JP2012246792A - 排気再循環制御装置および内燃機関の排気再循環システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン1の冷却水の温度が予め設定された閾値温度以上になったことを条件に、エンジン1の排気通路18w側から吸気通路7w側への排気ガスの還流を許可するとともにその還流排気ガスの還流量を制御する排気再循環制御装置であって、還流排気ガスの圧力とエンジン1の排気ガス中の水のモル比とに基づいて還流排気ガスの露点温度を算出する露点温度算出部31と、その露点温度に応じて閾値温度を可変設定する閾値温度可変設定部32とを備えている。
【選択図】図1
Description
図1〜図6は、本発明の一実施形態に係る排気再循環制御装置およびそれを備えた内燃機関の排気再循環システムを示している。
Ew(Ta)[kPa]=0.611 × 107.5・Ta/(Ta+237.3)・・・(1)
Rw1=Pw1/Pin・・・(2)
Rd1=(Pin−Pw1)/Pin・・・(3)
Gw1=Ga×(Rw1×Mw)/(Rw1×Mw+Rd1×Md)・・・(4)
Gf=Ga/(A/F)・・・(6)
Nf=Gf/Mf・・・(7)
C7H16 +11O2 → 7CO2 + 8H2O ・・・(8)
Nw3=8×Nf ・・・(9)
Nw1=Gw1/Mw ・・・(10)
Nw2=Nw1+Nw3 ・・・(11)
Nx2=(Ga−Gw1)×0.25/Mx−11×Nf ・・・(13)
Nc2=7×Nf・・・(14)
ここで、Nt1は燃焼前の窒素の物質量、Mtは窒素(1モル)のモル質量、Mxは酸素(1モル)のモル質量、Nfは前述の燃料の物質量である。
Nd2=Nt2+Nx2+Nc2 ・・・(15)
Rw2=Nw2/(Nw2+Nd2) ・・・(16)
Pw2=Peg×Rw2 ・・・(17)
ただし、A=Pw2/0.611であり、(18)式中のlogは自然対数である。なお、この(18)式は、(1)式で得られる飽和蒸気圧Ew(Ta)が還流排気ガス中の水の分圧Pw2と一致する状態(露点)での温度Taの値に相当する。
1a 気筒
1w ウォータージャケット
3 燃焼室
7w 吸気通路
11 インジェクタ(燃料噴射弁)
18w 排気通路
19 触媒コンバータ(排気浄化装置)
20 排気再循環装置(EGR装置)
21 EGRパイプ(排気還流管)
21w 排気還流通路
22 EGRバルブ(排気還流制御弁)
23 EGRクーラ(排気冷却器)
30 ECU(吸入空気温度検出部、吸入空気圧力検出部、空燃比検出部)
31 露点温度算出部
32 閾値温度可変設定部
33 EGR制御部
40 大気圧センサ(吸入空気圧力検出部)
41 エアフローメータ
42 吸気温度センサ(吸入空気温度検出部)
44 クランク角センサ
45 水温センサ
46 スロットル開度センサ
47 車速センサ
48 空燃比センサ(空燃比検出部)
49 アクセル開度センサ
51 排気ガス温度センサ(排気ガス温度検出部)
52 排気ガス圧力センサ(排気ガス圧力検出部)
61 飽和蒸気圧算出部
62 燃焼前物質量算出部
63 燃焼計算部
64 燃焼後物質量算出部
65 露点温度近似計算部
Claims (6)
- 排気再循環システムを装備する内燃機関の冷却水の温度が予め設定された閾値温度以上になったことを条件に、前記内燃機関の排気通路側から吸気通路側への排気ガスの還流を許可するとともに該還流排気ガスの還流量を制御する排気再循環制御装置であって、
前記還流排気ガスの露点温度を算出する露点温度算出部と、該露点温度に応じて前記閾値温度を可変設定する閾値温度可変設定部と、を備えたことを特徴とする排気再循環制御装置。 - 前記内燃機関に吸入される吸入空気の温度を検出する吸入空気温度検出部と、
前記内燃機関に吸入される吸入空気の圧力を検出する吸入空気圧力検出部と、
前記空気と共に前記内燃機関に供給される燃料の空燃比を検出する空燃比検出部と、をさらに備え、
前記露点温度算出部が、前記吸入空気の温度、前記吸入空気の圧力および前記空燃比に基づいて前記吸入空気中の水の質量および前記内燃機関に供給される燃料の物質量を算出するとともに、該算出値に基づいて前記排気ガス中の水のモル比を算出することを特徴とする請求項1に記載の排気再循環制御装置。 - 内燃機関の排気通路と吸気通路の間に介在する排気還流通路と、
前記排気還流通路上に設けられ、前記排気通路側から前記吸気通路側に排気ガスを還流させるよう開弁する排気還流制御弁と、
前記排気還流通路の一部をなすガス通路および前記内燃機関の冷却水を通す冷却水通路を有し、前記ガス通路を通る還流排気ガスと前記冷却水との間の熱交換によって前記還流排気ガスを冷却する排気冷却器と、
前記排気冷却器に導入される前記内燃機関の冷却水の温度が予め設定された閾値温度以上になったことを条件に、前記排気通路側から前記吸気通路側への前記排気ガスの還流を許可するとともに該還流排気ガスの還流量を制御する排気再循環制御装置と、を備えた内燃機関の排気再循環システムであって、
前記排気再循環制御装置は、前記還流排気ガスの露点温度を算出する露点温度算出部と、該露点温度に応じて前記閾値温度を可変設定する閾値温度可変設定部と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気再循環システム。 - 前記内燃機関に吸入される吸入空気の温度を検出する吸入空気温度検出部と、
前記内燃機関に吸入される吸入空気の圧力を検出する吸入空気圧力検出部と、
前記空気と共に前記内燃機関に供給される燃料の空燃比を検出する空燃比検出部と、をさらに備え、
前記露点温度算出部が、前記吸入空気の温度、前記吸入空気の圧力および前記空燃比に基づいて前記吸入空気中の水の質量および前記内燃機関に供給される燃料の物質量を算出するとともに、該算出値に基づいて前記排気ガス中の水のモル比を算出することを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の排気再循環システム。 - 前記露点温度算出部が、前記吸入空気の温度を基に前記吸入空気の飽和蒸気圧を算出可能な第1の近似計算式を記憶していることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の排気再循環システム。
- 前記露点温度算出部は、前記還流排気ガスの圧力と前記内燃機関の排気ガス中の水のモル比とに基づいて前記還流排気ガス中の水の分圧を算出する分圧計算式と、該分圧計算式で算出される分圧が前記第1の近似計算式で算出される飽和蒸気圧と一致するときの温度を前記露点温度として算出する第2の近似計算式と、を記憶していることを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の排気再循環システム。
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