JP2012122466A - エンジンシステム及びそのデータ処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン100と、排気ライン130と、排気ガス中の粒子状物質を捕集するディーゼル媒煙フィルタ120と、ディーゼル媒煙フィルタ120のガス入口とガス出口との圧力差を測定する第1差圧センサ180と、ディーゼル媒煙フィルタ120に流入する排気ガスの温度を測定する温度センサ121、122と、クランクシャフトが設定された回転角だけ回転するたびに、温度センサ及び第1差圧センサのデータを入力し、入力されたデータを処理し、制御に反映させる制御部と、を有するエンジンシステム。
【選択図】図1
Description
これとともに、排気ラインから吸気ラインへ排気ガスを再循環する排気ガス再循環(Exhaust Gas Recirculation:以下EGRと記す)ラインが配置される。ここで、EGRラインのEGRバルブは、EGRガスの流量を制御する。また、EGRバルブのガス入口とガス出口の圧力差を測定し、これを用いてEGRガスの流量を計算することができる。
制御部は、エンジンが排気行程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置からクランクシャフトが90度づつ回転するたびに、第1差圧センサからディーゼル媒煙フィルタのガス入口とガス出口の差圧データの入力を受け、これを平均して、ディーゼル媒煙フィルタのガス入口とガス出口の圧力差を計算する。
制御部は、エンジンが排気行程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置からクランクシャフトが90度づつ回転するたびに、温度センサから温度データの入力を受け、これを平均して排気ガスの温度を計算する。
制御部は、クランクシャフトが設定された回転角だけ回転するたびに第2差圧センサからのデータを入力し、入力されたデータを用いてEGRラインを通るEGRガスの流量を計算する。
制御部が、エンジンが排気行程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置からクランクシャフトが90度づつ回転するたびに、第1差圧センサから差圧データの送信を受け、これを平均して、ディーゼル媒煙フィルタのガス入口とガス出口の圧力差を計算する段階を行う。
制御部が、エンジンが排気行程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置からクランクシャフトが90度づつ回転するたびに、温度センサから温度データの送信を受け、これを平均して、排気ガスの温度を計算する段階を行う。
以下に、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
EGRライン140は、排気ライン130のディーゼル媒煙フィルタ120のガス出口から分岐され、吸気ライン170に連結される。
即ち、排気ライン130を通過する排気ガスの一部は大気に放出され、他の一部はEGRライン140を介して吸気ライン170に合流される。
制御部は、第2差圧センサ190から入力された差圧データを用いて、EGRライン140のEGRバルブ150を流れるEGRガスの流量を計算するとともに、計算されたEGRガスの流量に基づいて、EGRバルブ150の開度を制御する。
エンジン100は各行程を周期的に行うので、この行程は、エンジン100の回転力を出力するクランクシャフト(図示せず)の回転角と密接な関係がある。したがって、本発明は、排気ガスの温度及び排気ガスの差圧を、エンジン100の行程に対応するランクシャフトの回転角を指標として測定することによって測定精度を向上させた。
図3の横軸は、4気筒エンジンのクランクシャフトの回転角を示し、縦軸は、排気流量(圧力)を示す。図3に示すように、例えば、排気流量を基準としてクランクシャフトの回転角90度の回転位置で最大値1が出力される。180度の回転位置において最小値1が出力される。続いて、最大値2、最小値2、最大値3、最小値3が出力される。ここで、クランクシャフトの0点は、設計仕様によって異なる。
制御部は、S403において、エンジン100の回転数が500RPMを超えているか否かを判断する。エンジン100の回転数が500RPMを超えていない場合は、第1差圧センサ180と第2差圧センサ190、及び第1温度センサ121と第2温度センサ122から連続的にデータを入力してデータ処理する。連続的にデータを処理する方法は、従来の方法と同様である。
S425において、制御部は、第1差圧データ及び第2差圧データを平均してX値を求め、S427においても、差圧データを平均してY値を求める。
図4には、制御部がクランクシャフトの回転角に応じて、第1差圧センサから第1差圧データ及び第2差圧データを測定し、これを平均化する例を図示した。
また、制御部は、同様の方法により第1温度センサ121及び第2温度センサ122によって第1温度及び第2温度を測定し、これを平均することにより、排気ライン130を流れる排気ガスの温度を精度よく測定し、これを制御データに反映させることによってエンジンシステムを精度よく制御することができる。
110 ディーゼル酸化触媒
120 ディーゼル媒煙フィルタ
121 第1温度センサ
122 第2温度センサ
130 排気ライン
140 EGRライン
150 EGRバルブ
160 EGRクーラ
170 吸気ライン
180 第1差圧センサ
190 第2差圧センサ
Claims (14)
- クランクシャフトを介して回転力を出力するエンジンと、
前記エンジンから排出される排気ガスが流れる排気ラインと、
前記排気ラインに設けられ、排気ガスに含まれている粒子状物質を捕集するディーゼル媒煙フィルタと、
前記ディーゼル媒煙フィルタのガス入口とガス出口との圧力差を測定する第1差圧センサと、
前記ディーゼル媒煙フィルタに流入する排気ガスの温度を測定する温度センサと、
前記クランクシャフトが設定された回転角だけ回転するたびに、前記温度センサ及び前記第1差圧センサのデータを入力し、入力されたデータを用いて、前記ディーゼル媒煙フィルタのガス入口とガス出口との圧力差、及び前記ディーゼル媒煙フィルタに流入する排気ガスの温度を計算する制御部と、
を有することを特徴とするエンジンシステム。 - 前記制御部は、エンジンが排気行程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置において、前記第1差圧センサから出力される第1差圧と、エンジンが排気行程以外を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置において、前記第1差圧センサから出力される第2差圧と、を入力し、前記第1差圧と前記第2差圧とを平均して前記ディーゼル媒煙フィルタのガス入口とガス出口の圧力差を計算することを特徴とする請求項1に記載のエンジンシステム。
- 前記制御部は、前記エンジンが排気行程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置において、前記温度センサから出力される第1温度と、前記エンジンが排気行程以外を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置において、前記温度センサから出力される第2温度と、を入力し、前記第1温度と前記第2温度とを平均して、排気ガスの温度を計算することを特徴とする請求項1に記載のエンジンシステム。
- 前記エンジンが、4気筒を有し、吸入行程、圧縮行程、爆発行程、及び排気行程を行う4行程サイクルエンジンであって、
前記制御部は、前記エンジンが排気行程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置から前記クランクシャフトが90度づつ回転するたびに、前記第1差圧センサから前記ディーゼル媒煙フィルタのガス入口とガス出口の差圧データの入力を受け、これを平均して、前記ディーゼル媒煙フィルタのガス入口とガス出口の圧力差を計算することを特徴とする請求項2に記載のエンジンシステム。 - 前記エンジンが、4気筒を有し、吸入行程、圧縮行程、爆発行程、及び排気行程を行う4行程サイクルエンジンであって、
前記制御部は、前記エンジンが排気行程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置から前記クランクシャフトが90度づつ回転するたびに、前記温度センサから温度データの入力を受け、これを平均して排気ガスの温度を計算することを特徴とする請求項3に記載のエンジンシステム。 - 前記エンジンに空気を供給する吸気ラインと、
前記排気ラインから前記吸気ラインへと排気ガスを再循環させる排気ガス再循環(以下EGRと記す)ラインと、
前記EGRラインに設けられ、EGRガスを冷却するEGRクーラと、
前記EGRクーラのガス入口に設けられ、前記EGRガスの流量を制御するEGRバルブと、
前記EGRバルブのガス入口と前記EGRクーラのガス出口との圧力差を測定する第2差圧センサと、を更に含み、
前記制御部は、前記クランクシャフトが設定された回転角だけ回転するたびに前記第2差圧センサからのデータを入力し、入力されたデータを用いてEGRラインを通るEGRガスの流量を計算することを特徴とする請求項1に記載のエンジンシステム。 - 前記制御部は、エンジンが排気行程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置において、前記第2差圧センサから送られる第3差圧を測定し、
エンジンが排気行程以外を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置において、前記第2差圧センサから送られる第4差圧を測定し、
前記第3差圧データと前記第4差圧データとを平均して、前記EGRラインを通るEGRガスの流量を計算することを特徴とする請求項6に記載のエンジンシステム。 - 制御部は、クランクシャフトの回転角を測定する段階と、
前記クランクシャフトが、設定された回転角を回転するたびに、温度センサによって排気ガスの温度を測定する段階と、
前記クランクシャフトが、前記設定された回転角を回転するたびに、ディーゼル媒煙フィルタのガス入口とガス出口の圧力差を測定する段階と、
測定された温度データを平均して、排気ガスの温度を計算する段階と、
測定された差圧データを平均して、前記ディーゼル媒煙フィルタのガス入口とガス出口の圧力差を計算する段階と、
を行うことを特徴とするエンジンシステムのデータ処理方法。 - 前記制御部は、エンジンが排気行程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置において、第1差圧センサから送られる第1差圧データを入力する段階と、
エンジンが排気行程の間以外の工程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置において、前記第1差圧センサから送られる第2差圧データを入力する段階と、
前記第1差圧データと前記第2差圧データとを平均して、前記ディーゼル媒煙フィルタのガス入口とガス出口の圧力差を計算する段階と、
を行うことを特徴とする請求項8に記載のエンジンシステムのデータ処理方法。 - 前記制御部は、前記エンジンが排気行程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置において前記温度センサから出力される第1温度データを入力する段階と、
前記エンジンが排気行程の以外の工程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置において前記温度センサから出力される第2温度データを入力する段階と、
前記第1温度データと前記第2温度データとを平均して、排気ガスの温度を計算する段階と、
を行うことを特徴とする請求項8に記載のエンジンシステムのデータ処理方法。 - 前記エンジンが4気筒を有し、吸入行程、圧縮行程、爆発行程、及び排気行程を行う4行程サイクルエンジンであり、
前記制御部が、前記エンジンが排気行程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置から前記クランクシャフトが90度づつ回転するたびに、前記第1差圧センサから差圧データの送信を受け、これを平均して、前記ディーゼル媒煙フィルタのガス入口とガス出口の圧力差を計算する段階を行うことを特徴とする請求項9に記載のエンジンシステムのデータ処理方法。 - 前記エンジンが4気筒を有し、吸入行程、圧縮行程、爆発行程、及び排気行程を行う4行程サイクルエンジンであり、
前記制御部が、前記エンジンが排気行程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置から前記クランクシャフトが90度づつ回転するたびに、前記温度センサから温度データの送信を受け、これを平均して、排気ガスの温度を計算する段階を行うことを特徴とする請求項10に記載のエンジンシステムのデータ処理方法。 - 前記制御部は、前記クランクシャフトが設定された回転角だけ回転するたびに、第2差圧センサからデータを入力し、入力されたデータを用いてEGRラインを通るEGRガスの流量を計算する段階を行うことを特徴とする請求項8に記載のエンジンシステムのデータ処理方法。
- 前記制御部は、前記エンジンが排気行程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置において、第2差圧センサから出力される第3差圧データを入力する段階と、
前記エンジンが排気行程の以外の工程を行う期間に対応するクランクシャフトの回転位置において前記第2差圧センサから出力される第4差圧データを入力する段階と、
前記第3差圧データと前記第4差圧データとを平均して、前記EGRラインを通るEGRガスの流量を計算する段階と、
を行うことを特徴とする請求項8に記載のエンジンシステムのデータ処理方法。
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