JP6170846B2 - EGR device - Google Patents

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Description

本発明は、ＥＧＲ装置に関する。   The present invention relates to an EGR device.

従来、排気の一部を吸気に還流させるＥＧＲ装置を設けたエンジンが知られている。ＥＧＲ装置によって吸気に酸素濃度の低い排気（ＥＧＲガス）を還流させることで燃焼温度を低下させ、窒素酸化物の発生を抑制するものである。このようなエンジンにおいて、未燃燃料が多く含まれるアイドル運転状態における排気が長時間還流されると、未燃燃料等（デポジット）がＥＧＲ装置に付着することでＥＧＲシステムに問題が生じる可能性がある。そこで、エンジンがアイドル運転状態の場合、ＥＧＲ弁（排気還流弁）を閉弁して排気の還流を行わないように制御されるエンジン１が知られている。例えば、特許文献１に記載の如くである。   Conventionally, an engine provided with an EGR device that recirculates a part of exhaust gas to intake air is known. The exhaust gas with low oxygen concentration (EGR gas) is recirculated to the intake air by the EGR device to lower the combustion temperature and suppress the generation of nitrogen oxides. In such an engine, if the exhaust gas in an idle operation state containing a large amount of unburned fuel is recirculated for a long time, unburnt fuel or the like (deposit) may adhere to the EGR device, which may cause a problem in the EGR system. is there. In view of this, there is known an engine 1 that is controlled so as not to recirculate exhaust gas by closing an EGR valve (exhaust gas recirculation valve) when the engine is in an idle operation state. For example, as described in Patent Document 1.

特許文献１に記載のＥＧＲ装置は、クラッチのＯＮ・ＯＦＦを検出するクラッチセンサの検出信号に基づいてＥＧＲ弁の開閉を行う。具体的には、ＥＧＲ装置は、クラッチセンサからクラッチＯＦＦの信号を取得した場合、エンジンがアイドル運転状態であると判断してＥＧＲ弁を閉状態にするように制御する。しかし、クラッチがＯＮ状態であっても、排気中の全炭化水素排出濃度（以下、単に「ＴＨＣ排出濃度」と記す）とＥＧＲガス温度との状態によってはＥＧＲ弁におけるデポジットの堆積が促進される場合があり問題であった。   The EGR device described in Patent Document 1 opens and closes an EGR valve based on a detection signal of a clutch sensor that detects ON / OFF of a clutch. Specifically, when the EGR device acquires a clutch OFF signal from the clutch sensor, the EGR device determines that the engine is in an idle operation state and controls the EGR valve to be closed. However, even when the clutch is in an ON state, deposit accumulation in the EGR valve is promoted depending on the state of the total hydrocarbon discharge concentration in the exhaust gas (hereinafter simply referred to as “THC emission concentration”) and the EGR gas temperature. There was a problem.

実開昭６２−５４２６４号公報Japanese Utility Model Publication No. 62-54264

本発明は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、アクセルの操作状態に関わらずＥＧＲ弁へのデポジットの堆積が抑制されるようにＥＧＲ弁を制御することができるＥＧＲ装置の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and provides an EGR device capable of controlling the EGR valve so that deposit accumulation on the EGR valve is suppressed regardless of the operation state of the accelerator. Objective.

本発明においては、エンジンの排気の一部をＥＧＲガスとしてエンジンの吸気に還流させるＥＧＲ装置であって、制御装置は、エンジン回転数検出センサーが検出するエンジンの回転数（Ｎ）と、噴射量検出センサーが検出する噴射量（Ｆ）と、冷却水温度検出センサーが検出する冷却水温度（Ｔｃ）と、吸気温度検出センサーが検出する吸気温度（Ｔｉｎ）と、ＥＧＲガス温度検出センサーが検出するＥＧＲガス温度（Ｔｅｇｒ）とを取得し、前記取得したエンジンの回転数（Ｎ）と噴射量（Ｆ）とから、基準全炭化水素排出濃度マップに基づいて基準全炭化水素排出濃度（Ｄｔｓ）を算出し、全炭化水素排出濃度基準補正量マップに基づいて全炭化水素排出濃度基準補正値（Ｃｓ）を算出し、前記取得した吸気温度（Ｔｉｎ）から、吸気温度補正係数マップに基づいて吸気温度補正係数（Ｆｃ）を算出し、前記算出した全炭化水素排出濃度基準補正値（Ｃｓ）と吸気温度補正係数（Ｆｃ）とから、全炭化水素排出濃度補正量（Ｃ）を算出し、前記算出した基準全炭化水素排出濃度（Ｄｔｓ）と全炭化水素排出濃度補正量（Ｃ）とから、全炭化水素排出濃度（Ｄｔ）を算出し、前記算出した全炭化水素排出濃度（Ｄｔ）から、ＥＧＲガス温度閾値マップに基づいてＥＧＲガス温度（Ｔｅｇｒ）の閾値温度（ＴＨ）を算出し、前記冷却水温度（Ｔｃ）が所定温度（Ｔｃｓ）よりも高いか否か判定し、前記冷却水温度（Ｔｃ）が所定温度（Ｔｃｓ）よりも高いと判定した場合、ＥＧＲガス温度（Ｔｅｇｒ）が前記閾値温度（ＴＨ）よりも高いか否か判定し、前記ＥＧＲガス温度（Ｔｅｇｒ）が前記閾値温度（ＴＨ）よりも高いと判定した場合、ＥＧＲ弁を閉状態に制御せずにＥＧＲ弁を開状態に制御し、前記ＥＧＲガス温度（Ｔｅｇｒ）が前記閾値温度（ＴＨ）よりも高くないと判定した場合、ＥＧＲ弁を閉状態に制御し、前記冷却水温度（Ｔｃ）が所定温度（Ｔｃｓ）よりも高くないと判定した場合、ＥＧＲ弁を閉状態に制御するものである。 In the present invention, the EGR device recirculates a part of the exhaust of the engine as EGR gas to the intake air of the engine. The control device detects the engine speed (N) detected by the engine speed detection sensor and the injection amount. The injection amount (F) detected by the detection sensor, the cooling water temperature (Tc) detected by the cooling water temperature detection sensor, the intake air temperature (Tin) detected by the intake air temperature detection sensor, and the EGR gas temperature detection sensor detect The EGR gas temperature (Tegr) is acquired, and the reference total hydrocarbon emission concentration (Dts) is calculated based on the reference total hydrocarbon emission concentration map from the acquired engine speed (N) and injection amount (F). Calculate the total hydrocarbon emission concentration reference correction value (Cs) based on the total hydrocarbon emission concentration reference correction amount map, and calculate the intake air from the acquired intake air temperature (Tin). An intake air temperature correction coefficient (Fc) is calculated based on the degree correction coefficient map, and the total hydrocarbon emission concentration correction amount is calculated from the calculated total hydrocarbon emission concentration reference correction value (Cs) and the intake air temperature correction coefficient (Fc). (C) is calculated, and the total hydrocarbon emission concentration (Dt) is calculated from the calculated reference total hydrocarbon emission concentration (Dts) and the total hydrocarbon emission concentration correction amount (C). A threshold temperature (TH) of the EGR gas temperature (Tegr) is calculated from the hydrogen discharge concentration (Dt) based on the EGR gas temperature threshold map, and whether the cooling water temperature (Tc) is higher than a predetermined temperature (Tcs). If it is determined that the cooling water temperature (Tc) is higher than the predetermined temperature (Tcs), it is determined whether the EGR gas temperature (Tegr) is higher than the threshold temperature (TH), and the EGR gas Temperature (Te When it is determined that r) is higher than the threshold temperature (TH), the EGR valve is controlled to be opened without controlling the EGR valve to be closed, and the EGR gas temperature (Tegr) is set to the threshold temperature (TH). If it is determined that the temperature is not higher than the EGR valve, the EGR valve is controlled to be closed, and if it is determined that the cooling water temperature (Tc) is not higher than the predetermined temperature (Tcs), the EGR valve is controlled to be closed. is there.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

即ち、本発明によれば、ＴＨＣ排出濃度とＥＧＲガス温度とに基づいてＥＧＲ弁が制御される。これにより、ＴＨＣ排出濃度の上昇やＥＧＲガス温度の低下によるデポジットの堆積が抑制される。   That is, according to the present invention, the EGR valve is controlled based on the THC exhaust concentration and the EGR gas temperature. As a result, deposit accumulation due to an increase in the THC emission concentration and a decrease in the EGR gas temperature is suppressed.

また、本発明によれば、エンジンが運転されている環境の影響が考慮された全炭化水素排出濃度が算出される。これにより、更に精度よくＴＨＣ排出濃度の上昇やＥＧＲガス温度の低下によるデポジットの堆積が抑制される。   Further, according to the present invention, the total hydrocarbon emission concentration is calculated in consideration of the influence of the environment in which the engine is operated. As a result, deposit accumulation due to an increase in the THC exhaust concentration and a decrease in the EGR gas temperature can be suppressed with higher accuracy.

エンジンの構成を示した概略図。Schematic which showed the structure of the engine. エンジンのＥＧＲ装置における単位時間当たりのデポジット堆積量のＴＨＣ排出濃度とＥＧＲガス温度との関係を表すグラフを示す図。The figure which shows the graph showing the relationship between the THC discharge | emission density | concentration of the deposit accumulation amount per unit time in an engine EGR apparatus, and EGR gas temperature. エンジンの一実施形態におけるＥＧＲ装置のＥＧＲ弁の開閉制御の態様を表すフローチャートを示す図。The figure which shows the flowchart showing the aspect of the opening-and-closing control of the EGR valve of the EGR apparatus in one Embodiment of an engine. （ａ）エンジンの冷却水温度とＥＧＲガス温度を表すグラフを示す図、（ｂ）エンジンのＥＧＲ弁制御の第一実施形態を表すグラフを示す図、（ｃ）エンジンのＥＧＲ弁制御の第二実施形態を表すグラフを示す図、（ｄ）エンジンのＥＧＲ弁制御の第三実施形態を表すグラフを示す図。(A) The figure which shows the graph showing the engine cooling water temperature and EGR gas temperature, (b) The figure which shows the graph showing 1st embodiment of engine EGR valve control, (c) The 2nd of engine EGR valve control The figure which shows the graph showing embodiment, (d) The figure which shows the graph showing 3rd embodiment of engine EGR valve control.

以下に、図１を用いて、エンジン１について説明する。   Hereinafter, the engine 1 will be described with reference to FIG.

図１に示すように、エンジン１は、ディーゼルエンジンであり、本実施形態においては、四つの気筒３・３・３・３を有する直列四気筒エンジン１である。なお、本実施形態において、エンジン１を直列四気筒としたがこれに限定されるものではない。また、エンジン１は、過給機を具備していてもよい。   As shown in FIG. 1, the engine 1 is a diesel engine. In the present embodiment, the engine 1 is an in-line four-cylinder engine 1 having four cylinders 3, 3, 3, and 3. In the present embodiment, the engine 1 is an in-line four cylinder, but the present invention is not limited to this. The engine 1 may include a supercharger.

エンジン１は、吸気管２を介して気筒３の内部に供給される吸気と、燃料噴射弁４・４・４・４から気筒３の内部に供給される燃料とを、気筒３・３・３・３の内部において混合して燃焼させることで出力軸を回転駆動させている。エンジン１は、燃料の燃焼により発生する排気を、排気管５を介して外部へ排出している。   The engine 1 supplies the intake air supplied to the inside of the cylinder 3 via the intake pipe 2 and the fuel supplied to the inside of the cylinder 3 from the fuel injection valves 4, 4, 4, 4. -The output shaft is driven to rotate by mixing and burning in 3. The engine 1 discharges exhaust generated by the combustion of fuel to the outside through an exhaust pipe 5.

エンジン１は、エンジン回転数検出センサー６、燃料噴射弁４の噴射量検出センサー７、ＥＧＲ装置８、制御装置であるＥＣＵ１２、ＥＧＲガス温度検出センサー１３および吸気温度検出センサー１４が具備されている。   The engine 1 includes an engine speed detection sensor 6, an injection amount detection sensor 7 for the fuel injection valve 4, an EGR device 8, an ECU 12 that is a control device, an EGR gas temperature detection sensor 13, and an intake air temperature detection sensor 14.

エンジン回転数検出センサー６は、エンジン１の回転数である回転数Ｎを検出するものである。エンジン回転数検出センサー６は、センサーとパルサーとから構成され、エンジン１の出力軸に設けられている。なお、本実施形態において、エンジン回転数検出センサー６をセンサーとパルサーとから構成しているが、回転数Ｎを検出することができるものであればよい。   The engine speed detection sensor 6 detects a speed N that is the speed of the engine 1. The engine speed detection sensor 6 includes a sensor and a pulsar, and is provided on the output shaft of the engine 1. In the present embodiment, the engine speed detection sensor 6 is composed of a sensor and a pulsar, but any sensor that can detect the speed N may be used.

噴射量検出センサー７は、燃料噴射弁４からの燃料噴射量である噴射量Ｆを検出するものである。噴射量検出センサー７は、図示しない燃料供給管の途中部に設けられている。噴射量検出センサー７は、流量センサーから構成されている。なお、本実施形態において、噴射量検出センサー７を流量センサーで構成しているがこれに限定するものでなく、燃料の噴射量Ｆを検出できるものであればよい。   The injection amount detection sensor 7 detects an injection amount F that is a fuel injection amount from the fuel injection valve 4. The injection amount detection sensor 7 is provided in the middle of a fuel supply pipe (not shown). The injection amount detection sensor 7 is composed of a flow rate sensor. In the present embodiment, the injection amount detection sensor 7 is constituted by a flow rate sensor. However, the present invention is not limited to this, and any device that can detect the fuel injection amount F may be used.

ＥＧＲ装置８は、排気の一部を吸気に還流するものである。ＥＧＲ装置８は、ＥＧＲ管９、ＥＧＲ弁１０、開度検出センサー１１、ＥＧＲ制御部であるＥＣＵ１２を具備する。   The EGR device 8 returns a part of the exhaust gas to the intake air. The EGR device 8 includes an EGR pipe 9, an EGR valve 10, an opening degree detection sensor 11, and an ECU 12 that is an EGR control unit.

ＥＧＲ管９は、排気を吸気管２に案内するための管である。ＥＧＲ管９は、吸気管２と排気管５とを連通するように設けられている。これにより、排気管５を通過する排気の一部がＥＧＲ管９を通じて吸気管２に案内される。すなわち、排気の一部がＥＧＲガスとして吸気に還流可能に構成されている（以下、単に「ＥＧＲガス」と記す）。   The EGR pipe 9 is a pipe for guiding exhaust gas to the intake pipe 2. The EGR pipe 9 is provided so as to communicate the intake pipe 2 and the exhaust pipe 5. Thereby, a part of the exhaust gas passing through the exhaust pipe 5 is guided to the intake pipe 2 through the EGR pipe 9. That is, a part of the exhaust gas is configured to be recirculated to the intake air as EGR gas (hereinafter simply referred to as “EGR gas”).

ＥＧＲ弁１０は、ＥＧＲ管９を通過するＥＧＲガスの流量を制限するものである。ＥＧＲ弁１０は、ノーマルクローズドタイプの電磁式流量制御弁から構成されている。ＥＧＲ弁１０は、ＥＧＲ管９の途中部に設けられている。ＥＧＲ弁１０は、後述のＥＣＵ１２からの信号を取得してＥＧＲ弁１０の開度を変更することができる。なお、本実施形態において、ＥＧＲ弁１０をノーマルクローズドタイプの電磁式流量制御弁から構成しているが、ＥＧＲガスの流量を制限することができるものであればよい。   The EGR valve 10 limits the flow rate of EGR gas that passes through the EGR pipe 9. The EGR valve 10 is composed of a normally closed type electromagnetic flow control valve. The EGR valve 10 is provided in the middle of the EGR pipe 9. The EGR valve 10 can change the opening degree of the EGR valve 10 by acquiring a signal from the ECU 12 described later. In the present embodiment, the EGR valve 10 is composed of a normally closed electromagnetic flow control valve, but any EGR gas flow rate can be used.

開度検出センサー１１は、ＥＧＲ弁開度Ｇを検出するものである。開度検出センサー１１は、位置検出センサーから構成されている。開度検出センサー１１は、ＥＧＲ弁１０に設けられている。なお、本実施形態において、開度検出センサー１１を位置検出センサーから構成しているが、ＥＧＲ弁開度Ｇを検出することができるものであればよい。   The opening degree detection sensor 11 detects the EGR valve opening degree G. The opening degree detection sensor 11 is composed of a position detection sensor. The opening degree detection sensor 11 is provided in the EGR valve 10. In the present embodiment, the opening degree detection sensor 11 is composed of a position detection sensor. However, any sensor that can detect the EGR valve opening degree G may be used.

ＥＧＲガス温度検出センサー１３は、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒを検出するものである。ＥＧＲガス温度検出センサー１３は、サーミスタから構成され、ＥＧＲ管９の途中部であってＥＧＲ弁１０の上流側に設けられている。なお、本実施形態において、ＥＧＲガス温度検出センサー１３をサーミスタから構成しているが、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒを検出することができるものであればよい。   The EGR gas temperature detection sensor 13 detects the EGR gas temperature Tegr. The EGR gas temperature detection sensor 13 is composed of a thermistor, and is provided in the middle of the EGR pipe 9 and upstream of the EGR valve 10. In the present embodiment, the EGR gas temperature detection sensor 13 is composed of a thermistor. However, any sensor capable of detecting the EGR gas temperature Tegr may be used.

吸気温度検出センサー１４は、吸気温度Ｔｉｎを検出するものである。吸気温度検出センサー１４は、サーミスタから構成され、吸気管２の途中部に設けられている。なお、本実施形態において、吸気温度検出センサー１４をサーミスタから構成しているが、吸気温度Ｔｉｎを検出することができるものであればよい。   The intake air temperature detection sensor 14 detects the intake air temperature Tin. The intake air temperature detection sensor 14 is composed of a thermistor and is provided in the middle of the intake pipe 2. In the present embodiment, the intake air temperature detection sensor 14 is composed of a thermistor. However, any sensor capable of detecting the intake air temperature Tin may be used.

冷却水温度検出センサー１５は、冷却水温度Ｔｃｌを検出するものである。冷却水温度検出センサー１５は、サーミスタから構成され、エンジン１の図示しないウォータージャケット部分に設けられている。なお、本実施形態において、冷却水温度検出センサー１５をサーミスタから構成しているが、冷却水温度Ｔｃｌを検出することができるものであればよい。   The cooling water temperature detection sensor 15 detects the cooling water temperature Tcl. The cooling water temperature detection sensor 15 is composed of a thermistor, and is provided in a water jacket portion (not shown) of the engine 1. In the present embodiment, the cooling water temperature detection sensor 15 is composed of a thermistor, but any device capable of detecting the cooling water temperature Tcl may be used.

ＥＣＵ１２は、エンジン１を制御するものである。具体的には、エンジン１本体やＥＧＲ装置８を制御する。ＥＣＵ１２には、エンジン１の制御を行うための種々のプログラムや基準ＴＨＣ排出濃度マップＭ１、ＴＨＣ排出濃度基準補正量マップＭ２、吸気温度補正係数マップＭ３、ＥＧＲガス温度閾値マップＭ４等のデータが格納されている。ＥＣＵ１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。   The ECU 12 controls the engine 1. Specifically, the engine 1 body and the EGR device 8 are controlled. The ECU 12 stores various programs for controlling the engine 1, data such as a reference THC exhaust concentration map M1, a THC exhaust concentration reference correction amount map M2, an intake air temperature correction coefficient map M3, an EGR gas temperature threshold map M4, and the like. Has been. The ECU 12 may be configured such that a CPU, ROM, RAM, HDD, and the like are connected by a bus, or may be configured by a one-chip LSI or the like.

ＥＣＵ１２は、燃料噴射弁４・４・４・４と接続され、燃料噴射弁４・４・４・４を制御することが可能である。   The ECU 12 is connected to the fuel injection valves 4, 4, 4, 4 and can control the fuel injection valves 4, 4, 4, 4.

ＥＣＵ１２は、エンジン回転数検出センサー６に接続され、エンジン回転数検出センサー６が検出する回転数Ｎを取得することが可能である。   The ECU 12 is connected to the engine speed detection sensor 6 and can acquire the speed N detected by the engine speed detection sensor 6.

ＥＣＵ１２は、噴射量検出センサー７に接続され、噴射量検出センサー７が検出する噴射量Ｆを取得することが可能である。   The ECU 12 is connected to the injection amount detection sensor 7 and can acquire the injection amount F detected by the injection amount detection sensor 7.

ＥＣＵ１２は、ＥＧＲ弁１０と接続され、ＥＧＲ弁１０の開閉を制御することが可能である。   The ECU 12 is connected to the EGR valve 10 and can control opening and closing of the EGR valve 10.

ＥＣＵ１２は、開度検出センサー１１に接続され、開度検出センサー１１が検出するＥＧＲ弁開度Ｇを取得することが可能である。   The ECU 12 is connected to the opening detection sensor 11 and can acquire the EGR valve opening G detected by the opening detection sensor 11.

ＥＣＵ１２は、ＥＧＲガス温度検出センサー１３に接続され、ＥＧＲガス温度検出センサー１３が検出するＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒを取得することが可能である。   The ECU 12 is connected to the EGR gas temperature detection sensor 13 and can acquire the EGR gas temperature Tegr detected by the EGR gas temperature detection sensor 13.

ＥＣＵ１２は、吸気温度検出センサー１４に接続され、吸気温度検出センサー１４が検出する吸気温度Ｔｉｎを取得することが可能である。   The ECU 12 is connected to the intake air temperature detection sensor 14 and can acquire the intake air temperature Tin detected by the intake air temperature detection sensor 14.

ＥＣＵ１２は、冷却水温度検出センサー１５に接続され、冷却水温度検出センサー１５が検出する冷却水温度Ｔｃを取得することが可能である。   The ECU 12 is connected to the cooling water temperature detection sensor 15 and can acquire the cooling water temperature Tc detected by the cooling water temperature detection sensor 15.

ＥＣＵ１２は、エンジン１の回転数Ｎと噴射量Ｆとから基準ＴＨＣ排出濃度マップＭ１に基づいて、基準ＴＨＣ排出濃度Ｄｔｓを算出することができる。   The ECU 12 can calculate the reference THC exhaust concentration Dts from the engine speed N and the injection amount F based on the reference THC exhaust concentration map M1.

ＥＣＵ１２は、エンジン１の回転数Ｎと噴射量ＦとからＴＨＣ排出濃度基準補正量マップＭ２に基づいて、基準温度におけるＴＨＣ排出濃度基準補正量Ｃｓを算出することができる。   The ECU 12 can calculate the THC emission concentration reference correction amount Cs at the reference temperature based on the THC emission concentration reference correction amount map M2 from the engine speed N and the injection amount F.

ＥＣＵ１２は、エンジン１の吸気温度Ｔｉｎから吸気温度補正係数マップＭ３に基づいて、吸気温度補正係数Ｆｃを算出することができる。   The ECU 12 can calculate the intake air temperature correction coefficient Fc from the intake air temperature Tin of the engine 1 based on the intake air temperature correction coefficient map M3.

ＥＣＵ１２は、算出したＴＨＣ排出濃度基準補正量Ｃｓと算出した吸気温度補正係数ＦｃとからＴＨＣ排出濃度補正量Ｃを算出することができる。   The ECU 12 can calculate the THC exhaust concentration correction amount C from the calculated THC exhaust concentration reference correction amount Cs and the calculated intake air temperature correction coefficient Fc.

ＥＣＵ１２は、算出した基準ＴＨＣ排出濃度Ｄｔｓと算出したＴＨＣ排出濃度補正量ＣとからＴＨＣ排出濃度Ｄｔを算出することができる。   The ECU 12 can calculate the THC emission concentration Dt from the calculated reference THC emission concentration Dts and the calculated THC emission concentration correction amount C.

ＥＣＵ１２は、算出したＴＨＣ排出濃度ＤｔからＥＧＲガス温度閾値マップＭ４に基づいて、単位時間当たりのデポジット堆積量ＤＰが所定値ＤＰｓ以下となるＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒの閾値温度ＴＨを算出することができる。   The ECU 12 can calculate the threshold temperature TH of the EGR gas temperature Tegr at which the deposit amount DP per unit time is equal to or less than the predetermined value DPs based on the calculated THC exhaust concentration Dt and the EGR gas temperature threshold map M4.

以下では、図２と図３とを用いて、本発明の一実施形態に係るエンジン１のＥＧＲ装置８の制御態様について説明する。   Below, the control aspect of the EGR apparatus 8 of the engine 1 which concerns on one Embodiment of this invention using FIG. 2 and FIG. 3 is demonstrated.

ＥＧＲ装置８に堆積するデポジットの単位時間当たりの堆積量であるデポジット堆積量ＤＰは、ＴＨＣ排出濃度ＤｔとＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒとから算出される。すなわち、エンジン１のＥＧＲ装置８を制御するＥＣＵ１２は、ＴＨＣ排出濃度ＤｔとＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒとに基づいてＥＧＲ弁１０（ＥＧＲ弁開度Ｇ）を制御する。   A deposit accumulation amount DP, which is a deposit amount per unit time of deposit deposited on the EGR device 8, is calculated from the THC exhaust concentration Dt and the EGR gas temperature Tegr. That is, the ECU 12 that controls the EGR device 8 of the engine 1 controls the EGR valve 10 (EGR valve opening degree G) based on the THC exhaust concentration Dt and the EGR gas temperature Tegr.

単位時間当たりのデポジット堆積量ＤＰは、冷却水温度Ｔｃが低ければ増加する。さらに、デポジット堆積量ＤＰは、ＴＨＣ排出濃度Ｄｔが高くなれば増加し、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが低くなれば増加する。具体的には、図２に示すように、ＴＨＣ排出濃度Ｄｔ１で、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが閾値温度ＴＨ１よりも高い温度範囲Ａに属している場合、単位時間当たりのデポジット堆積量ＤＰは所定値ＤＰｓ未満となる。また、ＴＨＣ排出濃度Ｄｔ１で、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが閾値温度ＴＨ１以下の温度範囲Ｂに属している場合、単位時間当たりのデポジット堆積量ＤＰは所定値ＤＰｓ以上となる。   The deposit amount DP per unit time increases if the cooling water temperature Tc is low. Furthermore, the deposit accumulation amount DP increases as the THC exhaust concentration Dt increases, and increases as the EGR gas temperature Tegr decreases. Specifically, as shown in FIG. 2, when the EGR gas temperature Tegr belongs to the temperature range A higher than the threshold temperature TH1 at the THC exhaust concentration Dt1, the deposit accumulation amount DP per unit time is a predetermined value DPs. Less than. Further, when the EGR gas temperature Tegr belongs to the temperature range B that is equal to or lower than the threshold temperature TH1 at the THC exhaust concentration Dt1, the deposit accumulation amount DP per unit time becomes equal to or greater than the predetermined value DPs.

また、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが閾値温度ＴＨ１以下の温度範囲Ｂに属している場合、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが低くなるにつれて急激に単位時間当たりのデポジット堆積量ＤＰが増加する。従って、ＥＣＵ１２は、ＴＨＣ排出濃度Ｄｔ毎に、単位時間当たりのデポジット堆積量ＤＰが所定値ＤＰｓ以上になるＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒの閾値である閾値温度ＴＨをＥＧＲガス温度閾値マップＭ４として有している。   Further, when the EGR gas temperature Tegr belongs to the temperature range B equal to or lower than the threshold temperature TH1, the deposit accumulation amount DP per unit time increases rapidly as the EGR gas temperature Tegr becomes lower. Therefore, the ECU 12 has, as the EGR gas temperature threshold map M4, a threshold temperature TH that is a threshold value of the EGR gas temperature Tegr at which the deposit accumulation amount DP per unit time becomes equal to or greater than the predetermined value DPs for each THC emission concentration Dt. .

ＥＣＵ１２は、取得したエンジン１の回転数Ｎと噴射量Ｆとから基準ＴＨＣ排出濃度Ｄｔｓを算出する。さらに、ＥＣＵ１２は、エンジン１の吸気温度ＴｉｎからＴＨＣ排出濃度補正量Ｃを算出する。そして、ＥＣＵ１２は、算出した基準ＴＨＣ排出濃度Ｄｔｓと算出したＴＨＣ排出濃度補正量ＣとからＴＨＣ排出濃度Ｄｔを算出する。ＥＣＵ１２は、算出したＴＨＣ排出濃度Ｄｔからデポジット堆積量ＤＰが所定値ＤＰｓ以下となるＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒの閾値温度ＴＨを算出する。   The ECU 12 calculates a reference THC exhaust concentration Dts from the acquired engine speed N and injection amount F. Further, the ECU 12 calculates a THC exhaust concentration correction amount C from the intake air temperature Tin of the engine 1. Then, the ECU 12 calculates the THC emission concentration Dt from the calculated reference THC emission concentration Dts and the calculated THC emission concentration correction amount C. The ECU 12 calculates the threshold temperature TH of the EGR gas temperature Tegr at which the deposit accumulation amount DP is equal to or less than a predetermined value DPs from the calculated THC exhaust concentration Dt.

ＥＣＵ１２は、冷却水温度Ｔｃが所定温度Ｔｃｓ以下の場合、または、取得したＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが算出した閾値温度ＴＨ以下の場合（図２参照）、ＥＧＲガス流量を制限するＥＧＲ弁を閉弁させる。   The ECU 12 closes the EGR valve that restricts the EGR gas flow rate when the coolant temperature Tc is equal to or lower than the predetermined temperature Tcs, or when the acquired EGR gas temperature Tegr is equal to or lower than the calculated threshold temperature TH (see FIG. 2). .

次に、本発明に係るＥＧＲ装置８の制御態様について具体的に説明する。   Next, the control mode of the EGR device 8 according to the present invention will be specifically described.

図３に示すように、ステップＳ１１０において、ＥＣＵ１２は、エンジン回転数検出センサー６が検出するエンジン１の回転数Ｎを取得し、噴射量検出センサー７が検出する噴射量Ｆを検出し、冷却水温度検出センサー１５が検出する冷却水温度Ｔｃを取得し、ステップをステップＳ１２０に移行させる。   As shown in FIG. 3, in step S <b> 110, the ECU 12 acquires the engine speed N detected by the engine speed detection sensor 6, detects the injection quantity F detected by the injection quantity detection sensor 7, and performs cooling water. The coolant temperature Tc detected by the temperature detection sensor 15 is acquired, and the step proceeds to step S120.

ステップＳ１２０において、ＥＣＵ１２は、吸気温度検出センサー１４が検出する吸気温度Ｔｉｎを取得し、ＥＧＲガス温度検出センサー１３が検出するＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒを取得し、ステップをステップＳ１３０に移行させる。   In step S120, the ECU 12 acquires the intake air temperature Tin detected by the intake air temperature detection sensor 14, acquires the EGR gas temperature Tegr detected by the EGR gas temperature detection sensor 13, and shifts the step to step S130.

ステップＳ１３０において、ＥＣＵ１２は、取得したエンジン１の回転数Ｎと噴射量Ｆとから基準ＴＨＣ排出濃度マップＭ１に基づいて基準ＴＨＣ排出濃度Ｄｔｓを算出し、ステップをステップＳ１４０に移行させる。   In step S130, the ECU 12 calculates the reference THC emission concentration Dts from the acquired engine speed N and injection amount F based on the reference THC emission concentration map M1, and moves the step to step S140.

ステップＳ１４０において、ＥＣＵ１２は、取得したエンジン１の回転数Ｎと噴射量ＦとからＴＨＣ排出濃度基準補正量マップＭ２に基づいてＴＨＣ排出濃度基準補正値Ｃｓを算出し、ステップをステップＳ１５０に移行させる。   In step S140, the ECU 12 calculates a THC emission concentration reference correction value Cs from the acquired engine speed N and injection amount F based on the THC emission concentration reference correction amount map M2, and the process proceeds to step S150. .

ステップＳ１５０において、ＥＣＵ１２は、取得した吸気温度Ｔｉｎから吸気温度補正係数マップＭ３に基づいて吸気温度補正係数Ｆｃを算出し、ステップをステップＳ１６０に移行させる。   In step S150, the ECU 12 calculates an intake air temperature correction coefficient Fc from the acquired intake air temperature Tin based on the intake air temperature correction coefficient map M3, and the process proceeds to step S160.

ステップＳ１６０において、ＥＣＵ１２は、算出したＴＨＣ排出濃度基準補正値Ｃｓと吸気温度補正係数ＦｃとからＴＨＣ排出濃度補正量Ｃを算出し、ステップをステップＳ１７０に移行させる。   In step S160, the ECU 12 calculates the THC exhaust concentration correction amount C from the calculated THC exhaust concentration reference correction value Cs and the intake air temperature correction coefficient Fc, and moves the step to step S170.

ステップＳ１７０において、ＥＣＵ１２は、算出した基準ＴＨＣ排出濃度ＤｔｓとＴＨＣ排出濃度補正量ＣとからＴＨＣ排出濃度Ｄｔを算出し、ステップをステップＳ１８０に移行させる。   In step S170, the ECU 12 calculates the THC emission concentration Dt from the calculated reference THC emission concentration Dts and the THC emission concentration correction amount C, and moves the step to step S180.

ステップＳ１８０において、ＥＣＵ１２は、算出したＴＨＣ排出濃度ＤｔからＥＧＲガス温度閾値マップＭ４に基づいて、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒの閾値温度ＴＨを算出し、ステップをステップＳ１９０に移行させる。   In step S180, the ECU 12 calculates the threshold temperature TH of the EGR gas temperature Tegr from the calculated THC exhaust concentration Dt based on the EGR gas temperature threshold map M4, and moves the step to step S190.

ステップＳ１９０において、ＥＣＵ１２は、冷却水温度Ｔｃが所定温度Ｔｃｓよりも高いか否か判定する。その結果、冷却水温度Ｔｃが所定温度Ｔｃｓよりも高いと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ２００に移行させる。一方、冷却水温度Ｔｃが所定温度Ｔｃｓよりも高くないと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ３１０に移行させる。   In step S190, the ECU 12 determines whether or not the coolant temperature Tc is higher than a predetermined temperature Tcs. As a result, when it is determined that the coolant temperature Tc is higher than the predetermined temperature Tcs, the ECU 12 shifts the step to step S200. On the other hand, when it is determined that the coolant temperature Tc is not higher than the predetermined temperature Tcs, the ECU 12 shifts the step to step S310.

ステップＳ２００において、ＥＣＵ１２は、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが閾値温度ＴＨよりも高いか否か判定する。その結果、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが閾値温度ＴＨよりも高いと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ２１０に移行させる。一方、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが閾値温度ＴＨよりも高くないと判定した場合、ＥＣＵ１２はステップをステップＳ３１０に移行させる。   In step S200, the ECU 12 determines whether or not the EGR gas temperature Tegr is higher than the threshold temperature TH. As a result, when it is determined that the EGR gas temperature Tegr is higher than the threshold temperature TH, the ECU 12 shifts the step to step S210. On the other hand, when it is determined that the EGR gas temperature Tegr is not higher than the threshold temperature TH, the ECU 12 shifts the step to step S310.

ステップＳ２１０において、ＥＣＵ１２は、ＥＧＲ弁１０を閉状態に制御しない。すなわち、ＥＣＵ１２は、ＥＧＲ弁１０を開状態に制御してステップをステップＳ１１０に移行させる。   In step S210, the ECU 12 does not control the EGR valve 10 to be closed. That is, the ECU 12 controls the EGR valve 10 to be in an open state and shifts the step to step S110.

ステップＳ３１０において、ＥＣＵ１２は、ＥＧＲ弁１０を閉状態に制御してステップをステップＳ１１０に移行させる。   In step S310, ECU12 controls EGR valve 10 to a closed state, and makes a step transfer to step S110.

このように構成することで、エンジン１の回転数Ｎと燃料の噴射量ＦとからＴＨＣ排出濃度ＤｔとＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒとに基づいてＥＧＲ弁１０が制御される。これにより、ＴＨＣ排出濃度Ｄｔの上昇やＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒの低下によるデポジットの堆積が抑制される。さらに、エンジン１が運転されている環境の影響が考慮されたＴＨＣ排出濃度Ｄｔが算出される。これにより、更に精度よくＴＨＣ排出濃度Ｄｔの上昇やＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒの低下によるデポジットの堆積が抑制される。   With this configuration, the EGR valve 10 is controlled based on the THC exhaust concentration Dt and the EGR gas temperature Tegr from the rotational speed N of the engine 1 and the fuel injection amount F. As a result, deposit accumulation due to an increase in the THC emission concentration Dt and a decrease in the EGR gas temperature Tegr is suppressed. Further, a THC emission concentration Dt that takes into account the influence of the environment in which the engine 1 is operated is calculated. As a result, deposit accumulation due to an increase in the THC exhaust concentration Dt and a decrease in the EGR gas temperature Tegr can be suppressed with higher accuracy.

次に、ＥＧＲ弁１０の開弁制御について、図４を用いて説明する。なお、本実施形態において、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒについて説明しているが、冷却水温度Ｔｃについても同様である。   Next, valve opening control of the EGR valve 10 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the EGR gas temperature Tegr has been described, but the same applies to the cooling water temperature Tc.

図４（ａ）に示すように、ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ１においてＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが閾値温度ＴＨ以下になると、ＥＧＲ弁１０を閉状態にする。ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ３においてＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが閾値温度ＴＨよりも高くなると、任意に設定可能なカウントダウン時間（図４（ａ）における運転時間Ｔ２−運転時間Ｔ３間）をかけてカウントダウンを開始する。   As shown in FIG. 4A, the ECU 12 closes the EGR valve 10 when the EGR gas temperature Tegr becomes equal to or lower than the threshold temperature TH during the operation time T1. When the EGR gas temperature Tegr becomes higher than the threshold temperature TH during the operation time T3, the ECU 12 starts counting down over an arbitrarily settable countdown time (between the operation time T2 and the operation time T3 in FIG. 4A). .

図４（ｂ）に示すＥＧＲ弁制御の第一実施形態として、ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ１においてＥＧＲ弁１０を最大閉弁速度にて閉弁させる。そして、ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ２においてＥＧＲ弁１０を最大開弁速度にて開弁させる。すなわち、ＥＣＵ１２は、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが閾値温度ＴＨよりも高くなるとＥＧＲ弁１０を即開弁させる。   As a first embodiment of the EGR valve control shown in FIG. 4B, the ECU 12 closes the EGR valve 10 at the maximum valve closing speed during the operation time T1. Then, the ECU 12 opens the EGR valve 10 at the maximum valve opening speed during the operation time T2. That is, the ECU 12 immediately opens the EGR valve 10 when the EGR gas temperature Tegr becomes higher than the threshold temperature TH.

図４（ｃ）に示すＥＧＲ弁制御の第二実施形態として、ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ１においてＥＧＲ弁１０を最大閉弁速度にて閉弁させる。そして、ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ３においてＥＧＲ弁１０を最大開弁速度にて開弁させる。すなわち、ＥＣＵ１２は、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが閾値温度ＴＨよりも高くなると任意に設定可能なカウントダウン時間経過後にＥＧＲ弁１０を即開弁させる。   As a second embodiment of the EGR valve control shown in FIG. 4C, the ECU 12 closes the EGR valve 10 at the maximum valve closing speed during the operation time T1. Then, the ECU 12 opens the EGR valve 10 at the maximum valve opening speed during the operation time T3. That is, when the EGR gas temperature Tegr becomes higher than the threshold temperature TH, the ECU 12 immediately opens the EGR valve 10 after the arbitrarily settable countdown time has elapsed.

図４（ｄ）に示すＥＧＲ弁制御の第三実施形態として、ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ１においてＥＧＲ弁１０を最大閉弁速度にて閉弁させる。そして、ＥＣＵ１２は、運転時間Ｔ２においてＥＧＲ弁１０を任意に設定される開弁速度にて開弁を開始させる。すなわち、ＥＣＵ１２は、ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが閾値温度ＴＨよりも高くなるとＥＧＲ弁１０を任意の時間をかけて開弁させる。   As a third embodiment of the EGR valve control shown in FIG. 4D, the ECU 12 closes the EGR valve 10 at the maximum valve closing speed during the operation time T1. Then, the ECU 12 starts to open the EGR valve 10 at the valve opening speed arbitrarily set during the operation time T2. That is, when the EGR gas temperature Tegr becomes higher than the threshold temperature TH, the ECU 12 opens the EGR valve 10 over an arbitrary time.

１ エンジン
８ ＥＧＲ装置
１０ ＥＧＲ弁
Ｎ 回転数
Ｆ 噴射量
Ｄｔ 全炭化水素排出濃度
ＤＰ デポジット堆積量
Ｔｅｇｒ ＥＧＲガス温度
ＴＨ 閾値温度
Ｔｃ 冷却水温度 1 Engine 8 EGR device 10 EGR valve N Rotational speed F Injection amount Dt Total hydrocarbon emission concentration DP Deposit accumulation amount Tegr EGR gas temperature TH Threshold temperature Tc Cooling water temperature

Claims (1)

エンジンの排気の一部をＥＧＲガスとしてエンジンの吸気に還流させるＥＧＲ装置であって、
制御装置は、エンジン回転数検出センサーが検出するエンジンの回転数（Ｎ）と、噴射量検出センサーが検出する噴射量（Ｆ）と、冷却水温度検出センサーが検出する冷却水温度（Ｔｃ）と、吸気温度検出センサーが検出する吸気温度（Ｔｉｎ）と、ＥＧＲガス温度検出センサーが検出するＥＧＲガス温度（Ｔｅｇｒ）とを取得し、
前記取得したエンジンの回転数（Ｎ）と噴射量（Ｆ）とから、基準全炭化水素排出濃度マップに基づいて基準全炭化水素排出濃度（Ｄｔｓ）を算出し、全炭化水素排出濃度基準補正量マップに基づいて全炭化水素排出濃度基準補正値（Ｃｓ）を算出し、
前記取得した吸気温度（Ｔｉｎ）から、吸気温度補正係数マップに基づいて吸気温度補正係数（Ｆｃ）を算出し、
前記算出した全炭化水素排出濃度基準補正値（Ｃｓ）と吸気温度補正係数（Ｆｃ）とから、全炭化水素排出濃度補正量（Ｃ）を算出し、
前記算出した基準全炭化水素排出濃度（Ｄｔｓ）と全炭化水素排出濃度補正量（Ｃ）とから、全炭化水素排出濃度（Ｄｔ）を算出し、
前記算出した全炭化水素排出濃度（Ｄｔ）から、ＥＧＲガス温度閾値マップに基づいてＥＧＲガス温度（Ｔｅｇｒ）の閾値温度（ＴＨ）を算出し、
前記冷却水温度（Ｔｃ）が所定温度（Ｔｃｓ）よりも高いか否か判定し、
前記冷却水温度（Ｔｃ）が所定温度（Ｔｃｓ）よりも高いと判定した場合、ＥＧＲガス温度（Ｔｅｇｒ）が前記閾値温度（ＴＨ）よりも高いか否か判定し、
前記ＥＧＲガス温度（Ｔｅｇｒ）が前記閾値温度（ＴＨ）よりも高いと判定した場合、ＥＧＲ弁を閉状態に制御せずにＥＧＲ弁を開状態に制御し、
前記ＥＧＲガス温度（Ｔｅｇｒ）が前記閾値温度（ＴＨ）よりも高くないと判定した場合、ＥＧＲ弁を閉状態に制御し、
前記冷却水温度（Ｔｃ）が所定温度（Ｔｃｓ）よりも高くないと判定した場合、ＥＧＲ弁を閉状態に制御する
ことを特徴とするＥＧＲ装置。 An EGR device that recirculates a part of engine exhaust as EGR gas to engine intake,
The control device includes an engine speed (N) detected by the engine speed detection sensor, an injection quantity (F) detected by the injection quantity detection sensor, and a cooling water temperature (Tc) detected by the cooling water temperature detection sensor. The intake air temperature (Tin) detected by the intake air temperature detection sensor and the EGR gas temperature (Tegr) detected by the EGR gas temperature detection sensor are acquired,
Based on the acquired engine speed (N) and injection amount (F), a reference total hydrocarbon emission concentration (Dts) is calculated based on a reference total hydrocarbon emission concentration map, and a total hydrocarbon emission concentration reference correction amount is calculated. Calculate the total hydrocarbon emission concentration standard correction value (Cs) based on the map,
From the acquired intake air temperature (Tin), an intake air temperature correction coefficient (Fc) is calculated based on an intake air temperature correction coefficient map,
From the calculated total hydrocarbon emission concentration reference correction value (Cs) and the intake air temperature correction coefficient (Fc), a total hydrocarbon emission concentration correction amount (C) is calculated,
Calculate the total hydrocarbon emission concentration (Dt) from the calculated reference total hydrocarbon emission concentration (Dts) and the total hydrocarbon emission concentration correction amount (C),
From the calculated total hydrocarbon emission concentration (Dt), a threshold temperature (TH) of the EGR gas temperature (Tegr) is calculated based on an EGR gas temperature threshold map,
Determining whether the cooling water temperature (Tc) is higher than a predetermined temperature (Tcs);
When it is determined that the cooling water temperature (Tc) is higher than the predetermined temperature (Tcs), it is determined whether the EGR gas temperature (Tegr) is higher than the threshold temperature (TH),
If it is determined that the EGR gas temperature (Tegr) is higher than the threshold temperature (TH), the EGR valve is controlled to be opened without controlling the EGR valve to be closed;
When it is determined that the EGR gas temperature (Tegr) is not higher than the threshold temperature (TH), the EGR valve is controlled to be closed,
An EGR device that controls an EGR valve to be closed when it is determined that the cooling water temperature (Tc) is not higher than a predetermined temperature (Tcs) .
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