JP2020122463A - Regeneration device of egr cooler - Google Patents
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Abstract
Description
本開示はEGRクーラの再生装置に係り、特に、内燃機関に設けられたEGRクーラを再生するための装置に関する。ここでEGR(Exhaust Gas Recirculation)とは排気再循環の略称である。 The present disclosure relates to an EGR cooler regeneration device, and more particularly to a device for regenerating an EGR cooler provided in an internal combustion engine. Here, EGR (Exhaust Gas Recirculation) is an abbreviation for exhaust gas recirculation.
内燃機関においては、排気の一部であるEGRガスを吸気側に環流させるためのEGR装置が設けられる。これにより、筒内の燃焼ガス温度を低下させてNOx排出量を低減できる。また、EGRガスを冷却してそのガス密度を高めるEGRクーラも設置される。 The internal combustion engine is provided with an EGR device for circulating EGR gas, which is a part of exhaust gas, toward the intake side. As a result, the temperature of the combustion gas in the cylinder can be lowered and the NOx emission amount can be reduced. An EGR cooler that cools the EGR gas to increase the gas density is also installed.
EGRクーラには排気の一部であるEGRガスが流れる。そのため、EGRガスに含まれる煤等の粒子状物質(PM(Particulate Matter)という)がEGRクーラ内に堆積し、EGRクーラの冷却性能が低下する問題がある。 EGR gas, which is a part of exhaust gas, flows through the EGR cooler. Therefore, there is a problem that particulate matter (called PM (Particulate Matter)) such as soot contained in the EGR gas accumulates in the EGR cooler, and the cooling performance of the EGR cooler deteriorates.
このため、特許文献1に記載の装置では、堆積したPMを除去してEGRクーラの冷却性能を回復させる、EGRクーラの再生を行っている。
Therefore, in the device described in
特許文献1に記載の装置では、EGR通路を通過する排気すなわちEGRガスの温度が所定温度より低いことを再生開始条件としている。
In the device described in
しかし、EGRガスの温度は内燃機関の運転状態に応じて変化する。従って、特許文献1に記載の装置では、再生開始時期の決定方法につき改善の余地があった。
However, the temperature of the EGR gas changes according to the operating state of the internal combustion engine. Therefore, in the device described in
そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、再生開始時期を最適に決定することができるEGRクーラの再生装置を提供することにある。 Therefore, the present disclosure is devised in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a regeneration device for an EGR cooler that can optimally determine the regeneration start time.
本開示の一の態様によれば、
内燃機関に設けられたEGRクーラを再生するための装置であって、
前記EGRクーラの上流側および下流側におけるEGRガス温度をそれぞれ検出する上流側温度センサおよび下流側温度センサと、
前記上流側温度センサおよび前記下流側温度センサによりそれぞれ検出された上流側ガス温度および下流側ガス温度に基づき、再生開始時期か否かを判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするEGRクーラの再生装置が提供される。
According to one aspect of the present disclosure,
A device for regenerating an EGR cooler provided in an internal combustion engine, comprising:
An upstream temperature sensor and a downstream temperature sensor for respectively detecting EGR gas temperatures on the upstream side and the downstream side of the EGR cooler;
Based on the upstream gas temperature and the downstream gas temperature respectively detected by the upstream temperature sensor and the downstream temperature sensor, a determination unit for determining whether or not the regeneration start time,
An EGR cooler regeneration device is provided.
好ましくは、前記判定部は、前記上流側ガス温度および前記下流側ガス温度の差または比に基づき、再生開始時期か否かを判定する。 Preferably, the determination unit determines whether or not it is the regeneration start time based on the difference or ratio between the upstream gas temperature and the downstream gas temperature.
好ましくは、前記判定部は、前記差または前記比を所定の閾値と比較して再生開始時期か否かを判定すると共に、前記内燃機関の運転状態に応じて前記閾値の値を決定する。 Preferably, the determination unit compares the difference or the ratio with a predetermined threshold value to determine whether it is a regeneration start time, and also determines the value of the threshold value according to an operating state of the internal combustion engine.
好ましくは、前記再生装置は、前記判定部により再生開始時期であると判定されたとき、前記EGRクーラの再生を実行する再生実行部をさらに備え、
前記再生実行部は再生実行時に、EGRバルブの開度を再生非実行時よりも増大すると共に、排気スロットルバルブの開度を再生非実行時よりも減少する。
Preferably, the regeneration device further includes a regeneration execution unit that performs regeneration of the EGR cooler when the determination unit determines that the regeneration start time is reached,
The regeneration executing unit increases the opening degree of the EGR valve when performing regeneration, and decreases the opening degree of the exhaust throttle valve compared to when regeneration is not performed.
好ましくは、前記再生実行部は再生実行時に、所定の自動再生条件が成立していれば自動再生を実行し、所定の手動再生条件が成立していれば手動再生を実行する。 Preferably, at the time of executing the reproduction, the reproduction executing unit executes the automatic reproduction if a predetermined automatic reproduction condition is satisfied, and executes the manual reproduction if the predetermined manual reproduction condition is satisfied.
本開示によれば、再生開始時期を最適に決定することができる。 According to the present disclosure, it is possible to optimally determine the reproduction start time.
以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意すべきである。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present disclosure is not limited to the embodiments below.
図1は、本開示の実施形態の構成を示す概略図である。内燃機関(エンジンともいう)1は、車両(図示せず)に搭載された多気筒エンジンである。車両はトラック等の大型車両であり、エンジン1は多気筒(具体的には直列4気筒)ディーゼルエンジンである。但し、車両および内燃機関の種類、形式、用途等に特に限定はなく、例えば車両は乗用車等の小型車両であってもよいし、エンジン1はガソリンエンジンであってもよい。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an embodiment of the present disclosure. The internal combustion engine (also called an engine) 1 is a multi-cylinder engine mounted on a vehicle (not shown). The vehicle is a large vehicle such as a truck, and the
なおエンジンは、車両以外の移動体、例えば船舶、建設機械、または産業機械に搭載されたものであってもよい。またエンジンは、移動体に搭載されたものでなくてもよく、発電機用等の定置式のものであってもよい。 The engine may be mounted on a moving body other than a vehicle, such as a ship, a construction machine, or an industrial machine. Further, the engine does not have to be mounted on a moving body, and may be a stationary type engine for a generator or the like.
本実施形態の車両は、摩擦クラッチCLとマニュアル変速機TMをそれぞれクラッチアクチュエータおよびシフトアクチュエータで操作して自動変速を行う車両、所謂AMT(Automated Manual Transmission)車である。 The vehicle according to the present embodiment is a so-called AMT (Automated Manual Transmission) vehicle in which the friction clutch CL and the manual transmission TM are operated by a clutch actuator and a shift actuator, respectively, to perform automatic gear shifting.
エンジン1は、エンジン本体2と、エンジン本体2に接続された吸気通路3および排気通路4と、ターボチャージャ14と、燃料噴射装置5とを備える。エンジン本体2は、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケース等の構造部品と、その内部に収容されたピストン、クランクシャフト、バルブ等の可動部品とを含む。
The
燃料噴射装置5は、コモンレール式燃料噴射装置からなり、各気筒に設けられた燃料噴射弁すなわちインジェクタ7と、インジェクタ7に接続されたコモンレール8とを備える。インジェクタ7は、シリンダ9内すなわち燃焼室内に燃料を直接噴射する。コモンレール8は、インジェクタ7から噴射される燃料を高圧状態で貯留する。
The
吸気通路3は、エンジン本体2(特にシリンダヘッド)に接続された吸気マニホールド10と、吸気マニホールド10の上流端に接続された吸気管11とにより主に画成される。吸気マニホールド10は、吸気管11から送られてきた吸気を各気筒の吸気ポートに分配供給する。吸気管11には、上流側から順に、エアクリーナ12、エアフローメータ13、ターボチャージャ14のコンプレッサ14C、インタークーラ15、および吸気スロットルバルブ16が設けられる。エアフローメータ13は、エンジン1の単位時間当たりの吸入空気量すなわち吸気流量を検出するためのセンサで、MAFセンサ等とも称される。
The
排気通路4は、エンジン本体2(特にシリンダヘッド)に接続された排気マニホールド20と、排気マニホールド20の下流側に配置された排気管21とにより主に画成される。排気マニホールド20は、各気筒の排気ポートから送られてきた排気ガスを集合する。排気管21、もしくは排気マニホールド20と排気管21の間には、ターボチャージャ14のタービン14Tが設けられる。タービン14Tより下流側の排気管21には、上流側から順に、排気スロットルバルブ6と、排気浄化用の一乃至複数の後処理部材(図示せず)とが設けられる。後処理部材は例えば、排気中のPMを捕集するフィルタ、または排気中のNOxを除去する選択還元型NOx触媒により形成される。
The exhaust passage 4 is mainly defined by an
エンジン1はEGR装置30を備える。EGR装置30は、排気通路4内(特に排気マニホールド20内)の排気ガスの一部すなわちEGRガスを吸気通路3内(特に吸気マニホールド10内)に還流させるためのEGR通路31と、EGR通路31を流れるEGRガスを冷却するEGRクーラ32と、EGRガスの流量を調節するためのEGRバルブ33とを備える。EGRクーラ32は、水冷式であっても空冷式であってもよい。EGRバルブ33は、EGRガス流れ方向におけるEGRクーラ32の下流側に設けられる。
The
また本実施形態において、制御ユニット、回路要素(circuitry)もしくはコントローラをなす電子制御ユニット(ECU(Electronic Control Unit)という)100が設けられる。ECU100は、車両全体の制御を司るものである。ECU100は、演算機能を有するCPU(Central Processing Unit)、記憶媒体であるROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)、入出力ポート、ならびにROMおよびRAM以外の記憶装置等を含む。ECU100は、インジェクタ7、吸気スロットルバルブ16、排気スロットルバルブ6、EGRバルブ33、クラッチアクチュエータおよびシフトアクチュエータを制御するように構成され、プログラムされている。
Further, in the present embodiment, an electronic control unit (referred to as an ECU (Electronic Control Unit)) 100 that serves as a control unit, a circuit element, or a controller is provided. The ECU 100 controls the entire vehicle. The
また本実施形態において、センサ類として、上述のエアフローメータ13の他、エンジンの回転速度(具体的には毎分当たりの回転数(rpm))を検出するための回転速度センサ40と、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ41とが設けられる。また、EGRクーラ32の上流側および下流側におけるEGRガス温度T1,T2をそれぞれ検出する上流側温度センサ42および下流側温度センサ43が設けられる。上流側温度センサ42は、EGR通路31におけるEGRクーラ32の入口側に設けられる。下流側温度センサ43は、EGR通路31におけるEGRクーラ32の出口側に設けられる。
Further, in the present embodiment, as the sensors, in addition to the
また、車室内に設けられ運転手によってオン・オフ操作される手動再生スイッチ(SW)44および排気ブレーキスイッチ45が設けられる。また、パーキング(P)ブレーキの作動・非作動に応じてオン・オフされるパーキングブレーキスイッチ46が設けられる。
Further, a manual regeneration switch (SW) 44 and an
次に、ECU100が実行する制御の内容について説明する。まず、EGRバルブ33の基本制御ないし通常制御を説明する。
Next, the content of the control executed by the
ECU100は、図2に示す算出ルーチンに従ってEGRバルブ33の基本目標開度Setを算出する。そして通常は、EGRバルブ33の目標開度Seをこの基本目標開度Setに等しい値とし、EGRバルブ33の実際の開度が目標開度Seに等しくなるようEGRバルブ33の開度を制御する。図2の算出ルーチンは、ECU100により所定の演算周期τ(例えば10msec)毎に繰り返し実行される。
The
ステップS101において、ECU100は、回転速度センサ40、アクセル開度センサ41およびエアフローメータ13によりそれぞれ検出されたエンジン回転数Ne、アクセル開度Acおよび吸入空気量Gaの値を取得する。
In step S101, the
ステップS102において、ECU100は、エンジン回転数Neとアクセル開度Acに基づき、図3(A)に示すような所定のマップ(関数でもよい。以下同様)に従って、燃料噴射量、具体的にはインジェクタ7への指示噴射量としての目標燃料噴射量Qを算出する。
In step S102, the
なお、エンジン回転数Ne、アクセル開度Acおよび目標燃料噴射量Qは、いずれもエンジンの運転状態を表すエンジンパラメータである。またアクセル開度Acおよび目標燃料噴射量Qは、いずれもエンジン負荷に相当するエンジンパラメータである。 The engine speed Ne, the accelerator opening Ac, and the target fuel injection amount Q are all engine parameters that represent the operating state of the engine. Further, the accelerator opening Ac and the target fuel injection amount Q are both engine parameters corresponding to the engine load.
次にECU100は、ステップS103〜S106を実行することにより、EGRバルブ33の基本目標開度Setを算出する。この基本目標開度Setはフィードフォワード(F/F)項Seffとフィードバック(F/B)項Sefbとの合算によって求められる。
Next, the
ステップS103において、ECU100は、エンジン回転数Neと目標燃料噴射量Qに基づき、図3(B)に示すような所定のマップに従って、F/F項Seffを算出する。
In step S103, the
ステップS104において、ECU100は、エンジン回転数Neと目標燃料噴射量Qに基づき、図3(C)に示すような所定のマップに従って、目標吸入空気量Gatを算出する。
In step S104, the
ステップS105において、ECU100は、目標吸入空気量Gatと、ステップS101で取得された実際の吸入空気量Gaとの差分に基づいて、F/B項Sefbを算出する。具体的にはECU100は、目標吸入空気量Gatと実際の吸入空気量Gaの差ΔGa=Gat−Gaを計算する。そしてこの差ΔGaに基づき、図示しない所定のマップに従ってF/B項Sefbを算出する。差ΔGaが正のとき、すなわち実際の吸入空気量Gaが目標吸入空気量Gatより少ないとき、吸入空気量増大側、すなわちEGRガス量減少側の負のF/B項Sefbが算出される。逆に差ΔGaが負のとき、すなわち実際の吸入空気量Gaが目標吸入空気量Gatより多いとき、吸入空気量減少側、すなわちEGRガス量増大側の正のF/B項Sefbが算出される。なおF/B項Sefbの算出に際しては、PID制御の手法に従い、差ΔGaに応じたP項、I項、D項の合計値をF/B項Sefbとするのが好ましい。
In step S105, the
ステップS106において、ECU100は、算出されたF/F項SeffとF/B項Sefbを加算してEGRバルブ基本目標開度Set(=Seff+Sefb)を算出する。
At step S106, the
このようにEGRバルブ33の開度制御は、F/F項SeffによるF/F制御と、F/B項SefbによるF/B制御との組み合わせによってなされる。F/F項Seffは、EGRバルブ基本目標開度Setのベースとなる値であり、現状のエンジン運転状態において概ね、所望の目標EGR率を実現できるような値である。一方、実際のエンジン運転状態が絶えず変化する等の理由で、F/F項Seffだけでは必ずしも目標EGR率を実現できない。よってフィードバック項Sesbを加算し、目標EGR率を安定的に実現できるよう、EGRバルブ開度を緻密に制御している。
In this way, the opening degree control of the
なおEGRバルブ33の開度は、全開のとき100%、全閉のとき0%である。吸気スロットルバルブ16および排気スロットルバルブ6の開度についても同様である。
The opening degree of the
次に、排気スロットルバルブ6の制御を説明する。ECU100は基本的に、排気ブレーキスイッチ45がオフのとき排気スロットルバルブ6を全開に制御し、排気ブレーキスイッチ45がオンのとき、排気スロットルバルブ6を全開より少ない開度、通常は全閉に制御する。このように排気スロットルバルブ6の開度を減少することで、排気スロットルバルブ6の上流側の排気圧力が上昇し、これが抵抗となってエンジンブレーキ力が増大し、排気ブレーキが作動される。
Next, the control of the
さて、EGRクーラ32には排気の一部であるEGRガスが流れる。そのため、EGRガスに含まれる煤等の粒子状物質(PM)がEGRクーラ32内に堆積し、EGRクーラ32の冷却性能が低下する問題がある。
Now, the EGR gas which is a part of exhaust gas flows through the
このため本実施形態では、堆積したPMを除去してEGRクーラ32の冷却性能を回復させる再生を行う。これにより、EGRガスの冷却不足による筒内燃焼ガスの温度上昇、さらにはNOx排出量増加を抑制できる。
Therefore, in the present embodiment, the regeneration is performed to remove the accumulated PM and restore the cooling performance of the
特に本実施形態では、上流側温度センサ42により検出された上流側ガス温度T1と、下流側温度センサ43により検出された下流側ガス温度T2とに基づき、再生を開始すべきタイミングか否か、すなわち再生開始時期か否かを判定する。
Particularly, in the present embodiment, based on the upstream gas temperature T1 detected by the
上流側ガス温度T1および下流側ガス温度T2は、エンジンの運転状態に応じて変化し、高回転・高負荷側であるほど高くなる傾向がある。また一定の上流側ガス温度T1に対する下流側ガス温度T2の値は、EGRクーラ32の冷却性能の良し悪しに応じて変化し、冷却性能が低いほど高くなり、上流側ガス温度T1に近づく傾向がある。よって、上流側ガス温度T1および下流側ガス温度T2に基づき再生開始時期か否かを判定することで、エンジンの運転状態を考慮しつつ、EGRクーラ32の冷却性能の良し悪しを精度良く判定でき、再生開始時期を最適に決定することが可能となる。
The upstream gas temperature T1 and the downstream gas temperature T2 change according to the operating state of the engine, and tend to become higher toward the high rotation/high load side. Further, the value of the downstream gas temperature T2 with respect to the constant upstream gas temperature T1 changes depending on whether the cooling performance of the
本実施形態では、上流側ガス温度T1と下流側ガス温度T2の差dT=T1−T2に基づき、再生開始時期か否かを判定する。この差dT=T1−T2は、エンジン運転状態が一定であるとき、EGRクーラ32の冷却性能が低下するほど小さくなる。差dTは、EGRクーラ32の冷却性能に相関する好適な指標値である。従って、差dT=T1−T2に基づいて再生開始時期か否かを判定することで、再生開始時期を最適に決定することが可能となる。
In the present embodiment, whether or not it is the regeneration start time is determined based on the difference dT=T1-T2 between the upstream gas temperature T1 and the downstream gas temperature T2. The difference dT=T1−T2 becomes smaller as the cooling performance of the
本実施形態では、差dTを所定の閾値dTthと比較して再生開始時期か否かを判定すると共に、エンジン運転状態に応じて閾値dTthの値を決定する。 In the present embodiment, the difference dT is compared with a predetermined threshold value dTth to determine whether it is the regeneration start time, and the value of the threshold value dTth is determined according to the engine operating state.
具体的には、差dTが閾値dTthより小さくなったとき、EGRクーラ32の冷却性能が許容できない程低下したとみなし、再生開始時期であると判定する。一方、差dTの値は、エンジン運転状態とEGRクーラ32の冷却性能との両者に応じて変化する。従って差dTtが、エンジン運転状態に拘わらず一定の閾値より小さくなったとしても、果たしてそれが、エンジン運転状態の変化によるものなのか、あるいはEGRクーラ32の冷却性能の低下によるものなのか、区別することができない。
Specifically, when the difference dT becomes smaller than the threshold value dTth, it is considered that the cooling performance of the
本実施形態では、エンジン運転状態に応じた最適な閾値dTthの値を決定するので、これと差dTを比較することにより、エンジン運転状態の変化の影響を取り除き、純粋にEGRクーラ32の冷却性能低下を判断できる。これにより、再生開始時期をさらに精度良く決定することが可能となる。
In the present embodiment, the optimum threshold value dTth is determined according to the engine operating state. Therefore, by comparing this value with the difference dT, the influence of the change in the engine operating state is removed, and the cooling performance of the
このように本実施形態に係るEGRクーラ32の再生装置は、上流側温度センサ42および下流側温度センサ43と、これらセンサによりそれぞれ検出された上流側ガス温度T1および下流側ガス温度T2に基づき再生開始時期か否かを判定する判定部とを備える。判定部はECU100により形成される。
As described above, the regeneration device for the
また本実施形態に係るEGRクーラ32の再生装置は、判定部により再生開始時期であると判定されたとき、EGRクーラ32の再生を実行する再生実行部をさらに備える。この再生実行部もECU100により形成される。
The regeneration device for the
ECU100は再生実行時に、EGRバルブ33の開度を再生非実行時よりも増大すると共に、排気スロットルバルブ6の開度を再生非実行時よりも減少する。
The
通常、EGRバルブ33の開度は前述の基本制御に従って、基本目標開度Setに等しい目標開度Seに制御される。再生非実行時も同様である。これに対し、再生実行時には、EGRバルブ33の開度が、基本目標開度Setよりも大きい目標開度Seに制御される。これにより、EGRクーラ32を流れるEGRガスの流量を増大して再生を効率よく行うことができる。
Normally, the opening degree of the
このときの目標開度Seは、好ましくは全開(=100%)であるが、再生非実行時よりも大きければ、全開より少ない中間開度でもよい。 The target opening degree Se at this time is preferably fully open (=100%), but may be an intermediate opening degree smaller than full opening as long as it is larger than when the regeneration is not executed.
他方、通常、排気ブレーキスイッチ45がオフなので、排気スロットルバルブ6の開度は全開に制御されている。再生非実行時も同様である。これに対し、再生実行時には、排気スロットルバルブ6の開度が、全開よりも小さい開度に制御される。
On the other hand, since the
こうすると、排気が排気スロットルバルブ6を通過しづらくなるので、その分、EGRガスの流量を増大することができる。また、排気抵抗が増加してエンジン回転数が減少しようとするので、同一のエンジン回転数を維持すべく、例えばアクセル踏み増し等により、目標燃料噴射量Qが増加される。これにより排気温度、ひいてはEGRガス温度が上昇し、再生を効率よく行うことができる。
This makes it difficult for the exhaust gas to pass through the
このときの開度は、好ましくは全閉(=0%)であるが、再生非実行時よりも小さければ、全閉より大きい中間開度でもよい。 The opening degree at this time is preferably fully closed (=0%), but may be an intermediate opening degree larger than fully closed as long as it is smaller than when the regeneration is not executed.
このように再生実行時に、EGRバルブ33の開度を増大し、排気スロットルバルブ6の開度を減少することで、高温のEGRガスを大量にEGRクーラ32に流し、EGRクーラ32に堆積したPMを効率よく燃焼除去することができる。
As described above, when the regeneration is executed, by increasing the opening degree of the
本実施形態によれば、大型車両に通常装備されているEGRバルブ33と排気スロットルバルブ6を用いて再生を行うため、既存の構成を有効に活用して再生を行うことができ、コスト低減に有利である。なお、特許文献1の装置ではEGRクーラを電熱材料で構成してこれを電気で発熱させることによりEGRクーラを再生するので、特殊な仕様のEGRクーラを用意しなければならず、また再生時に電力が消費される欠点がある。
According to the present embodiment, since the regeneration is performed using the
本実施形態のECU100は、再生実行時、所定の自動再生条件が成立していれば自動再生を実行し、所定の手動再生条件が成立していれば手動再生を実行する。これにより、車両の使用状況に応じた最適な再生方法を選択することが可能である。なお自動再生とは、運転手が手動再生スイッチ44を何等操作することなく自動的に開始される再生である。これに対し手動再生とは、運転手が手動再生スイッチ44をオンすることにより開始される再生である。
At the time of executing the regeneration, the
次に図4を参照して、EGRクーラ32の再生制御のルーチンを説明する。図示するルーチンはECU100により所定の演算周期τ(例えば10msec)毎に繰り返し実行される。
Next, the routine of the regeneration control of the
まずステップS201では、上流側温度センサ42により検出された上流側ガス温度T1と、下流側温度センサ43により検出された下流側ガス温度T2と、回転速度センサ40により検出されたエンジン回転数Neと、前述のステップS102で算出された目標燃料噴射量Qとの値が取得される。
First, in step S201, the upstream gas temperature T1 detected by the
ステップS202では、上流側ガス温度T1と下流側ガス温度T2の差dT=T1−T2が算出される。 In step S202, the difference dT=T1-T2 between the upstream gas temperature T1 and the downstream gas temperature T2 is calculated.
ステップS203では、エンジン回転数Neと目標燃料噴射量Qに基づき、図3(D)に示すような所定のマップに従って、差の閾値dTthが算出される。マップには、エンジン回転数Neと目標燃料噴射量Qの各々の組み合わせに対して、EGRクーラ32の冷却性能低下を検知するのに最適な閾値dTthの値が入力されている。これにより、エンジン運転状態に応じた最適な閾値dTthを算出することができる。
In step S203, the difference threshold dTth is calculated based on the engine speed Ne and the target fuel injection amount Q according to a predetermined map as shown in FIG. In the map, the optimum threshold value dTth for detecting the deterioration of the cooling performance of the
ステップS204では、差dTが閾値dTthと比較される。差dTが閾値dTth以上の場合、EGRクーラ32の冷却性能低下は生じておらず、再生開始時期ではないと実質的に判定されて、そのままルーチンが終了される。
In step S204, the difference dT is compared with the threshold value dTth. When the difference dT is equal to or greater than the threshold value dTth, the cooling performance of the
他方、差dTが閾値dTthより小さい場合、EGRクーラ32の冷却性能低下が生じており、再生開始時期であると実質的に判定されて、ステップS205以降で再生が適宜実行される。この場合、車室内の情報伝達装置(モニター等)を用いて、EGRクーラ32の冷却性能低下により再生が必要である旨が、運転手に警告される。
On the other hand, when the difference dT is smaller than the threshold value dTth, the cooling performance of the
ステップS205では、所定の自動再生条件が成立したか否かが判断される。自動再生条件は、車両が比較的高い所定車速(例えば80km/h)以上で定常走行している場合に成立する。この判断は、図示しない車速センサの検出値に基づき行われる。 In step S205, it is determined whether a predetermined automatic regeneration condition is satisfied. The automatic regeneration condition is satisfied when the vehicle is traveling steadily at a relatively high predetermined vehicle speed (for example, 80 km/h) or more. This determination is made based on the detection value of a vehicle speed sensor (not shown).
自動再生条件が成立した場合、ステップS206に進んで、自動再生が実行される。この旨も、情報伝達装置により運転手に通知される。このように自動再生は、車両の高速定常走行中に実行される。 If the automatic regeneration condition is satisfied, the process proceeds to step S206 and the automatic regeneration is executed. This is also notified to the driver by the information transmission device. In this way, the automatic regeneration is executed during high speed steady running of the vehicle.
自動再生実行時には、EGRバルブ33の開度が、再生非実行時よりも大きい開度に制御される。具体的には、EGRバルブ33の開度は、基本目標開度Setに所定の追加開度ΔSeを加えた値に等しい目標開度Se(=Set+ΔSe)に制御される。追加開度ΔSeは、出力要求およびエミッション要求を最大限満たしつつ、EGRクーラ32にできるだけ多くのEGRガスを供給できるような最適な開度に設定されている。
During execution of automatic regeneration, the opening degree of the
また自動再生実行時には、排気スロットルバルブ6の開度が、再生非実行時よりも小さい開度に制御される。具体的には、排気スロットルバルブ6の開度は、排気ブレーキスイッチ45がオフであれば、全開より小さい中間開度Sx1に制御される。この開度Sx1は、出力要求および燃費要求を最大限満たしつつ、EGRクーラ32にできるだけ多くのEGRガスを供給し、かつEGRガス温度をできるだけ高温にできるような最適な開度に設定されている。
Further, during execution of automatic regeneration, the opening degree of the
なお、排気ブレーキスイッチ45がオンのときは、排気スロットルバルブ6が全閉に制御され、車両が大きく減速される場合なので、通常は自動再生条件が成立せず、ステップS205はノーとなる。従って、この場合をあまり考慮する必要はない。
Note that when the
自動再生は、再生開始から積算される実行時間が所定時間に達した時点で終了される。あるいは代替的に、自動再生は、差dTが閾値dTth以上となった時点で終了されてもよい。 The automatic reproduction is ended when the execution time accumulated from the start of reproduction reaches a predetermined time. Alternatively, the automatic regeneration may be ended when the difference dT becomes equal to or larger than the threshold value dTth.
一方、ステップS205で自動再生条件が成立していない場合、ステップS207に進んで、所定の手動再生条件が成立したか否かが判断される。手動再生条件は、車両のアイドル停車中に手動再生スイッチ44がオンされた場合に成立する。アイドル停車中とは、クラッチ断および変速機ニュートラルの少なくとも一方が成立し(すなわち動力伝達経路が遮断され)、かつ、エンジン回転数がアイドル回転数、アクセル開度が全閉、パーキングブレーキスイッチ46がオン(作動中)の全ての条件が満たされた状態をいう。
On the other hand, if the automatic regeneration condition is not satisfied in step S205, the process proceeds to step S207, and it is determined whether or not a predetermined manual regeneration condition is satisfied. The manual regeneration condition is satisfied when the
手動再生条件が成立した場合、ステップS208に進んで、手動再生が実行される。この旨も、情報伝達装置により運転手に通知される。手動再生は車両のアイドル停車中に実行される。 If the manual regeneration condition is satisfied, the process proceeds to step S208, and the manual regeneration is executed. This is also notified to the driver by the information transmission device. Manual regeneration is performed while the vehicle is idle.
手動再生実行時には、EGRバルブ33の開度が、再生非実行時よりも大きい開度に制御される。具体的には、EGRバルブ33の開度は、全開かその付近の目標開度Seに制御される。これによりEGRガスを最大限、EGRクーラ32に供給できる。
During manual regeneration, the opening of the
また手動再生実行時には、排気スロットルバルブ6の開度が、再生非実行時よりも小さい開度に制御される。具体的には、排気スロットルバルブ6の開度は、全閉かその付近の開度Sx2に制御される。この開度Sx2は前述の開度Sx1より小さい。これによりEGRガスを最大限、EGRクーラ32に供給でき、かつ高温にできる。なお排気ブレーキスイッチ45は通常オフなのでその状態を考慮する必要はない。
Further, when the manual regeneration is executed, the opening degree of the
手動再生実行時に、アイドル回転数を通常よりも高めてEGRガスの流量を増加すると共にその温度をより上昇させるようにしてもよい。 At the time of executing the manual regeneration, the idling speed may be made higher than usual to increase the flow rate of the EGR gas and further raise the temperature thereof.
手動再生も、再生開始から積算される実行時間が所定時間に達した時点で終了される。代替的に、手動再生は、差dTが閾値dTth以上となった時点で終了されてもよい。 Manual regeneration is also terminated when the execution time accumulated from the start of regeneration reaches a predetermined time. Alternatively, the manual regeneration may be terminated when the difference dT becomes equal to or larger than the threshold value dTth.
ステップS207において、手動再生条件が成立していない場合には、ルーチンが終了され、自動再生条件および手動再生条件のいずれかが成立するまで待機される。 In step S207, if the manual regeneration condition is not satisfied, the routine is terminated and waits until either the automatic regeneration condition or the manual regeneration condition is satisfied.
以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態は他にも様々考えられる。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above in detail, various other embodiments of the present disclosure are possible.
(1)ECU100は、上流側ガス温度T1と下流側ガス温度T2の比rT=T1/T2によって再生開始時期か否かを判定してもよい。この場合、図4の再生制御ルーチンは次のように変形される。すなわち、ステップS202では比rTが算出され、ステップS203では比の閾値rTthが算出され、ステップS204では比rTがその閾値rTthより小さいか否かが判断される。rT≧rTthのときは再生開始時期でないと実質的に判定され、rT<rTthのときは再生開始時期であると実質的に判定される。
(1) The
(2)車両は、AMT車よりも一般的なオートマチック(AT(Automatic Transmission))車、またはマニュアル(MT(Manual Transmission))車であってもよい。 (2) The vehicle may be a general automatic (AT (Automatic Transmission)) vehicle or a manual (MT (Manual Transmission)) vehicle rather than an AMT vehicle.
本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。 The embodiments of the present disclosure are not limited to the above-described embodiments, and all modifications, applications, and equivalents included in the concept of the present disclosure defined by the claims are included in the present disclosure. Therefore, the present disclosure should not be limitedly interpreted, and can be applied to any other technique belonging to the scope of the idea of the present disclosure.
1 内燃機関(エンジン)
6 排気スロットルバルブ
32 EGRクーラ
33 EGRバルブ
42 上流側温度センサ
43 下流側温度センサ
100 電子制御ユニット(ECU)
1 Internal combustion engine (engine)
6
Claims (5)
前記EGRクーラの上流側および下流側におけるEGRガス温度をそれぞれ検出する上流側温度センサおよび下流側温度センサと、
前記上流側温度センサおよび前記下流側温度センサによりそれぞれ検出された上流側ガス温度および下流側ガス温度に基づき、再生開始時期か否かを判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするEGRクーラの再生装置。 A device for regenerating an EGR cooler provided in an internal combustion engine, comprising:
An upstream temperature sensor and a downstream temperature sensor that detect EGR gas temperatures on the upstream side and the downstream side of the EGR cooler, respectively;
Based on the upstream gas temperature and the downstream gas temperature respectively detected by the upstream temperature sensor and the downstream temperature sensor, a determination unit that determines whether or not the regeneration start time,
An EGR cooler regeneration device characterized by being equipped with.
請求項1に記載のEGRクーラの再生装置。 The regeneration device for an EGR cooler according to claim 1, wherein the determination unit determines whether or not it is a regeneration start time based on a difference or a ratio between the upstream gas temperature and the downstream gas temperature.
請求項2に記載のEGRクーラの再生装置。 The determination unit compares the difference or the ratio with a predetermined threshold to determine whether it is a regeneration start time, and determines the value of the threshold according to an operating state of the internal combustion engine. EGR cooler regeneration device.
前記再生実行部は再生実行時に、EGRバルブの開度を再生非実行時よりも増大すると共に、排気スロットルバルブの開度を再生非実行時よりも減少する
請求項1〜3のいずれか一項に記載のEGRクーラの再生装置。 When the determination unit determines that it is time to start regeneration, the EGR cooler further includes a regeneration execution unit that executes regeneration.
4. The regeneration executing unit increases the opening degree of the EGR valve when performing regeneration, as compared with when the regeneration is not performed, and decreases the opening degree of the exhaust throttle valve compared to when the regeneration is not performed. The EGR cooler regeneration device described in 1.
請求項4に記載のEGRクーラの再生装置。 The EGR cooler according to claim 4, wherein the regeneration executing unit performs automatic regeneration when a predetermined automatic regeneration condition is satisfied, and executes manual regeneration when a predetermined manual regeneration condition is satisfied, at the time of performing the regeneration. Playback device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019015874A JP2020122463A (en) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | Regeneration device of egr cooler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019015874A JP2020122463A (en) | 2019-01-31 | 2019-01-31 | Regeneration device of egr cooler |
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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2019
- 2019-01-31 JP JP2019015874A patent/JP2020122463A/en active Pending
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