用于使发动机1运转的电控制的控制器。在ECU10上连接有曲轴角传感器4和介装有放大器11的涡轮传感器5。
使用图3说明由曲轴角传感器4检测的发动机旋转的脉冲输出。图3表示对于发动机旋转的脉冲输出的时序变化。发动机主体8通过使所有气缸(#1～＃6)工作而使曲轴3即脉冲发生器2旋转两次。另外，将各气缸的喷射顺序设为#1、#4、#2、#6、#3、#5的顺序。
通过做成这样的构成，脉冲发生器2的凹凸由曲轴角传感器4进行检查并作为脉冲输出发送到ECU10。在脉冲输出中，通过脉冲发生器2的缺齿2b，在每次旋转时产生一个不输出脉冲的部位(图3中的A)。
使用图4说明分频脉冲的计数开始定时。在脉冲发生器2中，若从A开始按120°间隔的顺序计算定时，则可在所有的气缸计算出共同的规定位置。根据计算修正该规定位置，由此可计算出TDC或BDC等。在此，所谓“分频脉冲的计数开始定时”定义为与气缸编号无关的任一气缸(#N)的上止点位置。而且，将曲轴3的旋转中的各气缸的上止点位置作为分频脉冲的计数开始定时Tc，并用于涡轮增压器7的增压器转速的计测。但是，分频脉冲的计数开始定时Tc不需要限定于上止点位置。
使用图5说明分频比。所谓“按分频比N进行分频”是指将频率转换为1/N。在此，由于压缩机6的每一旋转输出14个脉冲，因而脉冲的频率为14。所谓按分频比7对脉冲的频率进行分频，是指将频率变换为1/7，将频率转换为2。另外，分频比为通过换算为ECU10的频率响应性或比特时的分解能力以能够使其最优化的方式进行设定。分频比也可以是19或者7那样的素数。
图5(a)表示涡轮传感器5的脉冲输出P。即，压缩机6的每一旋转输出14个脉冲。即，脉冲输出P为按分频比1进行分频的分频脉冲，也可以称为直接计测的脉冲输出。
图5(b)表示对脉冲输出P按分频比2进行分频的第一分频脉冲P1。即，压缩机6的每一旋转输出7个脉冲。
图5(c)表示对脉冲输出100按分频比28进行分频的第二分频脉冲P2。即，压缩机6的每二个旋转输出1个脉冲。
这样，由于作为对增压器旋转的脉冲输出进行分频的分频脉冲向ECU10发送，因而不会对ECU10施加连续的负荷。
使用图6说明ECU10输出的第一输出。ECU10计算从作为上述的分频脉冲的计数开始定时Tc的各气缸的上止点位置(图6的涂黑的箭头，在下面的附图中也是如此)至以规定数M次计测第一分频脉冲P1(按分频比2进行分频的分频脉冲)的脉冲数的时间(计数器计测时间Tup)，并计算增压器转速。在此，规定数M可任意设定。另外，在本实施方式，将规定数M设为4。即，第一输出为紧接发动机1的上止点位置之后瞬时计算增压器转速的输出。以下，将第一输出定义为增压器转速Nc1。
这样，由于第一输出Nc1使用基于任意的分频比及曲轴角度的分频脉冲的计数开始定时Tc间歇地进行运算，因而可求出各气缸的增压器转速Nc。即，可以不将运算负荷施加于ECU10地计测每个周期及每个气缸的燃烧周期中的增压器转速，进而可检测包括涡轮增压器7的状态在内的发动机1的燃烧状态。
对ECU10输出的第二输出进行说明(参照图5(c))。ECU10将第二分频脉冲P2作为压缩机6的每一旋转的脉冲数进行运算，设为增压器转速。即，第二输出为对增压器转速进行平均运算的输出。以下，将第二输出定义为增压器转速Nc2。
这样，由于第二输出Nc2按任意的分频比(在本实施方式中为28)进行分频运算，因而可求出增压器转速的平均。即，可以不对ECU10施加运算负荷地计测对燃烧周期变动、气缸间变动等微观要素无影响的平均增压器转速，进而可检测包括涡轮增压器7的状态在内的发动机1的燃烧状态。
〔第一实施方式〕
使用图7说明第一实施方式的喘振判定控制。ECU10具有下述功能，即通过对各气缸的第一输出Nc1进行比较而判断涡轮增压器7是否为喘振状态。
ECU10对各气缸的第一输出Nc1进行运算(S110)。然后，ECU10对所有的气缸间的转速差ΔNc1进行运算(S120)。接着，ECU10对转速差ΔNc1是否比规定值α大进行判定(S130)。在此，如果有气缸间的转速差ΔNc1为规定值α以上，则ECU10判定涡轮增压器7为喘振状态(S140)。另一方面，如果所有的转速差ΔNc1都不比规定值α大，则进行正常控制(S150)。
这样，通过将作为备气缸间的间歇的增压器转速的第一输出ΔNc1彼此作为反馈值进行比较，可以不对ECU10施加运算负荷，即使是通过增压传感器等难以判定的轻微的喘振状态，也能够准确地检测。即，不使用昂贵的增压传感器或者空气流量传感器等，仅通过涡轮传感器5就可准确且迅速地检测喘振状态。
使用图8将第一输出Nc1和第二输出Nc2进行比较说明。第一输出Nc1为对从发动机1的各气缸的上止点位置的分频脉冲的计数开始定时Tc至按分频比2进行分频的第一分频脉冲P1被计测4次的时间进行运算的增压器转速。另一方面，第二输出Nc2为对按分频比28进行分频的第二输出脉冲P2进行运算的增压器转速。
这样，即使作为增压器转速的输出有两个(第一输出Nc1和第二输出Nc2)，由于涡轮传感器5有一个，因而可减少发动机1的零件个数。另外，可以不考虑传感器单体所具有的误差而对两个输出进行比较。进而，即使一输出系统异常也可以可靠地检测增压器转速。
另外，通过增大第一输出Nc1的分频比(在本实施方式中分频比为2)且保持间歇性地检测瞬时的增压器转速的功能，并降低第二输出的分频比(在本实施方式中分频比为28)且保持检测平均的增压器转速的功能，由此可以不对ECU10施加运算负荷，能够准确检测增压器的状态。
〔第二实施方式〕
使用图9说明第二实施方式的第一燃料喷射量修正控制。ECU10具有下述功能，即，使用第一输出Nc1及第二输出Nc2检测气缸间的燃料喷射量偏差并对偏差进行修正。
ECU10对第一输出Nc1及第二输出Nc2进行计算(S210)。然后，ECU10确认第一输出Nc1是否比从第二输出Nc2减去规定值β后的值大且比第二输出Nc2小(S220)。在此，如果符合S220，则ECU10执行正常控制(S230)。
另一方面，如果不符合S220，使ECU10对各气缸的第一输出Nc1的平均值Nc1m进行计算(S240)。接着，ECU10计算各气缸的第一输出Nc1和平均值Nc1m之差即σNc1(S250)。在此，ECU10以使作为各气缸的转速差的σNc1收敛于规定值γ的方式执行各气缸的实际喷射量Qr的增减(S260)。
通过做成这样的构成，可在S220判定各气缸相对于增压器平均转速的燃料喷射时的增压器瞬时转速。另外，在S240，通过使各气缸的增压器瞬时转速即第一输出Nc1收敛，能够抑制各气缸的燃料喷射的偏差。
这样，通过将两个增压器转速输出(第一输出Nc1及第二输出Nc2)作为反馈值进行比较，可不对ECU10施加运算负荷而降低各气缸的燃料喷射量的偏差。
〔第三实施方式〕
使用图10说明第三实施方式的第二燃料喷射量修正控制。ECU10具有下述功能，即，使用第一输出Nc1及第二输出Nc2检测发动机异常，基于燃料喷射映像检测各气缸的燃料喷射量的偏差，判定应进行修正或者应进行异常处理。
ECU10计算第一输出Nc1及第二输出Nc2(S310)。然后，ECU10对于第一输出Nc1确认是否比从第二输出Nc2减去了规定值β的值大且比第二输出Nc2小(S320)。在此，如果符合S320，则ECU10执行正常控制(S330)。至此，与第一燃料喷射量修正控制一样。
另一方面，如果不符合S320，则ECU10对于各气缸根据表示第一输出Nc1和实际喷射量Qr的相关性的Nc1/Qr映像计算实际喷射量Qr(S340)。接着，ECU10根据基于发动机转速及油门开度计算出指令喷射量Qm的指令喷射量映像，计算出指令喷射量Qm(S350)。然后，ECU10计算实际喷射量Qr和指令喷射量Qm的喷射量差ΔQ(S360)。在此，如果喷射量差ΔQ比规定值ω小，则ECU10以使第一输出Nc1与第二输出Nc2一致的方式修正喷射量(S370)。另一方面，如果比规定值ω大，则判定为发动机异常并建立异常标记(S370)。
通过做成这样的构成，在S320可判定各气缸在增压器平均转速下的燃料喷射时的增压器瞬时转速。另外，在S360可确认与指令喷射量Qm的偏差的大小。
这样，通过将两个增压器转速输出(第一输出Nc1及第二输出Nc2)作为反馈手段进行比较，可不对ECU10施加运算负荷地修正燃料喷射量，或者可判断是否发动机异常。
〔第四实施方式〕
使用图11说明第四实施方式的降低额定值控制。ECU10具有下述功能，即，在发动机1发生异常的情况下，使用第一输出Nc1及第二输出Nc2在降低额定值时遵循阶段减少发动机1的转速。
ECU10计算第一输出Nc1及第二输出Nc2(S410)。然后，确认有无某种异常标记(例如，在第二燃料喷射量修正控制中的S370)(S420)。在此，特别是如果没有异常标记，则执行正常控制(S430)。
另一方面，如果有某种异常标记，则使ECU10将各气缸的第一输出Nc1中的最小值Nc1min设为减速目标转速(S440)。接着，ECU10以使第二输出Nc2成为最小值Nc1min的方式减少指令喷射量Qm(S450)。另外，ECU10通过重复执行S440及S450，而推移至降低额定值控制的目标减速。
使用图12说明降低额定值控制的作用。图12是以横轴为时间t、纵轴为压缩机6的转速Nc进行表示的框图。通过降低额定值控制，以按阶段设定减速目标转速Nc1min且使第二输出Nc2成为减速目标转速Nc1min的方式进行减速，由此，发动机1向减速运转推移。另外，也可以自由控制图中的Δt(减速目标转速Nc1min的设定定时)或者减速目标转速Nc1min的设定值逐渐减速度。另外，也可以在同样的手段中进行发动机1的加速控制。
这样，通过只以两个增压器转速输出(第一输出Nc1及第二输出Nc2)作为反馈手段进行比较，可以不对ECU10施加运算负荷地准确进行降低额定值控制。
产业上的可利用性
本发明可应用于具备增压器的发动机。
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