JP2022120376A - Condensed water amount estimation device - Google Patents
Condensed water amount estimation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022120376A JP2022120376A JP2021017230A JP2021017230A JP2022120376A JP 2022120376 A JP2022120376 A JP 2022120376A JP 2021017230 A JP2021017230 A JP 2021017230A JP 2021017230 A JP2021017230 A JP 2021017230A JP 2022120376 A JP2022120376 A JP 2022120376A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amount
- condensed water
- water
- intake
- intake passage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 342
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 17
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 9
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 84
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
- F02D41/0072—Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
- F02M26/48—EGR valve position sensors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
- F02D2041/0067—Determining the EGR temperature
- F02D2041/007—Determining the EGR temperature by estimation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0402—Engine intake system parameters the parameter being determined by using a model of the engine intake or its components
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0414—Air temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0418—Air humidity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/70—Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle exterior
- F02D2200/703—Atmospheric pressure
Abstract
Description
本発明は、エンジンシステムの吸気通路に生成される凝縮水量の推定に関する。 The present invention relates to estimation of the amount of condensed water generated in an intake passage of an engine system.
エンジンシステムにおいては、暖機初期の吸気通路の温度が露点よりも低い場合に、吸気通路内を流通する気体に含まれる水分が凝縮し、吸気通路内に凝縮水が生成される場合がある。この凝縮水は、吸気通路の構成部品を腐食させる要因となり得る。そのため、凝縮水の生成量(以下、凝縮水量と記載する場合がある)を精度高く推定することが求められる。 In the engine system, when the temperature of the intake passage in the early stage of warming up is lower than the dew point, the moisture contained in the gas flowing through the intake passage may condense to form condensed water in the intake passage. This condensed water may cause corrosion of components of the intake passage. Therefore, it is required to accurately estimate the amount of condensed water produced (hereinafter sometimes referred to as the amount of condensed water).
このような凝縮水量の推定に関し、たとえば、特開2018-188991号公報(特許文献1)には、吸入空気流量とEGRガス流量との和を用いて算出される混合ガス中の水分量から飽和水蒸気量を減算することによってインタークーラ内に生成される凝縮水量を算出する技術が開示される。 Regarding such estimation of the amount of condensed water, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-188991 (Patent Document 1) describes saturation from the amount of water in the mixed gas calculated using the sum of the intake air flow rate and the EGR gas flow rate. A technique is disclosed for calculating the amount of condensed water generated in the intercooler by subtracting the amount of water vapor.
上述のような凝縮水量の推定は、たとえば、吸入空気流量と凝縮水量との関係を示すマップ等を用いて行なうことが考えられる。しかしながら、凝縮水量の推定精度を向上させるためには、エンジンシステムの様々な運転状態に応じたマップを設定することが求められる。そのため、マップ等の記憶容量やマップ等を適合する工数などの制限から凝縮水量の推定精度を適切に向上させることができない場合がある。 The estimation of the amount of condensed water as described above may be performed using, for example, a map showing the relationship between the intake air flow rate and the amount of condensed water. However, in order to improve the estimation accuracy of the amount of condensed water, it is required to set maps according to various operating conditions of the engine system. Therefore, it may not be possible to appropriately improve the accuracy of estimating the amount of condensed water due to restrictions such as the storage capacity of maps and the like and the number of man-hours for adapting maps and the like.
本発明は、上述した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、エンジンシステムの吸気通路内に生成される凝縮水の量を精度高く推定する凝縮水量推定装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a condensed water amount estimating apparatus that can accurately estimate the amount of condensed water generated in an intake passage of an engine system. is.
この発明のある局面に係る凝縮水量推定装置は、エンジンシステムの吸気通路内に生成される凝縮水の量を推定する凝縮水量推定装置である。エンジンシステムは、吸気通路に接続される気筒を含む。この凝縮水量推定装置は、吸気通路に吸入される吸入空気の流量と、吸入空気に含まれる水蒸気の濃度と、吸入空気の湿度と、吸入空気の温度と、大気圧とを用いた推定式によって吸入空気に含まれる第1水分量を算出する第1算出部と、吸気通路における飽和水蒸気量を算出する第2算出部と、第1水分量から飽和水蒸気量を減算した値を凝縮水の量の推定値として算出する第3算出部とを備える。 A condensed water amount estimating device according to one aspect of the present invention is a condensed water amount estimating device that estimates the amount of condensed water generated in an intake passage of an engine system. The engine system includes cylinders connected to an intake passage. This condensed water amount estimator uses an estimation formula using the flow rate of the intake air taken into the intake passage, the concentration of water vapor contained in the intake air, the humidity of the intake air, the temperature of the intake air, and the atmospheric pressure. a first calculation unit that calculates a first water content contained in the intake air; a second calculation unit that calculates a saturated water vapor content in the intake passage; and a third calculation unit that calculates as an estimated value of
このようにすると、吸気通路内を流通する吸入空気に含まれる第1水分量を推定式によって精度高く推定することができる。そのため、第1水分量から飽和水蒸気量を減算することによって吸気通路内の凝縮水の量の推定値を精度高く推定することができる。 With this configuration, the first water content contained in the intake air flowing through the intake passage can be estimated with high accuracy by the estimation formula. Therefore, by subtracting the saturated water vapor amount from the first water amount, the estimated value of the amount of condensed water in the intake passage can be estimated with high accuracy.
ある実施の形態においては、エンジンシステムは、排気の一部を前記吸気通路に戻す排気再循環装置を備える。凝縮水量推定装置は、気筒に供給される燃料量と、吸気通路に戻される排気の還流率とを用いた推定式によって吸気通路内を流通する排気に含まれ、燃料の燃焼により生成される第2水分量を算出する第4算出部をさらに備える。第1算出部は、吸気通路に吸入される吸入空気の流量と、吸入空気に含まれる水蒸気の濃度と、吸入空気の湿度と、吸入空気の温度と、大気圧とに加えて吸気通路に戻される排気の還流率とを用いた推定式によって第1水分量を算出する。第2算出部は、吸気通路のうちの排気が流通する部分における飽和水蒸気量を算出する。第3算出部は、第1水分量と第2水分量との和から飽和水蒸気量を減算した値を凝縮水の量の推定値として算出する。 In one embodiment, the engine system includes an exhaust gas recirculation device that returns a portion of the exhaust gas to the intake passage. The condensed water amount estimating device uses an estimation formula using the amount of fuel supplied to the cylinder and the recirculation rate of the exhaust gas returned to the intake passage to estimate the amount of condensed water contained in the exhaust gas flowing through the intake passage and generated by the combustion of the fuel. 2 It further comprises a fourth calculator that calculates the water content. The first calculator calculates the flow rate of the intake air taken into the intake passage, the concentration of water vapor contained in the intake air, the humidity of the intake air, the temperature of the intake air, the atmospheric pressure, and the amount of air returned to the intake passage. The first water content is calculated by an estimation formula using the recirculation rate of the exhaust gas and the recirculation rate of the exhaust gas. The second calculator calculates a saturated water vapor amount in a portion of the intake passage through which the exhaust gas flows. The third calculator calculates a value obtained by subtracting the saturated water vapor content from the sum of the first water content and the second water content as an estimated value of the amount of condensed water.
このようにすると、第1水分量と、吸気通路内を流通する排気に含まれ、燃料の燃焼により生成される第2水分量とをそれぞれの推定式によって精度高く推定することができる。そのため、第1水分量と第2水分量との和から飽和水蒸気量を減算することによって吸気通路内の凝縮水の量の推定値を精度高く推定することができる。 With this configuration, the first water content and the second water content contained in the exhaust gas flowing through the intake passage and generated by the combustion of the fuel can be estimated with high accuracy by the respective estimation formulas. Therefore, by subtracting the saturated water vapor content from the sum of the first water content and the second water content, the estimated value of the amount of condensed water in the intake passage can be estimated with high accuracy.
ある実施の形態においては、第2算出部は、吸気通路のうちの排気が接する部分における壁面温度に対応した飽和水蒸気量を算出する。 In one embodiment, the second calculator calculates the saturated water vapor amount corresponding to the wall surface temperature of the portion of the intake passage that is in contact with the exhaust gas.
このようにすると、凝縮水は吸気通路のうちの排気が流通する部分の壁面に生成されるため、壁面温度に対応した飽和水蒸気量を算出することにより吸気通路のうちの排気が流通する部分に生成される凝縮水の量を精度高く推定することができる。 In this way, condensed water is generated on the wall surface of the portion of the intake passage through which the exhaust gas flows. The amount of condensed water to be generated can be estimated with high accuracy.
さらにある実施の形態においては、第3算出部は、吸気通路のうちの凝縮水が付着し得る壁面の表面積に対応した前記推定値の補正係数を設定する。第3算出部は、補正係数を用いて推定値を補正する。 Further, in another embodiment, the third calculator sets a correction coefficient for the estimated value corresponding to the surface area of the wall surface of the intake passage to which condensed water may adhere. The third calculator corrects the estimated value using the correction coefficient.
吸気通路のうちの排気が流通する部分に生成される凝縮水の付着量は、当該部分の壁面の表面積によって変化し得る。そのため、当該部分の壁面の表面積に対応した凝縮水の量の推定値を補正するための補正係数を設定し、設定された補正係数を用いて推定値を補正することによって凝縮水の量を精度高く推定することができる。 The amount of condensed water that adheres to the portion of the intake passage through which the exhaust flows can vary depending on the surface area of the wall surface of that portion. Therefore, by setting a correction coefficient for correcting the estimated value of the amount of condensed water corresponding to the surface area of the wall surface of the relevant part, and correcting the estimated value using the set correction coefficient, the amount of condensed water can be accurately adjusted. can be estimated to be high.
さらにある実施の形態においては、第3算出部は、吸気通路のうちの排気が接する部分の壁面温度を用いて補正係数を設定する。 Furthermore, in another embodiment, the third calculator sets the correction coefficient using the wall surface temperature of the portion of the intake passage that is in contact with the exhaust.
吸気通路のうちの排気が流通する部分に生成される凝縮水の付着量は、当該部分の壁面の表面積に加えて壁面温度によって変化し得る。そのため、凝縮水の量の推定値を補正するための補正係数を、表面積に加えて壁面温度を用いて設定し、設定された補正係数を用いて推定値を補正することによって凝縮水の量を精度高く推定することができる。 The amount of condensed water that adheres to the portion of the intake passage through which the exhaust flows can vary depending on the surface area of the wall surface of the portion as well as the wall surface temperature. Therefore, a correction factor for correcting the estimated value of the amount of condensed water is set using the wall surface temperature in addition to the surface area, and the amount of condensed water is corrected by correcting the estimated value using the set correction factor. It can be estimated with high accuracy.
さらにある実施の形態においては、凝縮水量推定装置は、凝縮水の量の推定値がしきい値を超える場合に凝縮水の量に関する予め定められた情報を通知装置を用いて通知する。 Further, in one embodiment, the condensed water amount estimator uses the notification device to notify predetermined information regarding the amount of condensed water when the estimated value of the amount of condensed water exceeds a threshold value.
このようにすると、凝縮水の量に関する予め定められた情報がユーザに通知されることによって当該情報をユーザに認識させることができる。 In this way, the predetermined information regarding the amount of condensed water is notified to the user, thereby allowing the user to recognize the information.
さらにある実施の形態においては、凝縮水量推定装置は、凝縮水の量の推定値がしきい値を超える場合に、排気再循環装置により吸気通路に戻される排気の流量の減量、および、排気を吸気通路に戻すことの停止のうちのいずれかを行なう。 Further, in one embodiment, the condensed water amount estimator reduces the flow rate of the exhaust gas returned to the intake passage by the exhaust gas recirculation device and reduces the exhaust gas flow rate when the estimated amount of condensed water exceeds a threshold value. Do any of the following: Stop returning to the intake passage.
このようにすると、凝縮水の生成量の増加を抑制することができるため、吸気通路の腐食を抑制することができる。 In this way, an increase in the amount of condensed water produced can be suppressed, and corrosion of the intake passage can be suppressed.
この発明によると、エンジンシステムの吸気通路内に生成される凝縮水の量を精度高く推定する凝縮水量推定装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a condensed water amount estimating device that accurately estimates the amount of condensed water generated in an intake passage of an engine system.
以下、図面を参照しつつ、本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が付されている。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り返さない。 Hereinafter, this embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, identical parts are provided with identical reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1は、本実施の形態に係るエンジンシステム1の概略構成の一例を示す図である。図1に示すように、エンジンシステム1は、エンジン本体2と、インテークマニホールド10と、吸気管12と、排気再循環装置(以下、EGR装置と記載する)20と、エキゾーストマニホールド50と、排気管52と、ターボチャージャー60とを備える。このエンジンシステム1は、たとえば、車両等の移動体に搭載される。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an
エンジン本体2は、気筒4と燃料噴射装置6とを含むディーゼルエンジンあるいはガソリンエンジン等の内燃機関である。本実施の形態において、エンジン本体2は、たとえば、1サイクルにおいて出力軸が2回転する4ストロークエンジンである場合を想定する。
The
エンジン本体2の気筒4の頂部には、吸気ポートと排気ポート(いずれも図示せず)とが接続され、吸気ポートにインテークマニホールド10が接続される。エンジン本体2には、たとえば、複数の気筒4が設けられ、それぞれに接続される吸気ポートにインテークマニホールド10が接続される。
An intake port and an exhaust port (both not shown) are connected to the top of the
燃料噴射装置6は、制御装置100からの制御信号C1に応じて気筒4内に燃料を供給する。燃料噴射装置6は、たとえば、気筒4の頂部に設けられ、気筒内に直接的に燃料を噴射する。なお、エンジン本体2が火花点火式のガソリンエンジンである場合には、燃料噴射装置6は、たとえば、吸気ポートに燃料を供給するように構成されてもよい。
The
インテークマニホールド10には、吸気管12の一方端が接続される。吸気管12の他方端には、エアクリーナ(図示せず)が接続される。エンジンシステム1の動作時においては、エアクリーナから吸引された空気(吸入空気)が吸気管12を経由してインテークマニホールド10に流通する。インテークマニホールド10と吸気管12とによってエンジンシステム1の「吸気通路」が構成される。
One end of an
エンジン本体2の排気ポートには、エキゾーストマニホールド50が接続される。より具体的には、エンジン本体2の複数の気筒のそれぞれの排気ポートにエキゾーストマニホールド50が接続される。
An
エキゾーストマニホールド50には、排気管52の一方端が接続される。排気管52の他方端にはマフラー等の消音装置が設けられる。排気管52の途中には、排気を浄化する各種触媒が設けられる。エキゾーストマニホールド50と排気管52とによって「排気通路」が構成される。
One end of an
ターボチャージャー60は、吸気管12に設けられるコンプレッサ62と、排気管52に設けられるタービン64とを含む。コンプレッサ62には、回転自在に支持されるコンプレッサブレード(図示せず)が設けられる。タービン64には、回転自在に支持され、コンプレッサブレードとシャフト66を介在して連結されるタービンブレードが設けられる。そのため、エンジン本体2からタービン64に供給される排気エネルギーによってタービンブレードが回転させられると、シャフト66を介してコンプレッサブレードが回転し、吸入空気がコンプレッサ62において圧縮される。このようにして圧縮(過給)された吸入空気は、吸気管12に設けられるインタークーラ(図示せず)において冷却されてインテークマニホールド10を経由してエンジン本体2に供給される。
エンジン本体2においては、吸気管12を経由してインテークマニホールド10から吸入される吸入空気と、燃料噴射装置6から気筒4内に供給される燃料との混合気が気筒4内で燃焼する。気筒4内での混合気の燃焼によって燃焼圧力が生じて、気筒4内に収納されるピストンが動作し、クランク機構等を介して出力軸(いずれも図示せず)が回転する。気筒4内での混合気の燃焼により生じた排気は、エキゾーストマニホールド50および排気管52を経由して外部に排出される。
In the
EGR装置20は、エキゾーストマニホールド50を流通する排気の一部をインテークマニホールド10に戻すように構成される。インテークマニホールド10に戻された排気の一部は、吸入空気とともにインテークマニホールド10から気筒4に流通する。排気が気筒4に導入されることによって燃焼温度が下がり、NOxの低減が図られる、また、吸気損失や冷却損失の低減から燃費向上が図られる。以下の説明において吸気通路に戻される排気の一部をEGRガスと記載する場合がある。
EGR装置20は、第1循環通路22と、第2循環通路24と、EGRクーラ30とを含む。
第1循環通路22の一方端は、インテークマニホールド10に接続される。第1循環通路22の他方端は、EGRクーラ30に接続される。
One end of
EGRクーラ30は、内部に収納される熱交換器(図示せず)を含む。熱交換器は、たとえば、エンジン本体2内を流通する冷却水が流通するように構成される。そのため、熱交換器においては、EGRクーラ30内を流通するEGRガスと冷却水との間で熱交換が行なわれる。これにより、EGRクーラ30内を流通するEGRガスの温度が低下される。EGRクーラ30におけるEGRガスの冷却により第1循環通路22を流通するEGRガスのガス体積を縮小させることができ、多くのEGRガスを吸気通路に戻すことが可能となる。
The
なお、EGR装置20は、図示しないEGRバルブが設けられる。EGRバルブは、制御装置100からの制御信号に応じて開度が調整されることによってEGR装置20内を流通するEGRガスの流量を調整する調整弁である。
The
第2循環通路24の一方端は、EGRクーラ30に接続される。第2循環通路24の他方端は、エキゾーストマニホールド50に接続される。
One end of the
このように構成されるEGR装置20において、エキゾーストマニホールド50を流通する排気の一部がEGRガスとして流入され、流入されたEGRガスは、EGRクーラ30において冷却され、EGRバルブによって流量が調整されてインテークマニホールド10に戻される。
In the
制御装置100には、エアフローメータ102と、吸気温度センサ104と、エンジン回転数センサ106と、水温センサ108と、大気圧センサ110、インマニ温度センサ112と、過給圧センサ114と、排気温度センサ116と、通知装置130とが接続される。
The
エアフローメータ102は、吸気管12に設けられ、吸気管12を流通する吸入空気の流量(以下、吸入空気量と記載する)Qを検出する。エアフローメータ102は、検出した吸入空気量Qを示す信号を制御装置100に送信する。
The
吸気温度センサ104は、吸気管12に設けられ、吸気管12を流通する吸入空気の温度(以下、吸気温度と記載する)Tinを検出する。吸気温度センサ104は、検出した吸気温度Tinを示す信号を制御装置100に送信する。
The intake
エンジン回転数センサ106は、エンジン本体2に設けられ、エンジン本体2の出力軸の回転数(以下、エンジン回転数と記載する)Neを検出する。エンジン回転数センサ106は、検出したエンジン回転数Neを示す信号を制御装置100に送信する。
The engine
水温センサ108は、エンジン本体2に設けられ、エンジン本体2内に設けられる冷却水通路(図示せず)を流通する冷却水の温度(以下、水温と記載する)Twを検出する。水温センサ108は、検出した水温Twを示す信号を制御装置100に送信する。
The
大気圧センサ110は、大気圧Paを検出する。大気圧センサ110は、検出した大気圧Paを示す信号を制御装置100に送信する。
The
インマニ温度センサ112は、インテークマニホールド10に設けられ、インテークマニホールド内の温度(以下、インマニ温度と記載する)Timを検出する。インマニ温度センサ112は、検出したインマニ温度Timを示す信号を制御装置100に送信する。
Intake
過給圧センサ114は、インテークマニホールド10内に設けられ、インテークマニホールド内の圧力(以下、過給圧と記載する)Pimを検出する。過給圧センサ114は、検出した過給圧Pimを示す信号を制御装置100に送信する。
The supercharging
排気温度センサ116は、排気管52に設けられ、排気管52を流通する排気の温度(以下、排気温度と記載する)Texを検出する。排気温度センサ116は、検出した排気温度Texを示す信号を制御装置100に送信する。
The
通知装置130は、所定情報をユーザに通知する。通知方法としては、たとえば、画面に文字情報を表示させることによって所定情報を通知する方法であってもよいし、警告灯を表示させることによって所定情報を通知する方法であってもよいし、あるいは、所定の音声や所定の警告音を発生させることによって所定情報を通知する方法であってもよい。
The
制御装置100は、各種処理を行なうCPU(Central Processing Unit)と、プラグラムおよびデータを記憶するROM(Read Only Memory)およびCPUの処理結果等を記憶するRAM(Random Access Memory)等を含むメモリとを含む。
制御装置100は、各種センサ(たとえば、上述したエアフローメータ102、吸気温度センサ104、エンジン回転数センサ106、水温センサ108、大気圧センサ110、インマニ温度センサ112、過給圧センサ114および排気温度センサ116など)からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジンシステム1が所望の運転状態になるように各種機器(たとえば、燃料噴射装置6、通知装置130あるいはEGRバルブなど)を制御する。なお、制御装置100が実行する各種処理については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)により処理することも可能である。
The
以上のようなエンジンシステム1において、水温Twがしきい値よりも低い冷間時に運転が開始されるなどして暖機が開始されると、エンジンシステム1の作動時間が長くなるほどエンジンシステム1の各部品の温度が上昇していく。
In the
しかしながら、エンジンシステム1の暖機中などのインテークマニホールド10の温度が低い状態である場合に、EGR装置20が作動することによって、インテークマニホールド10内に凝縮水が生成される場合がある。これは、EGR装置20が作動すると、EGRガスがインテークマニホールド10内を流通し、インテークマニホールド10内を流通するEGRガスが露点を下回る温度のインテークマニホールド10内の壁面に接触することにより図1の(A)の矢印に示す吸入空気や図1の(B)の矢印に示すEGRガス中の水分が凝縮し、図1の(C)に示すように凝縮水としてインテークマニホールド10内の壁面に付着するためである。また、暖機が完了するまでの間に一定量の凝縮水が生成されると、凝縮水がEGRガスの排気成分との化学反応により酸性化し、インテークマニホールド10内の腐食の発生要因になり得る。そのため、凝縮水の生成量(以下、凝縮水量と記載する)を推定し、必要に応じてEGR装置20の動作を制限したり、ユーザに通知したりすることが求められる。
However, when the temperature of
インテークマニホールド10内の凝縮水量の推定は、たとえば、吸入空気量およびEGRガスの流量の和と凝縮水量との関係を示すマップ等を用いて行なうことが考えられる。しかしながら、凝縮水量の推定精度を向上させるためには、エンジンシステム1の様々な運転状態に応じたマップを設定することが求められる。そのため、マップ等の記憶容量やマップ等を適合する工数などの制限から凝縮水量の推定精度を適切に向上させることができない場合がある。
The amount of condensed water in
そこで、本実施の形態においては、制御装置100は、以下のような構成を含むものとする。
Therefore, in the present embodiment,
すなわち、制御装置100は、吸入空気量と、吸入空気に含まれる水蒸気の濃度と、吸入空気の湿度と、インテークマニホールド10に戻される排気の還流率とを用いた推定式によってインテークマニホールド10内を流通する吸入空気に含まれる水分量(以下、第1水分量と記載する)Aw1を算出する算出部(1)120を含むものとする。
That is, the
さらに、制御装置100は、気筒4に供給される燃料量と、排気の還流率とを用いた推定式によってEGRガスに含まれ、燃料の燃焼により生成された水分量(以下、第2水分量と記載する)Aw2を算出する算出部(2)122をさらに含むものとする。
Furthermore, the
さらに、制御装置100は、インテークマニホールド10内のEGRガスが流通する部分における飽和水蒸気量Aw3を算出する算出部(3)124をさらに含むものとする。
Furthermore, the
さらに、制御装置100は、第1水分量Aw1と第2水分量Aw2との和から飽和水蒸気量Aw3を減算した値を凝縮水量の推定値Aw4として算出する算出部(4)126をさらに含むものとする。本実施の形態に係る凝縮水量推定装置は、制御装置100によって実現される。
Further, the
図2は、吸入空気に含まれる第1水分量Aw1とEGRガスに含まれる第2水分量Aw2と飽和水蒸気量Aw3と凝縮水量Aw4との関係を説明するための図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the first water content Aw1 contained in the intake air, the second water content Aw2 contained in the EGR gas, the saturated water vapor content Aw3, and the condensed water content Aw4.
図2の(a)に示す吸入空気に含まれる第1水分量Aw1と、図2の(b)に示すEGRガスに含まれる第2水分量Aw2との和がインテークマニホールド10内の気体に含まれる水分量の総和となる。そして、そのうちの図2の(c)に示す飽和水蒸気量Aw3の分だけが水蒸気として存在可能となる。そのため、第1水分量Aw1と第2水分量Aw2との和から飽和水蒸気量Aw3を減算した値が図2の(d)に示す凝縮水量Aw4に相当する。 The sum of the first water content Aw1 contained in the intake air shown in (a) of FIG. 2 and the second water content Aw2 contained in the EGR gas shown in (b) of FIG. It is the total amount of water that is absorbed. Of these, only the saturated water vapor amount Aw3 shown in (c) of FIG. 2 can exist as water vapor. Therefore, a value obtained by subtracting the saturated water vapor amount Aw3 from the sum of the first water amount Aw1 and the second water amount Aw2 corresponds to the condensed water amount Aw4 shown in (d) of FIG.
したがって、インテークマニホールド10内を流通する吸入空気に含まれる第1水分量Aw1と、インテークマニホールド10内を流通するEGRガスに含まれる第2水分量Aw2とをそれぞれの推定式によって精度高く推定することができるため、第1水分量Aw1と第2水分量Aw2との和から飽和水蒸気量Aw3を減算することによってインテークマニホールド10内の凝縮水量の推定値Aw4を精度高く推定することができる。
Therefore, the first water content Aw1 contained in the intake air flowing through the
以下、図3を参照して、制御装置100で実行される処理の一例について説明する。図3は、凝縮水量を推定する処理の一例を示すフローチャートである。
Hereinafter, an example of processing executed by the
ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、制御装置100(すなわち、算出部(1)120)は、第1水分量Aw1を算出する。第1水分量Aw1[g/s]を推定するための推定式は、吸入空気量Qa[g/s]、水蒸気濃度Cw1、湿度H[%]および還流率Rを用いた以下の式(1)により表すことができる。 At step (hereinafter referred to as S) 100, control device 100 (that is, calculation unit (1) 120) calculates first water content Aw1. The estimation formula for estimating the first water content Aw1 [g/s] is the following formula (1 ) can be represented by
Aw1=Qa×Cw1×H/100[%]/(1-R)・・・(1)
ここで、制御装置100は、エアフローメータ102による検出結果を用いて吸入空気量Qaを取得する。水蒸気濃度Cw1は、吸入空気中の水蒸気の割合を示す。水蒸気濃度Cw1の推定式は、吸入空気の飽和水蒸気圧Pw1[kPa]および大気圧(吸入空気の圧力)Pa[kPa]を用いた以下の式(2)により表すことができる。
Aw1=Qa×Cw1×H/100 [%]/(1−R) (1)
Here, the
Cw1=Pw1/Pa・・・(2)
さらに、吸入空気の飽和水蒸気圧Pw1[kPa]の推定式は、大気の温度t[℃]を用いた以下の式(3)((Tetens(1930)の式))により表すことができる。
Cw1=Pw1/Pa (2)
Furthermore, the estimation formula for the saturated water vapor pressure Pw1 [kPa] of the intake air can be expressed by the following formula (3) ((Formula of Tetens (1930))) using the atmospheric temperature t [°C].
Pw1==0.61078×10(7.5t/(t+237.3))・・・(3)
制御装置100は、吸気温度センサ104による検出結果を用いて大気の温度tを取得する。制御装置100は、たとえば、吸気温度Tiと大気の温度tとの関係を示すマップと、吸気温度センサ104によって検出される吸気温度Tinとを用いて大気の温度tを算出する。吸気温度Tinと大気の温度tとの関係を示すマップは、たとえば、1次元マップであって、実験的または設計的に適合されて、予め定められて、制御装置100のメモリに記憶される。
Pw1==0.61078×10 (7.5t/(t+237.3)) (3)
The
制御装置100は、取得した大気の温度tと式(3)に示す推定式を用いて吸入空気の飽和水蒸気圧Pw1を算出する。制御装置100は、大気圧センサ110の検出結果を用いて大気圧Paを取得する。制御装置100は、取得した大気圧Paと、算出されたPw1と、式(2)に示す推定式とを用いて水蒸気濃度Cw1を算出する。
The
式(1)の湿度Hは、たとえば、予め定められた湿度である。本実施の形態においては、予め定められた湿度は、たとえば、100%であるものとして説明する。 Humidity H in formula (1) is, for example, a predetermined humidity. In this embodiment, it is assumed that the predetermined humidity is 100%, for example.
式(1)の還流率Rは、気筒4に吸入される気体に占めるEGRガスの割合を示す値(EGR率)である。制御装置100は、たとえば、EGRバルブの開度などエンジンシステム1の運転状態を示す値に基づいてEGRガスの流量Qegrを推定し、推定されたEGRガス流量を、推定されたEGRガス流量Qegrと吸入空気量Qaと燃料量との和で除算することによって還流率Rを算出する。なお、EGR率の推定については、周知の技術を用いればよく、上述のような算出方法に限定されるものではない。
The recirculation rate R in the formula (1) is a value (EGR rate) indicating the ratio of the EGR gas to the gas taken into the
また、第1水分量Aw1は、吸入空気由来の水分量であって、エアクリーナから吸入された空気に含まれる水分量に加えてEGRガスの還流分に含まれる吸入空気由来の水分量を含む。そのため、第1水分量Aw1と、吸入空気された空気に含まれる水分量Aと、還流率Rとの関係は、Aw1=A+(Aw1×R)の式によって示され、Aw1=A/(1-R)の関係式が成立する。そのため、式(1)においては、EGR装置20から還流されるEGRガスに含まれる吸入空気由来の水分量を第1水分量Aw1に含めるために1/(1-R)が乗算されている。
The first water content Aw1 is the water content derived from the intake air, and includes the water content derived from the intake air contained in the recirculated EGR gas in addition to the water content contained in the air taken in from the air cleaner. Therefore, the relationship between the first water content Aw1, the water content A contained in the intake air, and the reflux rate R is expressed by the formula Aw1=A+(Aw1×R), where Aw1=A/(1 -R) is established. Therefore, in the formula (1), 1/(1−R) is multiplied in order to include the water content derived from the intake air contained in the EGR gas recirculated from the
制御装置100は、取得した吸入空気量Qaおよび湿度Hと、算出した水蒸気濃度Cw1、湿度Hおよび還流率Rと、式(1)とを用いて第1水分量Aw1を算出する。
The
S102にて、制御装置100(すなわち、算出部(2)122)は、第2水分量Aw2を算出する。第2水分量Aw2[g/s]を推定するための推定式は、燃料量Af[g/s]と、定数Coと、還流率Rとを用いた以下の式(4)により表すことができる。 In S102, control device 100 (that is, calculation unit (2) 122) calculates second water content Aw2. The estimation formula for estimating the second water content Aw2 [g/s] can be expressed by the following formula (4) using the fuel amount Af [g/s], the constant Co, and the reflux rate R. can.
Aw2=Af×Co×R/(1-R)・・・(4)
燃料量Afは、気筒4において単位時間当たりに噴射される燃料量(燃料質量)を示す。燃料量Afの推定式は、1ストローク当たりに噴射される燃料の体積Vf[mm3/st]と、エンジン回転数Ne[rpm]と、気筒数Nと、燃料密度ρf[g/mm3]とを用いた以下の式(5)により表すことができる。
Aw2=Af×Co×R/(1−R) (4)
The fuel amount Af indicates the fuel amount (fuel mass) injected in the
Af=Vf×Ne/60[s]/2/N×ρf・・・(5)
制御装置100は、たとえば、燃料噴射装置6に対する制御指令値を用いて1ストローク当たりに噴射される燃料の体積Vfを取得する。制御装置100は、エンジン回転数センサ106の検出結果を用いてエンジン回転数Neを取得する。式(5)の気筒数Nおよび燃料密度ρfは、予め定められた値であって、予め制御装置100のメモリに記憶される。そのため、制御装置100は、メモリから気筒数Nと燃料密度ρfとを取得する。
Af=Vf×Ne/60 [s]/2/N×ρf (5)
制御装置100は、取得した体積Vfと、エンジン回転数Neと、気筒数Nと、燃料密度ρfと、式(5)に示す推定式とを用いて燃料量Afを算出する。
The
式(4)の定数Coは、所定量(たとえば、1g)の燃料から生成され得る水分の生成量を示し、燃料の性状(たとえば、炭素と水素の重量比(C/H比))によって定まる値である。定数Coは、たとえば、C/H比の半分の値に定められる。 The constant Co in equation (4) indicates the amount of water that can be produced from a given amount (eg, 1 g) of fuel, and is determined by the properties of the fuel (eg, the weight ratio of carbon and hydrogen (C/H ratio)). value. The constant Co is set to, for example, half the C/H ratio.
式(4)の還流率Rについては、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。また、第2水分量Aw2は、燃焼由来の水分量であって、燃料の燃焼によって生成される水分量に加えてEGRガスの還流分に含まれる燃焼由来の水分量を含む。そのため、第2水分量Aw2と、噴射された燃料が燃焼することにより生成される水分量Bと、還流率Rとの関係は、Aw2=(Aw2+B)×Rの式によって示され、Aw2=B×R/(1-R)の関係式が成立する。そのため、式(4)においては、EGR装置20から還流されるEGRガスに含まれる燃料の燃焼により生成される水分量のうち燃焼由来の水分量を第2水分量Aw2に含めるためにR/(1-R)が乗算されている。 Since the reflux rate R in formula (4) is as described above, detailed description thereof will not be repeated. The second water content Aw2 is a combustion-derived water content, and includes the combustion-derived water content contained in the recirculated portion of the EGR gas in addition to the water content generated by the combustion of the fuel. Therefore, the relationship between the second water content Aw2, the water content B generated by the combustion of the injected fuel, and the reflux rate R is expressed by the formula Aw2=(Aw2+B)×R, where Aw2=B A relational expression of ×R/(1-R) holds. Therefore, in formula (4), R/( 1-R) are multiplied.
制御装置100は、算出した燃料量Afおよび還流率Rと、取得した定数Coと、式(4)とを用いて第2水分量Aw2を算出する。
The
S104にて、制御装置100(すなわち、算出部(3)124)は、飽和水蒸気量Aw3を算出する。飽和水蒸気量Aw3[g/s]を推定するための推定式は、インテークマニホールド10内のガスのモル数M[mol/s]と、インテークマニホールド10内の水蒸気濃度Cw2と、1モル当たりの水の分子量L1[g/mol]とを用いた以下の式(6)により表すことができる。
At S104, control device 100 (that is, calculation unit (3) 124) calculates saturated water vapor amount Aw3. The estimation formula for estimating the saturated water vapor amount Aw3 [g/s] is the number of moles M [mol/s] of the gas in the
Aw3=M×Cw2×L1・・・(6)
式(6)の1モル当たりの水の分子量L1は、18[g/mol]である。インテークマニホールド10内のガスのモル数M[mol/s]を算出するための算出式は、インテークマニホールド10内に吸入される空気量Qb[g/s]と、平均ガス分子量L2[g/mol]とを用いた以下の式(7)により表すことができる。
Aw3=M×Cw2×L1 (6)
The molecular weight L1 of water per mole in formula (6) is 18 [g/mol]. The calculation formula for calculating the number of moles M [mol/s] of the gas in the
M=Qb×L2・・・(7)
制御装置100は、たとえば、吸入空気量Qaおよび過給圧などからインテークマニホールド10内に吸入される空気量Qbを取得する。過給圧は、たとえば、過給圧センサ(図示せず)を用いて検出されてもよいし、あるいは、エンジンシステム1の運転状態から推定されてもよい。
M=Qb×L2 (7)
The
式(7)の平均ガス分子量L2は、たとえば、実験的に設定される予め定められた値であって、予め制御装置100のメモリに記憶される。そのため、制御装置100は、メモリから平均ガス分子量L2を取得する。
The average gas molecular weight L2 in equation (7) is, for example, a predetermined value experimentally set and stored in advance in the memory of
制御装置100は、取得した空気量Qbと、平均ガス分子量L2と、式(7)とを用いてインテークマニホールド10内のガスのモル数Mを算出する。
The
水蒸気濃度Cw2は、インテークマニホールド10内の気体における水蒸気の割合を示す。水蒸気濃度Cw2の推定式は、インテークマニホールド10内の気体の飽和水蒸気圧Pw2[kPa]およびインテークマニホールド10内の圧力(過給圧)Pim[kPa]を用いた以下の式(8)により表すことができる。
The water vapor concentration Cw2 indicates the ratio of water vapor in the gas inside the
Cw2=Pw2/Pim・・・(8)
さらに、インテークマニホールド内の気体の飽和水蒸気圧Pw2[kPa]の推定式は、インテークマニホールド10内の温度T[℃]を用いた以下の式(9)(Tetense(1930)の式)により表すことができる。
Cw2=Pw2/Pim (8)
Furthermore, the equation for estimating the saturated water vapor pressure Pw2 [kPa] of the gas in the intake manifold is expressed by the following equation (9) (equation of Tetense (1930)) using the temperature T [° C.] in the
Pw2=0.61078×10(7.5T/(T+237.2))・・・(9)
制御装置100は、インテークマニホールド10内の凝縮水が生成される所定部位の壁面温度Twl[℃]を推定する。制御装置100は、たとえば、壁面温度Twlとインテークマニホールド10内の温度Tとの関係を示すマップと、推定された壁面温度Twlとを用いてインテークマニホールド10内の温度Tを算出する。壁面温度Twlとインテークマニホールド10内の温度Tとの関係を示すマップは、たとえば、1次元マップであって、実験的または設計的に適合されて、予め定められて、制御装置100のメモリに記憶される。なお、インテークマニホールド19内の凝縮水が生成される所定の部位は、たとえば、インテークマニホールド10を構成する配管のうちの暖機時に温度が最も上昇しにくい部位を含む。
Pw2=0.61078×10 (7.5T/(T+237.2)) (9)
さらに、壁面温度Twlの推定式は、制御装置100は、インテークマニホールド10内の気体の流量Qb[g/s]と、インテークマニホールド10の温度Tim[℃]と、EGRガスの温度Tegr[℃]と、EGRガスの流量Qegr[g/s]とを用いた以下の式(10)により表すことができる。
Further, the wall surface temperature Twl is estimated by the
Twl=a×(Qb×Tim+Tegr×Qegr)+b・・・(10)
制御装置100は、水温Twと吸気温度Tinとを用いてaを設定する。制御装置100は、たとえば、ベース値Baに、水温Twを用いて設定される補正係数Ca1と、吸気温度Tinを用いて設定される補正係数Ca2とを乗算した値をaとして設定する。
Twl=a×(Qb×Tim+Tegr×Qegr)+b (10)
The
制御装置100は、たとえば、水温Twと補正係数Ca1との関係を示すマップと、水温Twとを用いて補正係数Ca1を設定し、吸気温度Tinと補正係数Ca2との関係を示すマップと、吸気温度Tinとを用いて補正係数Ca2を設定する。水温Twと補正係数Ca1との関係を示すマップ、および、吸気温度Tinと補正係数Ca2との関係を示すマップは、それぞれ実験的または設計的に適合され、予め定められて、制御装置100のメモリに記憶される。
さらに、制御装置100は、水温Twと吸気温度Tinとを用いてbを設定する。制御装置100は、たとえば、ベース値Bbに、水温Twを用いて設定される補正係数Cb1と、吸気温度Tinを用いて設定される補正係数Cb2とを乗算した値をbとして設定する。
Furthermore, the
制御装置100は、たとえば、水温Twと補正係数Cb1との関係を示すマップと、水温Twとを用いて補正係数Cb1を設定し、吸気温度Tinと補正係数Cb2との関係を示すマップと、吸気温度Tinとを用いて補正係数Cb2を設定する。水温Twと補正係数Cb1との関係を示すマップ、および、吸気温度Tinと補正係数Cb2との関係を示すマップは、それぞれ実験的または設計的に適合され、予め定められて、制御装置100のメモリに記憶される。
また、流量Qbおよび流量Qegrの取得方法について上述したとおりであるためその詳細な説明は繰り返さない。制御装置100は、たとえば、インマニ温度センサ112による検出結果を用いてインテークマニホールド10の温度Timを取得する。なお、制御装置100は、たとえば、水温Twを用いてインテークマニホールド10の温度Timを推定してもよい。
Also, since the method of obtaining the flow rate Qb and the flow rate Qegr is as described above, detailed description thereof will not be repeated.
制御装置100は、EGRガスの温度Tegrを、推定式を用いて算出する。EGRガスの温度Tegrの推定式は、排気温度Texと、水温Twと、エキゾーストマニホールド50内を流通する排気の温度Texmとを用いた以下の式(11)で表すことができる。
The
Tegr=Tex-Texm×(Tex-Tw)・・・(11)
制御装置100は、水温センサ108および排気温度センサ116による検出結果を用いて水温Twおよび排気温度Texをそれぞれ取得する。制御装置100は、たとえば、水温Twや排気温度Texを用いて温度Texmを取得する。なお、制御装置100は、たとえば、エキゾーストマニホールド50に設けられる図示しない温度センサによって温度Texmを取得してもよい。制御装置100は、取得した温度Tex,TexmおよびTwと、式(11)とを用いてEGRガス温度Tegrを算出する。
Tegr=Tex−Texm×(Tex−Tw) (11)
制御装置100は、取得した流量Qb、Qegr、Timと、算出されたTegrと、設定したaおよびbと、式(10)とを用いて壁面温度Twlを算出する。制御装置100は、過給圧センサ114の検出結果を用いてインテークマニホールド10内の圧力Pimを取得する。
The
制御装置100は、算出された壁面温度Twlを用いてインテークマニホールド10内の温度Tを算出し、算出された温度Tと、式(9)とを用いて飽和水蒸気圧Pw2を算出する。制御装置100は、算出されたPw2と、インテークマニホールド10内の圧力(過給圧)Pimと、式(8)とを用いて水蒸気濃度Cw2を算出する。制御装置100は、算出されたインテークマニホールド10内のガスのモル数Mと、水蒸気濃度Cw2と、1モル当たりの水の分子量L1と、式(6)とを用いて飽和水蒸気量Aw3を算出する。
The
S106にて、制御装置100(すなわち、算出部(4)126)は、凝縮水量Aw4を算出する。凝縮水量Aw4の算出式は、第1水分量Aw1と、第2水分量Aw2と、飽和水蒸気量Aw3とを用いた以下の式(12)で表すことができる。 At S106, control device 100 (that is, calculation unit (4) 126) calculates condensed water amount Aw4. A formula for calculating the amount of condensed water Aw4 can be represented by the following formula (12) using the first water content Aw1, the second water content Aw2, and the saturated water vapor content Aw3.
Aw4=Aw1+Aw2-Aw3・・・(12)
制御装置100は、S100にて算出された第1水分量Aw1と、S102にて算出された第2水分量Aw2と、S104にて算出された飽和水蒸気量Aw3と、式(12)とを用いて凝縮水量Aw4を算出する。
Aw4=Aw1+Aw2-Aw3 (12)
The
S108にて、制御装置100(たとえば、算出部(4)126)は、補正係数Csを設定する。インテークマニホールド10内に付着される凝縮水の付着量は、インテークマニホールド10内の凝縮水が付着し得る壁面部分の表面積に相関する。そのため、たとえば、平面部分の表面積と補正係数との関係を示す1次元マップを実験的あるいは設計的に設定しておき、インテークマニホールド10の平面部分の表面積を用いて補正係数の基準値が予め設定され、制御装置100のメモリに記憶される。さらに、インテークマニホールド10内に付着される凝縮水の付着量は、インテークマニホールド10内の壁面温度に相関する。そのため、制御装置100は、たとえば、壁面温度に応じた係数を上述の基準値に乗算することによって補正係数Csを設定する。制御装置100は、たとえば、壁面温度と係数との関係を示すマップ等を用いて壁面温度に応じた係数を設定する。壁面温度と係数との関係を示すマップ等は、たとえば、実際の凝縮水量に補正されるように実験的あるいは設計的に適合され、予め制御装置100のメモリに記憶される。
In S108, control device 100 (for example, calculation unit (4) 126) sets correction coefficient Cs. The amount of condensed water adhering inside the
S110にて、制御装置100(たとえば、算出部(4)126)は、凝縮水の蓄積量Vw(凝縮水量の積算値)を算出する。凝縮水の蓄積量Vwの算出式は、凝縮水の蓄積量の今回値Vw(n)と、凝縮水量Aw4と、補正係数Csと、掃気量(吸気行程で筒内に吸い込まれる分の水分量)の今回値Aw5(n)と、凝縮水の蓄積量の前回値Vw(n-1)とを用いた以下の式(13)で表すことができる。 At S110, control device 100 (for example, calculation unit (4) 126) calculates accumulated amount Vw of condensed water (an integrated value of the amount of condensed water). The formula for calculating the accumulated amount of condensed water Vw includes the current value Vw (n) of the accumulated amount of condensed water, the amount of condensed water Aw4, the correction coefficient Cs, and the amount of scavenging air (the amount of water sucked into the cylinder during the intake stroke). ) and the previous value Vw(n−1) of the accumulated amount of condensed water are expressed by the following equation (13).
Vw(n)=Aw4×Cs+Vw(n-1)-Aw5(n)・・・(13)
制御装置100は、S106にて算出された凝縮水量Aw4と、S108にて設定された補正係数Csと、制御装置100のメモリに記憶された凝縮水の蓄積量の前回値Vw(n-1)と、式(13)とを用いて凝縮水の蓄積量の今回値Vw(n)を凝縮水の蓄積量Vwとして算出する。なお、制御装置100は、壁面温度Twlと、インテークマニホールド10内の流量Qbと、水温Twとを用いて掃気量Aw5を推定する。掃気量Aw5の推定方法については、周知の技術を用いればよく、詳細な説明は行なわない。
Vw(n)=Aw4×Cs+Vw(n−1)−Aw5(n) (13)
The
以上のような構造およびフローチャートに基づく制御装置100の動作について図4および図5を参照しつつ説明する。
The operation of the
たとえば、エンジン本体2の暖機時においては、吸気管12およびインテークマニホールド10の温度が低いため、EGR装置20のEGRバルブが開いて排気がインテークマニホールド10内を流通すると、インテークマニホールド10内に凝縮水が生成される。
For example, when the
このとき、吸入空気量Qa、湿度Hと、水蒸気濃度Cw1、湿度Hおよび還流率Rとを用いた式(1)に示す推定式により第1水分量Aw1が算出される(S100)。さらに、燃料量Af、還流率R、および、定数Coを用いた式(4)に示す推定式により第2水分量Aw2が算出される(S102)。そして、インテークマニホールド10内のガスのモル数M、水蒸気濃度Cw2、および、1モル当たりの水の分子量L1を用いた式(6)に示す推定式により飽飽和水蒸気量が算出される(S104)。
At this time, the first water content Aw1 is calculated by the estimation formula (1) using the intake air amount Qa, the humidity H, the water vapor concentration Cw1, the humidity H, and the reflux rate R (S100). Further, the second water content Aw2 is calculated by the estimation formula shown in formula (4) using the fuel amount Af, the reflux rate R, and the constant Co (S102). Then, the saturated water vapor amount is calculated by the estimation formula (6) using the number of moles M of the gas in the
算出された第1水分量Aw1と第2水分量Aw2との和から飽和水蒸気量Aw3が減算されて凝縮水量Aw4が算出される(S106)。壁面温度Twlに基づいて補正係数Csが設定されると(S108)、凝縮水量Aw4が補正係数Csを用いて補正され、補正された値(Aw4×Cs)から掃気量Aw5が減算されることによりインテークマニホールド内で生成される凝縮水量が算出され、算出された値が凝縮水の蓄積量Vwの前回値に加算されて凝縮水の蓄積量Vwの今回値が算出される(S110)。 A condensed water amount Aw4 is calculated by subtracting the saturated water vapor amount Aw3 from the sum of the calculated first water amount Aw1 and second water amount Aw2 (S106). When the correction coefficient Cs is set based on the wall surface temperature Twl (S108), the condensed water amount Aw4 is corrected using the correction coefficient Cs, and the scavenging air amount Aw5 is subtracted from the corrected value (Aw4×Cs). The amount of condensed water generated in the intake manifold is calculated, and the calculated value is added to the previous value of accumulated amount Vw of condensed water to calculate the current value of accumulated amount Vw of condensed water (S110).
このようにすると、第1水分量Aw1と第2水分量Aw2とがそれぞれの推定式により個別に算出されるとともに、飽和水蒸気量Aw3が壁面温度Twlを用いて算出されるため、凝縮水の蓄積量Vwを精度高く推定することが可能となる。 In this way, the first water content Aw1 and the second water content Aw2 are calculated individually by the respective estimation formulas, and the saturated water vapor content Aw3 is calculated using the wall surface temperature Twl. It becomes possible to estimate the quantity Vw with high accuracy.
そのため、たとえば、凝縮水の蓄積量Vwを用いてEGR装置20の制御を実行する場合には、EGR装置20の制御精度を向上させることができる。あるいは、凝縮水の蓄積量Vwを用いてユーザに対して凝縮水に関する情報(以下、凝縮水情報とも記載する)を通知装置130を用いて通知する通知処理を実行する場合において適切な通知を実施することが可能となる。
Therefore, for example, when the
図4は、外気温が低い環境下での一定の走行条件における凝縮水の蓄積量の推定値の変化の一例を説明するための図である。図4の横軸は、時間を示す。図4の縦軸は、凝縮水の蓄積量を示す。 FIG. 4 is a diagram for explaining an example of changes in the estimated value of the accumulated amount of condensed water under constant driving conditions in an environment with a low outside air temperature. The horizontal axis of FIG. 4 indicates time. The vertical axis in FIG. 4 indicates the accumulated amount of condensed water.
図4のLN1は、たとえば、吸入空気量Qaとエンジン回転数Neとを用いて凝縮水量を推定する場合の凝縮水の蓄積量の変化の一例を示す。図4のLN2は、上述の凝縮水量を推定する処理を実行する場合の凝縮水の蓄積量の変化の一例を示す。 LN1 in FIG. 4 shows an example of a change in the accumulated amount of condensed water when the amount of condensed water is estimated using, for example, the intake air amount Qa and the engine speed Ne. LN2 in FIG. 4 shows an example of a change in the accumulated amount of condensed water when the process of estimating the above-described amount of condensed water is executed.
たとえば、外気温が低い環境下では、壁面温度を考慮して凝縮水の蓄積量を算出することによって、図4のLN1およびLN2に示すように、凝縮水の蓄積量を多く見積もることを抑制することができる。そのため、凝縮水の蓄積量がしきい値を超えるときにユーザに凝縮水の蓄積量がしきい値を超える旨を示す凝縮水情報を通知装置130を用いて通知する通知制御を実行する場合において、不必要に当該情報を通知装置130を用いてユーザに通知することが抑制される。あるいは、凝縮水の蓄積量がしきい値を超えるときにEGR装置20のEGRバルブを閉じ側に制御するなどしてEGRガスの流量を減らし、凝縮水の発生量の増加を抑制するEGR制御を実行する場合において、不必要にEGR装置20の動作を制限して燃費を悪化させたり、NOxの浄化性能を低下させたりすることが抑制される。
For example, in an environment where the outside air temperature is low, by calculating the accumulated amount of condensed water in consideration of the wall temperature, as shown by LN1 and LN2 in FIG. be able to. Therefore, when the notification control is performed to notify the user of the condensed water information indicating that the accumulated amount of condensed water exceeds the threshold using the
図5は、外気温が高い環境下での一定の走行条件(上述の走行条件と同じ走行条件)における凝縮水の蓄積量の推定値の変化の一例を説明するための図である。図5の横軸は、時間を示す。図5の縦軸は、凝縮水の蓄積量を示す。 FIG. 5 is a diagram for explaining an example of changes in the estimated value of the accumulated amount of condensed water under certain driving conditions (the same driving conditions as those described above) in an environment where the outside air temperature is high. The horizontal axis of FIG. 5 indicates time. The vertical axis in FIG. 5 indicates the accumulated amount of condensed water.
図5のLN3は、たとえば、吸入空気量Qaとエンジン回転数Neとを用いて凝縮水量を推定する場合の凝縮水の蓄積量の変化の一例を示す。図5のLN4は、上述の凝縮水量を推定する処理を実行する場合の凝縮水の蓄積量の変化の一例を示す。 LN3 in FIG. 5 shows an example of a change in the accumulated amount of condensed water when the amount of condensed water is estimated using, for example, the intake air amount Qa and the engine speed Ne. LN4 in FIG. 5 shows an example of a change in the accumulated amount of condensed water when the process of estimating the above-described amount of condensed water is executed.
たとえば、外気温が高い環境下では、壁面温度を考慮して凝縮水の蓄積量を算出することによって、図5のLN3およびLN4に示すように、凝縮水の蓄積量を少なく見積もることを抑制することができる。そのため、上述のように凝縮水の蓄積量に応じて通知制御を実行する場合において、実際には、凝縮水の蓄積量がしきい値を超えているのに通知装置130を用いたユーザへの凝縮水情報の通知が行なわれない状態になることが抑制される。あるいは、上述のように凝縮水の蓄積量に応じてEGR制御を実行する場合において、実際には、凝縮水の蓄積量がしきい値を超えているのにEGR制御が実行されないことが抑制される。そのため、インテークマニホールド10内の腐食の促進が抑制される。
For example, in an environment where the outside air temperature is high, by calculating the accumulated amount of condensed water in consideration of the wall surface temperature, as shown by LN3 and LN4 in FIG. 5, underestimation of the accumulated amount of condensed water is suppressed. be able to. Therefore, when the notification control is executed according to the accumulated amount of condensed water as described above, the user who uses the
図6は、暖機開始から完了後もエンジンシステム1が動作する場合の凝縮水の蓄積量の推定値の変化の一例を示す。図6の縦軸は、凝縮水の蓄積量を示す。図6の横軸は、時間を示す。図6のLN5は、凝縮水の蓄積量の変化の一例を示す。たとえば、エンジンシステム1の冷間時に動作を開始した場合を想定する。
FIG. 6 shows an example of changes in the estimated value of the accumulated amount of condensed water when the
時間ゼロにて、エンジンシステム1の動作が開始すると、EGRバルブが開き排気がEGRガスとしてEGR装置20を経由してインテークマニホールド10を流通する。インテークマニホールド内の壁面温度が低い場合には、吸入空気やEGRガス中の水分が凝縮するため、凝縮水の蓄積量の推定値は増加するように変化していく。エンジンシステム1の動作が継続していくと、インテークマニホールド内の壁面温度が上昇していく。そのため、吸入空気やEGRガス中の水分の凝縮が抑制されるとともに、掃気量が増加する。その結果、時間t(0)にて、凝縮水の蓄積量の推定値は減少に転じるように変化する。そして、時間t(1)にて、水温Twが暖機完了を示す値になる時点以降において、凝縮水の蓄積量の推定値がゼロになる。このように、エンジンシステム1の暖機開始から完了後もエンジンシステム1が動作する場合において、凝縮水の蓄積量の推定値が精度高く算出される。
At time zero, when the
図7は、暖機完了前にエンジンシステム1の動作が停止する運転状態が繰り返される場合の凝縮水の蓄積量の推定値の変化の一例を示す。図7の縦軸は、凝縮水の蓄積量を示す。図7の横軸は、時間を示す。図7のLN6は、暖機完了前にエンジンシステム1の動作が停止する運転状態が繰り返される場合の凝縮水の蓄積量の推定値の変化の一例を示す。図7のLN7は、暖機完了までエンジンシステム1の動作が継続する場合の蓄積量の変化の一例を示す。
FIG. 7 shows an example of changes in the estimated value of the accumulated amount of condensed water when the operating state in which the operation of the
図7のLN6に示すように、たとえば、時間ゼロにて、エンジンシステム1の動作が開始すると、上述のように凝縮水の蓄積量の推定値は増加するように変化していく。暖機が完了する前の時間t(2)にて、エンジンシステム1の動作が停止されると、時間t(3)までのエンジンシステム1の停止期間においては、凝縮水の蓄積量は、Aw(1)で維持される。この間、エンジンシステム1の温度は低下し、再び冷間状態になる。
As indicated by LN6 in FIG. 7, for example, at time zero, when the
そして、時間t(3)以降において、時間ゼロから時間t(3)までの動作と同様の動作が繰り返されると、時間t(3)~時間(4)までの期間、時間t(5)~時間(6)までの期間、時間t(7)~時間t(8)までの期間、および時間t(9)~時間(10)までの期間において、時間ゼロから時間t(4)までの期間に蓄積した量と同程度の凝縮水の蓄積量が積み増していく。その結果、凝縮水の蓄積量は、時間t(4)にて、Aw(2)となり、時間t(6)にて、Aw(3)になり、時間t(8)にて、Aw(4)となり、時間t(10)にて、Aw(5)になる。
Then, after time t(3), when the same operation as the operation from
なお、時間t(4)以降においてエンジンシステム1の動作が継続する場合には、上述の図6を用いて説明したように、壁面温度の上昇により吸入空気やEGRガス中の水分の凝縮が抑制されるとともに、掃気量が増加するため、図7のLN7に示すように、時間t(4)以降において、凝縮水の蓄積量の推定値が減少に転じるように変化し、暖機が完了する時期あるいはその前後に凝縮水の蓄積量の推定値がゼロになる。
Note that when the operation of the
このように、エンジンシステム1の暖機開始から完了前にエンジンシステム1の動作が停止する場合でも、暖機が完了するまでエンジンシステム1が動作する場合でも凝縮水の蓄積量の推定値が精度高く算出される。
In this way, even if the operation of the
そのため、たとえば、凝縮水の蓄積量Aw(5)まで増加した場合に、腐食が促進される可能性がある場合には、凝縮水の蓄積量がAw(3)まで増加した場合に、通知装置130を用いて凝縮水が蓄積している旨や凝縮水の蓄積を解消するためにエンジンシステム1の動作継続が望ましい旨を通知してもよいし、凝縮水の蓄積量がAw(4)まで増加した場合に、EGR装置20の動作を停止したり(すなわち、EGRバルブを閉じ状態にしたり)、EGRガスの流量を減量したりして(すなわち、EGRバルブの開度を小さくしたりして)、凝縮水の発生を抑制するようにしてもよい。
Therefore, for example, if there is a possibility that corrosion will be accelerated when the accumulated amount of condensed water increases to Aw (5), when the accumulated amount of condensed water increases to Aw (3), the
以上のようにして、本実施の形態に係る凝縮水量推定装置によると、吸入空気に含まれる第1水分量Aw1と、排気に含まれ、燃料の燃焼により生成された第2水分量Aw2とをそれぞれの推定式を用いて算出することによって吸気通路のうちの排気が流通する部分であるインテークマニホールド10における水分量を精度高く算出することができる。そのため、第1水分量Aw1と第2水分量Aw2との和から飽和水蒸気量Aw3を減算することによってインテークマニホールド10における凝縮水量Aw4を精度高く算出することができる。したがって、エンジンシステムの吸気通路内に生成される凝縮水の量を精度高く推定する凝縮水量推定装置を提供することができる。
As described above, according to the condensed water amount estimation device according to the present embodiment, the first moisture amount Aw1 contained in the intake air and the second moisture amount Aw2 contained in the exhaust gas and generated by combustion of the fuel are By calculating using each of the estimation formulas, the water content in the
さらに、凝縮水はインテークマニホールド10の壁面に生成されるため壁面温度に対応した飽和水蒸気量を算出することによりインテークマニホールド10における凝縮水量を精度高く算出することができる。
Furthermore, since condensed water is generated on the wall surface of the
さらに、生成した凝縮水の付着量は、インテークマニホールド10の表面積によって変化し得る。そのため、インテークマニホールド10の表面積に対応した凝縮水量Aw4を補正するための補正係数Csを設定し、設定された補正係数Csを用いて凝縮水量Aw4を補正することによって凝縮水量を精度高く推定することができる。
Furthermore, the amount of adhered condensed water generated may vary depending on the surface area of the
さらに、生成した凝縮水の付着量は、インテークマニホールド10の表面積に加えて壁面温度によって変化し得る。そのため、凝縮水量Aw4を補正するための補正係数Csを、インテークマニホールド10の表面積に加えて壁面温度を用いて設定し、設定された補正係数Csを用いて凝縮水量Aw4を補正することによって凝縮水量を精度高く推定することができる。
Furthermore, the amount of adhered condensed water generated may vary depending on the surface area of the
以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、湿度Hを一例として100%である場合を想定して凝縮水量Aw4を算出するものとして説明したが、特に100%に限定されるものではなく、100%よりも低い予め定められた値に設定されてもよいし、あるいは、図示しない湿度センサによってインテークマニホールド10内の湿度Hを検出し、検出結果を用いて凝縮水量Aw4が算出されてもよい。
Modifications will be described below.
In the above-described embodiment, the amount of condensed water Aw4 is calculated assuming that the humidity H is 100% as an example, but it is not particularly limited to 100%. Alternatively, the humidity H in the
さらに上述の実施の形態では、制御装置100は、エンジンシステム1の運転状態に関係なく、図3のフローチャートに示す処理を実行して凝縮水の蓄積量を算出するものとして説明したが、たとえば、エンジンシステム1が暖機中である場合に、凝縮水の蓄積量を算出するようにしてもよい。制御装置100は、たとえば、水温Twがしきい値よりも低い場合に、図3のフローチャートに示す処理を実行して凝縮水の蓄積量を算出するようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment,
さらに上述の実施の形態では、エンジンシステム1にEGR装置20が設けられる場合を一例として、凝縮水量の蓄積量の推定について説明したが、エンジンシステム1は、EGR装置20を有しない構成あるいは暖機時にEGR装置20の動作を停止する構成であってもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the estimation of the accumulated amount of condensed water has been described by taking as an example the case where the
この場合、制御装置100は、たとえば、還流率RおよびEGRガスの流量Qegrをゼロとして、上述と同様に凝縮水量の蓄積量を推定することができる。すなわち、制御装置100は、吸気通路に吸入される吸入空気の流量と、吸入空気に含まれる水蒸気の濃度と、吸入空気の湿度と、吸入空気の温度と、大気圧とを用いた推定式によって算出される第1水分量から飽和水蒸気量を減算することによって吸気通路内の凝縮水の量の推定値を精度高く推定することができる。
In this case, the
なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
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。本発明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。
In addition, you may implement the above-described modification combining all or one part.
It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and range of equivalents of the scope of the claims.
1 エンジンシステム、2 エンジン本体、4 気筒、6 燃料噴射装置、10 インテークマニホールド、12 吸気管、20 EGR装置、22 第1循環通路、24 第2循環通路、30 EGRクーラ、50 エキゾーストマニホールド、52 排気管、60 ターボチャージャー、62 コンプレッサ、64 タービン、66 シャフト、100 制御装置、102 エアフローメータ、104 吸気温度センサ、106 エンジン回転数センサ、108 水温センサ、110 大気圧センサ、112 インマニ温度センサ、114 過給圧センサ、116 排気温度センサ、120 第1算出部、122 第2算出部、124 第3算出部、126 第4算出部。
1 engine system, 2 engine body, 4 cylinders, 6 fuel injection device, 10 intake manifold, 12 intake pipe, 20 EGR device, 22 first circulation passage, 24 second circulation passage, 30 EGR cooler, 50 exhaust manifold, 52 exhaust tube, 60 turbocharger, 62 compressor, 64 turbine, 66 shaft, 100 control device, 102 air flow meter, 104 intake air temperature sensor, 106 engine speed sensor, 108 water temperature sensor, 110 atmospheric pressure sensor, 112 intake manifold temperature sensor, 114 over
Claims (7)
前記吸気通路に吸入される吸入空気の流量と、前記吸入空気に含まれる水蒸気の濃度と、前記吸入空気の湿度と、前記吸入空気の温度と、大気圧とを用いた推定式によって前記吸入空気に含まれる第1水分量を算出する第1算出部と、
前記吸気通路における飽和水蒸気量を算出する第2算出部と、
前記第1水分量から前記飽和水蒸気量を減算した値を前記凝縮水の量の推定値として算出する第3算出部とを備える、凝縮水量推定装置。 A condensed water amount estimation device for estimating the amount of condensed water generated in an intake passage of an engine system, wherein the engine system includes a cylinder connected to the intake passage,
The intake air is obtained by an estimation formula using the flow rate of the intake air taken into the intake passage, the concentration of water vapor contained in the intake air, the humidity of the intake air, the temperature of the intake air, and the atmospheric pressure. A first calculation unit that calculates the first water content contained in the
a second calculator that calculates the saturated water vapor content in the intake passage;
A condensed water amount estimating device comprising: a third calculator that calculates, as an estimated value of the amount of condensed water, a value obtained by subtracting the saturated water vapor amount from the first water amount.
前記凝縮水量推定装置は、前記気筒に供給される燃料量と、前記吸気通路に戻される排気の還流率とを用いた推定式によって前記吸気通路内を流通する前記排気に含まれ、燃料の燃焼により生成される第2水分量を算出する第4算出部をさらに備え、
前記第1算出部は、前記吸気通路に吸入される吸入空気の流量と、前記吸入空気に含まれる水蒸気の濃度と、前記吸入空気の湿度と、前記吸入空気の温度と、前記大気圧とに加えて前記吸気通路に戻される排気の還流率とを用いた推定式によって前記第1水分量を算出し、
前記第2算出部は、前記吸気通路のうちの前記排気が流通する部分における飽和水蒸気量を算出し、
前記第3算出部は、前記第1水分量と前記第2水分量との和から前記飽和水蒸気量を減算した値を前記凝縮水の量の推定値として算出する、請求項1に記載の凝縮水量推定装置。 The engine system includes an exhaust recirculation device that returns a portion of the exhaust to the intake passage,
The condensed water amount estimating device uses an estimation formula that uses the amount of fuel supplied to the cylinder and the recirculation rate of the exhaust gas returned to the intake passage to estimate the amount of fuel contained in the exhaust gas flowing through the intake passage. Further comprising a fourth calculation unit that calculates the second water content generated by
The first calculator calculates the flow rate of intake air taken into the intake passage, the concentration of water vapor contained in the intake air, the humidity of the intake air, the temperature of the intake air, and the atmospheric pressure. In addition, calculating the first water content by an estimation formula using the recirculation rate of the exhaust gas returned to the intake passage,
The second calculation unit calculates a saturated water vapor amount in a portion of the intake passage through which the exhaust gas flows,
The condensation according to claim 1, wherein the third calculator calculates a value obtained by subtracting the saturated water vapor content from the sum of the first water content and the second water content as an estimated value of the amount of the condensed water. Water quantity estimator.
前記吸気通路のうちの前記凝縮水が付着し得る壁面の表面積に対応した前記推定値の補正係数を設定し、
前記補正係数を用いて前記推定値を補正する、請求項2または3に記載の凝縮水量推定装置。 The third calculator,
setting a correction coefficient for the estimated value corresponding to the surface area of the wall surface of the intake passage to which the condensed water may adhere;
The condensed water amount estimation device according to claim 2 or 3, wherein the estimated value is corrected using the correction coefficient.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021017230A JP2022120376A (en) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | Condensed water amount estimation device |
EP22154192.3A EP4047200A1 (en) | 2021-02-05 | 2022-01-31 | Apparatus that estimates an amount of condensed water in an intake passage of an engine system |
AU2022200632A AU2022200632A1 (en) | 2021-02-05 | 2022-02-01 | Apparatus that estimates amount of condensed water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021017230A JP2022120376A (en) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | Condensed water amount estimation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022120376A true JP2022120376A (en) | 2022-08-18 |
Family
ID=80123297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021017230A Pending JP2022120376A (en) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | Condensed water amount estimation device |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4047200A1 (en) |
JP (1) | JP2022120376A (en) |
AU (1) | AU2022200632A1 (en) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6734221B2 (en) * | 2017-04-28 | 2020-08-05 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
JP2018189034A (en) * | 2017-05-09 | 2018-11-29 | 株式会社Soken | Control device for internal combustion engine |
KR20200070816A (en) * | 2018-12-10 | 2020-06-18 | 현대자동차주식회사 | An intake and exhaust system for preventing the generation of condensed water and operating methods thereof |
DE112020001894T5 (en) * | 2019-07-03 | 2022-01-05 | Hitachi Astemo, Ltd. | CONTROL DEVICE FOR COMBUSTION ENGINE |
EP3770010B1 (en) | 2019-07-22 | 2021-08-11 | FCA Italy S.p.A. | Thermal regulation system provided with peltier cell for electric drive vehicles |
-
2021
- 2021-02-05 JP JP2021017230A patent/JP2022120376A/en active Pending
-
2022
- 2022-01-31 EP EP22154192.3A patent/EP4047200A1/en active Pending
- 2022-02-01 AU AU2022200632A patent/AU2022200632A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2022200632A1 (en) | 2022-08-25 |
EP4047200A1 (en) | 2022-08-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7281368B2 (en) | Nox discharge quantity estimation method for internal combustion engine | |
JP3751930B2 (en) | EGR gas temperature estimation device for internal combustion engine | |
US7493896B2 (en) | Exhaust gas recirculation estimation system | |
JP2004156458A (en) | Egr-gas flow rate estimation device for internal combustion engine | |
JP3861869B2 (en) | NOx generation amount estimation method for internal combustion engine | |
JP2004076600A (en) | Egr control system of internal combustion engine | |
JP5736961B2 (en) | Exhaust gas recirculation control device and exhaust gas recirculation system for internal combustion engine | |
JP2010255462A (en) | Internal combustion engine | |
JP2015031167A (en) | Diagnostic device | |
JP2016089667A (en) | Control device | |
US6640775B2 (en) | Air-fuel ratio control system for internal combustion engine | |
US20160169168A1 (en) | Exhaust system state detection device | |
JP2006274905A (en) | NOx GENERATION AMOUNT ESTIMATION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
JP3861621B2 (en) | Fuel injection control device for diesel engine | |
JP2022120376A (en) | Condensed water amount estimation device | |
JP2009103055A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5111534B2 (en) | EGR control device for internal combustion engine | |
JP5644220B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2007085227A (en) | Exhaust manifold temperature estimation device for internal combustion engine | |
WO2016159019A1 (en) | Exhaust gas estimation apparatus | |
JP2004150376A (en) | Gas temperature estimating device for internal combustion engine | |
JP6499951B2 (en) | Engine system control device | |
JP2019120220A (en) | Exhaust treatment device | |
WO2022014388A1 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2005023819A (en) | Air fuel ratio control system of internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230516 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231211 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231212 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240201 |