JP2018127920A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
Control device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018127920A JP2018127920A JP2017020529A JP2017020529A JP2018127920A JP 2018127920 A JP2018127920 A JP 2018127920A JP 2017020529 A JP2017020529 A JP 2017020529A JP 2017020529 A JP2017020529 A JP 2017020529A JP 2018127920 A JP2018127920 A JP 2018127920A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- egr
- passage
- cooling water
- flow
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
【課題】EGR通路にEGRガスが流通する場合にも、新気が逆流する場合にも、EGRクーラの冷却水温を高い精度で推定し、EGRクーラへの冷却水の流通を制御する。【解決手段】EGR通路を通過するガスの流れの方向が、排気通路の側から吸気通路の側となる順流時には、EGRガスの冷却性能に基づいて、EGRクーラを流れる冷却水の水温が推定される。一方、EGR通路を通過するガスの流れの方向が、吸気通路の側から排気通路の側となる逆流時には、新気の冷却性能に基づいて、冷却水の水温が推定される。推定された冷却水の水温が基準値より低い場合は、EGRクーラ接続された冷却水流路のバルブが閉され、EGRクーラへの冷却水の流通が遮断される。【選択図】図3[PROBLEMS] To estimate the coolant temperature of an EGR cooler with high accuracy and control the coolant flow to the EGR cooler even when EGR gas flows through the EGR passage and when fresh air flows backward. When the flow direction of the gas passing through the EGR passage is a forward flow from the exhaust passage side to the intake passage side, the water temperature of the cooling water flowing through the EGR cooler is estimated based on the cooling performance of the EGR gas. The On the other hand, when the flow direction of the gas passing through the EGR passage is reverse from the intake passage side to the exhaust passage side, the coolant temperature is estimated based on the fresh air cooling performance. When the estimated coolant temperature is lower than the reference value, the valve of the coolant channel connected to the EGR cooler is closed, and the coolant flow to the EGR cooler is shut off. [Selection] Figure 3
Description
本発明は、EGR装置を備える内燃機関の制御装置に関し、特に、吸気通路からEGR通路に新気が逆流しうる構造の内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine including an EGR device, and more particularly to a control device for an internal combustion engine having a structure in which fresh air can flow backward from an intake passage to an EGR passage.
特許文献1には、排気ガスの一部を、EGR通路を介して吸気通路に再循環させるEGR装置を備えた内燃機関の制御に関する技術が開示されている。
EGR装置を備える内燃機関では、吸気通路の圧力と排気通路の圧力との関係により、吸気通路からEGR通路に新気が逆流することがある。ところがEGRガスと新気とでは冷却性能が異なる。このためEGR通路にEGRガスが流通する順流時と新気が流通する逆流時とで、同じようにEGRクーラへの通水量を制御した場合、EGRガスの過冷却による凝縮水の発生や、冷却不足による冷却水の沸騰が起こりうる。 In an internal combustion engine equipped with an EGR device, fresh air may flow backward from the intake passage to the EGR passage due to the relationship between the pressure in the intake passage and the pressure in the exhaust passage. However, the cooling performance differs between EGR gas and fresh air. For this reason, when the amount of water flow to the EGR cooler is controlled in the same way during the forward flow in which the EGR gas flows through the EGR passage and in the reverse flow in which the fresh air flows, generation of condensed water due to overcooling of the EGR gas, Boiling of cooling water can occur due to shortage.
これを回避するため、EGRクーラの冷却水の水温を推定して、推定された水温に応じたEGRクーラへの通水を制御することが考えられる。この点、特許文献1にはEGRクーラの冷却水温の推定方法が開示されている。しかしながら、特許文献1の冷却水温の推定は、順流時、即ちEGR通路にEGRガスが流通することを前提としており、新気が逆流時のことは考慮されていない。上述したように、EGRガスと新気とでは、冷却水に対する冷却性能が異なるため、EGRガス流通時を前提とする特許文献1の冷却水温の推定方法では、逆流時のEGRクーラの冷却水の水温を高い精度で推定することは難しい。
In order to avoid this, it is conceivable to estimate the coolant temperature of the EGR cooler and control the flow of water to the EGR cooler according to the estimated water temperature. In this regard,
また、特許文献1では、推定された冷却水の水温に基づきEGRクーラへの通水の制御を行うことも開示されているが、特許文献1の構成においては、EGRクーラへの通水不要時には、ウォータポンプが停止とされる。しかしウォータポンプの停止によって、エンジン冷却水の供給も停止されるため、エンジン暖機完了後には、EGRクーラへの通水を止めることはできない。
Further,
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、吸気通路からEGR通路に新気が逆流しうる構造の内燃機関において、新気逆流時の場合にも、EGRクーラの冷却水の水温を高い精度で推定し、かつ、冷却水の水温に応じてEGRクーラへの冷却水の流通を制御できるよう改良された内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In an internal combustion engine having a structure in which fresh air can flow backward from the intake passage to the EGR passage, the cooling of the EGR cooler can be performed even in the case of fresh air backward flow. An object of the present invention is to provide an improved control device for an internal combustion engine capable of estimating the water temperature of water with high accuracy and controlling the flow of the cooling water to the EGR cooler according to the water temperature of the cooling water.
上記の目的を達成するため、本発明の内燃機関の制御装置は、以下の構成を有している。即ち、内燃機関の制御装置は、EGR装置と、EGRクーラに接続する冷却水流路と、制御装置と、を備えている。EGR装置は、排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路と、EGR通路に設置されたEGRバルブと、EGR通路に設置されたEGRクーラと、を備える。冷却水流路は、EGRクーラに接続し、EGRクーラに冷却水を導入する。冷却水流路には、冷却水流路を開閉するバルブが設置されている。制御装置は、バルブのアクチュエータに接続され、バルブの開閉を制御することで、EGRクーラへの冷却水の導入を制御する。 In order to achieve the above object, a control apparatus for an internal combustion engine of the present invention has the following configuration. That is, the control device for an internal combustion engine includes an EGR device, a cooling water passage connected to the EGR cooler, and a control device. The EGR device includes an EGR passage connecting the exhaust passage and the intake passage, an EGR valve installed in the EGR passage, and an EGR cooler installed in the EGR passage. The cooling water flow path is connected to the EGR cooler and introduces cooling water into the EGR cooler. A valve for opening and closing the cooling water channel is installed in the cooling water channel. The control device is connected to the actuator of the valve and controls the introduction of the cooling water to the EGR cooler by controlling the opening and closing of the valve.
更に、本発明の制御装置は以下のように構成されている。即ち、EGR通路を通過するガスの流れの方向が、排気通路の側から吸気通路の側となる順流時には、EGRガスの冷却性能に基づいて、冷却水の水温を推定する。一方、EGR通路を通過するガスの流れの方向が、吸気通路の側から排気通路の側となる逆流時には、新気の冷却性能に基づいて、冷却水の水温を推定する。推定された冷却水の水温が、基準値より低い場合に、バルブを閉じてEGRクーラへの冷却水の流通を遮断する。 Furthermore, the control device of the present invention is configured as follows. That is, when the flow direction of the gas passing through the EGR passage is the forward flow from the exhaust passage side to the intake passage side, the coolant temperature is estimated based on the cooling performance of the EGR gas. On the other hand, when the flow direction of the gas passing through the EGR passage is reverse from the intake passage side to the exhaust passage side, the coolant temperature is estimated based on the fresh air cooling performance. When the estimated coolant temperature is lower than the reference value, the valve is closed to interrupt the coolant flow to the EGR cooler.
本発明によれば、EGR通路にEGRガスが流通する順流時には、EGRガスの冷却性能に基づいて冷却水の水温が推定され、新気が流通する逆流時には、新気の冷却性能に基づいて冷却水の水温が推定される。従って、より高い精度で冷却水の水温を推定することができ、これに応じてEGRクーラへの冷却水の導入を制御することができる。従って、過冷却による凝縮水の発生や、冷却水の沸騰を、より確実に防止することができる。 According to the present invention, when the EGR gas flows through the EGR passage in the forward flow, the coolant temperature is estimated based on the cooling performance of the EGR gas, and when the fresh air flows in the reverse flow, the cooling is performed based on the cooling performance of the new air. The water temperature is estimated. Therefore, the coolant temperature can be estimated with higher accuracy, and the introduction of the coolant to the EGR cooler can be controlled accordingly. Therefore, generation of condensed water due to overcooling and boiling of cooling water can be prevented more reliably.
1.システムの全体構成
図1は、本発明の実施の形態の制御装置が適用される内燃機関のシステム構成を模式的に示す図である。この内燃機関は、火花点火式エンジンとして構成されたエンジン本体4を備える。エンジン本体4の吸気ポートには、外部から空気を吸入する吸気通路6が接続されている。吸気通路6には、その上流からエンジン本体4に向けて、エアクリーナ12、コンプレッサ20a、インタークーラ14、およびスロットル16がこの順で配置されている。
1. Overall Configuration of System FIG. 1 is a diagram schematically showing a system configuration of an internal combustion engine to which a control device according to an embodiment of the present invention is applied. The internal combustion engine includes an engine body 4 configured as a spark ignition engine. An
エンジン本体4の排気ポートには、排気ガスを外部に排出する排気通路8が接続されている。排気通路8には、エンジン本体4から下流に向けて、コンプレッサ20aとともにターボ過給機20を構成するタービン20b、S/C触媒24およびU/F触媒26がこの順で配置されている。
An
内燃機関は、排気通路8から吸気通路6へ排気の一部を再循環させるEGR装置30を備える。EGR装置30は、EGR通路32、EGRクーラ36、およびEGRバルブ38から構成される。EGR通路32は、S/C触媒24よりも下流でU/F触媒26より上流の排気通路8とスロットル16より下流の吸気通路6とを接続する。EGRクーラ36はEGR通路32に設けられ、EGRバルブ38はEGRガスの流れの方向(順流方向)においてEGRクーラ36よりも下流のEGR通路32に設けられている。
The internal combustion engine includes an
本実施の形態における内燃機関は、エンジン冷却系50を有している。図2はエンジン冷却系の構成を模式的に示す図である。図2に示されるようにエンジン冷却系50は、
冷却水が流通する第1冷却水流路52と第2冷却水流路53とを有している。第1冷却水流路52は、エンジン本体4の冷却水出口に接続し、第2冷却水流路53は、エンジン本体4の冷却水入口に接続する。第1冷却水流路52および第2冷却水流路53によりエンジン本体4のシリンダブロックとシリンダヘッドとの両方に対する冷却水の供給と排出が行われる。第2冷却水流路53には、エンジン冷却系50に冷却水を流通させるためのウォータポンプ(WP)54が設置されている。
The internal combustion engine in the present embodiment has an
It has the 1st cooling
エンジン冷却系50は、更に、第1冷却水流路52と第2冷却水流路53との間を接続するようにして互いに並行に配置された、第1分岐流路55、第2分岐流路56およびバイパス流路57を有している。第1分岐流路55の一端は第1冷却水流路52に接続し、他端は第2冷却水流路53に接続している。第1分岐流路55にはEGRクーラ36および第1分岐流路55を開閉する遮断バルブ64が設置されている。遮断バルブ64が開弁している状態においては、第1冷却水流路52から第1分岐流路55に冷却水が流入し、EGRクーラ36に冷却水が供給される。遮断バルブ64の閉弁により、EGRクーラ36への冷却水の流入が遮断される。
The
第2分岐流路56の一端は、第1冷却水流路52に接続し、他端は第2冷却水流路53に接続している。第2分岐流路56には、ラジエータ66が設置されている。第2分岐流路56と第2冷却水流路53との連結部にはサーモスタット68が設置されている。サーモスタット68により、第1冷却水流路52から第2分岐流路56に流入する冷却水の量、即ち、ラジエータ66への冷却水の導入量が調整される。
One end of the second
第1冷却水流路52の端部は、バイパス流路57の一端に連通し、第2冷却水流路53の端部は、バイパス流路57の他端に連通している。バイパス流路57により、EGRクーラ36およびラジエータ66をバイパスして、冷却水が流通する。
An end portion of the first
図1に示すシステムにおいて、吸気通路6のEGR通路32との接続部付近には、吸気の温度を計測するための吸気側温度センサ41、および吸気の圧力を計測するための吸気側圧力センサ42が設置されている。排気通路8のEGR通路32との接続部付近には、排気温度を計測するための排気側温度センサ44、および排気圧を計測するための排気側圧力センサ45が設置されている。また、図2に示されるようにエンジン本体4の出口には、冷却水の出口水温を計測するためのエンジン出口水温センサ46が設置されている。
In the system shown in FIG. 1, an intake side temperature sensor 41 for measuring the temperature of intake air and an intake
図1のシステムは、制御装置40を備えている。吸気側温度センサ41、吸気側圧力センサ42、排気側温度センサ44、排気側圧力センサ45、エンジン出口水温センサ46を含む、内燃機関の状態量を計測するための種々のセンサは、制御装置40に接続されている。制御装置40は、これらのセンサで得られた情報に基づき、内燃機関が備える様々な装置およびアクチュエータを操作することにより、内燃機関の運転を制御する。制御装置40は、少なくとも1つのCPU、少なくとも1つのROM、少なくとも1つのRAMを有するECU(Electronic Control Unit)である。ただし、制御装置40は、複数のECUから構成されていてもよい。制御装置40では、ROMに記憶されているプログラムをRAMにロードし、CPUで実行することで、エンジン制御に係る様々な機能が実現される。
The system of FIG. 1 includes a
2.制御装置による制御
図1のような構成の、EGR装置30を備える内燃機関では、吸気通路6の圧力と排気通路8の圧力との関係により、吸気通路6からEGR通路32に新気が逆流することがあり得る。EGRガスと新気とでは冷却性能、即ち、EGRクーラ36における冷却水との交換熱量が異なる。従って、制御装置40は、EGR通路32を流通するガスが、EGRガスであるか、新気であるかを判別し、それに応じてEGRクーラ36における冷却水の水温(以下「EGR/C水温」とも称する)を推定する。更に、推定されたEGR/C水温に応じて遮断バルブ64の開閉を制御することで、EGRクーラ36への冷却水の流入/遮断を制御し、それによりEGRクーラ36における凝縮水の発生や冷却水の沸騰を防止する。
2. Control by the Control Device In the internal combustion engine having the
以下、図3〜図8により、具体的な制御について説明する。図3は、本実施の形態において制御装置40が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図3のルーチンは、内燃機関の運転中、所定の制御時間Δtごとに繰り返し実行されるルーチンである。図3のルーチンにおいては、まず、ステップS102において、本ルーチンの実行が、IGスイッチがONとされた内燃機関の始動後、初回の実行であるか否かが判別される。
Hereinafter, specific control will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart for illustrating a control routine executed by
ステップS102において、初回の実行であると判別された場合、次に、ステップS110において、初期設定が実行される。初期設定では、現在の時刻tにおけるEGR/CTw(t)が、エンジン出口水温センサ46により計測された、時刻tにおけるエンジン出口水温Twm(t)に設定される。
If it is determined in step S102 that it is the first execution, next, initial setting is executed in step S110. In the initial setting, the EGR / CTw (t) at the current time t is set to the engine outlet water temperature Twm (t) measured by the engine outlet
ステップS102において、初回の実行ではないと判別された場合、又は、ステップS110において初期設定が実行された後、次に、ステップS120において、新気逆流条件が成立するか否かが判別される。ここで、新気逆流条件はEGR通路32のガスの流れの方向が吸気通路6の側から排気通路8の側に向かう逆流となる場合に成立する条件である。より具体的には、次式(1)が新気逆流条件として設定されている。
差圧ΔP(t)=Pg1(t)−Pg2(t)>0 ・・・・(1)
式(1)において、Pg1(t)は時刻tにおいて計測された吸気側圧力センサ42の出力に基づき計測された吸気圧Pg1(t)[kPa]であり、Pg2(t)は時刻tにおける排気側圧力センサ45の出力に基づき計測された排気圧である。即ち、ステップS120における新気逆流条件は、時刻tにおいて、吸気圧Pg1(t)が排気圧Pg2(t)より高いことである。
If it is determined in step S102 that the execution is not the first time, or after the initial setting is executed in step S110, it is next determined in step S120 whether or not a fresh air backflow condition is satisfied. Here, the fresh air reverse flow condition is a condition that is satisfied when the direction of gas flow in the
Differential pressure ΔP (t) = Pg1 (t) −Pg2 (t)> 0 (1)
In equation (1), Pg1 (t) is the intake pressure Pg1 (t) [kPa] measured based on the output of the intake
ステップS120において、新気逆流条件が成立すると判別された場合、次に、ステップS130において新気通過流量の推定が実行される。一方、ステップS120において、新気逆流条件が成立しないと判別された場合、次に、ステップS230において、EGRガス通過流量の推定が実行される。新気通過流量又はEGRガス通過流量は、時刻(t)においてEGRクーラ36を通過するガス流量Gg(t)として、差圧ΔPを軸とするマップに従って算出される。
If it is determined in step S120 that the fresh air backflow condition is satisfied, next, the fresh air passage flow rate is estimated in step S130. On the other hand, if it is determined in step S120 that the fresh air backflow condition is not satisfied, then in step S230, estimation of the EGR gas passage flow rate is executed. The fresh air passage flow rate or the EGR gas passage flow rate is calculated as a gas flow rate Gg (t) passing through the
図4は、差圧ΔPとガス流量Ggとの関係を説明するための図である。図4に示されるように、吸気圧Pg1と排気圧Pg2との圧力差(即ち、|ΔP|)がある程度小さい範囲内では、ガス流量Ggは、差圧ΔPが大きくなるにつれて大きくなり、吸気圧Pg1と排気圧Pg2との圧力差が大きくなると、ガス流量Ggはおおむね一定量に安定する。 FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the differential pressure ΔP and the gas flow rate Gg. As shown in FIG. 4, within a range where the pressure difference between the intake pressure Pg1 and the exhaust pressure Pg2 (that is, | ΔP |) is small to some extent, the gas flow rate Gg increases as the differential pressure ΔP increases. When the pressure difference between Pg1 and the exhaust pressure Pg2 increases, the gas flow rate Gg is generally stabilized at a constant amount.
本実施の形態では、図4に示される差圧ΔPとガス流量Ggとの相関関係を定めたマップを、事前に実測値に基づいて作成し、制御装置40に記憶しておく。ここで推定するガス流量Gg(t)が新気である場合とEGRガスである場合とで、異なるマップが準備される。上記のステップS130又はステップS230の処理では、それぞれの場合のマップに従って、時刻(t)における差圧ΔP(t)に応じた新気通過流量又はEGRガス通過流量の推定値であるガス流量Gg(t)が算出される。
In the present embodiment, a map that defines the correlation between the differential pressure ΔP and the gas flow rate Gg shown in FIG. 4 is created in advance based on actual measurement values and stored in the
なお、新気の場合と、EGRガスの場合とで、異なるマップとするのは、新気とEGRガスとでは、流れ方向が異なるため、EGRクーラ36に対するガス当たりが変化し、等流量での圧損が変化するためである。等流量では、EGRガスの圧損よりも新気の圧損のほうが大きくなると考えられる。 Note that different maps are used for fresh air and EGR gas because the flow direction differs between fresh air and EGR gas, so the per-gas per change to the EGR cooler 36 changes, and the flow rate is constant. This is because the pressure loss changes. At the same flow rate, it is considered that the pressure loss of fresh air is larger than the pressure loss of EGR gas.
ステップS130において、新気通過流量の推定値であるガス流量Gg(t)が算出された後、次に、ステップS140においては、新気の影響を考慮したEGR/C水温の推定が実行される。一方、ステップS230において、EGRガス通過流量の推定値であるガス流量Gg(t)が算出された後、次に、ステップS240においては、EGRガスの影響を考慮したEGR/C水温の推定が実行される。 In step S130, after the gas flow rate Gg (t), which is an estimated value of the fresh air passage flow rate, is calculated, next, in step S140, the EGR / C water temperature is estimated in consideration of the influence of fresh air. . On the other hand, after the gas flow rate Gg (t), which is an estimated value of the EGR gas passage flow rate, is calculated in step S230, next, in step S240, the EGR / C water temperature is estimated in consideration of the influence of the EGR gas. Is done.
図5は、ステップS140において実行されるEGR/C水温推定のサブルーチンについて説明するためのフローチャートであり、図6は、ステップS240において実行されるEGR/C水温推定のサブルーチンについて説明するためのフローチャートである。図5および図6のルーチンは、そのガスが新気であるかEGRガスであるかに応じて、使用するマップや計算方法が異なるが、処理の流れは同一であるので、以下にまとめて説明する。 FIG. 5 is a flowchart for explaining the EGR / C water temperature estimation subroutine executed in step S140, and FIG. 6 is a flowchart for explaining the EGR / C water temperature estimation subroutine executed in step S240. is there. The routines of FIGS. 5 and 6 use different maps and calculation methods depending on whether the gas is fresh air or EGR gas, but the processing flow is the same, so the following description will be given collectively. To do.
図5(又は図6)のルーチンでは、まずステップS141(又はS241)において、遮断バルブ64が開いているか否かが判別される。ステップS141(又はS241)において、遮断バルブ64が開かれていると判別された場合、次にステップS142(又はS242)に進む。遮断バルブ64が開かれている状態においては、EGRクーラ36に冷却水が導入されている状態である。従って、ステップS142(又はS242)では、時刻(t+Δt)におけるEGR/C水温Tw(t+Δt)は、時刻tにおけるエンジン出口水温Twm(t)に設定される。
In the routine of FIG. 5 (or FIG. 6), it is first determined in step S141 (or S241) whether or not the
一方、ステップS141(又はS241)において、遮断バルブ64が開かれていないと判別された場合、次にステップS143(又はS243)に進む。ステップS143では、新気逆流時のhA[W/K]が算出され、ステップS243では、EGRガス導入時、即ち、順流時のhA[W/K]が算出される。ここで、hは熱伝達係数[W/m2・K]であり、Aは面積[m2]である。hAは、ガス流量Ggを軸とするマップに従って算出される。hAは、流入するガスが新気であるかEGRガスかによって、異なる値となる。以下、hAの算出について説明する。
On the other hand, if it is determined in step S141 (or S241) that the
図7は、ガス流量Gg[g/s]とhA[W/K]との関係について説明するための図である。図7において線Aは、逆流時、即ち、EGR通路32に新気が流通する場合であり、線Bは、順流時、即ちEGR通路32にEGRガスが流通する場合を示している。図7に示されるように、ガス流量GgとhAとは、ガス流量が増加するとhAが増加する関係を有している。
FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the gas flow rate Gg [g / s] and hA [W / K]. In FIG. 7, the line A indicates a reverse flow, that is, a case where fresh air flows in the
本実施の形態では、図7に示されるようなガス流量GgとhAとの相関関係を定めたマップを、事前に実測値に基づいて作成し、制御装置40に記憶しておく。ただし、ガス流量Gg(t)が新気流通量である場合とEGRガス流通量である場合とは、ガス流量とhAとの相関関係が異なるため、異なるマップを準備する。上記のステップS143(又はS243)の処理では、それぞれの場合のマップに従って、時刻(t)におけるガス流量Gg(t)に応じたhA[W/K]が算出される。
In the present embodiment, a map that defines the correlation between the gas flow rate Gg and hA as shown in FIG. 7 is created in advance based on the actual measurement values and stored in the
なお、新気である場合とEGRガスである場合とで、異なるマップを準備するのは、上述したように、相関関係が異なるためであるが、その理由として、以下の2つがあげられる。1つは、新気とEGRガスとでは流れ方向が異なるためEGRクーラ36のクーリングコアに対するガス当たりが変化するため、ガス流量Ggに対するhA[W/K]の変化率が異なるためである。他の1つは、EGRガスと新気とではガス組成が異なるため、熱伝達係数h[W/m2・K]の値も異なるためである。 The reason why different maps are prepared for fresh air and EGR gas is because the correlation is different as described above, and there are the following two reasons. One reason is that the flow direction is different between fresh air and EGR gas, and therefore the per-gas per change with respect to the cooling core of the EGR cooler 36 changes, so that the rate of change of hA [W / K] with respect to the gas flow rate Gg is different. The other is that the gas composition is different between EGR gas and fresh air, and the value of the heat transfer coefficient h [W / m 2 · K] is also different.
次に、ステップS144(又はS244)において、EGRクーラ36のガス温が算出される。より具体的に、ステップS144では、逆流時のEGRクーラ36のガス温Tg(t)は、吸気側温度センサ41の出力に従って計測された吸気温Tg1(t)に設定される。ステップS244では、順流時のEGRクーラ36のガス温Tg(t)は、排気側温度センサ44の出力に従って計測された排気温Tg2(t)に設定される。
Next, in step S144 (or S244), the gas temperature of the
次に、ステップS145(又はS245)において、熱量Q[W]が算出される。熱量Q[W]は、ステップS143(又はS243)で算出されたhAと、ステップS144(又はS244)で算出されたガス温Tg(t)と、EGR/C水温Tw(t)とを用いて、次式(2)に従って算出される。なお、式(2)において用いられるEGR/C水温Tw(t)は、前回このルーチンが実行されたときにステップS142(又はS242)又はS146(又はS246)で算出され記憶されたEGR/C水温Tw(t+Δt)の前回値に相当する。
Q=hA×(Tg(t)−Tw(t)) ・・・・(2)
Next, in step S145 (or S245), the heat quantity Q [W] is calculated. The amount of heat Q [W] is calculated using hA calculated in step S143 (or S243), gas temperature Tg (t) calculated in step S144 (or S244), and EGR / C water temperature Tw (t). Is calculated according to the following equation (2). The EGR / C water temperature Tw (t) used in equation (2) is the EGR / C water temperature calculated and stored in step S142 (or S242) or S146 (or S246) when this routine was executed last time. This corresponds to the previous value of Tw (t + Δt).
Q = hA × (Tg (t) −Tw (t)) (2)
次に、ステップS146(又はS246)において、遮断バルブ64が閉じられている場合のEGR/C水温Tw(t+Δt)が推定される。EGR/C水温Tw(t+Δt)は、EGR/C水温Twの前回値Tw(t+Δt)に、ΔTw(t+Δt)を加算することで算出される(即ち、Tw(t+Δt)=Tw(t)+ΔTw(t+Δt)となる)。
Next, in step S146 (or S246), the EGR / C water temperature Tw (t + Δt) when the
ここで、ΔTw(t+Δt)は、ステップS145(又はS245)で算出された熱量Q[W]と、制御時間Δtと、比熱容量C[J/K]とを用いて、次式(3)により算出される。
Tw(t+Δt)=Q×Δt/C ・・・・(3)
なお式(3)における比熱容量C[J/K]は、事前の実測結果に基づいて決定され、制御装置40に記憶された値である。
Here, ΔTw (t + Δt) is expressed by the following equation (3) using the heat quantity Q [W] calculated in step S145 (or S245), the control time Δt, and the specific heat capacity C [J / K]. Calculated.
Tw (t + Δt) = Q × Δt / C (3)
Note that the specific heat capacity C [J / K] in the equation (3) is a value determined based on a prior measurement result and stored in the
なお、遮断バルブ64が開いている場合、EGRクーラ36に冷却水が流入している状態であるため、ステップS142(又はS242)において、EGR/C水温Tw(t+Δt)は、Δt前の時刻tにおけるエンジン出口水温Twm(t)に設定されている。しかしこの処理に替えて、次式(4)により熱伝達を考慮してEGR/C水温Tw(t+Δt)を設定するようにしてもよい。
Tw(t+Δt)=Twm(t)+ΔTw ・・・・(4)
Note that when the
Tw (t + Δt) = Twm (t) + ΔTw (4)
式(4)においてΔTwは、EGRクーラ36における冷却水と新気との熱伝達により生じる温度差である。ΔTwの算出は、ステップS143〜S146(又はS243〜S246)と同様な方法でよい。ただし、ステップS143(又はS243)におけるhA算出のマップとして、EGRクーラ36のガス流量Gg(新気通過流量又はEGRガス通過流量)と、EGRクーラ36の冷却水流量[L/min]とを軸とする3次元マップを
用いる点で異なる。
In Expression (4), ΔTw is a temperature difference caused by heat transfer between the cooling water and fresh air in the
ステップS142(又はS242)又はステップS146(又はS246)の処理の後、今回のサブルーチンによる処理は終了し、再び図3の制御ルーチンに戻される。図3のステップS150において、EGRクーラ36への通水の停止可能か否かが判別される。ステップS150においては、ステップS140(又はS240)で算出されたEGR/C水温Tw(t+Δt)が、後述する基準値より小さいか否かに基づき、通水停止可能か否かが判別される。
After the process of step S142 (or S242) or step S146 (or S246), the process by the current subroutine is terminated, and the process returns to the control routine of FIG. In step S150 of FIG. 3, it is determined whether or not the water flow to the
ステップS150において、通水停止か可能あると判別された場合には、ステップS160において、遮断バルブ64が閉じられ、EGRクーラ36への冷却水の流入が遮断されて、今回の処理は終了する。一方、ステップS150において、通水停止が不可であると判別された場合には、遮断バルブ64が開かれてEGRクーラ36に冷却水が流入する状態とされて、今回の処理は終了する。
If it is determined in step S150 that the water flow can be stopped, the
図8は、ステップS150〜S170において実行される、EGRクーラ36への通水の停止可否の判定と、判定結果について説明するための図である。図8に示されるように、EGRガスの導入が有り、即ち、EGRバルブ38が開弁している場合、通水停止可能か否かの判定の基準値は、凝縮水対策要否の判定値である凝縮水対策クライテリアとなる。
FIG. 8 is a diagram for explaining the determination of whether or not to stop water flow to the
即ち、ステップS140又はS240において算出されたEGR/C水温Tw(t+Δt)が凝縮水対策クライテリア未満である場合には、EGR導入により凝縮水が発生する恐れがある。この場合、ステップS150において通水停止可能と判別され、遮断バルブ64が閉弁される結果となる。ただし、水温が約60[℃]未満のときは、凝縮水発生防止のため、通常はEGRの導入を行わない。従って、実際にはEGR導入が実行されている場合に、EGR/C水温Tw(t+Δt)が凝集水対策クライテリア未満となることは起こりにくいと予想される。
That is, when the EGR / C water temperature Tw (t + Δt) calculated in step S140 or S240 is lower than the condensed water countermeasure criteria, there is a possibility that condensed water is generated due to the introduction of EGR. In this case, it is determined in step S150 that the water flow can be stopped, and the
EGRガスの導入が有り、EGR/C水温Tw(t+Δt)が凝縮水対策クライテリア以上である場合には、ステップS150において通水停止不可と判別され、遮断バルブ64が開弁される結果となる。
If EGR gas is introduced and the EGR / C water temperature Tw (t + Δt) is equal to or higher than the condensed water countermeasure criteria, it is determined in step S150 that the water flow stop is impossible, and the
EGRガスの導入無し、即ち、EGRバルブ38が閉弁されている場合、通水停止可能か否かの判定の基準値は、冷却水の沸騰の回避要否の判定値である沸騰回避クライテリアとなる。
When the EGR gas is not introduced, that is, when the
即ち、算出されたEGR/C水温Tw(t+Δt)が、沸騰回避クライテリア未満である場合には、EGRクーラ36において冷却水の沸騰が発生する恐れがないと判断される。この場合、ステップS150において通水停止可能と判別され、遮断バルブ64が閉じられる。一方、EGR/C水温Tw(t+Δt)が沸騰回避クライテリア以上である場合には、沸騰発生の恐れがあるため、ステップS150において通水停止不可と判別され、遮断バルブ64が開弁される。
That is, when the calculated EGR / C water temperature Tw (t + Δt) is lower than the boiling avoidance criteria, it is determined that there is no possibility of boiling of the cooling water in the
なお、凝縮水対策クライテリアのほうが沸騰回避クライテリアより小さな値となる。また、EGRガスの導入の有無は内燃機関の例えば、エンジン回転速度、負荷等で決まるマップに従って導出される。マップは事前に適合により作成される。 The condensed water countermeasure criteria are smaller than the boiling avoidance criteria. The presence / absence of introduction of EGR gas is derived according to a map determined by, for example, the engine speed, load, etc. of the internal combustion engine. The map is created by matching in advance.
以上説明したように、本実施の形態ではEGR通路32にEGRガスが流入する順流時と、新気が流入する逆流時とに分けて、EGR/C水温が推定される。従って、高い精度でEGR/C水温を推定することができる。推定されたEGR/C水温に応じて、EGRクーラ36への冷却水の通水が制御されるため、確実に凝縮水の発生や沸騰の発生を回避することができる。
As described above, in the present embodiment, the EGR / C water temperature is estimated separately for the forward flow when the EGR gas flows into the
3.他の制御の例
ところで、上記の制御では、EGR/C水温の推定値は、推定誤差の累積によって時間経過とともに実値と大きく乖離する可能性がある。推定値と実値との乖離が大きくなると、結果的に、ステップS150におけるEGRクーラ36への通水停止可否が正しく判定されず、凝縮水の発生や冷却水の沸騰が起こる恐れがある。
3. Other Control Examples By the way, in the above control, there is a possibility that the estimated value of the EGR / C water temperature greatly deviates from the actual value with the lapse of time due to the accumulation of estimation errors. If the difference between the estimated value and the actual value becomes large, as a result, it is not correctly determined whether or not to stop the water flow to the
これに対し、以下の他の制御例により、EGRクーラの通水停止が長時間継続している場合に、一時的にEGRクーラ36への通水を実行し、累積誤差をリセットする制御が考えられる。
On the other hand, according to the following other control examples, when the EGR cooler has been stopped for a long time, a control that temporarily executes water flow to the
図9は、制御装置が実行する他の制御ルーチンの例について説明するためのフローチャートである。図9のルーチンは、図3のルーチンに替えて実行されるものであり、ステップS300、S310、S320、S330、S340、およびS350の処理を有する点を除き、図3のルーチンと同一のものである。 FIG. 9 is a flowchart for explaining an example of another control routine executed by the control device. The routine of FIG. 9 is executed in place of the routine of FIG. 3 and is the same as the routine of FIG. 3 except that the processing of steps S300, S310, S320, S330, S340, and S350 is included. is there.
図9のルーチンでは、ステップS100において、IGスイッチがONとされてからはじめての制御であると判別された場合には、ステップS300においてCtimeがリセットされ、Ctime=0とされる。Ctimeは、Ctimeがリセットされ0とされた後、遮断バルブ64が閉弁されてからの経過時間をカウントするカウンタである。その後、ステップS110において、初期設定が実行される。
In the routine of FIG. 9, if it is determined in step S100 that the control is the first control after the IG switch is turned on, Ctime is reset in step S300 and Ctime = 0. Ctime is a counter that counts an elapsed time after the
また、ステップS140又はS240において、EGR/C水温の推定値が算出された後、次に、ステップS310においてCtimeがカウントアップされ、Ctimeが最後にリセットされ0とされた後、遮断バルブ64が閉弁されてから現在までの経過時間に更新される。次に、ステップS150において、EGRクーラ36への通水停止可能か否かが判別される。
Further, after the estimated value of the EGR / C water temperature is calculated in step S140 or S240, next, Ctime is counted up in step S310, Ctime is finally reset to 0, and then the
ステップS150において通水停止可能でないと判別された場合には、遮断バルブ64が開かれることになるので、ステップS350に進み、Ctimeがリセットされる。その後、ステップS170において、遮断バルブ64が開弁に設定され、EGRクーラ36への通水が行われる。
If it is determined in step S150 that it is not possible to stop water flow, the
ステップS150において、通水停止可能と判別された場合には、ステップS320においてCtimeが停止時間上限値より小さいかが判別される。停止時間上限値は、推定値であるEGR/C水温Tw(t+Δt)と、実際の値との乖離が許容範囲を超えると判断するための時間の閾値であり、実測値に基づき事前に決定され記憶された値である。ステップS320においてCtime、即ち、遮断バルブ64の閉弁後経過時間が停止時間上限値より小さいと判別されることで、EGR/C水温の推定値と実値との乖離は大きくないものと判断される。従って、ステップS160に進み、遮断バルブ64が閉弁に設定され、EGRクーラ36への冷却水の流通は遮断される。
If it is determined in step S150 that the water flow can be stopped, it is determined in step S320 whether Ctime is smaller than the upper limit of the stop time. The upper limit of the stop time is a time threshold for determining that the deviation between the estimated value EGR / C water temperature Tw (t + Δt) and the actual value exceeds the allowable range, and is determined in advance based on the actually measured value. This is the stored value. In step S320, it is determined that the difference between the estimated value of the EGR / C water temperature and the actual value is not large by determining that Ctime, that is, the elapsed time after closing of the
一方、ステップS320において、Ctimeが停止時間上限値以上であると判別された場合、次にステップS330において、Ctimeが停止時間上限値に再開許可時間を加えた値より大きくなっているか否かが判別される。再開許可時間は、EGRクーラ36への通水によりEGR/C水温がリセットされたと判断するための時間の閾値であり、実測値に基づき事前に決定され記憶された値である。
On the other hand, if it is determined in step S320 that Ctime is greater than or equal to the stop time upper limit value, then in step S330, it is determined whether or not Ctime is greater than a value obtained by adding the restart permission time to the stop time upper limit value. Is done. The resuming permission time is a time threshold for determining that the EGR / C water temperature is reset by passing water to the
ステップS330において、Ctimeが停止時間上限値に再開許可時間を加えた値以下であると判別された場合には、ステップS170に進み、遮断バルブ64が開弁される。これにより、EGRクーラ36への通水が開始又は継続される。その後今回の処理は一旦終了する。
If it is determined in step S330 that Ctime is equal to or less than the value obtained by adding the restart permission time to the stop time upper limit value, the process proceeds to step S170, and the
上述したようにこのルーチンは制御時間Δtの間隔で繰り返し実行される。制御ルーチンが繰り返されるなかで、ステップS330において、Ctimeが停止時間上限値に再開許可時間を加えた値を超えたと判別された場合には、ステップS340に進み、Ctimeがリセットされる。次に、ステップS160に進み、遮断バルブ64は閉弁される。
As described above, this routine is repeatedly executed at intervals of the control time Δt. When the control routine is repeated, if it is determined in step S330 that Ctime has exceeded the value obtained by adding the restart permission time to the stop time upper limit value, the process proceeds to step S340, where Ctime is reset. Next, it progresses to step S160 and the
図10は、実施の形態の他の制御例について説明するためのタイミングチャートである。図10に示されるように、上記の制御によれば、EGRクーラ36への通水停止が可能と判定された時間t1において、遮断バルブ64は閉弁される。しかし、遮断バルブ64の閉弁後経過時間であるCtimeが、停止時間上限値を超えた時間t2において、遮断バルブ64は一度開弁される。
FIG. 10 is a timing chart for explaining another control example of the embodiment. As shown in FIG. 10, according to the above control, the
その後、遮断バルブ64の閉弁後経過時間であるCtimeが、停止時間上限値に再開許可時間を加えた値を超えた時間t3においては、EGR/C水温の推定値の累積誤差もリセットされていると考えられる。従って、時間t3において、再び遮断バルブ64は閉弁され、EGRクーラ36への通水は停止される。遮断バルブ64の閉弁時に、Ctimeはリセットされ、新たに閉弁後経過時間がカウントされる。
Thereafter, the accumulated error of the estimated value of the EGR / C water temperature is also reset at time t3 when Ctime, which is the elapsed time after closing of the
以上説明したように、他の制御例の制御によれば、EGR/C水温の推定値と実値との乖離を小さくすることができるため、通水停止可能か否かの判定をより高い精度で実行することができる。 As described above, according to the control of another control example, since the difference between the estimated value of the EGR / C water temperature and the actual value can be reduced, it is possible to determine whether or not the water flow can be stopped with higher accuracy. Can be done with.
4 エンジン本体
6 吸気通路
8 排気通路
12 エアクリーナ
14 インタークーラ
16 スロットル
20 ターボ過給機
20a コンプレッサ
20b タービン
24 S/C触媒
26 U/F触媒
30 EGR装置
32 EGR通路
36 EGRクーラ
38 EGRバルブ
40 制御装置
41 吸気側温度センサ
42 吸気側圧力センサ
44 排気側温度センサ
46 エンジン出口水温センサ
50 エンジン冷却系
52 第1冷却水流路
53 第2冷却水流路
54 ウォータポンプ
55 第1分岐流路
56 第2分岐流路
57 バイパス流路
64 遮断バルブ
66 ラジエータ
68 サーモスタット
4
Claims (1)
前記EGRクーラに接続し、前記EGRクーラに冷却水を導入する冷却水流路と、
前記冷却水流路に設置され、前記冷却水流路を開閉するバルブと、
前記バルブの開閉を制御して、前記EGRクーラへの冷却水の導入を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記EGR通路を通過するガスの流れの方向が、前記排気通路の側から前記吸気通路の側となる順流時に、EGRガスの冷却性能に基づいて、前記冷却水の水温を推定し、
前記EGR通路を通過するガスの流れの方向が、前記吸気通路の側から前記排気通路の側となる逆流時に、新気の冷却性能に基づいて、前記冷却水の水温を推定し、
推定された前記冷却水の水温が、基準値より低い場合に、前記バルブを閉じて前記EGRクーラへの冷却水の流通を遮断するように構成されている、
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 An EGR device comprising: an EGR passage connecting an exhaust passage and an intake passage; an EGR valve installed in the EGR passage; and an EGR cooler installed in the EGR passage;
A cooling water flow path connected to the EGR cooler and introducing cooling water to the EGR cooler;
A valve installed in the cooling water flow path to open and close the cooling water flow path;
A control device for controlling opening and closing of the valve to control introduction of cooling water to the EGR cooler;
With
The controller is
When the flow direction of the gas passing through the EGR passage is the forward flow from the exhaust passage side to the intake passage side, the cooling water temperature is estimated based on the cooling performance of the EGR gas,
When the flow direction of the gas passing through the EGR passage is a reverse flow from the intake passage side to the exhaust passage side, the coolant temperature is estimated based on the fresh air cooling performance,
When the estimated water temperature of the cooling water is lower than a reference value, the valve is closed to block the flow of the cooling water to the EGR cooler.
A control device for an internal combustion engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017020529A JP2018127920A (en) | 2017-02-07 | 2017-02-07 | Control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017020529A JP2018127920A (en) | 2017-02-07 | 2017-02-07 | Control device for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018127920A true JP2018127920A (en) | 2018-08-16 |
Family
ID=63173746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017020529A Pending JP2018127920A (en) | 2017-02-07 | 2017-02-07 | Control device for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018127920A (en) |
-
2017
- 2017-02-07 JP JP2017020529A patent/JP2018127920A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101897888B1 (en) | Supercharged internal combustion engine | |
| CN102893228B (en) | The control device of internal combustion engine | |
| JP6146192B2 (en) | Diagnostic equipment | |
| US20120179356A1 (en) | Control device for turbocharged engine | |
| CN106164460A (en) | EGR system for internal combustion engine | |
| CN106471240A (en) | Control system for internal combustion engine | |
| US10161337B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| CN109469567A (en) | A kind of coupling control method of EGR valve and throttle valve | |
| JP2020060140A (en) | Control system of egr electric valve | |
| JP6414194B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP2014148957A (en) | Egr gas cooling device | |
| CN102265020B (en) | Control devices for internal combustion engines | |
| JP2015086815A (en) | Engine cooling device | |
| CN108019261B (en) | Preheating system for exhaust system | |
| JP2018127920A (en) | Control device for internal combustion engine | |
| US10738723B2 (en) | Controller of a turbocharged engine | |
| JP5803818B2 (en) | Control device for cooling system | |
| JP6515903B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP6052444B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| EP3327272A1 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP6390511B2 (en) | Water pump control device | |
| JP5692104B2 (en) | Air quantity estimation device for an internal combustion engine with a supercharger | |
| JP2018066302A (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP2014206121A (en) | Engine control device | |
| CN109989855A (en) | The control device of internal combustion engine |