JP5820647B2 - 低圧ｅｇｒシステム制御装置および方法 - Google Patents
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Description
本発明は低圧ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）システム制御装置および方法に係り、より詳しくは、直接因子を基準とするＥＧＲ量の制御の代わりに、直接因子に影響を与える多様な制御変数の最適化マッピングによるＥＧＲ量の制御によって凝縮水発生の最小化が可能な低圧ＥＧＲシステム制御装置および方法に関する。
内燃機関には、排気ガスの一部を再び吸気系に再循環させて燃焼時の最高温度を低めることにより、Ｎｏｘの発生を抑制して燃費向上を計るＥＧＲシステムが装着されている。
図１は、内燃機関に装着されているＥＧＲシステムの構成を示す図である。
図１に示す通り、ＥＧＲシステムは、エンジン１００の排気マニホルダに連結しているターボチャージャ１０２前端の排出ガスを吸気系に再循環させる高圧ＥＧＲシステム１１０と、触媒１０３後端の排出ガスをコンプレッサの前端に再循環させる低圧ＥＧＲシステム１２０とから構成される。
図１は、内燃機関に装着されているＥＧＲシステムの構成を示す図である。
図１に示す通り、ＥＧＲシステムは、エンジン１００の排気マニホルダに連結しているターボチャージャ１０２前端の排出ガスを吸気系に再循環させる高圧ＥＧＲシステム１１０と、触媒１０３後端の排出ガスをコンプレッサの前端に再循環させる低圧ＥＧＲシステム１２０とから構成される。
高圧ＥＧＲシステム１１０は、エンジン１００の運転条件に応じてデューティ制御されターボチャージャ１０２前端の排出ガスの再循環量を調節する第１ＥＧＲバルブ１１１と、第１ＥＧＲバルブ１１１を介して再循環する排出ガスを冷却させて吸気マニホルダに流入させる第１ＥＧＲクーラ１１２とを含む。外気（ｆｒｅｓｈ ａｉｒ）は吸気口１０１を介して流入し、ターボチャージャ１０２を経た後にインタークーラ１０４で冷却され、エンジン１００に供給される。
また、低圧ＥＧＲシステム１２０は、エンジン１００の運転条件に応じてデューティ制御されて触媒１０３後端の排出ガスの再循環量を調節する第２ＥＧＲバルブ１２１と、第１ＥＧＲバルブ１２１を介して再循環する排出ガスを冷却させる第２ＥＧＲクーラ１２２と、フィルタ１２３とを含む。
また、低圧ＥＧＲシステム１２０は、エンジン１００の運転条件に応じてデューティ制御されて触媒１０３後端の排出ガスの再循環量を調節する第２ＥＧＲバルブ１２１と、第１ＥＧＲバルブ１２１を介して再循環する排出ガスを冷却させる第２ＥＧＲクーラ１２２と、フィルタ１２３とを含む。
第２ＥＧＲバルブ１２１は３方向バルブで構成され、低圧ＥＧＲ量と排圧の量を調節する。
低圧ＥＧＲシステム１２０は、ターボチャージャ１０２後端の排出ガスを再循環させることにより、高速・高負荷の運転条件でもターボの効率を弱化させずに多量の排出ガスを供給することができ、ＮＯｘ低減および燃費低減の効果を有する。
しかし、低圧ＥＧＲシステムは、再循環する排出ガスがＥＧＲクーラおよびインタークーラを通過して熱交換する過程において凝縮水を発生させる。
凝縮水の発生量は次のように決定される。
凝縮水発生量＝排出ガスに含まれている水蒸気量（ｇ）−下降した温度における飽和水蒸気量（ｇ／ｍ３）×排出ガス流量（ｍ３）
すなわち、低圧ＥＧＲガスに含まれている水蒸気量と熱交換器の水分量が支配的な因子に作用して凝縮水を発生させる。
低圧ＥＧＲシステム１２０は、ターボチャージャ１０２後端の排出ガスを再循環させることにより、高速・高負荷の運転条件でもターボの効率を弱化させずに多量の排出ガスを供給することができ、ＮＯｘ低減および燃費低減の効果を有する。
しかし、低圧ＥＧＲシステムは、再循環する排出ガスがＥＧＲクーラおよびインタークーラを通過して熱交換する過程において凝縮水を発生させる。
凝縮水の発生量は次のように決定される。
凝縮水発生量＝排出ガスに含まれている水蒸気量（ｇ）−下降した温度における飽和水蒸気量（ｇ／ｍ３）×排出ガス流量（ｍ３）
すなわち、低圧ＥＧＲガスに含まれている水蒸気量と熱交換器の水分量が支配的な因子に作用して凝縮水を発生させる。
図２は、低圧ＥＧＲシステムの一実施形態であって、インタークーラの凝縮水発生の関連因子と問題点を示す図である。
図２に示す通り、低圧ＥＧＲシステムにおいて、インタークーラの凝縮水発生に間接的に作用する因子としては、冷却水温度、インタークーラ効率、負荷、燃料量、外気温度、車速、大気圧、ブースト圧、相対湿度、低圧ＥＧＲと高圧のＥＧＲ比率などが含まれる。
また、インタークーラの凝縮水発生に直接的に作用する因子としては、上述した間接的な因子の影響を受けるインタークーラの後端温度、インタークーラの通過流量、作動流体内部の水蒸気量などが含まれる。
図２に示す通り、低圧ＥＧＲシステムにおいて、インタークーラの凝縮水発生に間接的に作用する因子としては、冷却水温度、インタークーラ効率、負荷、燃料量、外気温度、車速、大気圧、ブースト圧、相対湿度、低圧ＥＧＲと高圧のＥＧＲ比率などが含まれる。
また、インタークーラの凝縮水発生に直接的に作用する因子としては、上述した間接的な因子の影響を受けるインタークーラの後端温度、インタークーラの通過流量、作動流体内部の水蒸気量などが含まれる。
したがって、上述したような間接的な因子と直接的な因子によってインタークーラに凝縮水が発生するが、インタークーラで発生する凝縮水はインタークーラを腐食させ、インタークーラの氷結詰りを招き、燃焼室部品の損傷および排出ガスを悪化させるという問題を生じさせる。
図３は、低圧ＥＧＲシステムの他の一実施形態であって、低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生の関連因子と問題点を示す図である。
図３に示すように、低圧ＥＧＲシステムにおいて、低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生に間接的に作用する因子としては、冷却水温度、低圧ＥＧＲクーラ効率、車圧、負荷、燃料量、外気温度、車速、大気圧、ブースト圧、相対湿度、低圧ＥＧＲと高圧のＥＧＲ比率などが含まれる。
図３は、低圧ＥＧＲシステムの他の一実施形態であって、低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生の関連因子と問題点を示す図である。
図３に示すように、低圧ＥＧＲシステムにおいて、低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生に間接的に作用する因子としては、冷却水温度、低圧ＥＧＲクーラ効率、車圧、負荷、燃料量、外気温度、車速、大気圧、ブースト圧、相対湿度、低圧ＥＧＲと高圧のＥＧＲ比率などが含まれる。
また、低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生に直接的に作用する因子としては、上述した間接的な因子の影響を受ける低圧ＥＧＲクーラの後端温度、低圧ＥＧＲクーラの通過流量、作動流体内部の水蒸気量などが含まれる。
したがって、上述したような間接的な因子と直接的な因子によって低圧ＥＧＲクーラに凝縮水が発生し、ターボコンプレッサホイールの損傷、低圧ＥＧＲバルブの腐蝕、低圧ＥＧＲクーラの腐蝕、フィルタ詰りなどが発生するという問題点がある。
したがって、上述したような間接的な因子と直接的な因子によって低圧ＥＧＲクーラに凝縮水が発生し、ターボコンプレッサホイールの損傷、低圧ＥＧＲバルブの腐蝕、低圧ＥＧＲクーラの腐蝕、フィルタ詰りなどが発生するという問題点がある。
特許文献１には、インタークーラで発生する凝縮水をリザーバタンクに貯蔵し、凝縮水が一定量に到達すれば電子式バルブを動作させて凝縮水を自動排出させる技術が記載されている。
また、特許文献２には、低圧ＥＧＲクーラ部に凝縮水を排出するための別の排気通路をさらに構成し、発生する凝縮水が排気管を経て排出されるようにする技術が記載されている。
しかし、このような従来の技術はシステムの追加構成が必要となり、全体システムの価格を上昇させるという問題が生じる。
また、特許文献２には、低圧ＥＧＲクーラ部に凝縮水を排出するための別の排気通路をさらに構成し、発生する凝縮水が排気管を経て排出されるようにする技術が記載されている。
しかし、このような従来の技術はシステムの追加構成が必要となり、全体システムの価格を上昇させるという問題が生じる。
本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであって、インタークーラおよび低圧ＥＧＲクーラの後端温度に影響を与える間接因子である多様な制御変数の組み合わせとインタークーラおよび低圧ＥＧＲクーラの後端温度、およびインタークーラおよび低圧ＥＧＲクーラの通過流量に応じて低圧ＥＧＲ量を制御することにより、インタークーラおよび低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生が最小化されるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するためになされた本発明の一実施形態によれば、低圧ＥＧＲクーラおよびインタークーラの凝縮水発生に関連する直接因子および間接因子の情報を検出する運転情報検出部と、運転情報検出部で検出される凝縮水発生に関連する間接因子を設定されたマップに適用して低圧ＥＧＲ制御デューティを決定し、凝縮水発生に関連する直接因子の条件に応じて低圧ＥＧＲバルブのデューティを制御し、インタークーラおよび低圧ＥＧＲクーラで凝縮水が発生しないように抑制する制御部と、制御部から印加されるデューティ制御信号に応じて低圧ＥＧＲ量を調節する低圧ＥＧＲバルブと、を含み、制御部は、インタークーラの後端温度が設定された第１基準温度未満であり、ブースト圧が第１基準圧未満であれば、インタークーラの凝縮水発生条件であると判定し、低圧ＥＧＲバルブを閉鎖して低圧ＥＧＲ量を「０％」に制御することを特徴とする。
前記運転情報検出部は、エンジン回転数、冷却水温、大気圧、外気温度、車速、ブースト圧、燃料量、低圧ＥＧＲクーラの差圧、相対湿度、高圧ＥＧＲと低圧ＥＧＲの比率を凝縮水発生の間接因子として検出することを特徴とする。
前記運転情報検出部は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度、低圧ＥＧＲクーラの通過流量、作動流体内部の水蒸気量、インタークーラの後端温度、インタークーラの通過流量を凝縮水発生の直接因子として検出することを特徴とする。
前記制御部は、インタークーラの後端温度が設定された第１基準温度未満であり、ブースト圧が第１基準圧未満であれば、インタークーラの凝縮水発生条件であると判定し、低圧ＥＧＲバルブを閉鎖して低圧ＥＧＲ量を「０％」に制御することを特徴とする。
また、本発明は、低圧ＥＧＲクーラおよびインタークーラの凝縮水発生に関連する直接因子および間接因子の情報を検出する運転情報検出部と、運転情報検出部で検出される凝縮水発生に関連する間接因子を設定されたマップに適用して低圧ＥＧＲ制御デューティを決定し、凝縮水発生に関連する直接因子の条件に応じて低圧ＥＧＲバルブのデューティを制御し、インタークーラおよび低圧ＥＧＲクーラで凝縮水が発生しないように抑制する制御部と、制御部から印加されるデューティ制御信号に応じて低圧ＥＧＲ量を調節する低圧ＥＧＲバルブと、を含み、制御部は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度が設定された第１基準温度未満であり、低圧ＥＧＲクーラの差圧が第２基準圧を超過し、ブースト圧が第３基準圧未満であれば、低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生条件であると判定し、低圧ＥＧＲバルブを閉鎖して低圧ＥＧＲ量の「０％」に制御することを特徴とする。
また、本発明は、請求項１に記載の低圧ＥＧＲシステム制御装置の制御方法であって、エンジン回転数と燃料量に応じて高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量との合計によって決定される総ＥＧＲ目標流量を決定する過程と、冷却水温、大気圧、外気温度、及び車速による補正量を適用して、最終ＥＧＲ量を決定する過程と、高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量との比率を決定して、低圧ＥＧＲバルブを制御する過程と、インタークーラの凝縮水発生に関連する直接因子の情報を検出し、凝縮水発生条件を満たしているかを判断する過程と、インタークーラの凝縮水発生条件を満たしていれば、低圧ＥＧＲバルブを閉鎖して低圧ＥＧＲ量を「０％」に制御する過程と、を含み、インタークーラの凝縮水発生に関連する直接因子は、インタークーラの後端温度とブースト圧を含み、インタークーラの凝縮水発生条件は、インタークーラの後端温度が第１基準温度未満であり、ブースト圧が第１基準圧未満である条件をすべて満たすものとして設定されることを特徴とする。
前記インタークーラの凝縮水発生に関連する直接因子は、インタークーラの後端温度とブースト圧を含むことを特徴とする。
前記インタークーラの凝縮水発生条件は、インタークーラの後端温度が第１基準温度未満であり、ブースト圧が第１基準圧未満である条件をすべて満たすものとして設定されることを特徴とする。
また、本発明は、請求項１に記載の低圧ＥＧＲシステム制御装置の制御方法であって、
エンジン回転数と燃料量に応じて高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量との合計によって決定される総ＥＧＲ目標流量を決定する過程と、冷却水温、大気圧、外気温度、及び車速による補正量を適用して、最終ＥＧＲ量を決定する過程と、高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量との比率を決定して、低圧ＥＧＲバルブを制御する過程と、低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生に関連する直接因子の情報を検出し、凝縮水発生条件を満たしているかを判断する過程と、低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生条件を満たしていれば、低圧ＥＧＲバルブを閉鎖して低圧ＥＧＲ量を「０％」に制御する過程と、を含み、低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生に関連する直接因子は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度、低圧ＥＧＲクーラの差圧、及びブースト圧を含み、低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生条件は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度が第１基準温度未満であり、低圧ＥＧＲクーラの差圧が第２基準圧を超過し、ブースト圧が第３基準圧未満である条件をすべて満たすものとして設定されることが特徴とする。
エンジン回転数と燃料量に応じて高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量との合計によって決定される総ＥＧＲ目標流量を決定する過程と、冷却水温、大気圧、外気温度、及び車速による補正量を適用して、最終ＥＧＲ量を決定する過程と、高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量との比率を決定して、低圧ＥＧＲバルブを制御する過程と、低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生に関連する直接因子の情報を検出し、凝縮水発生条件を満たしているかを判断する過程と、低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生条件を満たしていれば、低圧ＥＧＲバルブを閉鎖して低圧ＥＧＲ量を「０％」に制御する過程と、を含み、低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生に関連する直接因子は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度、低圧ＥＧＲクーラの差圧、及びブースト圧を含み、低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生条件は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度が第１基準温度未満であり、低圧ＥＧＲクーラの差圧が第２基準圧を超過し、ブースト圧が第３基準圧未満である条件をすべて満たすものとして設定されることが特徴とする。
前記低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生に関連する直接因子は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度、低圧ＥＧＲクーラの差圧、ブースト圧を含むことを特徴とする。
前記低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生条件は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度が第１基準温度未満であり、低圧ＥＧＲクーラの差圧が第２基準圧を超過し、ブースト圧が第３基準圧未満である条件をすべて満たすものとして設定されることを特徴とする。
本発明によれば、直接因子に影響を与える多様な制御変数の最適化マッピングによるＥＧＲ量の制御によって凝縮水発生が最小化することにより、インタークーラ、ターボチャージャ、低圧ＥＧＲクーラ、低圧ＥＧＲバルブ、燃焼室などを含むエンジン部品の耐久性、信頼性および安定性を向上させることができる。
また、低圧ＥＧＲバルブを最適に制御することにより、燃費の向上とＮＯｘ低減を実現できる。
また、低圧ＥＧＲバルブを最適に制御することにより、燃費の向上とＮＯｘ低減を実現できる。
以下、添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図４は、本発明の実施形態に係る低圧ＥＧＲシステム制御装置を概略的に示す図である。
図４に示す通り、本発明に係る低圧ＥＧＲシステムは、運転情報検出部１０、制御部２０、および低圧ＥＧＲバルブ３０を含む。
運転情報検出部１０は、車両の運行に応じて低圧ＥＧＲシステムの凝縮水発生に関連する直接因子および間接因子に対する各種情報を検出し、制御部２０に提供する。
運転情報検出部１０は、低圧ＥＧＲシステムで凝縮水発生に間接因子として作用するエンジン回転数、冷却水温、運行地域の大気圧、運行地域の外気温度、車速、ターボチャージャのブースト圧力、燃料量、低圧ＥＧＲクーラの差圧、相対湿度、高圧ＥＧＲと低圧ＥＧＲの比率などの情報を検出する。
図４は、本発明の実施形態に係る低圧ＥＧＲシステム制御装置を概略的に示す図である。
図４に示す通り、本発明に係る低圧ＥＧＲシステムは、運転情報検出部１０、制御部２０、および低圧ＥＧＲバルブ３０を含む。
運転情報検出部１０は、車両の運行に応じて低圧ＥＧＲシステムの凝縮水発生に関連する直接因子および間接因子に対する各種情報を検出し、制御部２０に提供する。
運転情報検出部１０は、低圧ＥＧＲシステムで凝縮水発生に間接因子として作用するエンジン回転数、冷却水温、運行地域の大気圧、運行地域の外気温度、車速、ターボチャージャのブースト圧力、燃料量、低圧ＥＧＲクーラの差圧、相対湿度、高圧ＥＧＲと低圧ＥＧＲの比率などの情報を検出する。
運転情報検出部１０は、低圧ＥＧＲシステムで凝縮水発生に直接因子として作用する低圧ＥＧＲクーラの後端温度、低圧ＥＧＲクーラの通過流量、作動流体内部の水蒸気量、インタークーラの後端温度、インタークーラの通過流量などの情報を検出する。
制御部２０は、運転情報検出部１０から印加される間接因子の多様な制御変数（冷却水温、大気圧、負荷、燃料量、車速、外気温度、ブースト圧、低圧ＥＧＲと高圧ＥＧＲの比率など）に応じ、設定されたマップから最適の制御値を抽出する。
また、直接因子であるインタークーラの後端温度、インタークーラの通過流量、低圧ＥＧＲクーラの後端温度、低圧ＥＧＲクーラの通過流量を考慮し、制御変数の組み合わせから抽出した制御値に応じて低圧ＥＧＲバルブ３０のデューティを制御し、インタークーラおよび低圧ＥＧＲクーラで凝縮水が発生しないようにする。
低圧ＥＧＲバルブ３０は、制御部２０から印加されるデューティ制御信号に応じて開閉量が調整され、低圧ＥＧＲ量を調節させる。
制御部２０は、運転情報検出部１０から印加される間接因子の多様な制御変数（冷却水温、大気圧、負荷、燃料量、車速、外気温度、ブースト圧、低圧ＥＧＲと高圧ＥＧＲの比率など）に応じ、設定されたマップから最適の制御値を抽出する。
また、直接因子であるインタークーラの後端温度、インタークーラの通過流量、低圧ＥＧＲクーラの後端温度、低圧ＥＧＲクーラの通過流量を考慮し、制御変数の組み合わせから抽出した制御値に応じて低圧ＥＧＲバルブ３０のデューティを制御し、インタークーラおよび低圧ＥＧＲクーラで凝縮水が発生しないようにする。
低圧ＥＧＲバルブ３０は、制御部２０から印加されるデューティ制御信号に応じて開閉量が調整され、低圧ＥＧＲ量を調節させる。
上記機能を含む本発明に係る低圧ＥＧＲシステムの動作は、次のように実行される。
図５は、本発明の第１実施形態に係る低圧ＥＧＲシステムの制御手順を示すフローチャートであって、インタークーラの凝縮水発生を最小化する動作である。
本発明が適用される車両の運行が開始されれば、運転情報検出部１０は、低圧ＥＧＲシステムからインタークーラの凝縮水発生に関連する間接因子である諸般的な運転情報を検出して制御部２０に印加する（Ｓ１０１）。
このとき、制御部２０は、エンジン回転数と燃料量の情報を適用し、高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量の合計によって決定される総ＥＧＲ目標流量を決定する（Ｓ１０２）。
図５は、本発明の第１実施形態に係る低圧ＥＧＲシステムの制御手順を示すフローチャートであって、インタークーラの凝縮水発生を最小化する動作である。
本発明が適用される車両の運行が開始されれば、運転情報検出部１０は、低圧ＥＧＲシステムからインタークーラの凝縮水発生に関連する間接因子である諸般的な運転情報を検出して制御部２０に印加する（Ｓ１０１）。
このとき、制御部２０は、エンジン回転数と燃料量の情報を適用し、高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量の合計によって決定される総ＥＧＲ目標流量を決定する（Ｓ１０２）。
そして、制御部２０は、設定されたマップに応じて冷却水温、大気圧、外気温度、車速による補正量を適用し（Ｓ１０３）、最終ＥＧＲ量を決定する（Ｓ１０４）。
このように、運転条件による最終ＥＧＲ量が決定されれば、制御部２０は、高圧ＥＧＲ大低圧ＥＧＲ比率を決定し（Ｓ１０５）、最終低圧ＥＧＲ量を算出する（Ｓ１０６）。
その後、制御部２０は、デューティ制御によって低圧ＥＧＲバルブ３０とスロットルバルブ（図示せず）を調節し、算出された最終低圧ＥＧＲ量が追従されるようにする（Ｓ１０７）。
このように、低圧ＥＧＲバルブ３０を調節して最終低圧ＥＧＲ量を追従させる過程において、制御部２０は、運転情報検出部１０からインタークーラの後端温度とブースト圧を検出し（Ｓ１０８）、インタークーラの後端温度が凝縮水発生を判定するために設定された第１基準温度未満であるかを判断する（Ｓ１０９）。
このように、運転条件による最終ＥＧＲ量が決定されれば、制御部２０は、高圧ＥＧＲ大低圧ＥＧＲ比率を決定し（Ｓ１０５）、最終低圧ＥＧＲ量を算出する（Ｓ１０６）。
その後、制御部２０は、デューティ制御によって低圧ＥＧＲバルブ３０とスロットルバルブ（図示せず）を調節し、算出された最終低圧ＥＧＲ量が追従されるようにする（Ｓ１０７）。
このように、低圧ＥＧＲバルブ３０を調節して最終低圧ＥＧＲ量を追従させる過程において、制御部２０は、運転情報検出部１０からインタークーラの後端温度とブースト圧を検出し（Ｓ１０８）、インタークーラの後端温度が凝縮水発生を判定するために設定された第１基準温度未満であるかを判断する（Ｓ１０９）。
Ｓ１０９の判断において、制御部２０は、インタークーラの後端温度が設定された第１基準温度を超過する状態であれば、インタークーラで凝縮水を発生させない条件であると判定し、Ｓ１０１の過程にリターンする。
しかし、Ｓ１０９の判断において、制御部２０は、インタークーラの後端温度が設定された第１基準温度未満の状態であれば、インタークーラで凝縮水を発生させ得る条件であると判定し、ブースト圧が設定された第１基準圧未満であるかを判断する（Ｓ１１０）。
Ｓ１１０の判断において、制御部２０は、ブースト圧が設定された第１基準圧を超過する状態であれば、インタークーラで凝縮水を発生させない条件であると判定し、Ｓ１０１の過程にリターンする。
しかし、Ｓ１０９の判断において、制御部２０は、インタークーラの後端温度が設定された第１基準温度未満の状態であれば、インタークーラで凝縮水を発生させ得る条件であると判定し、ブースト圧が設定された第１基準圧未満であるかを判断する（Ｓ１１０）。
Ｓ１１０の判断において、制御部２０は、ブースト圧が設定された第１基準圧を超過する状態であれば、インタークーラで凝縮水を発生させない条件であると判定し、Ｓ１０１の過程にリターンする。
しかし、Ｓ１１０の判断において、制御部２０は、ブースト圧が設定された第１基準圧を超過する状態であれば、インタークーラで凝縮水を発生させ得る条件であると判定する（Ｓ１１１）。
したがって、制御部２０は、インタークーラで凝縮水が発生することを防ぐために、低圧ＥＧＲ量を「０」に決定した後、デューティ制御によって低圧ＥＧＲバルブ３０を閉鎖させてインタークーラの温度を上昇させることにより、インタークーラで凝縮水が発生しないようにする（Ｓ１１２）。
以上で説明したように、本発明の第１実施形態は、インタークーラの後端温度とブースト圧を適用してインタークーラでの凝縮水発生の可能性を判断し、これに応じて低圧ＥＧＲ量を制御することにより、凝縮水の発生によるエンジン部品の損傷およびフィールドクレームが発生しないようにすることができる。
したがって、制御部２０は、インタークーラで凝縮水が発生することを防ぐために、低圧ＥＧＲ量を「０」に決定した後、デューティ制御によって低圧ＥＧＲバルブ３０を閉鎖させてインタークーラの温度を上昇させることにより、インタークーラで凝縮水が発生しないようにする（Ｓ１１２）。
以上で説明したように、本発明の第１実施形態は、インタークーラの後端温度とブースト圧を適用してインタークーラでの凝縮水発生の可能性を判断し、これに応じて低圧ＥＧＲ量を制御することにより、凝縮水の発生によるエンジン部品の損傷およびフィールドクレームが発生しないようにすることができる。
図６は、本発明の第２実施形態に係る低圧ＥＧＲシステムの制御手順を示すフローチャートであって、低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生を最小化する動作である。
本発明が適用される車両の運行が開始されれば、運転情報検出部１０は、低圧ＥＧＲシステムから低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生に関連する間接因子の諸般的な運転情報を検出して制御部２０に印加する（Ｓ２０１）。
このとき、制御部２０は、エンジン回転数と燃料量の情報を適用し、高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量の合計によって決定される総ＥＧＲ目標流量を決定する（Ｓ２０２）。
そして、制御部２０は、設定されたマップに応じて冷却水温、大気圧、外気温度、車速による補正量を適用し（Ｓ２０３）、最終ＥＧＲ量を決定する（Ｓ２０４）。
本発明が適用される車両の運行が開始されれば、運転情報検出部１０は、低圧ＥＧＲシステムから低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生に関連する間接因子の諸般的な運転情報を検出して制御部２０に印加する（Ｓ２０１）。
このとき、制御部２０は、エンジン回転数と燃料量の情報を適用し、高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量の合計によって決定される総ＥＧＲ目標流量を決定する（Ｓ２０２）。
そして、制御部２０は、設定されたマップに応じて冷却水温、大気圧、外気温度、車速による補正量を適用し（Ｓ２０３）、最終ＥＧＲ量を決定する（Ｓ２０４）。
このように、運転条件による最終ＥＧＲ量が決定されれば、制御部２０は、高圧ＥＧＲ大低圧ＥＧＲ比率を決定した後（Ｓ２０５）、最終低圧ＥＧＲ量を算出する（Ｓ２０６）。
この後、制御部２０は、デューティ制御によって低圧ＥＧＲバルブ３０とスロットルバルブ（図示せず）を調節し、算出された最終低圧ＥＧＲ量が追従されるようにする（Ｓ２０７）。
このように、低圧ＥＧＲバルブ３０を調節して最終低圧ＥＧＲ量を追従させる過程において、制御部２０は、運転情報検出部１０から低圧ＥＧＲクーラの後端温度と低圧ＥＧＲクーラの差圧およびブースト圧を検出する（Ｓ２０８）。
この後、制御部２０は、デューティ制御によって低圧ＥＧＲバルブ３０とスロットルバルブ（図示せず）を調節し、算出された最終低圧ＥＧＲ量が追従されるようにする（Ｓ２０７）。
このように、低圧ＥＧＲバルブ３０を調節して最終低圧ＥＧＲ量を追従させる過程において、制御部２０は、運転情報検出部１０から低圧ＥＧＲクーラの後端温度と低圧ＥＧＲクーラの差圧およびブースト圧を検出する（Ｓ２０８）。
その後、制御部２０は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度が凝縮水発生を判定するために設定された第１基準温度未満であるかを判断する（Ｓ２０９）。
Ｓ２０９の判断において、制御部２０は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度が設定された第１基準温度を超過する状態であれば、低圧ＥＧＲクーラで凝縮水を発生させない条件であると判定し、Ｓ２０１の過程にリターンする。
しかし、Ｓ２０９の判断において、制御部２０は、低圧ＥＧＲクーラ後端温度が設定された第１基準温度未満の状態であれば、低圧ＥＧＲクーラで凝縮水を発生させ得る条件であると判定し、低圧ＥＧＲクーラの差圧と設定された第２基準圧を比較し、低圧ＥＧＲクーラの差圧が第２基準圧を超過するかを判断する（Ｓ２１０）。
Ｓ２０９の判断において、制御部２０は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度が設定された第１基準温度を超過する状態であれば、低圧ＥＧＲクーラで凝縮水を発生させない条件であると判定し、Ｓ２０１の過程にリターンする。
しかし、Ｓ２０９の判断において、制御部２０は、低圧ＥＧＲクーラ後端温度が設定された第１基準温度未満の状態であれば、低圧ＥＧＲクーラで凝縮水を発生させ得る条件であると判定し、低圧ＥＧＲクーラの差圧と設定された第２基準圧を比較し、低圧ＥＧＲクーラの差圧が第２基準圧を超過するかを判断する（Ｓ２１０）。
Ｓ２１０の判断において、制御部２０は、低圧ＥＧＲクーラの差圧が設定された第２基準圧未満であれば、低圧ＥＧＲクーラで凝縮水を発生させない条件であると判定し、Ｓ２０１の過程にリターンする。
しかし、Ｓ２１０の判断において、制御部２０は、低圧ＥＧＲクーラの差圧が設定された第２基準圧を超過すれば、低圧ＥＧＲクーラで凝縮水を発生させ得る条件であると判定し、ブースト圧が設定された第３基準圧未満であるかを判断する（Ｓ２１１）。
Ｓ２１１の判断において、制御部２０は、ブースト圧が設定された第３基準圧を超過する状態であれば、低圧ＥＧＲクーラで凝縮水を発生させない条件であると判定し、前記Ｓ２０１の過程にリターンする。
しかし、Ｓ２１０の判断において、制御部２０は、低圧ＥＧＲクーラの差圧が設定された第２基準圧を超過すれば、低圧ＥＧＲクーラで凝縮水を発生させ得る条件であると判定し、ブースト圧が設定された第３基準圧未満であるかを判断する（Ｓ２１１）。
Ｓ２１１の判断において、制御部２０は、ブースト圧が設定された第３基準圧を超過する状態であれば、低圧ＥＧＲクーラで凝縮水を発生させない条件であると判定し、前記Ｓ２０１の過程にリターンする。
しかし、Ｓ２１１の判断において、制御部２０は、ブースト圧が設定された第３基準圧未満であれば、低圧ＥＧＲクーラで凝縮水を発生させ得る条件であると判定する（Ｓ２１２）。
したがって、制御部２０は、低圧ＥＧＲクーラで凝縮水が発生することを防ぐために、低圧ＥＧＲ量を「０」に決定した後、デューティ制御によって低圧ＥＧＲバルブ３０を閉鎖させて低圧ＥＧＲクーラの流量を調節することにより、凝縮水が発生しないようにする（Ｓ２１３）。
以上で説明したように、本発明の第２実施形態は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度と低圧ＥＧＲの差圧およびブースト圧を適用して低圧ＥＧＲクーラで凝縮水が発生する可能性を判断し、これに基づいて低圧ＥＧＲ量を制御することにより、凝縮水の発生によるエンジン部品の損傷およびフィールドクレームが発生しないようにすることができる。
したがって、制御部２０は、低圧ＥＧＲクーラで凝縮水が発生することを防ぐために、低圧ＥＧＲ量を「０」に決定した後、デューティ制御によって低圧ＥＧＲバルブ３０を閉鎖させて低圧ＥＧＲクーラの流量を調節することにより、凝縮水が発生しないようにする（Ｓ２１３）。
以上で説明したように、本発明の第２実施形態は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度と低圧ＥＧＲの差圧およびブースト圧を適用して低圧ＥＧＲクーラで凝縮水が発生する可能性を判断し、これに基づいて低圧ＥＧＲ量を制御することにより、凝縮水の発生によるエンジン部品の損傷およびフィールドクレームが発生しないようにすることができる。
１０：運転情報検出部
２０：制御部
３０：低圧ＥＧＲバルブ
２０：制御部
３０：低圧ＥＧＲバルブ
Claims (6)
- 低圧ＥＧＲクーラおよびインタークーラの凝縮水発生に関連する直接因子および間接因子の情報を検出する運転情報検出部と、
前記運転情報検出部で検出される凝縮水発生に関連する間接因子を設定されたマップに適用して低圧ＥＧＲ制御デューティを決定し、凝縮水発生に関連する直接因子の条件に応じて低圧ＥＧＲバルブのデューティを制御し、インタークーラおよび低圧ＥＧＲクーラで凝縮水が発生しないように抑制する制御部と、
前記制御部から印加されるデューティ制御信号に応じて低圧ＥＧＲ量を調節する低圧ＥＧＲバルブと、
を含み、
前記制御部は、インタークーラの後端温度が設定された第１基準温度未満であり、ブースト圧が第１基準圧未満であれば、インタークーラの凝縮水発生条件であると判定し、低圧ＥＧＲバルブを閉鎖して低圧ＥＧＲ量を「０％」に制御することを特徴とする低圧ＥＧＲシステム制御装置。 - 低圧ＥＧＲクーラおよびインタークーラの凝縮水発生に関連する直接因子および間接因子の情報を検出する運転情報検出部と、
前記運転情報検出部で検出される凝縮水発生に関連する間接因子を設定されたマップに適用して低圧ＥＧＲ制御デューティを決定し、凝縮水発生に関連する直接因子の条件に応じて低圧ＥＧＲバルブのデューティを制御し、インタークーラおよび低圧ＥＧＲクーラで凝縮水が発生しないように抑制する制御部と、
前記制御部から印加されるデューティ制御信号に応じて低圧ＥＧＲ量を調節する低圧ＥＧＲバルブと、
を含み、
前記制御部は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度が設定された第１基準温度未満であり、低圧ＥＧＲクーラの差圧が第２基準圧を超過し、ブースト圧が第３基準圧未満であれば、低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生条件であると判定し、低圧ＥＧＲバルブを閉鎖して低圧ＥＧＲ量を「０％」に制御することを特徴とする低圧ＥＧＲシステム制御装置。 - 前記運転情報検出部は、エンジン回転数、冷却水温、大気圧、外気温度、車速、ブースト圧、燃料量、低圧ＥＧＲクーラの差圧、相対湿度、及び高圧ＥＧＲと低圧ＥＧＲとの比率の中の何れか１つ以上を凝縮水発生の間接因子として検出することを特徴とする請求項１または２に記載の低圧ＥＧＲシステム制御装置。
- 前記運転情報検出部は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度、低圧ＥＧＲクーラの通過流量、作動流体内部の水蒸気量、インタークーラの後端温度、及びインタークーラの通過流量の中の何れか１つ以上を凝縮水発生の直接因子として検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の低圧ＥＧＲシステム制御装置。
- 請求項１に記載の低圧ＥＧＲシステム制御装置の制御方法であって、
エンジン回転数と燃料量に応じて高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量との合計によって決定される総ＥＧＲ目標流量を決定する過程と、
冷却水温、大気圧、外気温度、及び車速による補正量を適用して最終ＥＧＲ量を決定する過程と、
高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量との比率を決定して、低圧ＥＧＲバルブを制御する過程と、
インタークーラの凝縮水発生に関連する直接因子の情報を検出し、凝縮水発生条件を満たしているかを判断する過程と、
インタークーラが凝縮水発生条件を満たしていれば、低圧ＥＧＲバルブを閉鎖して低圧ＥＧＲ量を「０％」に制御する過程と、
を含み、
前記インタークーラの凝縮水発生に関連する直接因子は、インタークーラの後端温度とブースト圧とを含み、
前記インタークーラの凝縮水発生条件は、インタークーラの後端温度が第１基準温度未満であり、ブースト圧が第１基準圧未満である条件をすべて満たすものとして設定されることを特徴とする低圧ＥＧＲシステム制御方法。 - 請求項１に記載の低圧ＥＧＲシステム制御装置の制御方法であって、
エンジン回転数と燃料量に応じて高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量との合計によって決定される総ＥＧＲ目標流量を決定する過程と、
冷却水温、大気圧、外気温度、及び車速による補正量を適用して、最終ＥＧＲ量を決定する過程と、
高圧ＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ量との比率を決定して、低圧ＥＧＲバルブを制御する過程と、
低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生に関連する直接因子の情報を検出し、凝縮水発生条件を満たしているかを判断する過程と、
低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生条件を満たしていれば、低圧ＥＧＲバルブを閉鎖して低圧ＥＧＲ量を「０％」に制御する過程と、
を含み、
前記低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生に関連する直接因子は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度、低圧ＥＧＲクーラの差圧、及びブースト圧を含み、
前記低圧ＥＧＲクーラの凝縮水発生条件は、低圧ＥＧＲクーラの後端温度が第１基準温度未満であり、低圧ＥＧＲクーラの差圧が第２基準圧を超過し、ブースト圧が第３基準圧未満である条件をすべて満たすものとして設定されることを特徴とする低圧ＥＧＲシステム制御方法。
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