JP2019218916A - Control system of engine - Google Patents

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和歩 松田
Kazuho Matsuda
和歩 松田
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Abstract

To suitably determine whether condensate water generated in an EGR cooler flows into an intake passage or not in an engine in which the EGR cooler is provided in EGR piping.SOLUTION: An ECU controls an engine in which an EGR pre-cooler and an EGR main cooler are provided in EGR piping. The ECU calculates "pre-cooler inlet humidity Ha" showing an amount of steam contained in exhaust gas in the vicinity of an inlet (pre-cooler inlet) to the EGR pre-cooler in the EGR piping, and acquires "EGR gas outlet humidity Hb" showing the amount of the steam contained in the exhaust gas in the vicinity of an outlet (EGR gas outlet) to an intake passage in the EGR piping from a humidity sensor provided in the EGR gas outlet. The ECU determines that condensate water generated in the EGR pre-cooler flows into the intake passage when the pre-cooler inlet humidity Ha is larger than the EGR gas outlet humidity Hb.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本開示は、EGR(Exhaust Gas Recirculation)装置を備えるエンジンの制御システムに関する。   The present disclosure relates to an engine control system including an EGR (Exhaust Gas Recirculation) device.

特開2015−197078号公報(特許文献1)には、排気通路内の排気の一部を吸気通路に還流させるためのEGR配管と、EGR配管に設けられるEGRクーラとを備えたエンジンの制御システムが開示されている。この制御システムは、EGRクーラにおけるガス温度と露点温度を算出し、露点温度に対してガス温度が低い場合にEGRクーラで凝縮水が発生すると判定して、EGRを停止する。これにより、EGRクーラでの凝縮水の発生が抑制されるため、EGRクーラで発生した凝縮水が吸気通路に流入して筒内が腐食するといった問題が生じることが防止される。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-1970078 (Patent Document 1) discloses an engine control system including an EGR pipe for recirculating a part of exhaust gas in an exhaust passage to an intake passage, and an EGR cooler provided in the EGR pipe. Is disclosed. This control system calculates the gas temperature and the dew point temperature in the EGR cooler, determines that condensed water is generated in the EGR cooler when the gas temperature is lower than the dew point temperature, and stops the EGR. Thereby, since the generation of condensed water in the EGR cooler is suppressed, it is possible to prevent a problem that the condensed water generated in the EGR cooler flows into the intake passage and corrodes the inside of the cylinder.

特開2015−197078号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-1970078

EGR装置で発生した凝縮水による筒内腐食を防止するためには、EGRクーラで発生した凝縮水が吸気通路に流入するか否かを適切に判定することが望ましい。   In order to prevent in-cylinder corrosion due to condensed water generated in the EGR device, it is desirable to appropriately determine whether or not condensed water generated in the EGR cooler flows into the intake passage.

しかしながら、特許文献1に開示された制御システムは、EGRクーラで凝縮水が発生するか否かを判定するものに過ぎないため、EGRクーラで発生した凝縮水が吸気通路に流入するか否かを適切に判定することはできない。   However, the control system disclosed in Patent Literature 1 merely determines whether or not condensed water is generated in the EGR cooler. Therefore, it is determined whether or not the condensed water generated in the EGR cooler flows into the intake passage. It cannot be determined properly.

たとえば、EGRクーラで凝縮水が発生した場合において、その凝縮水が吸気通路に至るまでに蒸発せずにEGR配管内に残存する場合には凝縮水が吸気通路に流入することが想定されるが、凝縮水が吸気通路に至るまでに蒸発する場合には吸気通路に凝縮水は流入しないことが想定される。しかしながら、特許文献1に開示された制御システムでは、EGRクーラで凝縮水が発生するか否かを判定するものに過ぎず凝縮水が吸気通路に至るまでに蒸発するか否かを判定することはできないため、凝縮水が吸気通路に流入するか否かを適切に判定することはできない。   For example, when condensed water is generated in the EGR cooler and the condensed water remains in the EGR pipe without evaporating before reaching the intake passage, it is assumed that the condensed water flows into the intake passage. When the condensed water evaporates before reaching the intake passage, it is assumed that the condensed water does not flow into the intake passage. However, the control system disclosed in Patent Literature 1 merely determines whether or not condensed water is generated in the EGR cooler, and determines whether or not condensed water evaporates before reaching the intake passage. Therefore, it cannot be properly determined whether or not the condensed water flows into the intake passage.

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、EGR配管にEGRクーラが設けられるエンジンにおいて、EGRクーラで発生した凝縮水が吸気通路に流入するか否かを適切に判定することである。   The present disclosure has been made to solve the above-described problem, and an object of the present disclosure is to determine whether condensed water generated in an EGR cooler flows into an intake passage in an engine in which an EGR cooler is provided in an EGR pipe. Is determined appropriately.

(1) 本開示による制御システムは、エンジンの制御システムである。エンジンは、排気通路内の排気の一部を吸気通路に還流させるためのEGR配管と、EGR配管に設けられるEGRクーラとを備える。制御システムは、EGRクーラで発生した凝縮水が吸気通路に流入するか否かを判定するように構成された制御装置を含む。制御装置は、EGR配管におけるEGRクーラへの入口部分の排気に含まれる第1水蒸気量と、EGR配管における吸気通路への出口部分の排気に含まれる第2水蒸気量とを比較する。制御装置は、第1水蒸気量が第2水蒸気量よりも大きい場合にEGRクーラで発生した凝縮水が吸気通路に流入すると判定する。   (1) The control system according to the present disclosure is an engine control system. The engine includes an EGR pipe for recirculating a part of the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage, and an EGR cooler provided in the EGR pipe. The control system includes a control device configured to determine whether or not the condensed water generated in the EGR cooler flows into the intake passage. The control device compares the first steam amount included in the exhaust gas at the inlet to the EGR cooler in the EGR pipe with the second steam amount included in the exhaust gas at the outlet to the intake passage in the EGR pipe. The control device determines that the condensed water generated in the EGR cooler flows into the intake passage when the first steam amount is larger than the second steam amount.

上記システムによれば、EGR配管におけるEGRクーラへの入口部分の排気に含まれる第1水蒸気量と、EGR配管における吸気通路への出口部分の排気に含まれる第2水蒸気量とを比較することによって、凝縮水が吸気通路に流入するか否かが判定される。そのため、EGRクーラで発生した凝縮水が吸気通路に至るまでに蒸発せずに残存しているのか、それとも蒸発して消失しているのかを適切に判定することができる。その結果、EGRクーラで発生した凝縮水が吸気通路に流入するか否かを適切に判定することができる。   According to the above system, the first steam amount included in the exhaust gas at the inlet to the EGR cooler in the EGR pipe is compared with the second steam amount included in the exhaust gas at the outlet to the intake passage in the EGR pipe. It is determined whether condensed water flows into the intake passage. Therefore, it is possible to appropriately determine whether the condensed water generated in the EGR cooler remains without evaporating before reaching the intake passage, or whether the condensed water has evaporated and disappeared. As a result, it is possible to appropriately determine whether or not the condensed water generated in the EGR cooler flows into the intake passage.

(2) ある形態においては、制御装置は、凝縮水が吸気通路に流入すると判定された場合、EGRクーラを暖機する暖機処理を実行する。   (2) In one embodiment, when it is determined that the condensed water flows into the intake passage, the control device executes a warm-up process of warming up the EGR cooler.

上記形態においては、凝縮水が吸気通路に流入すると判定された場合、EGRクーラを暖機する暖機処理が実行される。これにより、EGRクーラにおいて凝縮水を発生し難くすることができる。   In the above embodiment, when it is determined that the condensed water flows into the intake passage, a warm-up process for warming up the EGR cooler is executed. This makes it difficult for the EGR cooler to generate condensed water.

(3) ある形態においては、制御システムは、EGR配管から吸気通路に還流されるEGRガス流量を調整するように構成されたEGR弁をさらに備える。暖機処理は、EGR弁の開度を増加させる処理を含む。   (3) In one embodiment, the control system further includes an EGR valve configured to adjust a flow rate of the EGR gas returned from the EGR pipe to the intake passage. The warm-up process includes a process of increasing the opening of the EGR valve.

上記形態においては、暖機処理として、EGR弁の開度を増加させる処理が実行される。これにより、EGRガスの流量が増加し、増量されたEGRガスの熱によってEGRクーラが暖機される。その結果、EGRを継続しつつ、EGRクーラにおいて凝縮水を発生し難くすることができる。   In the above embodiment, a process of increasing the opening of the EGR valve is performed as the warm-up process. Thereby, the flow rate of the EGR gas increases, and the EGR cooler is warmed up by the heat of the increased EGR gas. As a result, it is possible to make it difficult to generate condensed water in the EGR cooler while continuing the EGR.

(4) ある形態においては、暖機処理は、エンジンの排気の温度を増加させる処理を含む。   (4) In one embodiment, the warm-up process includes a process of increasing the temperature of the exhaust gas of the engine.

暖機処理としてEGR弁の開度を増加させる場合には、EGRガス流量が増加することによってEGR配管内の凝縮水が吸気通路に流入し易くなることが懸念される。   When the opening degree of the EGR valve is increased as the warming-up process, there is a concern that condensed water in the EGR pipe easily flows into the intake passage due to an increase in the EGR gas flow rate.

そこで、上記形態においては、暖機処理として、エンジンの排気の温度を増加させる(エンジンの負荷を増加させる)処理が実行される。これにより、EGRクーラ内を流れるEGRガスの温度が増加するため、EGRクーラが暖機される。その結果、EGRを継続しつつ、かつEGRガス流量を増加させることなく、EGRクーラにおいて凝縮水を発生し難くすることができる。   Thus, in the above embodiment, a process of increasing the temperature of the exhaust gas of the engine (increase the load on the engine) is performed as the warm-up process. Thereby, the temperature of the EGR gas flowing in the EGR cooler increases, so that the EGR cooler is warmed up. As a result, it is possible to make it difficult to generate condensed water in the EGR cooler while continuing the EGR and without increasing the EGR gas flow rate.

(5) ある形態においては、EGRクーラは、冷却液によってEGR配管内のEGRガスを冷却する。暖機処理は、冷却液の温度を増加させる処理を含む。   (5) In one mode, the EGR cooler cools the EGR gas in the EGR pipe with the coolant. The warm-up process includes a process of increasing the temperature of the coolant.

暖機処理としてEGR弁の開度を増加させる場合には、EGRガス流量が増加することによってEGR配管内の凝縮水が吸気通路に流入し易くなることが懸念される。また、暖機処理としてエンジンの排気の温度を増加させる場合には、エンジンの負荷を増加させることになるため、燃費悪化等の背反が生じることが懸念される。   When the opening degree of the EGR valve is increased as the warming-up process, there is a concern that condensed water in the EGR pipe easily flows into the intake passage due to an increase in the EGR gas flow rate. Further, when the temperature of the exhaust gas of the engine is increased as the warming-up process, the load on the engine is increased, so that there is a concern that a trade-off such as deterioration of fuel efficiency may occur.

そこで、上記形態においては、暖機処理として、EGRクーラの冷却液の温度を増加させる処理(たとえば冷却液の流量を低下させる処理)が実行される。これにより、EGRを継続しつつ、かつEGRガス流量を増加させることなく、かつエンジンの負荷を増加させることなく、EGRクーラにおいて凝縮水を発生し難くすることができる。   Therefore, in the above-described embodiment, a process of increasing the temperature of the coolant of the EGR cooler (for example, a process of decreasing the flow rate of the coolant) is performed as the warm-up process. Thus, it is possible to make it difficult to generate condensed water in the EGR cooler while continuing the EGR, without increasing the flow rate of the EGR gas, and without increasing the load on the engine.

(6) ある形態においては、制御システムは、吸気通路内の吸気流量を検出するエアフローメータと、出口部分に設けられた湿度センサとを備える。制御装置は、エアフローメータの検出結果を用いて第1水蒸気量を算出する。制御装置は、湿度センサの検出結果を第2水蒸気量として取得する。   (6) In one embodiment, the control system includes an air flow meter that detects an intake air flow rate in the intake passage, and a humidity sensor provided at an outlet portion. The control device calculates the first water vapor amount using the detection result of the air flow meter. The control device acquires the detection result of the humidity sensor as the second water vapor amount.

EGRクーラへの入口部分は、EGRクーラによって冷却される前のEGRガスが流れるため、高温となる。そのため、EGRクーラへの入口部分にセンサを取り付けることは難しい。そこで、上記形態においては、吸気通路内に設けられるエアフローメータの検出結果を用いて第1水蒸気量が算出される。   Since the EGR gas before being cooled by the EGR cooler flows through the inlet to the EGR cooler, the temperature becomes high. For this reason, it is difficult to attach a sensor at the entrance to the EGR cooler. Therefore, in the above embodiment, the first water vapor amount is calculated using the detection result of the air flow meter provided in the intake passage.

一方、EGR配管における吸気通路への出口部分は、EGRクーラによって冷却された後のEGRガスが流れるため、それほど高温にはならない。そこで、上記形態においては、EGR配管における吸気通路への出口部分に湿度センサが設けられる。そのため、湿度センサの検出値を第2水蒸気量として用いることができる。   On the other hand, the outlet portion of the EGR pipe to the intake passage does not become so hot because the EGR gas cooled by the EGR cooler flows. Therefore, in the above embodiment, a humidity sensor is provided at an exit portion of the EGR pipe to the intake passage. Therefore, the detection value of the humidity sensor can be used as the second water vapor amount.

本開示によれば、EGR配管にEGRクーラが設けられるエンジンにおいて、EGRクーラで発生した凝縮水が吸気通路に流入するか否かを適切に判定することができる。   According to the present disclosure, in an engine in which an EGR cooler is provided in an EGR pipe, it is possible to appropriately determine whether or not condensed water generated in the EGR cooler flows into the intake passage.

エンジンシステムの全体構成を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an entire configuration of an engine system. EGRプレクーラ内で発生した凝縮水が吸気管に流入する原理を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the principle which the condensed water generated in the EGR precooler flows into an intake pipe. プレクーラ入口部AからEGRガス出口部BまでのEGR配管内に凝縮水が存在していない状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the state in which the condensed water does not exist in the EGR pipe from the precooler inlet part A to the EGR gas outlet part B. EGRプレクーラ内で発生した凝縮水がEGRガス出口部Bに達するまでに蒸発して水蒸気に戻っている状態を模式的に示す図である。FIG. 4 is a view schematically showing a state in which condensed water generated in an EGR precooler evaporates and returns to steam before reaching an EGR gas outlet B. EGRプレクーラ内で発生した凝縮水がEGRガス出口部Bに流れ込んでいる状態を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a state in which condensed water generated in an EGR precooler is flowing into an EGR gas outlet B. ECUの処理手順の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of an ECU.

以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図1は、本実施の形態によるエンジンシステム1の全体構成を模式的に示す図である。エンジンシステム1は、車両に搭載され、車両を走行させるための駆動力を発生するために用いられる。   FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an overall configuration of an engine system 1 according to the present embodiment. The engine system 1 is mounted on a vehicle and is used to generate a driving force for running the vehicle.

エンジンシステム1は、エンジン(エンジン本体)10と、吸気管20と吸気マニホルド25とを含む吸気通路と、排気マニホルド35と排気管30とを含む排気通路と、EGR装置40と、エアフローメータ81と、エンジン回転速度センサ82と、湿度センサ83と、ECU(Electronic Control Unit)100とを備える。   The engine system 1 includes an engine (engine body) 10, an intake passage including an intake pipe 20 and an intake manifold 25, an exhaust passage including an exhaust manifold 35 and an exhaust pipe 30, an EGR device 40, an air flow meter 81, and the like. , An engine speed sensor 82, a humidity sensor 83, and an ECU (Electronic Control Unit) 100.

エンジン10は、複数(図1に示す例では3つ)の気筒を有するディーゼルエンジンである。なお、気筒の数は複数に限定されるものではなく、単数であってもよい。また、本開示を適用可能なエンジンは、ディーゼルエンジンに限定されるものではなく、たとえばガソリンエンジンにも適用可能である。   The engine 10 is a diesel engine having a plurality of (three in the example shown in FIG. 1) cylinders. The number of cylinders is not limited to a plurality, and may be a single cylinder. The engine to which the present disclosure can be applied is not limited to a diesel engine, but can be applied to, for example, a gasoline engine.

エンジン10の各気筒の吸気ポートは、吸気マニホルド25を介して吸気管20に連通される。各気筒での燃焼に必要な空気(新気)は、吸気管20から吸気マニホルド25に集められた後、各気筒に分配される。   An intake port of each cylinder of the engine 10 is connected to an intake pipe 20 via an intake manifold 25. Air (fresh air) required for combustion in each cylinder is collected from an intake pipe 20 to an intake manifold 25 and then distributed to each cylinder.

エンジン10の各気筒の排気ポートは、排気マニホルド35を介して排気管30に連通される。各気筒で発生する排気は、排気マニホルド35に集められた後、排気管30に排出される。排気管30には、排気を浄化するための排気浄化触媒(図示せず)が設けられている。排気管30を流れる排気は、排気浄化触媒によって浄化された後、車外に排出される。   An exhaust port of each cylinder of the engine 10 communicates with an exhaust pipe 30 via an exhaust manifold 35. The exhaust gas generated in each cylinder is collected in an exhaust manifold 35 and then discharged to an exhaust pipe 30. The exhaust pipe 30 is provided with an exhaust purification catalyst (not shown) for purifying exhaust gas. The exhaust gas flowing through the exhaust pipe 30 is discharged outside the vehicle after being purified by the exhaust purification catalyst.

EGR装置40は、排気管30を流れる排気の一部を取り入れて冷却し、冷却後の排気を吸気管20に還流するように構成される。これにより、排気中の窒素酸化物(NOx)の低減が図られる。   The EGR device 40 is configured to take in and cool a part of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 30 and to return the cooled exhaust gas to the intake pipe 20. Thereby, reduction of nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas is achieved.

EGR装置40は、EGR配管G1,G2,G3と、バイパス配管G4と、EGRプレクーラ41と、EGRメインクーラ42と、切替弁43と、EGR弁44とを備える。   The EGR device 40 includes EGR pipes G1, G2, G3, a bypass pipe G4, an EGR precooler 41, an EGR main cooler 42, a switching valve 43, and an EGR valve 44.

EGR配管G1,G2,G3は、排気管30から吸気管20に向かう方向にこの順に直列に接続されて、排気管30と吸気管20とを連通する。なお、EGR配管G1,G2,G3は、排気通路と吸気通路とを連通するものであればよく、たとえば排気マニホルド35と吸気マニホルド25とを連通するものであってもよい。   The EGR pipes G1, G2, and G3 are connected in series in this order in a direction from the exhaust pipe 30 to the intake pipe 20, and communicate the exhaust pipe 30 and the intake pipe 20. The EGR pipes G1, G2, and G3 may be those that communicate the exhaust passage and the intake passage, and may be, for example, those that communicate the exhaust manifold 35 and the intake manifold 25.

EGR配管G2,G3間にはEGRメインクーラ42が設けられる。排気の一部がEGRメインクーラ42によって冷却された後に吸気管20に還流されることによって、エンジン10の各気筒での燃焼温度の上昇が抑制されるため、排気中の窒素酸化物(NOx)が低減される。   An EGR main cooler 42 is provided between the EGR pipes G2 and G3. Since a part of the exhaust gas is cooled by the EGR main cooler 42 and then returned to the intake pipe 20, an increase in the combustion temperature in each cylinder of the engine 10 is suppressed, so that nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas Is reduced.

さらに、本実施の形態においては、排気中の窒素酸化物をより一層低減するために、EGRメインクーラ42に加えて、EGRメインクーラ42よりも上流側のEGR配管G1,G2間にEGRプレクーラ41が設けられる。したがって、排気管30からEGR装置40を通って吸気管20に還流される排気(以下「EGRガス」ともいう)は、EGRプレクーラ41およびEGRメインクーラ42の双方によって冷却されることになる。これにより、EGRプレクーラ41が設けられない場合に比べて、各気筒での燃焼温度の上昇がより抑制されるため、排気中の窒素酸化物がより低減される。   Further, in the present embodiment, in order to further reduce nitrogen oxides in the exhaust gas, in addition to the EGR main cooler 42, an EGR precooler 41 is provided between the EGR pipes G1 and G2 upstream of the EGR main cooler 42. Is provided. Therefore, the exhaust gas (hereinafter, also referred to as “EGR gas”) recirculated from the exhaust pipe 30 to the intake pipe 20 through the EGR device 40 is cooled by both the EGR precooler 41 and the EGR main cooler 42. As a result, as compared with the case where the EGR precooler 41 is not provided, the increase in the combustion temperature in each cylinder is further suppressed, so that the nitrogen oxides in the exhaust gas are further reduced.

EGRプレクーラ(以下、単に「プレクーラ」ともいう)41およびEGRメインクーラ(以下、単に「メインクーラ」ともいう)42は、どちらも、内部を流れるEGRガスと冷却水との間で熱交換するように構成される、水冷式の冷却装置である。本実施の形態において、プレクーラ41およびメインクーラ42の冷却水は、エンジン10の冷却水と共用される。具体的には、ウォータポンプ45が作動することによって、エンジン10のウォータジャケット内の冷却水が、冷却水配管W1、プレクーラ41、冷却水配管W2、メインクーラ42、冷却水配管W3を通ってラジエータ(図示せず)に供給される。ラジエータで外気に放熱した後の冷却水は、冷却水配管W4を通って再びエンジン10のウォータジャケット内に戻される。なお、冷却水の循環経路は上記の経路に限定されるものではない。   Both the EGR precooler (hereinafter, also simply referred to as “precooler”) 41 and the EGR main cooler (hereinafter, simply referred to as “main cooler”) 42 exchange heat between the EGR gas flowing through the inside and the cooling water. Is a water-cooled cooling device. In the present embodiment, the cooling water for the precooler 41 and the main cooler 42 is shared with the cooling water for the engine 10. Specifically, the operation of the water pump 45 causes the cooling water in the water jacket of the engine 10 to pass through the cooling water pipe W1, the pre-cooler 41, the cooling water pipe W2, the main cooler 42, and the cooling water pipe W3, and the radiator. (Not shown). The cooling water that has been radiated to the outside air by the radiator is returned to the water jacket of the engine 10 again through the cooling water pipe W4. The cooling water circulation path is not limited to the above-described path.

バイパス配管G4は、メインクーラ42の入口側のEGR配管G2と、メインクーラ42の出口側のEGR配管G3とを、メインクーラ42を介さずに連通する。切替弁43は、EGR配管G2とバイパス配管G4との分岐部分に設けられる。切替弁43は、ECU100からの制御信号によって、EGRガスがメインクーラ42を流れる第1状態と、EGRガスがメインクーラ42を流れずにバイパス配管G4を流れる第2状態とのどちらかの状態に切り替えられる。そのため、たとえば特定の動作条件では、切替弁43を第2状態に切り替えることによって、メインクーラ42の冷却機能を無効化することができる。   The bypass pipe G4 connects the EGR pipe G2 on the inlet side of the main cooler 42 and the EGR pipe G3 on the outlet side of the main cooler 42 without passing through the main cooler 42. The switching valve 43 is provided at a branch portion between the EGR pipe G2 and the bypass pipe G4. The switching valve 43 is switched to one of a first state in which the EGR gas flows through the main cooler 42 and a second state in which the EGR gas flows through the bypass pipe G4 without flowing through the main cooler 42 according to a control signal from the ECU 100. Can be switched. Therefore, for example, under specific operating conditions, the cooling function of the main cooler 42 can be disabled by switching the switching valve 43 to the second state.

なお、本実施の形態においては、メインクーラ42をバイパスするためのバイパス配管G4は設けられているが、プレクーラ41をバイパスするためのバイパス配管は搭載スペースの制約等によって設けられていない。   In the present embodiment, a bypass pipe G4 for bypassing the main cooler 42 is provided, but a bypass pipe for bypassing the precooler 41 is not provided due to a limitation of a mounting space or the like.

EGR弁44は、EGR配管G3におけるバイパス配管G4との合流部分よりも下流側に設けられる。EGR弁44は、ECU100からの制御信号によって、吸気管20に還流されるEGRガスの流量を調整するように構成される。   The EGR valve 44 is provided downstream of a portion where the EGR pipe G3 joins the bypass pipe G4. The EGR valve 44 is configured to adjust the flow rate of the EGR gas returned to the intake pipe 20 according to a control signal from the ECU 100.

エアフローメータ81は、吸気管20内を流れる吸気の流量(吸入空気流量)Ginを検出し、検出結果をECU100に送信する。吸入空気流量Ginの単位は「g/s」である。エンジン回転速度センサ82は、エンジン10のクランク軸の回転速度(エンジン回転速度)NEを検出し、検出結果をECU100に送信する。エンジン回転速度NEの単位は「回転数/分」である。湿度センサ83については後述する。   The air flow meter 81 detects a flow rate (intake air flow rate) Gin of the intake air flowing through the intake pipe 20 and transmits the detection result to the ECU 100. The unit of the intake air flow rate Gin is “g / s”. The engine rotation speed sensor 82 detects the rotation speed NE of the crankshaft of the engine 10 (engine rotation speed) NE and transmits the detection result to the ECU 100. The unit of the engine rotation speed NE is "rotation speed / minute". The humidity sensor 83 will be described later.

ECU100は、図示しないCPU(Central Processing Unit)およびメモリを内蔵する。ECU100は、当該メモリに記憶された情報および各センサ(エアフローメータ81等)からの情報を用いて所定の演算処理を実行し、その結果に基づいてエンジン10の出力(具体的には燃料噴射、点火時期等)、切替弁43の状態、EGR弁44の開度、ウォータポンプ45の回転速度(冷却水の流量)などを制御する。   The ECU 100 includes a CPU (Central Processing Unit) and a memory (not shown). The ECU 100 executes a predetermined calculation process using the information stored in the memory and information from each sensor (such as the air flow meter 81), and outputs the output of the engine 10 (specifically, fuel injection, The ignition timing, etc.), the state of the switching valve 43, the opening of the EGR valve 44, the rotation speed of the water pump 45 (the flow rate of cooling water), and the like are controlled.

<EGR装置から吸気通路への凝縮水の流入防止>
上述のように、本実施の形態によるEGR装置40においては、排気中の窒素酸化物をより一層低減するために、メインクーラ42に加えて、プレクーラ41が設けられる。したがって、EGRガスは、プレクーラ41およびメインクーラ42で冷却された後、吸気管20に戻される。
<Prevention of inflow of condensed water from the EGR device into the intake passage>
As described above, in EGR device 40 according to the present embodiment, in order to further reduce nitrogen oxides in exhaust gas, precooler 41 is provided in addition to main cooler 42. Therefore, the EGR gas is returned to the intake pipe 20 after being cooled by the precooler 41 and the main cooler 42.

ここで、EGRガスには、燃焼によって生成した水蒸気が含まれる。したがって、EGRガスがプレクーラ41およびメインクーラ42によって冷却されると、各クーラ内で水蒸気が凝縮されて凝縮水が発生し得る。メインクーラ42においては、凝縮水発生対策のために、バイパス配管G4が設けられ、凝縮水が発生し得る環境下(たとえばメインクーラ42内の冷却水温が過剰に低い場合)において、切替弁43を第2状態にすることによってEGRガスがメインクーラ42を通らないようにすることが可能である。   Here, the EGR gas contains steam generated by combustion. Therefore, when the EGR gas is cooled by the pre-cooler 41 and the main cooler 42, water vapor is condensed in each cooler and condensed water may be generated. In the main cooler 42, a bypass pipe G4 is provided as a countermeasure against condensed water generation. By setting the second state, the EGR gas can be prevented from passing through the main cooler 42.

しかしながら、プレクーラ41には、上述したように、搭載スペースの制約等により、バイパス配管は設けられていない。そのため、凝縮水が発生し得る環境下(たとえばプレクーラ41内の冷却水温が過剰に低い場合)においても、EGRガスはプレクーラ41で冷却されることになる。これにより、プレクーラ41内で凝縮水が発生し、その凝縮水が吸気管20に流入することが懸念される。   However, as described above, the precooler 41 is not provided with a bypass pipe due to a limitation of a mounting space or the like. Therefore, even in an environment where condensed water can be generated (for example, when the temperature of the cooling water in the precooler 41 is excessively low), the EGR gas is cooled by the precooler 41. As a result, there is a concern that condensed water is generated in the precooler 41 and the condensed water flows into the intake pipe 20.

図2は、プレクーラ41内で凝縮水が発生し、その凝縮水が吸気管20に流入する原理を模式的に示す図である。プレクーラ41の内部は、EGRガスが流れるEGRガス流路Gpと、冷却水が流れる冷却水路Wpとが備えられる。EGRガス流路Gpの内壁は、冷却水路Wpによって形成される。EGRガス流路Gpを流れるEGRガスに含まれる水蒸気がEGRガス流路Gpの内壁(冷却水路Wp)に当接して冷却されると、凝縮(液化)されて凝縮水が発生する。この凝縮水がEGRガスの流れに沿って移動すると、やがて吸気管20に流入する。   FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the principle that condensed water is generated in the precooler 41 and the condensed water flows into the intake pipe 20. The inside of the precooler 41 is provided with an EGR gas passage Gp through which EGR gas flows, and a cooling water passage Wp through which cooling water flows. The inner wall of the EGR gas passage Gp is formed by the cooling water passage Wp. When water vapor contained in the EGR gas flowing through the EGR gas flow path Gp is cooled by contacting the inner wall (the cooling water passage Wp) of the EGR gas flow path Gp, the water is condensed (liquefied) to generate condensed water. When this condensed water moves along the flow of the EGR gas, it flows into the intake pipe 20 soon.

EGRガスには、水蒸気の他、燃料によって発生した硫黄酸化物(SOx)あるいは窒素酸化物(NOx)が含まれる。硫黄酸化物(SOx)あるいは窒素酸化物(NOx)が凝縮水に溶け込むと、凝縮水が酸性となる。このような酸性の凝縮水が吸気管20に流入すると、酸性の凝縮水が各気筒内に達して筒内の腐食の要因となり得る。   The EGR gas contains sulfur oxides (SOx) or nitrogen oxides (NOx) generated by the fuel in addition to water vapor. When sulfur oxides (SOx) or nitrogen oxides (NOx) dissolve in the condensed water, the condensed water becomes acidic. When such acidic condensed water flows into the intake pipe 20, the acidic condensed water reaches each cylinder and may cause corrosion in the cylinder.

そこで、本実施の形態によるECU100は、EGR配管G1におけるプレクーラ41の入口付近の部分(以下「プレクーラ入口部A」ともいう)の湿度と、EGR配管G3における吸気管20への出口付近の部分(以下「EGRガス出口部B」ともいう)の湿度とを比較することによって、プレクーラ41で発生した凝縮水が吸気管20に流入するか否かを判定する。そして、凝縮水が吸気管20に流入すると判定された場合、ECU100は、プレクーラ41内での凝縮水の発生を抑制するための処理を実行する。以下、これらの処理内容について詳述する。   Therefore, ECU 100 according to the present embodiment determines the humidity of the portion of EGR pipe G1 near the inlet of precooler 41 (hereinafter also referred to as “precooler inlet A”) and the portion of EGR pipe G3 near the outlet to intake pipe 20 ( It is determined whether or not the condensed water generated in the precooler 41 flows into the intake pipe 20 by comparing with the humidity of the “EGR gas outlet B”. When it is determined that the condensed water flows into the intake pipe 20, the ECU 100 executes a process for suppressing the generation of the condensed water in the precooler 41. Hereinafter, these processing contents will be described in detail.

なお、以下では、プレクーラ入口部Aの湿度を「プレクーラ入口湿度Ha」とも記載し、EGRガス出口部Bの湿度を「EGRガス出口湿度Hb」とも記載する。プレクーラ入口湿度HaおよびEGRガス出口湿度Hbは、どちらも絶対湿度であり、単位は「g/m」である。 In the following, the humidity at the precooler inlet A is also described as “precooler inlet humidity Ha”, and the humidity at the EGR gas outlet B is also described as “EGR gas outlet humidity Hb”. Both the pre-cooler inlet humidity Ha and the EGR gas outlet humidity Hb are absolute humidity, and the unit is “g / m 3 ”.

<<プレクーラ入口湿度Haの把握(算出)>>
プレクーラ入口部Aは燃焼後の排気によって非常に高温となるため、プレクーラ入口部Aにセンサを取り付けることは難しい。そのため、本実施の形態によるECU100は、プレクーラ入口湿度Haをセンサで検出するのではなく、エアフローメータ81によって検出される吸入空気流量Ginなどを用いてプレクーラ入口湿度Haを算出する。
<< Comprehension (calculation) of pre-cooler inlet humidity Ha >>
Since the temperature of the precooler inlet A becomes extremely high due to exhaust gas after combustion, it is difficult to attach a sensor to the precooler inlet A. Therefore, ECU 100 according to the present embodiment does not detect pre-cooler inlet humidity Ha with a sensor, but calculates pre-cooler inlet humidity Ha using intake air flow rate Gin detected by air flow meter 81 or the like.

なお、プレクーラ入口湿度Haの単位は上述したように「g/m」である。したがって、プレクーラ入口湿度Haは、プレクーラ入口部Aを流れるEGRガスの単位体積あたりに含まれる水蒸気量(第1水蒸気量)を示す値である。 The unit of the precooler inlet humidity Ha is “g / m 3 ” as described above. Therefore, the precooler inlet humidity Ha is a value indicating the amount of water vapor (first water vapor amount) contained per unit volume of the EGR gas flowing through the precooler inlet portion A.

以下、プレクーラ入口湿度Haの算出手法の一例について説明する。燃料と吸気が筒内で完全に反応した場合、その反応式は下記の式(1)で表わされる。   Hereinafter, an example of a method of calculating the precooler inlet humidity Ha will be described. When the fuel and the intake air completely react in the cylinder, the reaction equation is represented by the following equation (1).

CHx+(1+x/4+y)O+zHO=CO+(x/2+z)HO+yO・・・(1)
式(1)の左辺において、「CHx」は燃料中の成分、「O」および「HO」は吸気中の成分である。1秒(単位時間)あたりに噴射される燃料中の「CHx」の質量(g/s)は、単位時間あたりに各気筒へ噴射される燃料量から算出することができる。また、1秒あたりに吸入される空気中の「HO」の質量(単位:g/s)は、エアフローメータ81によって検出される吸入空気流量Ginに所定の割合(たとえば空気中に含まれる水蒸気量の割合の平均的な値)を乗ずることによって算出することができる。したがって、上述の式(1)により、EGRガス中の「HO」のモル数、すなわち水蒸気量を算出することができる。
CHx + (1 + x / 4 + y) O 2 + zH 2 O = CO 2 + (x / 2 + z) H 2 O + yO 2 (1)
On the left side of equation (1), “CHx” is a component in fuel, and “O 2 ” and “H 2 O” are components in intake air. The mass (g / s) of “CHx” in the fuel injected per second (unit time) can be calculated from the amount of fuel injected into each cylinder per unit time. Further, the mass (unit: g / s) of “H 2 O” in the air taken in per second is a predetermined ratio (for example, included in the air) to the intake air flow rate Gin detected by the air flow meter 81. (Average value of the ratio of the amount of water vapor). Therefore, the number of moles of “H 2 O” in the EGR gas, that is, the amount of water vapor can be calculated from the above equation (1).

たとえば、x=4であり、燃料中のCHの質量が1.6(g/s)、吸気中のHOが14.4(g/s)である場合を想定する。この場合、CHの1モルあたりの質量は16g、HOの1モルあたりの質量は18gであることから、燃料中のCHが0.1モル、吸気中のHOが0.8モル反応したことになるため、式(1)において、z=8であることが導かれる。これにより、燃料中のCHのモル数と排気中のHOのモル数との比が、1:(x/2+z)=1:(4/2+8)=1:10になることが分る。したがって、燃料中のCHが0.1モル反応した場合には、排気中に1.0モル(=18g)のHOが含まれることになる。そして、排気中のHOのうち、たとえば10%がEGRガスとして還流することを想定すると、単位時間あたりに還流されるEGRガス中に含まれる水蒸気質量Mtは18×0.1=1.8(g/s)と算出することができる。 For example, assume that x = 4, the mass of CH 4 in the fuel is 1.6 (g / s), and the amount of H 2 O in the intake air is 14.4 (g / s). In this case, since the mass per mole of CH 4 is 16 g and the mass per mole of H 2 O is 18 g, 0.1 mol of CH 4 in the fuel and 0.1 mol of H 2 O in the intake air are used. Since 8 moles have reacted, it is derived that z = 8 in the formula (1). Thus, the ratio of the number of moles of CH 4 in the fuel to the number of moles of H 2 O in the exhaust gas becomes 1: (x / 2 + z) = 1: (4/2 + 8) = 1: 10. You. Therefore, when 0.1 mol of CH 4 in the fuel reacts, 1.0 mol (= 18 g) of H 2 O is contained in the exhaust gas. Then, assuming that, for example, 10% of the H 2 O in the exhaust gas is recirculated as EGR gas, the mass Mt of water vapor contained in the recirculated EGR gas per unit time is 18 × 0.1 = 1. 8 (g / s).

ECU100は、上記のような算出手法で、単位時間あたりに還流されるEGRガス中に含まれる水蒸気質量Mtを算出する。そして、ECU100は、算出された水蒸気質量Mt(g/s)を、単位体積(1m)あたりのEGRガス中に含まれる水蒸気質量に換算することによって、プレクーラ入口湿度Ha(g/m)を算出する。 The ECU 100 calculates the mass Mt of water vapor contained in the EGR gas recirculated per unit time by the above-described calculation method. The ECU 100 converts the calculated water vapor mass Mt (g / s) into the water vapor mass contained in the EGR gas per unit volume (1 m 3 ), thereby obtaining the precooler inlet humidity Ha (g / m 3 ). Is calculated.

たとえば、エンジン1回転あたりの流入ガス質量を「α」(単位:g/回転)とすると、1秒あたりの流入ガス質量は、エンジン回転速度NE(回転数/分)を用いて「α・NE/60」(単位:g/s)と表わされる。なお、「α」は、エンジン運転時に計測される値であってもよいし、たとえばエンジン回転速度NEをパラメータとして算出される値であってもよい。   For example, assuming that the mass of the inflow gas per one revolution of the engine is “α” (unit: g / revolution), the mass of the inflow gas per second can be calculated as “α · NE / 60 "(unit: g / s). Note that “α” may be a value measured during engine operation, or a value calculated using, for example, the engine speed NE as a parameter.

さらに、流入ガス量の密度を「β」(単位:g/m)とすると、1秒あたりの流入ガス体積は「α・NE/60/β」(単位:m/s)となる。なお、「β」は予め定められた固定値とすることができる。 Further, when the density of the inflow gas amount is “β” (unit: g / m 3 ), the inflow gas volume per second is “α · NE / 60 / β” (unit: m 3 / s). Note that “β” can be a predetermined fixed value.

そこで、ECU100は、下記の式(2)に示すように、1秒あたりの水蒸気質量Mt(g/s)を、1秒あたりの流入ガス体積「α・NE/60/β」(m/s)で除算した値を、プレクーラ入口湿度Ha(g/m)として算出する。 Therefore, as shown in the following equation (2), the ECU 100 calculates the water vapor mass Mt (g / s) per second by the inflow gas volume “α · NE / 60 / β” (m 3 / The value divided by s) is calculated as pre-cooler inlet humidity Ha (g / m 3 ).

Ha=Mt/(α・NE/60/β)・・・(2)
このようにプレクーラ入口湿度Haを算出することによって、プレクーラ入口部Aにセンサを取り付けることなく、プレクーラ入口湿度Haを把握することができる。
Ha = Mt / (αNE / 60 / β) (2)
By calculating the precooler inlet humidity Ha in this way, the precooler inlet humidity Ha can be grasped without attaching a sensor to the precooler inlet portion A.

なお、上記のプレクーラ入口湿度Haの算出手法は、あくまで一例であって、これに限定されるものではない。たとえば、吸入空気流量Ginとエンジン回転速度NEとプレクーラ入口湿度Haとの対応関係を実験等によって予め求めてマップ化しておき、実際に検出された吸入空気流量Ginおよびエンジン回転速度NEに対応するプレクーラ入口湿度Haをこのマップを参照して算出するようにしてもよい。   The above-described method of calculating the pre-cooler inlet humidity Ha is merely an example, and the present invention is not limited to this. For example, a correspondence relationship between the intake air flow rate Gin, the engine rotation speed NE, and the pre-cooler inlet humidity Ha is obtained in advance through experiments or the like and mapped, and the pre-cooler corresponding to the actually detected intake air flow rate Gin and the engine rotation speed NE is obtained. The inlet humidity Ha may be calculated with reference to this map.

<<EGRガス出口湿度Hbの把握(検出)>>
EGRガス出口部Bは、プレクーラ41およびメインクーラ42によって冷却された後のEGRガスが流れるため、それほど高温にはならない。そのため、本実施の形態においては、EGRガス出口部Bに湿度センサ83が設けられる。湿度センサ83は、EGRガス出口湿度Hb(EGRガス出口部Bの湿度)を検出する。なお、EGRガス出口湿度Hbの単位は上述したように「g/m」である。したがって、EGRガス出口湿度Hbは、EGRガス出口部Bを流れるEGRガスの単位体積あたりに含まれる水蒸気量(第2水蒸気量)を示す値である。
<< Grasp (detection) of EGR gas outlet humidity Hb >>
The EGR gas outlet B does not become very hot because the EGR gas cooled by the precooler 41 and the main cooler 42 flows. Therefore, in the present embodiment, a humidity sensor 83 is provided at the EGR gas outlet B. The humidity sensor 83 detects an EGR gas outlet humidity Hb (humidity of the EGR gas outlet B). The unit of the EGR gas outlet humidity Hb is “g / m 3 ” as described above. Therefore, the EGR gas outlet humidity Hb is a value indicating the amount of water vapor (the second amount of water vapor) contained per unit volume of the EGR gas flowing through the EGR gas outlet B.

したがって、ECU100は、湿度センサ83の検出結果を湿度センサ83から取得することによって、EGRガス出口湿度Hbを把握することができる。   Therefore, the ECU 100 can obtain the EGR gas outlet humidity Hb by acquiring the detection result of the humidity sensor 83 from the humidity sensor 83.

<<凝縮水が吸気管に流入するか否かの判定>>
ECU100は、上述のように把握されたプレクーラ入口湿度HaとEGRガス出口湿度Hbとを比較することによって、プレクーラ41で発生した凝縮水が吸気管20に流入するか否かを判定する。
<< Determining whether condensed water flows into the intake pipe >>
The ECU 100 determines whether the condensed water generated in the precooler 41 flows into the intake pipe 20 by comparing the precooler inlet humidity Ha and the EGR gas outlet humidity Hb obtained as described above.

図3は、プレクーラ入口部AからEGRガス出口部BまでのEGR配管内に凝縮水が存在していない状態を模式的に示す図である。このような状態である場合、プレクーラ入口部Aを通過する水蒸気がそのままEGRガス出口部Bも通過することになるため、プレクーラ入口湿度HaとEGRガス出口湿度Hbとはほぼ同じ値となる。   FIG. 3 is a diagram schematically showing a state in which condensed water does not exist in the EGR pipe from the precooler inlet portion A to the EGR gas outlet portion B. In such a state, since the steam passing through the precooler inlet A also passes through the EGR gas outlet B as it is, the precooler inlet humidity Ha and the EGR gas outlet humidity Hb have substantially the same value.

図4は、プレクーラ41内で凝縮水が発生しているが、EGRガス出口部Bに達するまでにその凝縮水が蒸発して水蒸気に戻っている状態を模式的に示す図である。このような状態である場合にも、プレクーラ入口部Aを通過する水蒸気とほぼ同量の水蒸気がEGRガス出口部Bを通過することになるため、プレクーラ入口湿度HaとEGRガス出口湿度Hbとはほぼ同じ値となる。   FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a state in which condensed water is generated in the precooler 41, but the condensed water evaporates and returns to steam before reaching the EGR gas outlet B. Even in such a state, almost the same amount of steam as the steam passing through the precooler inlet A passes through the EGR gas outlet B, so that the precooler inlet humidity Ha and the EGR gas outlet humidity Hb are different from each other. The values are almost the same.

図3、図4に示す状態である場合、すなわちプレクーラ入口湿度HaとEGRガス出口湿度Hbとがほぼ同じ値である場合には、ECU100は、プレクーラ41で発生した凝縮水が吸気管20に流入しないと判定する。   In the state shown in FIGS. 3 and 4, that is, when the pre-cooler inlet humidity Ha and the EGR gas outlet humidity Hb have substantially the same value, the ECU 100 causes the condensed water generated in the pre-cooler 41 to flow into the intake pipe 20. It is determined not to be performed.

図5は、プレクーラ41内で凝縮水が発生し、その凝縮水が蒸発せずにEGRガス出口部Bに流れ込んでいる状態を模式的に示す図である。このような状態である場合、プレクーラ入口部Aを通過する水蒸気量に比べてEGRガス出口部Bを通過する水蒸気量が凝縮水の量だけ少なくなる。その結果、プレクーラ入口湿度HaはEGRガス出口湿度Hbよりも大きい値となる。   FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a state in which condensed water is generated in the precooler 41 and flows into the EGR gas outlet B without evaporating. In such a state, the amount of steam passing through the EGR gas outlet B becomes smaller by the amount of condensed water than the amount of steam passing through the precooler inlet A. As a result, the pre-cooler inlet humidity Ha becomes a value larger than the EGR gas outlet humidity Hb.

図5に示す状態である場合、すなわちプレクーラ入口湿度HaがEGRガス出口湿度Hbよりも大きい場合には、ECU100は、プレクーラ41で発生した凝縮水が吸気管20に流入すると判定する。   In the state shown in FIG. 5, that is, when the pre-cooler inlet humidity Ha is higher than the EGR gas outlet humidity Hb, the ECU 100 determines that the condensed water generated in the pre-cooler 41 flows into the intake pipe 20.

<<凝縮水発生の抑制>>
プレクーラ41で発生した凝縮水が吸気管20に流入すると判定された場合、ECU100は、プレクーラ41内での凝縮水の発生を抑制するための処理を行なう。
<< Reduction of condensed water generation >>
When it is determined that the condensed water generated in the precooler 41 flows into the intake pipe 20, the ECU 100 performs a process for suppressing the generation of the condensed water in the precooler 41.

上述の図2を用いて説明したように、プレクーラ41内におけるEGRガス流路Gpの内壁(以下「プレクーラ壁面」ともいう)に水蒸気が当接して冷却されることによって、プレクーラ41内に凝縮水が発生する。この点に鑑み、ECU100は、プレクーラ壁面の温度上昇を促す処理(以下「プレクーラ暖機処理」ともいう)を行なうことによって、プレクーラ41内での凝縮水の発生を抑制する。   As described with reference to FIG. 2 described above, the steam is brought into contact with the inner wall of the EGR gas flow path Gp (hereinafter, also referred to as “precooler wall surface”) in the precooler 41 to be cooled, and condensed water is formed in the precooler 41. Occurs. In view of this point, ECU 100 suppresses the generation of condensed water in precooler 41 by performing a process of promoting a rise in the temperature of the precooler wall surface (hereinafter, also referred to as a “precooler warm-up process”).

本実施の形態においては、ECU100は、プレクーラ暖機処理として、EGR弁44の開度を現在の開度よりも増加させる処理を行なう。これにより、プレクーラ41を通過するEGRガス流量が増加し、増量されたEGRガスの熱によってプレクーラ壁面が暖機される。その結果、EGRを継続しつつ、プレクーラ41での凝縮水の発生を抑制することができる。   In the present embodiment, ECU 100 performs a process of increasing the opening of EGR valve 44 from the current opening as precooler warm-up processing. Thereby, the flow rate of the EGR gas passing through the precooler 41 increases, and the precooler wall surface is warmed up by the heat of the increased EGR gas. As a result, it is possible to suppress the generation of condensed water in the precooler 41 while continuing the EGR.

<<処理フロー>>
図6は、ECU100が行なう処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、たとえば所定周期で繰り返し実行される。
<< processing flow >>
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure performed by ECU 100. This flowchart is repeatedly executed at a predetermined cycle, for example.

ECU100は、エアフローメータ81によって検出される吸入空気流量Ginなどを用いてプレクーラ入口湿度Haを算出する(ステップS10)。なお、プレクーラ入口湿度Haの算出手法については既に詳述したため、詳細な説明はここでは繰り返さない。   The ECU 100 calculates the pre-cooler inlet humidity Ha using the intake air flow rate Gin detected by the air flow meter 81 (step S10). The method of calculating the pre-cooler inlet humidity Ha has already been described in detail, and the detailed description will not be repeated here.

次いで、ECU100は、湿度センサ83の検出結果をEGRガス出口湿度Hbとして取得する(ステップS20)。   Next, the ECU 100 acquires the detection result of the humidity sensor 83 as the EGR gas outlet humidity Hb (Step S20).

次いで、ECU100は、ステップS10において算出されたプレクーラ入口湿度HaがステップS20において取得されたEGRガス出口湿度Hbよりも大きいか否かを判定する(ステップS30)。   Next, the ECU 100 determines whether or not the precooler inlet humidity Ha calculated in step S10 is higher than the EGR gas outlet humidity Hb obtained in step S20 (step S30).

プレクーラ入口湿度HaがEGRガス出口湿度Hbよりも大きいと判定された場合(ステップS30においてYES)、上述の図5に示す状態であることが想定されるため、ECU100は、プレクーラ41で発生した凝縮水が吸気管20に流入すると判定する(ステップS40)。この場合、ECU100は、上述のプレクーラ暖機処理を行なうことによって、プレクーラ41内での凝縮水の発生を抑制する(ステップS50)。具体的には、ECU100は、プレクーラ暖機処理として、EGR弁44の開度を現在の開度よりも増加させる処理を行なう。   If it is determined that the pre-cooler inlet humidity Ha is higher than the EGR gas outlet humidity Hb (YES in step S30), it is assumed that the state shown in FIG. It is determined that water flows into the intake pipe 20 (step S40). In this case, the ECU 100 suppresses the generation of condensed water in the precooler 41 by performing the precooler warm-up process described above (step S50). Specifically, the ECU 100 performs a process of increasing the opening of the EGR valve 44 from the current opening as the pre-cooler warm-up process.

一方、プレクーラ入口湿度HaがEGRガス出口湿度Hbよりも大きいと判定されない場合(ステップS30においてNO)、上述の図3あるいは図4に示す状態であることが想定されるため、ECU100は、プレクーラ41で発生した凝縮水が吸気管20に流入しないと判定する(ステップS60)。その後、ECU100は、リターンへと処理を移す。   On the other hand, when it is not determined that the pre-cooler inlet humidity Ha is higher than the EGR gas outlet humidity Hb (NO in step S30), it is assumed that the state shown in FIG. 3 or FIG. It is determined that the condensed water generated in step does not flow into the intake pipe 20 (step S60). Thereafter, ECU 100 shifts the processing to return.

以上のように、本実施の形態によるECU100は、プレクーラ入口部Aの排気に含まれる水蒸気量を示す「プレクーラ入口湿度Ha」と、EGRガス出口部Bの排気に含まれる水蒸気量を示す「EGRガス出口湿度Hb」とを比較し、プレクーラ入口湿度HaがEGRガス出口湿度Hbよりも大きい場合に、プレクーラ41で発生した凝縮水が吸気管20に流入すると判定する。そのため、プレクーラ41で発生した凝縮水が吸気管20に流入するか否かを適切に判定することができる。   As described above, the ECU 100 according to the present embodiment provides the “precooler inlet humidity Ha” indicating the amount of water vapor included in the exhaust gas at the precooler inlet A, and the “EGR” indicating the amount of water vapor included in the exhaust gas from the EGR gas outlet B. When the pre-cooler inlet humidity Ha is higher than the EGR gas outlet humidity Hb, it is determined that the condensed water generated in the pre-cooler 41 flows into the intake pipe 20. Therefore, it is possible to appropriately determine whether or not the condensed water generated in the precooler 41 flows into the intake pipe 20.

さらに、ECU100は、凝縮水が吸気管20に流入すると判定された場合、プレクーラ壁面の温度上昇を促す「プレクーラ暖機処理」を実行する。これにより、プレクーラ41において凝縮水を発生し難くすることができる。   Further, when it is determined that the condensed water flows into the intake pipe 20, the ECU 100 executes a "precooler warm-up process" for promoting a rise in the temperature of the precooler wall surface. Thereby, it is possible to make it difficult for the precooler 41 to generate condensed water.

特に、本実施の形態によるECU100は、プレクーラ暖機処理として、EGR弁44の開度を現在の開度よりも増加させる処理を行なう。これにより、プレクーラ41を通過するEGRガス流量が増加し、増量されたEGRガスの熱によってプレクーラ壁面が暖機される。その結果、EGRを継続しつつ、プレクーラ41において凝縮水を発生し難くすることができる。   In particular, the ECU 100 according to the present embodiment performs a process of increasing the opening of the EGR valve 44 from the current opening as the pre-cooler warm-up process. Thereby, the flow rate of the EGR gas passing through the precooler 41 increases, and the precooler wall surface is warmed up by the heat of the increased EGR gas. As a result, it is possible to make it difficult for the precooler 41 to generate condensed water while continuing EGR.

<変形例1>
上述の実施の形態においては、プレクーラ暖機処理として、EGR弁44の開度を増加させる処理を行なう例を示した。この場合、EGRガス流量が増加することによってEGR配管内の凝縮水が吸気管20に流入し易くなることが懸念される。
<Modification 1>
In the above-described embodiment, an example has been described in which the process of increasing the opening of the EGR valve 44 is performed as the pre-cooler warm-up process. In this case, there is a concern that the condensed water in the EGR pipe tends to flow into the intake pipe 20 due to an increase in the EGR gas flow rate.

この点に鑑み、本変形例1においては、プレクーラ暖機処理として、エンジン10の負荷を高くする(たとえば燃料噴射量を増加する)ことによって、エンジン10の排気温度を増加させる処理を行なうようにする。これにより、プレクーラ41内を流れるEGRガスの温度が増加するため、プレクーラ41が暖機される。その結果、EGRを継続しつつ、かつEGRガス流量を増加させることなく、プレクーラ41において凝縮水を発生し難くすることができる。   In view of this point, in the first modification, as a precooler warm-up process, a process of increasing the exhaust temperature of the engine 10 by increasing the load on the engine 10 (for example, increasing the fuel injection amount) is performed. I do. Accordingly, the temperature of the EGR gas flowing in the precooler 41 increases, and the precooler 41 is warmed up. As a result, it is possible to make it difficult for the precooler 41 to generate condensed water while continuing EGR and without increasing the EGR gas flow rate.

<変形例2>
上述の実施の形態においては、プレクーラ暖機処理として、EGR弁44の開度を増加させる処理を行なう例を示した。この場合、EGRガス流量が増加することによってEGR配管内の凝縮水が吸気管20に流入し易くなることが懸念される。
<Modification 2>
In the above-described embodiment, an example has been described in which the process of increasing the opening of the EGR valve 44 is performed as the pre-cooler warm-up process. In this case, there is a concern that the condensed water in the EGR pipe tends to flow into the intake pipe 20 due to an increase in the EGR gas flow rate.

また、上述の変形例1においては、プレクーラ暖機処理として、エンジン10の排気温度を増加させる処理を行なう例を示した。この場合、エンジン10の負荷を高くする(燃料噴射量を増加する)ことになるため、燃費悪化、あるいは、燃料中の炭化水素(CHx)の増加による水蒸気量の増加といった背反が生じることが懸念される。   Further, in the above-described first modification, an example in which the process of increasing the exhaust temperature of the engine 10 is performed as the precooler warm-up process has been described. In this case, the load on the engine 10 is increased (the fuel injection amount is increased), and contradiction such as deterioration of fuel efficiency or an increase in the amount of water vapor due to an increase in hydrocarbons (CHx) in the fuel may occur. Is done.

これらの点に鑑み、本変形例2においては、プレクーラ暖機処理として、ウォータポンプ45の回転速度を低下させて冷却水の流量を低下させることによって、プレクーラ41内の冷却水の温度を増加させる処理を行なうようにする。これにより、EGRを継続しつつ、かつEGRガス流量を増加させることなく、かつエンジン10の負荷を高くすることなく、プレクーラ41において凝縮水を発生し難くすることができる。   In view of these points, in the second modification, as the pre-cooler warm-up process, the rotation speed of the water pump 45 is reduced to reduce the flow rate of the cooling water, thereby increasing the temperature of the cooling water in the pre-cooler 41. Perform processing. Thereby, it is possible to make it difficult to generate condensed water in the precooler 41 without continuing the EGR, without increasing the flow rate of the EGR gas, and without increasing the load on the engine 10.

なお、プレクーラ暖機処理として、EGR弁44の開度を増加させる処理、エンジン10の排気温度を増加させる処理、プレクーラ41内の冷却水の温度を増加させる処理を適宜組み合わせて実行するようにしてもよい。   As the pre-cooler warm-up process, a process of increasing the opening degree of the EGR valve 44, a process of increasing the exhaust gas temperature of the engine 10, and a process of increasing the temperature of the cooling water in the pre-cooler 41 are appropriately combined and executed. Is also good.

<変形例3>
上述の実施の形態においてはEGR配管に2つのEGRクーラ(プレクーラ41およびメインクーラ42)が設けられる例を示したが、EGR配管に設けられるEGRクーラの数は2つに限定されるものではなく、1つであっても、3つ以上であってもよい。
<Modification 3>
In the above-described embodiment, an example in which two EGR coolers (the precooler 41 and the main cooler 42) are provided in the EGR pipe has been described, but the number of EGR coolers provided in the EGR pipe is not limited to two. , Or three or more.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present disclosure is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 エンジンシステム、10 エンジン、20 吸気管、25 吸気マニホルド、30 排気管、35 排気マニホルド、40 EGR装置、41 EGRプレクーラ、42 EGRメインクーラ、43 切替弁、44 EGR弁、45 ウォータポンプ、81 エアフローメータ、82 エンジン回転速度センサ、83 湿度センサ、100 ECU、A プレクーラ入口部、B ガス出口部、G1,G2,G3 EGR配管、G4 バイパス配管、Gp ガス流路、W1,W2,W3,W4 冷却水配管、Wp 冷却水路。   Reference Signs List 1 engine system, 10 engine, 20 intake pipe, 25 intake manifold, 30 exhaust pipe, 35 exhaust manifold, 40 EGR device, 41 EGR precooler, 42 EGR main cooler, 43 switching valve, 44 EGR valve, 45 water pump, 81 air flow Meter, 82 engine speed sensor, 83 humidity sensor, 100 ECU, A precooler inlet, B gas outlet, G1, G2, G3 EGR pipe, G4 bypass pipe, Gp gas flow path, W1, W2, W3, W4 cooling Water piping, Wp cooling water channel.

Claims (6)

エンジンの制御システムであって、
前記エンジンは、
排気通路内の排気の一部を吸気通路に還流させるためのEGR配管と、
前記EGR配管に設けられるEGRクーラとを備え、
前記制御システムは、前記EGRクーラで発生した凝縮水が前記吸気通路に流入するか否かを判定するように構成された制御装置を含み、
前記制御装置は、
前記EGR配管における前記EGRクーラへの入口部分の排気に含まれる第1水蒸気量と、前記EGR配管における前記吸気通路への出口部分の排気に含まれる第2水蒸気量とを比較し、
前記第1水蒸気量が前記第2水蒸気量よりも大きい場合に前記凝縮水が前記吸気通路に流入すると判定する、エンジンの制御システム。
An engine control system,
The engine is
An EGR pipe for recirculating a part of the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage,
An EGR cooler provided in the EGR pipe,
The control system includes a control device configured to determine whether condensed water generated in the EGR cooler flows into the intake passage,
The control device includes:
Comparing the first steam amount contained in the exhaust gas at the inlet to the EGR cooler in the EGR pipe with the second steam amount contained in the exhaust gas at the outlet to the intake passage in the EGR pipe;
An engine control system that determines that the condensed water flows into the intake passage when the first steam amount is larger than the second steam amount.
前記制御装置は、前記凝縮水が前記吸気通路に流入すると判定された場合、前記EGRクーラを暖機する暖機処理を実行する、請求項1に記載のエンジンの制御システム。   The engine control system according to claim 1, wherein the control device executes a warm-up process of warming up the EGR cooler when it is determined that the condensed water flows into the intake passage. 前記制御システムは、前記EGR配管から前記吸気通路に還流されるEGRガス流量を調整するように構成されたEGR弁をさらに備え、
前記暖機処理は、前記EGR弁の開度を増加させる処理を含む、請求項2に記載のエンジンの制御システム。
The control system further includes an EGR valve configured to adjust an EGR gas flow rate recirculated from the EGR pipe to the intake passage,
The engine control system according to claim 2, wherein the warming-up process includes a process of increasing an opening degree of the EGR valve.
前記暖機処理は、前記エンジンの排気の温度を増加させる処理を含む、請求項2に記載のエンジンの制御システム。   The engine control system according to claim 2, wherein the warm-up process includes a process of increasing an exhaust gas temperature of the engine. 前記EGRクーラは、冷却液によって前記EGR配管内のEGRガスを冷却し、
前記暖機処理は、前記冷却液の温度を増加させる処理を含む、請求項2に記載のエンジンの制御システム。
The EGR cooler cools EGR gas in the EGR pipe with a coolant,
The engine control system according to claim 2, wherein the warm-up process includes a process of increasing a temperature of the coolant.
前記制御システムは、
前記吸気通路内の吸気流量を検出するエアフローメータと、
前記出口部分に設けられた湿度センサとを備え、
前記制御装置は、
前記エアフローメータの検出結果を用いて前記第1水蒸気量を算出し、
前記湿度センサの検出結果を前記第2水蒸気量として取得する、請求項1〜5のいずれかに記載のエンジンの制御システム。
The control system includes:
An air flow meter for detecting an intake flow rate in the intake passage;
A humidity sensor provided at the outlet portion,
The control device includes:
Calculating the first water vapor amount using the detection result of the air flow meter,
The engine control system according to claim 1, wherein the detection result of the humidity sensor is acquired as the second water vapor amount.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021111969A1 (en) 2019-12-03 2021-06-10 株式会社エンビジョンAescジャパン Battery, film production method, and battery production method

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