CN111502873A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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发田崇
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Abstract

本发明涉及的内燃机的控制装置具备排热回收冷却装置,所述排热回收冷却装置具有排出气体供给功能和排热回收功能,所述排出气体供给功能为在执行控制时从排气通路取入从燃烧室排出的排出气体的至少一部分,通过冷却水对该取入的排出气体进行冷却,将该冷却后的排出气体作为EGR气体供给至EGR装置,所述排热回收功能为从排气通路取入从燃烧室排出的排出气体的至少一部分,通过冷却水对该取入的排出气体进行冷却,使该冷却后的排出气体返回到排气通路。本发明涉及的控制装置在执行EGR控制、且进行所述排热回收功能时,与执行EGR控制、且未进行排热回收功能时相比,将向排热回收冷却装置供给的冷却水的流量控制为大的流量。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及控制冷却水的流量的内燃机的控制装置。
背景技术
已知具备使从内燃机的燃烧室排出到排气通路的排出气体再循环到进气通路的装置(以下称为“EGR装置”)的内燃机。还已知如下的内燃机,该内燃机具备排热回收冷却装置,该排热回收冷却装置通过冷却水对由EGR装置再循环到进气通路的排出气体进行冷却,并且,通过冷却水对再循环到进气通路的排出气体以外的排出气体进行冷却,由此使排出气体的热回收到冷却水(例如参照专利文献1)。以下,将通过EGR装置再循环到进气通路的排出气体称为“EGR气体”,将EGR气体以外的排出气体称为“非EGR气体”。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2009-127513号公报
发明内容
已知作为导入到进气通路的EGR气体的温度而存在适当的温度。该适当的温度是比从内燃机的燃烧室排出的排出气体的温度低的温度。因此,在将EGR气体导入到进气通路的情况下,优选在对EGR气体进行了冷却后将其导入到进气通路。
在此,在排热回收冷却装置从“不对EGR气体进行冷却、且对非EGR气体进行冷却的状态”转变为“对EGR气体以及非EGR气体进行冷却的状态”时,当不考虑非EGR气体的流量而仅考虑EGR气体的流量来控制供给到排热回收冷却装置的冷却水的流量时,对于EGR气体的排热回收装置的冷却能力会不足,其结果,有可能无法将合适的温度的EGR气体导入到进气通路。
本发明是为了应对上述的问题而完成的。即,本发明的目的之一在于提供一种内燃机的控制装置,其能够在排热回收冷却装置的状态从“不对EGR气体进行冷却、且对非EGR气体进行冷却的状态”转变为“对EGR气体以及非EGR气体进行冷却的状态”的情况下使EGR气体的温度降低到合适的温度。
本发明涉及的内燃机的控制装置具备EGR装置、排热回收冷却装置以及控制单元。
所述EGR装置具备将从内燃机的至少一个燃烧室排出到内燃机的排气通路的排出气体的至少一部分作为EGR气体供给到内燃机的进气通路的EGR气体供给功能。
排热回收冷却装置具备排出气体供给功能和排热回收功能。排出气体供给功能为如下功能:在通过所述EGR装置执行使EGR气体供给到所述进气通路的EGR控制时,从所述排气通路取入从所述燃烧室排出的排出气体的至少一部分,通过冷却水对该取入的排出气体进行冷却,将该冷却后的排出气体作为所述EGR气体供给至所述EGR装置。另一方面,排热回收功能为如下功能:从所述排气通路取入从所述燃烧室排出的排出气体的至少一部分,通过冷却水对该取入的排出气体进行冷却,使该冷却后的排出气体返回到所述排气通路。
所述控制单元构成为对所述EGR装置的工作进行控制。
进一步,所述控制单元构成为:在控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、且进行所述排热回收功能时,与控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、且未进行所述排热回收功能时相比,将作为向所述排热回收冷却装置供给的冷却水的流量的热交换冷却水流量控制为大的流量。
在执行EGR控制、且进行排热回收功能时排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量比在执行EGR控制、且未进行排热回收功能时排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量大。因此,在执行EGR控制、且进行排热回收功能时,当热交换冷却水流量被控制为“能够在执行EGR控制、且未进行排热回收功能时使EGR气体的温度降低到适当的温度的流量”时,有可能无法使EGR气体的温度降低到适当的温度。根据本发明涉及的控制装置,在执行EGR控制、且进行排热回收功能时,与执行EGR控制、且未进行排热回收功能时相比,热交换冷却水流量被设为更大。因此,即使是在执行EGR控制、且进行排热回收功能时,也能够提高能使EGR气体的温度降低到适当的温度的可能性。
在本发明中,所述控制单元也可以构成为:在控制所述所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、进行所述排热回收功能、且所述排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量比较大时,与控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、进行所述排热回收功能、且所述排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量比较小时相比,将所述热交换冷却水流量控制为大的流量。
在排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量大时,为了使EGR气体的温度降低到合适的温度而对排热回收冷却装置所要求的冷却能力比排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量小时的该所要求的冷却能力大。根据本发明涉及的控制装置,在执行EGR控制、且进行排热回收功能的情况下,当排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量大时,与排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量小时相比,热交换冷却水流量被设为更大。因此,能够在执行EGR控制、且进行排热回收功能的情况下排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量大时,提高能使EGR气体的温度降低到适当的温度的可能性。
另外,所述控制单元也可以构成为:在控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、且进行所述排热回收功能时,所述排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量越多,则将所述热交换冷却水流量控制为越大的流量。
如在先描述过的那样,在排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量大时,为了使EGR气体的温度降低到合适的温度而对排热回收冷却装置所要求的冷却能力比排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量小时的该所要求的冷却能力大。因此,在执行EGR控制时进行排热回收功能的情况下,若将热交换冷却水流量控制为与排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量相应的流量,则能够更切实地提高能使EGR气体的温度降低到适当的温度的可能性。根据本发明涉及的控制装置,在执行EGR控制、且进行排热回收功能时,热交换冷却水流量被控制为与排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量相应的流量。因此,能够在执行EGR控制、且进行排热回收功能时,更切实地提高能使EGR气体的温度降低到适当的温度的可能性。
另外,所述控制单元也可以构成为:在控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、进行所述排热回收功能、且从所述燃烧室排出到所述排气通路的排出气体的流量为预定流量以上时,与控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、进行所述排热回收功能、且从所述燃烧室排出到所述排气通路的排出气体的流量小于所述预定流量时相比,将所述热交换冷却水流量控制为大的流量。
当从内燃机排出到排气通路的排出气体的流量(以下称为“内燃机排气流量”)变大时,排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量变大。因此,在执行EGR控制时进行排热回收功能的情况下,若基于内燃机排气流量来控制热交换冷却水流量,则能够更切实地提高能使EGR气体的温度降低到适当的温度的可能性。根据本发明的控制装置,在执行EGR控制、且进行排热回收功能的情况下,当内燃机排气流量为预定流量以上时,与内燃机排气流量小于预定流量时相比,热交换冷却水流量被控制为更大的流量。因此,能够在执行EGR控制、且进行排热回收功能时,更切实地提高能使EGR气体的温度降低到适当的温度的可能性。
另外,所述控制单元也可以构成为:在控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、未进行所述排热回收功能、且所述EGR气体的流量比较大时,与控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、未进行所述排热回收功能、且所述EGR气体的流量比较小时相比,将所述热交换冷却水流量控制为大的流量。
在执行EGR控制、但未进行排热回收功能时,被取入到排热回收冷却装置的排出气体全部作为EGR气体被供给至EGR装置,因此,为了对排出气体进行冷却而对排热回收冷却装置所要求的冷却能力成为与被作为EGR气体供给至EGR装置的排出气体的流量相应的能力。根据本发明涉及的控制装置,在执行EGR控制、且未进行排热回收功能的情况下,当EGR气体的流量大时,与EGR气体的流量小时相比,热交换冷却水流量被设为更大。因此,能够在执行EGR控制、且未进行排热回收功能时,适当地提高能使EGR气体的温度降低到适当的温度的可能性。
另外,所述控制单元也可以构成为:在控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、且未进行所述排热回收功能时,所述EGR气体的流量越多,则将所述热交换冷却水流量控制为越大的流量。
在执行EGR控制、但未进行排热回收功能的情况下,若基于EGR气体的流量来控制热交换冷却水流量,则能够更适当地提高能使EGR气体的温度降低到适当的温度的可能性。根据本发明涉及的控制装置,在执行EGR控制、且未进行排热回收功能时,热交换冷却水流量被控制为与EGR气体的流量相应的流量。因此,能够在执行EGR控制、且未进行排热回收功能时,更适当地提高能使EGR气体的温度降低到适当的温度的可能性。
另外,所述控制装置例如具备向所述排热回收冷却装置供给冷却水的泵。在该情况下,所述控制单元也可以构成为:通过控制所述泵的工作,控制所述热交换冷却水流量。
由此,能够在热交换冷却水流量的控制中利用泵的工作的控制。
另外,所述控制装置例如还具备控制从所述泵向所述排热回收冷却装置供给的冷却水的流量的冷却水流量控制阀。在该情况下,所述控制单元也可以构成为:通过控制所述泵的工作以及所述冷却水流量控制阀的开度,控制所述热交换冷却水流量。
由此,能够在热交换冷却水流量的控制中利用泵的工作的控制以及冷却水流量控制阀的控制。
另外,所述控制单元例如构成为:在从所述内燃机排出的冷却水的温度为预定的第1温度阈值以上时,控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制。
另外,所述排热回收冷却装置例如构成为:在被供给至该排热回收冷却装置的冷却水的温度比预定的第2温度阈值低时,进行所述排热回收功能。
本发明的各构成要素并不限定于实施方式。本发明的其他目的、其他特征以及所带来的优点能够根据对于参照以下的附图所记述的本发明的实施方式的说明来容易地进行理解。
附图说明
图1是表示包括本发明的实施方式涉及的控制装置的内燃机的图。
图2是表示包括本发明的实施方式涉及的控制装置的内燃机的图。
图3的(A)是表示本发明的实施方式涉及的排热回收冷却装置的排气温控阀(thermostat value)处于全开状态、且EGR控制阀处于全闭状态时的排出气体流的图,图3的(B)是表示排气温控阀处于全开状态、且EGR控制阀处于开阀状态时的排出气体流的图。
图4是(A)是表示本发明的实施方式涉及的排热回收冷却装置的排气温控阀处于全闭状态、且EGR控制阀处于全闭状态时的排出气体流的图,图4的(B)是表示排气温控阀处于全闭状态、且EGR控制阀处于开阀状态时的排出气体流的图。
图5是(A)是表示本发明的实施方式涉及的排热回收冷却装置的排气温控阀处于全开状态与全闭状态之间的状态(即开阀状态)、且EGR控制阀处于全闭状态时的排出气体流的图,图5的(B)是表示排气温控阀处于全开状态与全闭状态之间的状态(即开阀状态)、且EGR控制阀处于开阀状态时的排出气体流的图。
图6是表示用于说明本发明的实施方式涉及的控制装置的工作的时序图的图。
图7是与图1同样的图,是表示内燃机温控阀处于全闭状态时的冷却水流的图。
图8是与图1同样的图,是表示内燃机温控阀处于全闭状态与全开状态之间的状态(即开阀状态)时的冷却水流的图。
图9是与图1同样的图,是表示内燃机温控阀处于全开状态时的冷却水流的图。
图10是表示图2所示的ECU的CPU执行的例程的流程图。
图11是表示图2所示的ECU的CPU执行的例程的流程图。
图12是表示图2所示的ECU的CPU执行的例程的流程图。
图13是表示本发明的实施方式的第1变形例涉及的ECU的CPU执行的例程的流程图。
图14是表示本发明的实施方式的第2变形例涉及的ECU的CPU执行的例程的流程图。
图15是表示本发明的实施方式的第3变形例涉及的控制装置的图。
图16是表示第3变形例涉及的ECU的CPU执行的例程的流程图。
标号说明
10内燃机;22进气管(进气通路);32排气管(排气通路);40EGR装置;50冷却系统;51内燃机泵;68热交换水路;70排热回收冷却装置;71第1排气分支管;72第2排气分支管;73第3排气分支管;74排气温控阀;90ECU。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式涉及的内燃机的控制装置进行说明。
如图1所示,本发明的实施方式涉及的控制装置(以下称为“实施装置”)具备ECU90。ECU是电子控制单元的简称。ECU90具备微型计算机来作为主要部分。微型计算机包括CPU、ROM、RAM、非易失性存储器以及接口等。CPU通过执行保存于ROM的指令(程序、例程)来实现各种功能。
<内燃机>
实施装置应用于内燃机10(以下简称为“内燃机10”)。如图2所示,内燃机10具备内燃机本体11、进气系统20、排气系统30、EGR装置40、冷却系统50以及排热回收冷却装置70。
内燃机10是四冲程活塞往复型火花点火式多气缸内燃机(所谓的汽油发动机)。然而,实施装置也可以应用于四冲程活塞往复型压缩着火式多气缸内燃机(所谓的柴油发动机)。
进一步,实施装置在内燃机10被作为将内燃机和马达作为驱动源来行驶的所谓混合动力车辆(HV)的内燃机来使用的情况下也可以进行应用。进一步,实施装置在内燃机10被作为将内燃机和马达作为驱动源来行驶的能够从车辆外部的电源对储存向马达供给的电力的电池进行充电的所谓插电式混合动力车辆(PHV)的内燃机来使用的情况下也可以进行应用。
在内燃机10形成有四个燃烧室12、与各燃烧室12连通的进气口(省略图示)以及与各燃烧室12连通的排气口(省略图示)。进一步,在内燃机10具备使进气口开闭的进气阀(省略图示)、向各进气口内喷射燃料的燃料喷射阀13、使排气口开闭的排气阀(省略图示)以及分别与各燃烧室12对应而设置的点火装置14。
此外,实施装置也可以应用于以向各燃烧室12内直接喷射燃料的方式配设有燃料喷射阀13的四冲程活塞往复型火花点火式多气缸内燃机(所谓的直喷汽油发动机)。
进气系统20包括进气歧管21以及进气管22。进气歧管21包括“经由内燃机10的进气口与各燃烧室12连接的分支部”以及“分支部集合的集合部”。进气管22与进气歧管21的集合部连接。进气歧管21、进气管22以及进气口构成进气通路。
在进气管22配设有节气门(节气门)23。在节气门23的上游,在进气管22配置有空气流量计81。
节气门23与ECU90电连接。ECU90能够通过控制节气门23的开度TA来控制被吸入到各燃烧室12的空气的量。节气门23的开度TA越大,通过节气门23的空气的流量越多。
空气流量计81与ECU90电连接。空气流量计81对通过其位置的空气的量Ga进行检测,向ECU90发送表示该量Ga的信号。ECU90基于该信号取得通过空气流量计81的空气的量Ga来作为进气量Ga。
排气系统30包括排气歧管31以及排气管32。排气歧管31包括“经由内燃机10的排气口与各燃烧室12连接的分支部”以及“分支部集合的集合部”。排气管32与排气歧管31的集合部连接。排气口、排气歧管31以及排气管32构成排气通路。
在排气管32配设有排气净化装置33。在排气净化装置33内配设有所谓的三元催化剂34。
各燃料喷射阀13与ECU90电连接。ECU90能够通过控制各燃料喷射阀13的工作来控制从各燃料喷射阀13喷射的燃料的量。
各点火装置14与ECU90电连接。ECU90能够控制各点火装置14的工作。
加速踏板操作量传感器82与ECU90电连接。加速踏板操作量传感器82检测加速踏板(省略图示)的操作量AP,向ECU90发送表示其检测到的操作量AP的信号。ECU90基于该信号取得操作量AP来作为加速踏板操作量AP。进一步,ECU90基于加速踏板操作量AP取得内燃机负荷KL。
曲轴角传感器83与ECU90电连接。曲轴角传感器83每当内燃机10的曲轴(省略图示)旋转预定角度时向ECU90输出脉冲信号。ECU90基于该脉冲信号等来取得内燃机转速NE。
空燃比传感器84与ECU90电连接。空燃比传感器84配置为能够检测从燃烧室12排出的排出气体的空燃比。空燃比传感器84检测从燃烧室12排出的排出气体的空燃比A/F,向ECU90发送表示其检测到的空燃比A/F的信号。ECU90基于该信号取得从燃烧室12排出的排出气体的空燃比A/F来作为排气空燃比A/F。
<排热回收冷却装置>
排热回收冷却装置70在排气净化装置33的下游配设于排气管32。如图3所示,排热回收冷却装置70具备第1排气分支管71、第2排气分支管72、第3排气分支管73以及排气温控阀74A。第1排气分支管71从排气管32分支,与第2排气分支管72以及第3排气分支管73连接。第2排气分支管72在比分支出第1排气分支管71的排气管32的位置靠下游的位置与排气管32连接。第3排气分支管73与EGR装置40的EGR管41连接。排气温控阀74A配设在第2排气分支管72与排气管32连接的位置。
如图3的(A)所示,在排气温控阀74A处于全开状态时EGR装置40的后述的EGR控制阀42处于全闭状态的情况下,从内燃机10排出而在排气管32中流动的排出气体全部流入到第1排气分支管71。然后,流入到第1排气分支管71的排出气体全部经由第2排气分支管72而返回到排气管32。
在排气温控阀74A处于全开状态时EGR控制阀42处于开阀状态的情况下,如图3的(B)所示,从内燃机10排出而在排气管32中流动的排出气体全部也流入到第1排气分支管71。然而,流入到第1排气分支管71的排出气体的一部分经由第3排气分支管73而流入到EGR管41,其余的排出气体经由第2排气分支管72而返回到排气管32。
在排气温控阀74A处于全闭状态时EGR控制阀42处于全闭状态的情况下,如图4的(A)所示,从内燃机10排出而在排气管32中流动的排出气体不流入到第1排气分支管71,全部排出气体在排气管32中直接流向下游。
另一方面,在排气温控阀74A处于全闭状态时EGR控制阀42处于开阀状态的情况下,如图4的(B)所示,从内燃机10排出而在排气管32中流动的排出气体的一部分经由第1排气分支管71以及第3排气分支管73而流入到EGR管41,其余的排出气体在排气管32中直接流向下游。
如图5的(A)所示,在排气温控阀74A处于全开状态与全闭状态之间的状态(即开阀状态)时EGR控制阀42处于全闭状态的情况下,从内燃机10排出而在排气管32中流动的排出气体的一部分流入到第1排气分支管71。流入到第1排气分支管71的排出气体全部经由第2排气分支管72而返回到排气管32。未流入到第1排气分支管71的排出气体直接在排气管32中流向下游。
在排气温控阀74A处于全开状态与全闭状态之间的状态(即开阀状态)时EGR控制阀42处于开阀状态的情况下,如图5的(B)所示,从内燃机10排出而在排气管32中流动的排出气体的一部分也流入到第1排气分支管71。流入到第1排气分支管71的排出气体的一部分经由第3排气分支管73而流入到EGR管41,其余的排出气体经由第2排气分支管72而返回到排气管32。未流入到第1排气分支管71的排出气体在排气管32中直接流向下游。
排气温控阀74A是所谓的温度自动调节器(thermostat)。排气温控阀74A的开度根据流入到冷却系统50的后述的热交换水路68的冷却水的温度TW2(以下称为“第2水温TW2”)而变化。更具体而言,排气温控阀74A在第2水温TW2比预定温度(以下称为“第2水温阈值TW2th”)低的情况下,如图3的(A)以及图3的(B)所示,处于全开状态。即,排气温控阀74A的开度Dex在第2水温TW2比第2水温阈值TW2th低的情况下成为最大开度Dex_max。以下,将排气温控阀74A的开度Dex称为“排气温控阀开度Dex”。
在本例子中,第2水温阈值TW2th是比后述的第1水温阈值TW1th高的温度。
当第2水温TW2达到第2水温阈值TW2th时,排气温控阀74A开始闭阀,如图5的(A)以及图5的(B)所示,成为全开状态与全闭状态之间的状态(即开阀状态)。因此,排气温控阀开度Dex在第2水温TW2达到第2水温阈值TW2th时开始减少。
在第2水温TW2达到第2水温阈值TW2th以后,第2水温TW2越高,则排气温控阀开度Dex越小。排气温控阀开度Dex越小,从排气管32流入到第1排气分支管71的排出气体的流量越小。
当第2水温TW2达到比第2水温阈值TW2th高的某温度(以下称为“全闭水温TW2close”)时,如图4的(A)以及图4的(B)所示,排气温控阀74A成为全闭状态。因此,排气温控阀开度Dex在第2水温TW2达到全闭水温TW2close时成为零。排气温控阀74A在第2水温TW2为全闭水温TW2close以上的期间维持全闭状态。
在本例子中,排气温控阀74A构成为在冷却系统50的后述的内燃机温控阀52开始开阀之前成为全闭状态。
<EGR装置>
如图2所示,EGR装置40具备EGR管41以及EGR控制阀42。如图3所示,EGR管41的一端与第3排气分支管73连接。EGR管41的另一端在比节气门23靠下游的位置与进气管22连接。
EGR控制阀42配设在EGR管41。在EGR控制阀42处于全闭状态的情况下,排出气体无法通过EGR控制阀42。另一方面,在EGR控制阀42处于开阀状态的情况下,排出气体能够通过EGR控制阀42。
在EGR控制阀42处于开阀状态的情况下,通过在节气门23下游产生在进气管22内的负压,在排气管32中流动的排出气体经由第1排气分支管71、第3排气分支管73以及EGR管41而被导入到进气管22。被导入到进气管22的排出气体经由进气歧管21以及进气口而被吸入到燃烧室12。
EGR控制阀42与ECU90电连接。ECU90能够通过对EGR控制阀42的开度Degr(以下称为“EGR控制阀开度Degr”)进行控制,从而对导入到各燃烧室12的排出气体的流量EGegr进行控制。EGR控制阀开度Degr越大,通过EGR控制阀42的排出气体的流量EGegr越大。以下,将通过EGR控制阀42的排出气体的流量EGegr称为“EGR气体流量GASegr”。
<冷却系统>
如图1所示,冷却系统50具备电动水泵51、内燃机温控阀52、散热器53以及冷却水回路60。
冷却水回路60由内燃机内部水路67、散热器内部水路69、内燃机温控阀52的内部水路、电动水泵51的内部水路、经过排热回收冷却装置70的热交换水路68、第1水路61~第5水路65以及旁通水路66A形成。
内燃机内部水路67是形成在内燃机10的内部的冷却水的通路。散热器内部水路69是形成在散热器53的内部的冷却水的通路。
第1水路61将电动水泵51(以下称为“内燃机泵51”)的冷却水排出口连接于内燃机内部水路67的入口。第2水路62将内燃机内部水路67的出口连接于热交换水路68的入口。第3水路63将热交换水路68的出口连接于内燃机温控阀52的内部水路。第4水路64将内燃机温控阀52的内部水路连接于散热器内部水路69的入口。第5水路65将散热器内部水路69连接于内燃机泵51的冷却水取入口。旁通水路66A将内燃机温控阀52的内部水路连接于第5水路65。
散热器内部水路69形成在散热器53的内部以使得在散热器内部水路69中流动的冷却水与外部气体之间进行热交换。
如图1以及图3所示,热交换水路68配设为经过排热回收冷却装置70,以使得在排热回收冷却装置70的第1排气分支管71以及第2排气分支管72中流动的排出气体与在热交换水路68中流动的冷却水之间能够进行热交换。
内燃机温控阀52是所谓的温度自动调节器。内燃机温控阀52在从第3水路63流入到内燃机温控阀52的内部水路的冷却水的温度TW3(以下称为“第3水温TW3”)比预定温度(以下称为“第3水温阈值TW3th”)低的情况下处于全闭状态。因此,内燃机温控阀52的开度Deng在第3水温TW3比第3水温阈值TW3th低的情况下被维持为零。以下,将内燃机温控阀52的内部水路称为“内燃机温控阀水路”,将内燃机温控阀52的开度Deng称为“内燃机温控阀开度Deng”。
在本例子中,第3水温阈值TW3th为比上述第1水温阈值TW1th高且比上述第2水温阈值TW2th高的温度。
在内燃机温控阀52处于全闭状态的情况下,流入到内燃机温控阀水路的冷却水全部流出到旁通水路66A。
内燃机温控阀52在第3水温TW3达到第3水温阈值TW3th时开始开阀。因此,内燃机温控阀开度Deng在第3水温TW3达到第3水温阈值TW3th时开始增大。当内燃机温控阀52进行开阀时,流入到内燃机温控阀水路的冷却水的一部分流出到第4水路64。
在第3水温TW3为第3水温阈值TW3th以上时,第3水温TW3越高,内燃机温控阀开度Deng越大。内燃机温控阀开度Deng越大,从内燃机温控阀水路流出到第4水路64的冷却水的流量越多。
内燃机温控阀52在第3水温TW3达到比第3水温阈值TW3th高的某温度(以下称为“全开水温TW3open”)时成为全开状态。即,内燃机温控阀开度Deng在第3水温TW3达到全开水温TW3open时成为最大。然后,内燃机温控阀52在第3水温TW3为全开水温TW3open以上时维持全开状态。当内燃机温控阀52成为全开状态时,流入到内燃机温控阀水路的冷却水全部流出到第4水路64。
内燃机泵51与ECU90电连接。ECU90能够通过对内燃机泵51的工作进行控制,从而对从内燃机泵51排出的冷却水的流量进行控制。
在冷却水回路60配设有第1水温传感器85、第2水温传感器86以及第3水温传感器87。
第1水温传感器85与ECU90电连接。第1水温传感器85配设为能够对从内燃机内部水路67刚流出到第2水路62之后的冷却水的温度进行检测。第1水温传感器85向ECU90发送表示所检测到的冷却水的温度的信号。ECU90基于该信号取得从内燃机内部水路67刚流出到第2水路62之后的冷却水的温度来作为第1水温TW1。第1水温TW1是与内燃机10的温度Teng具有相关关系的温度。
第2水温传感器86与ECU90电连接。第2水温传感器86配设为能够对从第2水路62即将流入到热交换水路68之前的冷却水的温度进行检测。第2水温传感器86向ECU90发送表示所检测到的冷却水的温度的信号。ECU90基于该信号取得从第2水路62即将流入到热交换水路68之前的冷却水的温度来作为第2水温TW2。
在本例子中,第1水温TW1是从内燃机内部水路67刚流出到第2水路62之后的冷却水的温度,第2水温TW2是从第2水路62即将流入到热交换水路68之前的冷却水的温度。因此,第2水温TW2是与第1水温TW1大致相同的温度。
此外,第2水温传感器86也可以配设为能够对从第2水路62刚流入到热交换水路68之后的冷却水的温度进行检测。
第3水温传感器87与ECU90电连接。第3水温传感器87配设为对从第3水路63即将流入到内燃机温控阀52的内部水路之前的冷却水的温度进行检测。第3水温传感器87向ECU90发送表示所检测到的冷却水的温度的信号。ECU90基于该信号取得从第3水路63即将流入到内燃机温控阀52的内部水路之前的冷却水的温度来作为第3水温TW3。
<实施装置的工作的概要>
接着,使用图6所示的例子对实施装置的工作的概要进行说明。
实施装置构成为能够执行如下控制(以下称为“EGR控制”),该控制用于通过控制EGR控制阀开度Degr以使得EGR控制阀42成为开阀状态,从而进行将在排气管32中流动的排出气体经由第1排气分支管71、第3排气分支管73以及EGR管41导入到进气管22的排气再循环。
图6示出在内燃机10启动之后、内燃机10的温度Teng(以下称为“内燃机温度Teng”)逐渐上升的例子。另外,图6示出在EGR控制开始之后、EGR控制阀开度Degr被维持为一定的开度Degr1的例子。
<从内燃机启动到开始EGR控制>
当要求内燃机10的启动(内燃机启动)时,实施装置通过开始从燃料喷射阀13喷射燃料以及点火装置14的工作来使内燃机10启动。
在内燃机10运转期间(以下称为“内燃机运转期间”),实施装置基于内燃机转速NE和内燃机负荷KL来控制节气门23的开度TA。例如,在内燃机运转期间,内燃机转速NE越大,实施装置越增大节气门23的开度TA,内燃机负荷KL越大,实施装置越增大节气门23的开度TA。
进一步,在内燃机运转期间,实施装置基于进气量Ga来控制使得从燃料喷射阀13喷射的燃料的量Q。例如,实施装置基于进气量Ga对使得从燃料喷射阀13喷射的燃料的量Q进行控制,以使得形成于燃烧室12内的空燃比A/F成为目标空燃比A/Ftgt。在本例子中,实施装置取得排气空燃比A/F来作为形成于燃烧室12内的空燃比A/F。
实施装置在第1水温TW1达到第1水温阈值TW1th时开始EGR控制。在图6所示的例子中,在开始了内燃机运转的时刻(图6的时刻t60),第1水温TW1比第1水温阈值TW1th低。因此,在开始了内燃机运转的时刻,实施装置不开始EGR控制。因此,实施装置对EGR控制阀开度Degr进行控制以使得EGR控制阀42成为全闭状态。
另外,在开始了内燃机运转的时刻(图6的时刻t60),第2水温TW2以及第3水温TW3分别比第2水温阈值TW2th以及第3水温阈值TW3th低。因此,排气温控阀74A处于全开状态,内燃机温控阀52处于全闭状态。
另外,实施装置在开始了内燃机运转的时刻(图6的时刻t60)使内燃机泵51工作。此时,实施装置将最小流量CWmin设定为从内燃机泵51排出的冷却水的流量CWpump(以下称为“泵排出流量CWpump”)的目标值CWtgt(以下称为“目标排出流量CWtgt”)。实施装置对内燃机泵51的工作进行控制,以使得泵排出流量CWpump成为目标排出流量CWtgt(=CWmin)。
由此,被供给到热交换水路68的冷却水的流量(以下称为“热交换冷却水流量CWheat”)成为与最小流量CWmin相等的流量。
在本例子中,最小流量CWmin被设定为能够将内燃机10尽快地预热的泵排出流量CWpump。换言之,最小流量CWmin被设定为能够使内燃机温度Teng以尽量大的上升率上升的泵排出流量CWpump。
在内燃机运转开始后、到第1水温TW1达到第1水温阈值TW1th为止的期间,排出气体如图3的(A)所示那样流动。图3的(A)所示的排出气体流为如已经说明过的那样。
另一方面,在内燃机运转开始后、到第1水温TW1达到第1水温阈值TW1th为止的期间,冷却水如图7所示那样流动。图7所示的冷却水流的具体情况为如以下那样。
即,从内燃机泵51排出的冷却水经由第1水路61而流入到内燃机内部水路67。该冷却水在内燃机内部水路67中流动之后经由第2水路62而流入到热交换水路68。该冷却水在热交换水路68中流动之后经由第3水路63、内燃机温控阀52的内部水路(即内燃机温控阀水路)、旁通水路66A以及第5水路65而被取入到内燃机泵51。
在排出气体以及冷却水如上所述那样流动的情况下,流入到第1排气分支管71的排出气体在第1排气分支管71以及第2排气分支管72中流动的期间由在热交换水路68中流动的冷却水冷却。换言之,流入到第1排气分支管71的排出气体在第1排气分支管71以及第2排气分支管72中流动的期间将该排出气体所具有的热释放到在热交换水路68中流动的冷却水。由此,冷却水的温度上升。温度上升后的冷却水不经过散热器53而流入到内燃机内部水路67。因此,内燃机温度Teng以比较大的上升率上升。
这样,在内燃机运转启动后、到开始EGR控制为止的期间,排热回收冷却装置70实施如下排热回收:通过取入从燃烧室12排出到排气管32的排出气体,在所取入的排出气体与冷却水之间进行热交换,从而使得从排出气体向冷却水释放热,使释放了热后的排出气体返回到排气管32。
<从开始EGR控制到排气温控阀全闭>
当第1水温TW1达到第1水温阈值TW1th时(参照图6的时刻t61),实施装置开始将EGR率Regr控制为目标EGR率Regr_tgt的EGR控制。EGR率Regr是EGR气体的量相对于吸入到燃烧室12的气体的量的比例,目标EGR率Regr_tgt是EGR率Regr的目标值。
对于内燃机运转来说合适的EGR率Regr是按内燃机转速NE与内燃机负荷KL的组合来确定的。于是,在本发明的实施方式中,按内燃机转速NE与内燃机负荷KL的组合,通过实验等求出对于内燃机运转来说合适的EGR率Regr来作为基准EGR率Regr_base。并且,将这些求出的基准EGR率Regr_base以将内燃机转速NE以及内燃机负荷KL作为参数的查找表MapRegr_base(NE,KL)的形式预先存储于实施装置的存储器(在本例子中为ROM)。
并且,实施装置在执行EGR控制期间通过将内燃机转速NE以及内燃机负荷KL应用于查找表MapRegr_base(NE,KL),取得基准EGR率Regr_base,将该取得的基准EGR率Regr_base设定为目标EGR率Regr_tgt。实施装置控制EGR控制阀42的开度Degr以使得实现目标EGR率Regr_tgt。
在开始EGR控制后、到排气温控阀74A开始进行闭阀为止的期间,排出气体如图3的(B)所示那样流动。图3的(B)所示的排出气体流为如已经说明过的那样。
另一方面,在开始EGR控制后、到排气温控阀74A开始进行闭阀为止的期间,冷却水如图7所示那样流动。图7所示的冷却水流为如已经说明过的那样。
在排出气体如图3的(B)所示那样流动、且冷却水如图7所示那样流动的情况下,流入到第1排气分支管71的排出气体在第1排气分支管71中流动的期间由在热交换水路68中流动的冷却水冷却。被冷却后的排出气体的一部分经由第3排气分支管73而流入到EGR管41。其余的排出气体在第2排气分支管72中流动的期间由在热交换水路68中流动的冷却水进一步冷却。
这样,在开始EGR控制后、到排气温控阀74A开始进行闭阀为止的期间,排热回收冷却装置70实施EGR气体供给和排热回收这两方,所述EGR气体供给为通过取入从燃烧室12排出到排气管32的排出气体,使得在所取入的排出气体与冷却水之间进行热交换,从而使得从排出气体向冷却水释放热,将释放了热后的排出气体作为EGR气体供给到EGR装置40,所述排热回收为使释放了热后的排出气体返回排气管32。
另外,当开始EGR控制时,流入到第1排气分支管71的排出气体的一部分经由EGR管41、进气管22、进气歧管21以及进气口而被作为EGR气体导入到燃烧室12。作为该EGR气体的温度(以下称为“EGR气体温度TGegr”),存在合适的温度TGegr_opt。
另一方面,在开始了EGR控制的时刻,第2水温TW2比第2水温阈值TW2th低,因此,排气温控阀74A处于全开状态。因此,从燃烧室12排出的排出气体全部流入到第1排气分支管71。因此,流入到第1排气分支管71的排出气体的流量(以下称为“分支排气流量GASin”)非常大。
在这样的分支排气流量GASin非常大时,当保持将最小流量CWmin设定为目标排出流量CWtgt不变时,供给至热交换水路68的冷却水的流量过小,其结果,排热回收冷却装置70无法使EGR气体温度TGegr降低到合适的温度TGegr_opt的可能性高。
另外,分支排气流量GASin比EGR气体流量GASegr大。因此,即使将能够使与EGR气体流量GASegr相等的流量的排出气体的温度降低到合适的温度TGegr_opt的泵排出流量CWpump设定为目标排出流量CWtgt,无法使EGR气体温度TGegr降低到合适的温度TGegr_opt的可能性也较高。
进一步,在开始EGR控制后、到第2水温TW2达到全闭水温TW2close之前,排气温控阀74A处于开阀状态,因此,分支排气流量GASin比EGR气体流量GASegr大。因此,在开始了EGR控制之后,也在第2水温TW2达到全闭水温TW2close之前保持将最小流量CWmin设定为目标排出流量CWtgt不变时,供给至热交换水路68的冷却水的流量会过小,其结果,排热回收冷却装置70无法使EGR气体温度TGegr降低到合适的温度TGegr_opt的可能性高。当然,因此,即使将能够使与EGR气体流量GASegr相等的流量的排出气体的温度降低到合适的温度TGegr_opt的泵排出流量CWpump设定为目标排出流量CWtgt,无法使EGR气体温度TGegr降低到合适的温度TGegr_opt的可能性也较高。
另一方面,在执行EGR控制、且排气温控阀74A处于开阀状态的情况下,对于为了对流入到第1排气分支管71的排出气体进行冷却而对排热回收冷却装置70所要求的冷却能力,大体来说,分支排气流量GASin越大,则该所要求的冷却能力越大,从燃烧室12排出的排出气体的温度越高,则该所要求的冷却能力越大。以下,将为了对流入到第1排气分支管71的排出气体进行冷却而对排热回收冷却装置70所要求的冷却能力称为“对排热回收冷却装置70所要求的冷却能力”或者“对于排热回收冷却装置70的要求冷却能力”,将从燃烧室12排出的排出气体的温度称为“内燃机排气温度Tex_eng”。
对于分支排气流量GASin,内燃机转速NE越大,则该分支排气流量GASin越大,内燃机负荷KL越大,则该分支排气流量GASin越大,排气温控阀开度Dex越大,则该分支排气流量GASin越大,EGR控制阀开度Degr越大,则该分支排气流量GASin越大。另外,对于内燃机排气温度Tex_eng,内燃机转速NE越大,则该内燃机排气温度Tex_eng越高,内燃机负荷KL越大,则该内燃机排气温度Tex_eng越高。
于是,在本发明的实施方式中,按内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr的组合,通过实验等求出执行EGR控制、且排气温控阀74A处于开阀状态时能够实现对于排热回收冷却装置70的要求冷却能力的泵排出流量CWpump来作为基准排出流量CW1。
并且,将这些求出的基准排出流量CW1以将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr作为参数的查找表MapCW1(NE,KL,Dex,Degr)的形式预先存储于实施装置的存储器。查找表MapCW1(NE,KL,Dex,Degr)被制作为:内燃机转速NE越大,则取得越大的基准排出流量CW1,内燃机负荷KL越大,则取得越大的基准排出流量CW1,排气温控阀开度Dex越大,则取得越大的基准排出流量CW1,EGR控制阀开度Degr越大,则取得越大的基准排出流量CW1。
另外,在本例子中,从查找表MapCW1(NE,KL,Dex,Degr)取得的基准排出流量CW1至少比最小流量CWmin大,并且,比能够使与EGR气体流量GASegr相等的流量的排出气体的温度降低到合适的温度TGegr_opt的泵排出流量CWpump大。
进一步,从查找表MapCW1(NE,KL,Dex,Degr)取得的基准排出流量CW1比在内燃机转速NE、内燃机负荷KL以及EGR气体流量GASegr相同的情况下从后述的查找表MapCW2(NE,KL,Degr)取得的基准排出流量CW2大。
并且,实施装置通过在执行EGR控制、且排气温控阀74A处于开阀状态的情况下将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCW1(NE,KL,Dex,Degr)来取得基准排出流量CW1,将该取得的基准排出流量CW1设定为目标排出流量CWtgt。实施装置对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为目标排出流量CWtgt(=CW1)。
由此,在排气温控阀74A处于全开状态时开始了EGR控制的情况下,泵排出流量CWpump被增大到与分支排气流量GASin相应的流量CW1。其结果,热交换冷却水流量CWheat增大到流量CW1。因此,即使开始了EGR控制时排气温控阀74A处于全开状态,也能够提高能使EGR气体温度TGegr降低到合适的温度TGegr_opt的可能性。
当第2水温TW2达到第2水温阈值TW2th时(图6的时刻t62),排气温控阀74A开始进行闭阀。在排气温控阀74A开始了闭阀后、直到排气温控阀74A成为全闭状态为止的期间,排出气体如图5的(B)所示那样流动。图5的(B)所示的排出气体流为如已经说明过的那样。
另一方面,在排气温控阀74A开始闭阀后、直到排气温控阀74A成为全闭状态为止的期间,冷却水如图7所示那样流动。图7所示的冷却水流为如已经说明过的那样。
在排出气体如图5的(B)所示那样流动、且冷却水如图7所示那样流动的情况下,流入到第1排气分支管71的排出气体在第1排气分支管71中流动的期间由在热交换水路68中流动的冷却水冷却。被冷却后的排出气体的一部分经由第3排气分支管73而流入到EGR管41。其余的排出气体在第2排气分支管72中流动的期间由在热交换水路68中流动的冷却水进一步冷却。
这样,在排气温控阀74A开始闭阀后、直到排气温控阀74A成为全闭状态为止的期间,排热回收冷却装置70实施EGR气体供给和排热回收这两方,所述EGR气体供给为通过取入从燃烧室12排出到排气管32的排出气体,使得在所取入的排出气体与冷却水之间进行热交换,从排出气体向冷却水释放热,将释放了热后的排出气体作为EGR气体供给至EGR装置40,所述排热回收为使释放了热后的排出气体返回排气管32。
在排气温控阀74A开始闭阀后、直到第2水温TW2达到全闭水温TW2close之前,第2水温TW2越高,则排气温控阀开度Dex变为越小。查找表MapCW1(NE,KL,Dex,Degr)被制作为:排气温控阀开度Dex越小,则取得越小的基准排出流量CW1。因此,开始EGR控制后,排气温控阀开度Dex变小,其结果,与分支排气流量GASin变小相伴地,泵排出流量CWpump变小。因此,能够提高能避免将EGR气体过度冷却的可能性。
另外,对于排气温控阀开度Dex,在第2水温TW2达到第2水温阈值TW2th之前,该排气温控阀开度Dex以最大开度Dex_max保持恒定,在第2水温TW2超过第2水温阈值TW2th后、达到全闭水温TW2close之前,第2水温TW2越高,则该排气温控阀开度Dex变为越小。因此,在排气温控阀开度Dex与第2水温TW2之间存在相关关系。于是,实施装置利用在排气温控阀开度Dex与第2水温TW2之间存在的相关关系,基于第2水温TW2推定排气温控阀开度Dex。
另外,也可以为:根据在排气温控阀开度Dex与第2水温TW2之间存在相关关系,将基准排出流量CW1以将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、第2水温TW2以及EGR控制阀开度Degr作为参数的查找表MapCW1(NE,KL,TW2,Degr)的形式预先存储于实施装置的存储器。在该情况下,在开始EGR控制后、直到第2水温TW2达到全闭水温TW2close为止的期间,实施装置通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、第2水温TW2以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCW1(NE,KL,TW2,Degr)来取得基准排出流量CW1,将该取得的基准排出流量CW1设定为目标排出流量CWtgt。
<从排气温控阀全闭到内燃机温控阀开阀>
当第2水温TW2达到全闭水温TW2close时(图6的时刻t63),排气温控阀74A成为全闭状态。
在排气温控阀74A成为了全闭状态后、直到内燃机温控阀52开始进行开阀为止的期间,排出气体如图4的(B)所示那样流动。图4的(B)所示的排出气体流为如已经说明过的那样。
另一方面,在排气温控阀74A成为了全闭状态后、直到内燃机温控阀52开始进行开阀为止的期间,冷却水如图7所示那样流动。图7所示的冷却水流为如已经说明过的那样。
在排出气体如图4的(B)所示那样流动、且冷却水如图7所示那样流动的情况下,流入到第1排气分支管71的排出气体在第1排气分支管71中流动的期间由在热交换水路68中流动的冷却水冷却。被冷却后的排出气体全部经由第3排气分支管73而流入到EGR管41。
这样,在排气温控阀74A成为了全闭状态后、到内燃机温控阀52开始进行开阀为止的期间,排热回收冷却装置70实施如下EGR气体供给:通过取得从燃烧室12排出到排气管32的排出气体,使得在所取入的排出气体与冷却水之间进行热交换,由此使得从排出气体向冷却水释放热,将释放了热后的排出气体作为EGR气体供给至EGR装置40。
对于排气温控阀74A成为全闭状态以后对排热回收冷却装置70所要求的冷却能力,大体来说,EGR气体流量GASegr越大,则该所要求的冷却能力越大,内燃机排气温度Tex_eng越高,则该所要求的冷却能力越大。EGR控制阀开度Degr越大,则EGR气体流量GASegr越大。另外,对于内燃机排气温度Tex_eng,内燃机转速NE越大,则内燃机排气温度Tex_eng越高,内燃机负荷KL越大,则内燃机排气温度Tex_eng越高。
于是,在本发明的实施方式中,按内燃机转速NE、内燃机负荷KL以及EGR控制阀开度Degr的组合,通过实验等求出执行EGR控制、且排气温控阀74A处于全闭状态时能够实现对于排热回收冷却装置70的要求冷却能力的泵排出流量CWpump来作为基准排出流量CW2。
并且,将这些求出的基准排出流量CW2以将内燃机转速NE、内燃机负荷KL以及EGR控制阀开度Degr作为参数的查找表MapCW2(NE,KL,Degr)的形式预先存储于实施装置的存储器。查找表MapCW2(NE,KL,Degr)被制作为:内燃机转速NE越大,则取得越大的基准排出流量CW2,内燃机负荷KL越大,则取得越大的基准排出流量CW2,EGR控制阀开度Degr越大,则取得越大的基准排出流量CW2。
并且,实施装置通过在执行EGR控制、且排气温控阀74A处于全闭状态的情况下将内燃机转速NE、内燃机负荷KL以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCW2(NE,KL,Degr)来取得基准排出流量CW2,将该基准排出流量CW2设定为目标排出流量CWtgt。实施装置对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为目标排出流量CWtgt(=CW2)。
由此,能够提高在执行EGR控制、且排气温控阀74A成为全闭状态时能使EGR气体温度TGegr降低到合适的温度TGegr_opt的可能性。
此外,实施装置也可以构成为:在执行EGR控制、且排气温控阀74A处于全闭状态时,根据内燃机温度Teng设定目标排出流量CWtgt。在该情况下,按与内燃机温度Teng具有相关关系的第1水温TW1,通过实验等求出在执行EGR控制、且排气温控阀74A处于全闭状态时能够实现对于排热回收冷却装置70的要求冷却能力的泵排出流量CWpump来作为基准排出流量CW2。
并且,将这些求出的基准排出流量CW2以将第1水温TW1作为参数的查找表MapCW2(TW1)的形式预先存储于实施装置的存储器。查找表MapCW2(TW1)被制作为:第1水温TW1越高,取得越大的基准排出流量CW2。
并且,实施装置通过在执行EGR控制、且排气温控阀74A处于全闭状态的情况下将第1水温TW1应用于查找表MapCW2(TW1)来取得基准排出流量CW2,将该取得的基准排出流量CW2设定为目标排出流量CWtgt。并且,实施装置对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为目标排出流量CWtgt。
<从内燃机温控阀开阀到内燃机温控阀全开>
当第3水温TW3达到第3水温阈值TW3th时(图6的时刻t64),内燃机温控阀52开始进行开阀。
在内燃机温控阀52开始了开阀之后、到内燃机温控阀52成为全开状态为止的期间,排出气体如图4的(B)所示那样流动。图4的(B)所示的排出气体流为如已经说明过的那样。
另一方面,在内燃机温控阀52开始了开阀之后、到内燃机温控阀52成为全开状态为止的期间,冷却水如图8所示那样流动。图8所示的冷却水流的具体情况为如以下那样。
即,从内燃机泵51排出的冷却水经由第1水路61而流入到内燃机内部水路67。该冷却水在内燃机内部水路67中流动之后经由第2水路62而流入到热交换水路68。该冷却水在热交换水路68中流动之后经由第3水路63而流入到内燃机温控阀52的内部水路(即内燃机温控阀水路)。
流入到内燃机温控阀水路的冷却水的一部分经由第4水路64而流入到散热器内部水路69。该冷却水在散热器内部水路69中流动之后经由第5水路65而被取入到内燃机泵51。冷却水在散热器内部水路69中流动的期间由散热器53冷却。
另一方面,流入到内燃机温控阀水路的冷却水的其余部分经由旁通水路66A以及第5水路65而被取入到内燃机泵51。
在排出气体如图4的(B)所示那样流动、且冷却水如图8所示那样流动的情况下,流入到第1排气分支管71的排出气体在第1排气分支管71中流动的期间由在热交换水路68中流动的冷却水冷却。被冷却后的排出气体全部经由第3排气分支管73而流入到EGR管41。
这样,在内燃机温控阀52开始了开阀之后、直到内燃机温控阀52成为全开状态为止的期间,排热回收冷却装置70实施如下EGR气体供给:取入从燃烧室12排出到排气管32的排出气体,通过使得在所取入的排出气体与冷却水之间进行热交换来使得从排出气体向冷却水释放热,将释放了热之后的排出气体作为EGR气体供给至EGR装置40。
图6示出了内燃机温控阀52开始了开阀的时刻(图6的时刻t64)以后、作为对内燃机10进行冷却的能力而对供给至内燃机内部水路67的冷却水所要求的冷却能力逐渐变大的例子。因此,在图6所示的例子中,在内燃机温控阀52开始了开阀的时刻以后,从查找表MapCW2(NE,KL,Degr)取得的基准排出流量CW2逐渐变大,其结果,目标排出流量CWtgt逐渐变大,其结果,泵排出流量CWpump逐渐变大。
与第3水温TW3超过第3水温阈值TW3th而第3水温TW3上升相伴地,内燃机温控阀开度Deng逐渐变大。由此,在散热器内部水路69中流动的冷却水的流量逐渐变大。其结果,由散热器53冷却而被供给至内燃机内部水路67的冷却水的流量逐渐变大。
<内燃机温控阀全开以后>
当第3水温TW3达到全开水温TW3open时,内燃机温控阀52成为全开状态。
在内燃机温控阀52变为了全开状态后,排出气体如图4的(B)所示那样流动。图4的(B)所示的排出气体流为如已经说明过的那样。另一方面,在内燃机温控阀52变为了全开状态后,冷却水如图9所示那样流动。图9所示的冷却水流的具体情况为如以下那样。
即,从内燃机泵51排出的冷却水经由第1水路61而流入到内燃机内部水路67。该冷却水在内燃机内部水路67中流动之后经由第2水路62而流入到热交换水路68。该冷却水在热交换水路68中流动之后经由第3水路63、内燃机温控阀52的内部水路(即内燃机温控阀水路)以及第4水路64而流入到散热器内部水路69。该冷却水在散热器内部水路69中流动之后经由第5水路65而被取入到内燃机泵51。冷却水在散热器内部水路69中流动的期间由散热器53冷却。
在排出气体如图4的(B)所示那样流动、且冷却水如图9所示那样流动的情况下,流入到第1排气分支管71的排出气体在第1排气分支管71中流动的期间由在热交换水路68中流动的冷却水冷却。被冷却后的排出气体全部经由第3排气分支管73流入到EGR管41。
这样,在内燃机温控阀52变为了全开状态之后,排热回收冷却装置70实施如下EGR气体供给:取入从燃烧室12排出到排气管32的排出气体,通过使得在所取入的排出气体与冷却水之间进行热交换来使得从排出气体向冷却水释放热,将释放了热后的排出气体作为EGR气体供给至EGR装置40。
以上是实施装置的工作的概要。由此,在排气温控阀74A处于全开状态时开始了EGR控制的情况下,在开始了EGR控制的时刻,泵排出流量CWpump被增大到与分支排气流量GASin相应的流量。因此,开始EGR控制以后,即使排气温控阀74A处于全开状态,也能够提高能使EGR气体温度TGegr降低到合适的温度TGegr_opt的可能性。
而且,在执行EGR控制、且排气温控阀74A处于开阀状态的期间,泵排出流量CWpump被控制为与分支排气流量GASin相应的流量。因此,能够在执行EGR控制、且排气温控阀74A处于开阀状态时提高能使EGR气体温度TGegr降低到合适的温度TGegr_opt的可能性。
<实施装置的具体的工作>
接着,对实施装置的具体的工作进行说明。实施装置的ECU90的CPU每经过预定时间而执行在图10中由流程图表示的例程。
因此,当成为预定定时时,CPU从图10的步骤1000开始处理,进入步骤1010,判定第1水温TW1是否比第1水温阈值TW1th低。
在第1水温TW1比第1水温阈值TW1th低的情况下,CPU在步骤1010中判定为“是”,进行以下所述的步骤1020的处理。然后,CPU进入步骤1095,暂时结束本例程。
步骤1020:CPU对EGR控制阀42的开度Degr进行控制以使得EGR控制阀42成为全闭状态。
另一方面,在第1水温TW1为第1水温阈值TW1th以上的情况下,CPU在步骤1010中判定为“否”,依次进行以下所述的步骤1030以及步骤1040的处理。然后,CPU进入步骤1095,暂时结束本例程。
步骤1030:CPU通过将内燃机转速NE以及内燃机负荷KL应用于查找表MapRegr_base(NE,KL),取得基准EGR率Regr_base,将该取得的基准EGR率Regr_base设定为目标EGR率Regr_tgt。
步骤1040:CPU对EGR控制阀42的开度Degr进行控制以使得EGR率Regr成为目标EGR率Regr_tgt。
进一步,CPU每经过预定时间而执行在图11中由流程图表示的例程。因此,当成为预定定时时,CPU从图11的步骤1100开始处理,进入步骤1110,判定第1水温TW1是否比第1水温阈值TW1th低、即是否为不执行EGR控制且排气温控阀74A处于全开状态。
在第1水温TW1比第1水温阈值TW1th低的情况下,CPU在步骤1110中判定为“是”,依次进行以下所述的步骤1120以及步骤1130的处理。然后,CPU进入步骤1195,暂时结束本例程。
步骤1120:CPU将最小流量CWmin设定为目标排出流量CWtgt。
步骤1130:CPU对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为在步骤1120中设定的目标排出流量CWtgt。
另一方面,在第1水温TW1为第1水温阈值TW1th以上的情况下,CPU在步骤1110中判定为“否”,进入步骤1140,判定第2水温TW2是否比全闭水温TW2close低、即是否为正在执行EGR控制且排气温控阀74A处于开阀状态。
在第2水温TW2比全闭水温TW2close低的情况下,CPU在步骤1140中判定为“是”,依次进行以下所述的步骤1150以及步骤1160的处理。然后,CPU进入步骤1195,暂时结束本例程。
步骤1150:CPU通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCW1(NE,KL,Dex,Degr)来取得基准排出流量CW1,将该取得的基准排出流量CW1设定为目标排出流量CWtgt。
步骤1160:CPU对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为在步骤1150中设定的目标排出流量CWtgt。
另一方面,在第2水温TW2为全闭水温TW2close以上的情况下,CPU在步骤1140中判定为“否”,依次进行以下所述的步骤1170以及步骤1180的处理。然后,CPU进入步骤1195,暂时结束本例程。
步骤1170:CPU通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCW2(NE,KL,Degr)来取得基准排出流量CW2,将该取得的基准排出流量CW2设定为目标排出流量CWtgt。
步骤1180:CPU对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为在步骤1170中设定的目标排出流量CWtgt。
进一步,在代替排气温控阀74A而使用排气控制阀74B的情况下,CPU成为每经过预定时间而执行在图12中由流程图表示的例程。因此,当成为预定定时时,CPU从图12的步骤1200开始处理,进入步骤1210,判定第2水温TW2是否比第2水温阈值TW2th低。
在第2水温TW2比第2水温阈值TW2th低的情况下,CPU在步骤1210中判定为“是”,进行以下所述的步骤1220的处理。然后,CPU进入步骤1295,暂时结束本例程。
步骤1220:CPU对排气控制阀74B的开度Dex进行控制以使得排气控制阀74B成为全开状态。
另一方面,在第2水温TW2为第2水温阈值TW2th以上的情况下,CPU在步骤1210中判定为“否”,进入步骤1230,判定第2水温TW2是否比全闭水温TW2close低。
在第2水温TW2比全闭水温TW2close低的情况下,CPU在步骤1230中判定为“是”,依次进行以下所述的步骤1240以及步骤1250的处理。然后,CPU进入步骤1295,暂时结束本例程。
步骤1240:CPU通过将第2水温TW2应用于查找表MapDex_base(TW2)来取得基本排气控制阀开度Dex_base,将该取得的基本排气控制阀开度Dex_base设定为目标排气控制阀开度Dex_tgt。
步骤1250:CPU对排气控制阀74B的开度Dex进行控制以使得排气控制阀开度Dex成为在步骤1240中设定的目标排气控制阀开度Dex_tgt。
另一方面,在第2水温TW2为全闭水温TW2close以上的情况下,CPU在步骤1230中判定为“否”,进行以下所述的步骤1260的处理。然后,CPU进入步骤1295,暂时结束本例程。
步骤1260:CPU对排气控制阀74B的开度Dex进行控制以使得排气控制阀74B成为全闭状态。
以上是实施装置的具体的工作。由此,在排气温控阀74A处于全开状态时开始了EGR控制的情况下(参照在步骤1110中判定为“否”、在步骤1140中判定为“是”的情况),在开始了EGR控制的时刻,泵排出流量CWpump被增大到与分支排气流量GASin相应的流量(参照步骤1150以及步骤1160的处理)。因此,在开始EGR控制以后,即使排气温控阀74A处于全开状态,也能够提高能使EGR气体温度TGegr降低到合适的温度TGegr_opt的可能性。
此外,本发明不限定于上述实施方式,在本发明的范围内能够采用各种变形例。
<第1变形例>
在执行EGR控制、且排气温控阀74A处于开阀状态的情况下,大体来说,从燃烧室12排出的排出气体的流量(即内燃机排气流量GASeng)越大,则对于排热回收冷却装置70所要求的冷却能力越大。对于内燃机排气流量GASeng,内燃机转速NE越大,则内燃机排气流量GASeng越大,内燃机负荷KL越大,则内燃机排气流量GASeng越大。
于是,在本发明的实施方式的第1变形例中,按内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr的组合,通过实验等求出在执行EGR控制、排气温控阀74A处于开阀状态且内燃机排气流量GASeng比预定流量GASth小时能够实现对于排热回收冷却装置70的要求冷却能力的泵排出流量CWpump来作为基准排出流量CW1a。
并且,将这些求出的基准排出流量CW1a以将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr作为参数的查找表MapCW1a(NE,KL,Dex,Degr)的形式预先存储于第1变形例涉及的控制装置(以下称为“第1变形装置”)的存储器。查找表MapCW1a(NE,KL,Dex,Degr)被制作为:内燃机转速NE越大,则取得越大的基准排出流量CW1a,内燃机负荷KL越大,则取得越大的基准排出流量CW1a,排气温控阀开度Dex越大,则取得越大的基准排出流量CW1a,EGR控制阀开度Degr越大,则取得越大的基准排出流量CW1a。
进一步,在第1变形例中,按内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr的组合,通过实验等求出在执行EGR控制、排气温控阀74A处于开阀状态且内燃机排气流量GASeng为预定流量GASth以上时能够实现对于排热回收冷却装置70的要求冷却能力的泵排出流量CWpump来作为基准排出流量CW1b。
并且,将这些求出的基准排出流量CW1b以将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr作为参数的查找表MapCW1b(NE,KL,Dex,Degr)的形式预先存储于第1变形装置的存储器。查找表MapCW1b(NE,KL,Dex,Degr)被制作为:内燃机转速NE越大,则取得越大的基准排出流量CW1b,内燃机负荷KL越大,则取得越大的基准排出流量CW1b,排气温控阀开度Dex越大,则取得越大的基准排出流量CW1b,EGR控制阀开度Degr越大,则取得越大的基准排出流量CW1b。
但是,从查找表MapCW1b(NE,KL,Dex,Degr)取得的基准排出流量CW1b比在内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr相同的情况下从查找表MapCW1a(NE,KL,Dex,Degr)取得的基准排出流量CW1a大。
并且,在内燃机运转期间,第1变形装置在执行EGR控制且排气温控阀74A处于开阀状态时内燃机排气流量GASeng比预定流量GASth小的情况下,通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCW1a(NE,KL,Dex,Degr)来取得基准排出流量CW1a,将该取得的基准排出流量CW1a设定为目标排出流量CWtgt。第1变形装置对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为目标排出流量CWtgt(=CW1a)。
另一方面,第1变形装置在执行EGR控制且排气温控阀74A处于开阀状态时内燃机排气流量GASeng为预定流量GASth以上的情况下,通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCW1b(NE,KL,Dex,Degr)来取得基准排出流量CW1b,将该取得的基准排出流量CW1b设定为目标排出流量CWtgt。第1变形装置对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为目标排出流量CWtgt(=CW1b)。
由此,在执行EGR控制且排气温控阀74A处于开阀状态时,在内燃机排气流量GASeng小的情况下,泵排出流量CWpump被控制为比较小的流量,在内燃机排气流量GASeng大的情况下,泵排出流量CWpump被控制为比较大的流量。因此,能够提高能使EGR气体温度TGegr降低到合适的温度TGegr_opt的可能性。
此外,在不执行EGR控制且排气温控阀74A处于全开状态时(即第1水温TW1比第1水温阈值TW1th低时),不要求对EGR气体进行冷却(EGR气体的冷却),但要求对内燃机10进行预热(内燃机预热)(即,使内燃机温度Teng上升)。于是,第1变形装置在不执行EGR控制且排气温控阀74A处于全开状态的情况下,与实施装置同样地,将最小流量CWmin设定为目标排出流量CWtgt。第1变形装置对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为目标排出流量CWtgt(=CWmin)。
进一步,在执行EGR控制且排气温控阀74A成为全闭状态时(即,第2水温TW2为全闭水温TW2close以上时),要求与EGR气体流量GASegr相应的EGR气体冷却,但不要求内燃机预热。于是,第1变形装置在执行EGR控制且排气温控阀74A处于全闭状态的情况下,与实施装置同样地,通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCW2(NE,KL,Degr),取得基准排出流量CW2,将该取得的基准排出流量CW2设定为目标排出流量CWtgt。第1变形装置对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为目标排出流量CWtgt(=CW2)。
<第1变形装置的具体的工作>
接着,对第1变形装置的具体的工作进行说明。代替图11所示的例程,第1变形装置的ECU90的CPU每经过预定时间而执行在图13中由流程图表示的例程。
因此,当成为预定定时时,CPU从图13的步骤1300开始处理,进入步骤1310,判定第1水温TW1是否比第1水温阈值TW1th低、即是否为不执行EGR控制且排气温控阀74A处于全开状态。
在第1水温TW1比第1水温阈值TW1th低的情况下,CPU在步骤1310判定为“是”,依次进行以下所述的步骤1320以及步骤1330的处理。然后,CPU进入步骤1395,暂时结束本例程。
步骤1320:CPU将最小流量CWmin设定为目标排出流量CWtgt。
步骤1330:CPU对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为在步骤1320中设定的目标排出流量CWtgt。
另一方面,在第1水温TW1为第1水温阈值TW1th以上的情况下,CPU在步骤1310中判定为“否”,进入步骤1340,判定第2水温TW2是否比全闭水温TW2close低、即是否为正在执行EGR控制且排气温控阀74A处于开阀状态。
在第2水温TW2比全闭水温TW2close低的情况下,CPU在步骤1340中判定为“是”,进入步骤1345,判定内燃机排气流量GASeng是否比预定流量GASth小。
在内燃机排气流量GASeng比预定流量GASth小的情况下,CPU在步骤1345中判定为“是”,依次进行以下所述的步骤1350以及步骤1355的处理。然后,CPU进入步骤1395,暂时结束本例程。
步骤1350:CPU通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCW1a(NE,KL,Dex,Degr)来取得基准排出流量CW1a,将该取得的基准排出流量CW1a设定为目标排出流量CWtgt。
步骤1355:CPU对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为在步骤1350中设定的目标排出流量CWtgt(=CW1a)。
另一方面,在内燃机排气流量GASeng为预定流量GASth以上的情况下,CPU在步骤1345中判定为“否”,依次进行以下所述的步骤1360以及步骤1365的处理。然后,CPU进入步骤1395,暂时结束本例程。
步骤1360:CPU通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCW1b(NE,KL,Dex,Degr)来取得基准排出流量CW1b,将该取得的基准排出流量CW1b设定为目标排出流量CWtgt。
步骤1365:CPU对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为在步骤1360中设定的目标排出流量CWtgt(=CW1b)。
在CPU执行步骤1340的处理的时刻、第2水温TW2为全闭水温TW2close以上的情况下,CPU在步骤1340中判定为“否”,依次进行以下所述的步骤1370以及步骤1380的处理。然后,CPU进入步骤1395,暂时结束本例程。
步骤1370:CPU通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCW2(NE,KL,Degr)来取得基准排出流量CW2,将该取得的基准排出流量CW2设定为目标排出流量CWtgt。
步骤1380:CPU对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为在步骤1370中设定的目标排出流量CWtgt(=CW2)。
以上是第1变形装置的具体的工作。由此,在执行EGR控制且排气温控阀74A成为开阀状态时(参照步骤1340中判定为“是”的情况)、内燃机排气流量GASeng小的情况下(参照在步骤1345中判定为“是”的情况),泵排出流量CWpump被控制为比较小的流量(参照步骤1350以及步骤1355的处理)。另一方面,在执行EGR控制且排气温控阀74A处于开阀状态时、内燃机排气流量GASeng大的情况下(参照在步骤1345中判定为“否”的情况),泵排出流量CWpump被控制为比较大的流量(参照步骤1360以及步骤1365的处理)。因此,能够提高能使EGR气体温度TGegr降低到合适的温度TGegr_opt的可能性。
<第2变形例>
对于对排热回收冷却装置70所要求的冷却能力,分支排气流量GASin越大,则该所要求的冷却能力越大,EGR气体流量GASegr越大,则该所要求的冷却能力越大。对于分支排气流量GASin,内燃机排气流量GASeng越大,则该分支排气流量GASin越大,排气温控阀开度Dex越大,则该分支排气流量GASin越大。对于内燃机排气流量GASeng,内燃机转速NE越大,则内燃机排气流量GASeng越大,内燃机负荷KL越大,则内燃机排气流量GASeng越大。进一步,EGR控制阀开度Degr越大,则EGR气体流量GASegr越大。
于是,在本发明的实施装置的第2变形例中,按内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr,通过实验等求出能实现对排热回收冷却装置70所要求的冷却能力的泵排出流量CWpump来作为基准排出流量CWbase。
并且,将这些求出的基准排出流量CWbase以将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr作为参数的查找表MapCWbase(NE,KL,Dex,Degr)的形式预先存储于第2变形例涉及的控制装置的存储器。查找表MapCWbase(NE,KL,Dex,Degr)被制作为:在EGR控制阀开度Degr为零的情况下,取得与最小流量CWmin相等的基准排出流量CWbase。另外,查找表MapCWbase(NE,KL,Dex,Degr)被制作为:在EGR控制阀开度Degr比零大的情况下,内燃机转速NE越大,则取得越大的基准排出流量CWbase,内燃机负荷KL越大,则取得越大的基准排出流量CWbase,排气温控阀开度Dex越大,则取得越大的基准排出流量CWbase,EGR控制阀开度Degr越大,则取得越大的基准排出流量CWbase。
并且,在内燃机运转期间,第2变形例涉及的控制装置(以下称为“第2变形装置”)通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCWbase(NE,KL,Dex,Degr)来取得基准排出流量CWbase。第2变形装置将所取得的基准排出流量CWbase设定为目标排出流量CWtgt。第2变形装置对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为目标排出流量CWtgt。
由此,在执行EGR控制且排气温控阀74A处于开阀状态时,泵排出流量CWpump被控制为与分支排气流量GASin相应的流量。因此,能够在执行EGR控制且排气温控阀74A处于开阀状态时提高能使EGR气体温度TGegr降低到合适的温度TGegr_opt的可能性。
<第2变形装置的具体的工作>
接着,对第2变形装置的具体的工作进行说明。代替图11所示的例程,第2变形装置的ECU90的CPU每经过预定时间而执行在图14中由流程图表示的例程。
因此,当成为预定定时时,CPU从图14的步骤1400开始处理,依次进行以下所述的步骤1410以及步骤1420的处理。然后,CPU进入步骤1495,暂时结束本例程。
步骤1410:CPU通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCWbase(NE,KL,Dex,Degr)来取得基准排出流量CWbase,将该取得的基准排出流量CWbase设定为目标排出流量CWtgt。
步骤1420:CPU对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为在步骤1410中设定的目标排出流量CWtgt。
以上是第2变形装置的具体的工作。由此,在执行EGR控制且排气温控阀74A处于开阀状态时,泵排出流量CWpump被控制为与分支排气流量GASin相应的流量。因此,能够在执行EGR控制且排气温控阀74A成为开阀状态时提高能使EGR气体温度TGegr下降到合适的温度TGegr_opt的可能性。
<第3变形例>
在上述的实施方式、第1变形例以及第2变形例中,通过控制泵排出流量CWpump,控制被供给至热交换水路68的冷却水的流量。关于这方面,有时冷却系统50也构成为图15所示那样。
图15所示的冷却系统50在上述的实施方式涉及的冷却系统50的构成之外还具备冷却水流量控制阀54以及分支内燃机水路66B。冷却水流量控制阀54配设在第2水路62。分支内燃机水路66B的一端经由冷却水流量控制阀54而与第2水路62连接。分支内燃机水路66B的另一端与第3水路63连接。分支内燃机水路66B配设为经过需要排热回收冷却装置70以外的冷却的设备(例如插电式混合动力车辆的电池以及功率控制单元等)。
冷却水流量控制阀54能够使从内燃机内部水路67流出到第2水路62的冷却水的一部分或者全部流入到分支内燃机水路66B。在冷却水流量控制阀54处于全开状态的情况下,从内燃机内部水路67流出到第2水路62的冷却水全部流入到冷却水流量控制阀54下游的第2水路62。另一方面,在冷却水流量控制阀54处于全闭状态的情况下,从内燃机内部水路67流出到第2水路62的冷却水全部经由冷却水流量控制阀54而流入到分支内燃机水路66B。进一步,在冷却水流量控制阀54处于全开状态与全闭状态之间的状态(即开阀状态)的情况下,从内燃机内部水路67流出到第2水路62的冷却水的一部分流入到冷却水流量控制阀54下游的第2水路62,其余的冷却水经由冷却水流量控制阀54而流入到分支内燃机水路66B。这样,通过控制冷却水流量控制阀54的开度Dcw,能够控制被供给至热交换水路68的冷却水的流量。
于是,本发明的实施方式的第3变形例涉及的控制装置(以下称为“第3变形装置”)在内燃机运转开始后、直到第1水温TW1达到第1水温阈值TW1th的期间,不存在对需要排热回收冷却装置70以外的冷却的设备进行冷却的要求时,将最小流量CWmin设定为目标排出流量CWtgt。并且,第3变形装置对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为目标排出流量CWtgt(=CWmin),并且,对冷却水流量控制阀54的开度Dcw进行控制以使得冷却水流量控制阀54成为全开状态。以下,将需要排热回收冷却装置70以外的冷却的设备称为“要冷却设备”。
另一方面,在内燃机运转开始后、直到第1水温TW1达到第1水温阈值TW1th的期间,产生了对要冷却设备进行冷却的要求时,第3变形装置设定将使要冷却设备的温度Tdev降低到合适的温度Tdev_opt所需要的冷却水的流量(以下称为“设备要求流量CWdev_req”)加到最小流量CWmin上而得到的流量CWtotal(=CWmin+CWdev_req)来作为目标排出流量CWtgt。
并且,第3变形装置对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为目标排出流量CWtgt(=CWtotal),并且,对冷却水流量控制阀54的开度Dcw进行控制,以使得冷却水流量控制阀54的开度Dcw成为能够使设备要求流量CWdev_req的冷却水流入到分支内燃机水路66B的开度。
然后,在第1水温TW1达到了第1水温阈值TW1th时,第3变形装置开始EGR控制。此时,第3变形装置通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCW1(NE,KL,Dex,Degr)来取得基准排出流量CW1。
此时,在不存在对要冷却设备进行冷却的要求的情况下,第3变形装置将所取得的基准排出流量CW1设定为目标排出流量CWtgt。并且,第3变形装置对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为目标排出流量CWtgt(=CW1),并且,对冷却水流量控制阀54的开度Dcw进行控制以使得冷却水流量控制阀54成为全开状态。
另一方面,在产生了对要冷却设备进行冷却的要求时,第3变形装置将对基准排出流量CW1加上设备要求流量CWdev_req而得到的流量CWtotal(=CW1+CWdev_req)设定为目标排出流量CWtgt。
并且,第3变形装置对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为目标排出流量CWtgt(=CWtotal),并且,对冷却水流量控制阀54的开度Dcw进行控制,以使得冷却水流量控制阀54的开度Dcw成为能够使设备要求流量CWdev_req的冷却水流入到分支内燃机水路66B的开度。
然后,当第2水温TW2达到全闭水温TW2closeth(即排气温控阀74A成为全闭状态)时,在其以后,第3变形装置通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCW2(NE,KL,Degr)来取得基准排出流量CW2。
此时,在不存在对要冷却设备进行冷却的要求的情况下,第3变形装置将所取得的基准排出流量CW2设定为目标排出流量CWtgt。并且,第3变形装置对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为目标排出流量CWtgt(=CW2),并且,对冷却水流量控制阀54的开度Dcw进行控制以使得冷却水流量控制阀54成为全开状态。
另一方面,在产生了对要冷却设备进行冷却的要求时,第3变形装置将对基准排出流量CW2加上设备要求流量CWdev_req而得到的流量CWtotal(=CW2+CWdev_req)设定为目标排出流量CWtgt。
并且,第3变形装置对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为目标排出流量CWtgt(=CWtotal),并且,对冷却水流量控制阀54的开度Dcw进行控制以使得冷却水流量控制阀54的开度Dcw成为能够使设备要求流量CWdev_req的冷却水流入到分支内燃机水路66B的开度。
通过第3变形装置,即使是在开始了EGR控制时、排气温控阀74A处于全开状态的情况下,也能够提高能使EGR气体温度TGegr降低到合适的温度TGegr_opt的可能性。另外,即使是在开始EGR控制后执行EGR控制的期间、排气温控阀74A处于开阀状态的情况下,也能够提高能使EGR气体温度TGegr降低到合适的温度TGegr_opt的可能性。
进一步,根据第3变形装置,能够向热交换水路68供给比泵排出流量CWpump少的流量的冷却水。因此,在应该供给至内燃机内部水路67的冷却水的流量(以下称为“内燃机要求流量”)比应该供给至热交换水路68的冷却水的流量(以下称为“热交换要求流量”)大的情况下,也能够在向内燃机内部水路67供给内燃机要求流量的冷却水的同时,向热交换水路68供给热交换要求流量的冷却水。
<第3变形装置的具体的工作>
代替图11,第3变形装置的ECU90的CPU每经过预定时间而执行在图16中由流程图表示的例程。因此,当成为预定定时时,CPU从图16的步骤1600开始处理,进入步骤1605,判定第1水温TW1是否比第1水温阈值TW1th低。
在第1水温TW1比第1水温阈值TW1th低的情况下,CPU在步骤1605中判定为“是”,进入步骤1610,判定是否产生了对要冷却设备进行冷却的要求。
在产生了对要冷却设备进行冷却的要求的情况下,CPU在步骤1610中判定为“是”,依次进行以下所述的步骤1615以及步骤1620的处理。然后,CPU进入步骤1695,暂时结束本例程。
步骤1615:CPU将对最小流量CWmin加上设备要求流量CWdev_req而得到的流量设定为目标排出流量CWtgt(=CWmin+CWdev_req)。
步骤1620:CPU对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为在步骤1615中设定的目标排出流量CWtgt(=CWmin+CWdev_req),并且,对冷却水流量控制阀54的开度Dcw进行控制以使得设备要求流量CWdev_req的冷却水从第2水路62流入到分支内燃机水路66B。
另一方面,在未产生对要冷却设备进行冷却的要求的情况下,CPU在步骤1610中判定为“否”,依次进行以下所述的步骤1625以及步骤1630的处理。然后,CPU进入步骤1695,暂时结束本例程。
步骤1625:CPU将最小流量CWmin设定为目标排出流量CWtgt(=CWmin)。
步骤1630:CPU对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为在步骤1625中设定的目标排出流量CWtgt(=CWmin),并且,对冷却水流量控制阀54的开度Dcw进行控制以使得冷却水流量控制阀54成为全开状态。
在CPU执行步骤1605的处理的时刻、第1水温TW1为第1水温阈值TW1th以上的情况下,CPU在步骤1605中判定为“否”,进入步骤1635,判定第2水温TW2是否比全闭水温TW2close低。
在第2水温TW2比全闭水温TW2close低的情况下,CPU在步骤1635中判定为“是”,进入步骤1640,判定是否产生了对要冷却设备进行冷却的要求。
在产生了对要冷却设备进行冷却的要求的情况下,CPU在步骤1640中判定为“是”,依次进行以下所述的步骤1645以及步骤1650的处理。然后,CPU进入步骤1695,暂时结束本例程。
步骤1645:CPU通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCW1(NE,KL,Dex,Degr)来取得基准排出流量CW1,将对该取得的基准排出流量CW1加上设备要求流量CWdev_req而得到的流量设定为目标排出流量CWtgt(=CW1+CWdev_req)。
步骤1650:CPU对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为在步骤1645中设定的目标排出流量CWtgt(=CW1+CWdev_req),并且,对冷却水流量控制阀54的开度Dcw进行控制以使得设备要求流量CWdev_req的冷却水从第2水路62流入到分支内燃机水路66B。
另一方面,在未产生对要冷却设备进行冷却的要求的情况下,CPU在步骤1640中判定为“否”,依次进行以下所述的步骤1655以及步骤1660的处理。然后,CPU进入步骤1695,暂时结束本例程。
步骤1655:CPU通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL、排气温控阀开度Dex以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCW1(NE,KL,Dex,Degr)来取得基准排出流量CW1,将该取得的基准排出流量CW1设定为目标排出流量CWtgt(=CW1)。
步骤1660:CPU对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为在步骤1655中设定的目标排出流量CWtgt(=CW1),并且,对冷却水流量控制阀54的开度Dcw进行控制以使得冷却水流量控制阀54成为全开状态。
在CPU执行步骤1635的处理时刻、第2水温TW2为全闭水温TW2close以上的情况下,CPU在步骤1635判定为“否”,进入步骤1665,判定是否产生了对要冷却设备进行冷却的要求。
在产生了对要冷却设备进行冷却的要求的情况下,CPU在步骤1665中判定为“是”,依次进行以下所述的步骤1670以及步骤1675的处理。然后,CPU进入步骤1695,暂时结束本例程。
步骤1670:CPU通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCW2(NE,KL,Degr)来取得基准排出流量CW2,将对该取得的基准排出流量CW2加上设备要求流量CWdev_req的流量设定为目标排出流量CWtgt(=CW2+CWdev_req)。
步骤1675:CPU对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为在步骤1670中设定的目标排出流量CWtgt(=CW2+CWdev_req),并且,对冷却水流量控制阀54的开度Dcw进行控制以使得设备要求流量CWdev_req的冷却水从第2水路62流入到分支内燃机水路66B。
另一方面,在未产生对要冷却设备进行冷却的要求的情况下,CPU在步骤1665中判定为“否”,依次进行以下所述的步骤1680以及步骤1685的处理。然后,CPU进入步骤1695,暂时结束本例程。
步骤1680:CPU通过将内燃机转速NE、内燃机负荷KL以及EGR控制阀开度Degr应用于查找表MapCWpump_2(NE,KL,Degr)来取得基准排出流量CW2,将该取得的基准排出流量CW2设定为目标排出流量CWtgt。
步骤1685:CPU对内燃机泵51的工作进行控制以使得泵排出流量CWpump成为在步骤1680中设定的目标排出流量CWtgt(=CW2),并且,对冷却水流量控制阀54的开度Dcw进行控制以使得冷却水流量控制阀54成为全开状态。
以上是第3变形装置的具体的工作。由此,在执行EGR控制且进行排热回收的情况下(即,在步骤1605中判定为“否”、在步骤1635中判定为“是”的情况下),当分支排气流量GASin大时,热交换冷却水流量CWheat比分支排气流量GASin小时的热交换冷却水流量CWheat大(即,进行步骤1645~步骤1660的处理)。因此,在执行EGR控制且进行排热回收的情况下,能够提高能使EGR气体温度TGegr降低到适当的温度TGegr_opt的可能性。

Claims (10)

1.一种内燃机的控制装置,具备:
EGR装置,其具有将从内燃机的至少一个燃烧室排出到内燃机的排气通路的排出气体的至少一部分作为EGR气体供给到内燃机的进气通路的EGR气体供给功能;
排热回收冷却装置,其具有排出气体供给功能和排热回收功能,所述排出气体供给功能为在通过所述EGR装置执行使EGR气体供给到所述进气通路的EGR控制时,从所述排气通路取入从所述燃烧室排出的排出气体的至少一部分,通过冷却水对该取入的排出气体进行冷却,将该冷却后的排出气体作为所述EGR气体供给至所述EGR装置,所述排热回收功能为从所述排气通路取入从所述燃烧室排出的排出气体的至少一部分,通过冷却水对该取入的排出气体进行冷却,使该冷却后的排出气体返回到所述排气通路;以及
控制单元,其构成为对所述EGR装置的工作进行控制,
所述控制单元构成为:在控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、且进行所述排热回收功能时,与控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、且未进行所述排热回收功能时相比,将作为向所述排热回收冷却装置供给的冷却水的流量的热交换冷却水流量控制为大的流量。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,
所述控制单元构成为:在控制所述所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、进行所述排热回收功能、且所述排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量比较大时,与控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、进行所述排热回收功能、且所述排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量比较小时相比,将所述热交换冷却水流量控制为大的流量。
3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置,
所述控制单元构成为:在控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、且进行所述排热回收功能时,所述排热回收冷却装置所取入的排出气体的流量越多,则将所述热交换冷却水流量控制为越大的流量。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的内燃机的控制装置,
所述控制单元构成为:在控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、进行所述排热回收功能、且从所述燃烧室排出到所述排气通路的排出气体的流量为预定流量以上时,与控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、进行所述排热回收功能、且从所述燃烧室排出到所述排气通路的排出气体的流量小于所述预定流量时相比,将所述热交换冷却水流量控制为大的流量。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的内燃机的控制装置,
所述控制单元构成为:在控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、未进行所述排热回收功能、且所述EGR气体的流量比较大时,与控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、未进行所述排热回收功能、且所述EGR气体的流量比较小时相比,将所述热交换冷却水流量控制为大的流量。
6.根据权利要求5所述的内燃机的控制装置,
所述控制单元构成为:在控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制、且未进行所述排热回收功能时,所述EGR气体的流量越多,则将所述热交换冷却水流量控制为越大的流量。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的内燃机的控制装置,
具备向所述排热回收冷却装置供给冷却水的泵,
所述控制单元构成为:通过控制所述泵的工作,控制所述热交换冷却水流量。
8.根据权利要求7所述的内燃机的控制装置,
还具备控制从所述泵向所述排热回收冷却装置供给的冷却水的流量的冷却水流量控制阀,
所述控制单元构成为:通过控制所述泵的工作以及所述冷却水流量控制阀的开度,控制所述热交换冷却水流量。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的内燃机的控制装置,
所述控制单元构成为:在从所述内燃机排出的冷却水的温度为预定的第1温度阈值以上时,控制所述EGR装置的工作而执行所述EGR控制。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的内燃机的控制装置,
所述排热回收冷却装置构成为:在被供给至该排热回收冷却装置的冷却水的温度比预定的第2温度阈值低时,进行所述排热回收功能。
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