RU2721382C1 - Engine control system and method - Google Patents

Engine control system and method Download PDF

Info

Publication number
RU2721382C1
RU2721382C1 RU2019127533A RU2019127533A RU2721382C1 RU 2721382 C1 RU2721382 C1 RU 2721382C1 RU 2019127533 A RU2019127533 A RU 2019127533A RU 2019127533 A RU2019127533 A RU 2019127533A RU 2721382 C1 RU2721382 C1 RU 2721382C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
egr
egr cooler
cooler
volume
injection
Prior art date
Application number
RU2019127533A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наоя САКУРАЯМА
Original Assignee
Кабусики Кайся Тойота Дзидосокки
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кабусики Кайся Тойота Дзидосокки filed Critical Кабусики Кайся Тойота Дзидосокки
Application granted granted Critical
Publication of RU2721382C1 publication Critical patent/RU2721382C1/en

Links

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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: engines.
SUBSTANCE: disclosed is engine control system. Proposed system comprises cylinder communicated with intake channel and exhaust channel, EGR pipe to recycle exhaust gas portion from exhaust channel to intake channel and EGR cooler arranged on EGR pipe. System also includes a sensor placed on the exhaust channel and configured to determine the nitrogen oxide emission volume and the controller. Controller is configured to determine whether cooling efficiency of the EGR cooler has been reduced based on the amount of nitrogen oxide emission determined by the sensor. Controller is configured to execute EGR cooler regeneration process to remove solid particles from EGR cooler, when cooling efficiency of EGR cooler is determined. Engine control method is also proposed.
EFFECT: limiting the increase in engine nitrogen oxide emissions.
6 cl, 8 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к системе для управления двигателем, которая включает в себя устройство рециркуляции отработавшего газа (EGR). Настоящее изобретение также относится к способу для управления двигателем.The present invention relates to an engine control system that includes an exhaust gas recirculation (EGR) device. The present invention also relates to a method for controlling an engine.

Уровень техникиState of the art

Известный двигатель включает в себя EGR–трубу, которая осуществляет циркуляцию части отработавшего газа из выхлопного канала во впускной канал, и EGR–охладитель, который охлаждает отработавший газ (далее в данном документе также называется "EGR–газом"), протекающий через EGR–трубу. В таком двигателе, твердые частицы (PM), содержащиеся в EGR–газе, могут скапливаться на теплообменнике EGR–охладителя и снижать эффективность охлаждения EGR–охладителя. Когда эффективность охлаждения EGR–охладителя снижается, температура EGR–газа, рециркулирующего во впускной канал, уменьшается, и температура сгорания в цилиндре увеличивается. Увеличение температуры сгорания в цилиндре вызывает увеличение объема оксидов азота NOx, выпускаемых из двигателя.A known engine includes an EGR pipe that circulates part of the exhaust gas from the exhaust channel to the inlet, and an EGR cooler that cools the exhaust gas (hereinafter also referred to as “EGR gas”) flowing through the EGR pipe . In such an engine, particulate matter (PM) contained in the EGR gas can accumulate on the EGR cooler heat exchanger and reduce the cooling efficiency of the EGR cooler. When the cooling efficiency of the EGR cooler decreases, the temperature of the EGR gas recirculating to the inlet decreases, and the combustion temperature in the cylinder increases. An increase in the combustion temperature in the cylinder causes an increase in the volume of nitrogen oxides NOx discharged from the engine.

Например, японская выложенная патентная публикация № 2009–46982 раскрывает систему управления для ограничения увеличений в объеме выброса NOx, вызванных снижением эффективности охлаждения EGR–охладителя. Система управления выполняет процесс на двигателе, который включает в себя EGR–трубу и EGR–охладитель, размещенный на EGR–трубе. Более конкретно, система управления оценивает эффективность охлаждения EGR–охладителя на основе температуры газа на впуске, температуры газа на выпуске и температуры охлаждающей жидкости EGR–охладителя и увеличивает интервал задержки момента впрыска топлива, когда оцениваемая эффективность охлаждения EGR–охладителя снизилась. Задержка момента впрыска топлива снижает пик температуры сгорания в цилиндре. Таким образом, даже когда эффективность охлаждения EGR–охладителя снизилась, увеличения в объеме выброса NOx ограничиваются.For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2009-46982 discloses a control system for limiting increases in NOx caused by a decrease in cooling efficiency of an EGR cooler. The control system performs a process on the engine, which includes an EGR pipe and an EGR cooler located on the EGR pipe. More specifically, the control system estimates the cooling efficiency of the EGR cooler based on the temperature of the inlet gas, the temperature of the gas at the outlet and the temperature of the EGR cooler coolant and increases the delay interval of the fuel injection moment when the estimated cooling efficiency of the EGR cooler has decreased. The delay in fuel injection reduces the peak temperature of combustion in the cylinder. Thus, even when the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased, increases in NOx emission are limited.

В вышеописанной системе управления увеличения в объеме выброса NOx, вызванные снижением эффективности охлаждения EGR–охладителя, ограничиваются посредством задержки момента впрыска топлива. Например, момент впрыска топлива может достигать предела задержки, который определяется посредством жестких ограничений или т.п. Более конкретно, может возникать ситуация, в которой момент впрыска топлива не может быть задержан как–либо дополнительно, чтобы ограничивать увеличения в объеме выброса NOx. Следовательно, вышеописанная система управления может не суметь надлежащим образом ограничивать объем выброса NOx.In the above-described control system, increases in NOx caused by a decrease in the cooling efficiency of the EGR cooler are limited by delaying the fuel injection moment. For example, the moment of fuel injection can reach a delay limit, which is determined by severe restrictions or the like. More specifically, a situation may arise in which the moment of fuel injection cannot be delayed in any way in order to limit increases in the amount of NOx emission. Therefore, the above control system may not be able to appropriately limit the amount of NOx emission.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Целью настоящего изобретения является надлежащее ограничение увеличений в объеме выброса NOx двигателя, который включает в себя EGR–трубу и EGR–охладитель, размещенный на EGR–трубе, когда эффективность охлаждения EGR–охладителя снизилась.An object of the present invention is to appropriately limit increases in engine NOx emissions, which includes an EGR pipe and an EGR cooler located on an EGR pipe when the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased.

Данная сущность предусмотрена для того, чтобы в упрощенной форме представить набор идей, которые дополнительно описываются ниже в подробном описании. Эта сущность не предназначена для того, чтобы идентифицировать ключевые признаки или важнейшие признаки заявляемого предмета изобретения, а также не предназначена для того, чтобы быть использованной в качестве помощи при определении области применения заявляемого предмета изобретения.This entity is intended to present in a simplified form a set of ideas that are further described below in the detailed description. This entity is not intended to identify key features or essential features of the claimed subject matter, nor is it intended to be used as an aid in determining the scope of the claimed subject matter.

(1) Аспект настоящего изобретения предоставляет систему для управления двигателем. Двигатель включает в себя цилиндр, соединенный с впускным каналом и выхлопным каналом, EGR–трубу, выполненную с возможностью осуществлять рециркуляцию части отработавшего газа из выхлопного канала во впускной канал, и EGR–охладитель, размещенный на EGR–трубе. Система включает в себя датчик, размещенный на выхлопном канале и выполненный с возможностью определять объем выброса оксидов азота, и контроллер. Контроллер выполнен с возможностью определять, снизилась ли эффективность охлаждения EGR–охладителя, на основе объема выброса оксидов азота, определенного посредством датчика. Контроллер выполнен с возможностью исполнять процесс регенерации EGR–охладителя, чтобы удалять твердые частицы из EGR–охладителя, когда определяется, что эффективность охлаждения EGR–охладителя снизилась.(1) An aspect of the present invention provides a system for controlling an engine. The engine includes a cylinder connected to the inlet and exhaust channel, an EGR pipe configured to recycle a portion of the exhaust gas from the exhaust channel to the intake channel, and an EGR cooler located on the EGR pipe. The system includes a sensor located on the exhaust channel and configured to determine the amount of nitrogen oxide emission, and a controller. The controller is configured to determine whether the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased based on the amount of nitrogen oxide emission determined by the sensor. The controller is configured to perform an EGR-cooler regeneration process to remove particulate matter from the EGR-cooler when it is determined that the cooling efficiency of the EGR-cooler has decreased.

В вышеупомянутой системе, когда определяется, что эффективность охлаждения EGR–охладителя снизилась, на основе объема выброса оксидов азота (объема выброса NOx), определенного посредством датчика, процесс регенерации EGR–охладителя выполняется, чтобы удалять твердые частицы из EGR–охладителя. Процесс регенерации EGR–охладителя, например, увеличивает расход EGR–газа, и EGR–газ выдувает твердые частицы, накопившиеся на EGR–охладителе. Это может восстанавливать эффективность охлаждения EGR–охладителя. В результате, в двигателе, включающем в себя EGR–охладитель, размещенный на EGR–трубе, увеличения в объеме выброса оксидов азота, вызванные снижением эффективности охлаждения EGR–охладителя, надлежащим образом ограничиваются.In the above system, when it is determined that the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased, based on the nitrogen oxide emission volume (NOx emission volume) determined by the sensor, the EGR cooler regeneration process is performed to remove particulate matter from the EGR cooler. The regeneration of the EGR cooler, for example, increases the consumption of EGR gas, and the EGR gas blows solid particles accumulated on the EGR cooler. This can restore the cooling efficiency of the EGR cooler. As a result, in an engine including an EGR cooler located on an EGR pipe, increases in nitrogen oxide emissions caused by a decrease in cooling efficiency of the EGR cooler are appropriately limited.

(2) В аспекте настоящего изобретения контроллер может быть сконфигурирован, чтобы определять, что эффективность охлаждения EGR–охладителя снизилась, и выполнять процесс регенерации EGR–охладителя, когда объем выброса оксидов азота больше порогового значения.(2) In an aspect of the present invention, the controller may be configured to determine that the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased, and to perform the EGR cooler regeneration process when the nitrogen oxide emission volume is greater than a threshold value.

Когда эффективность охлаждения EGR–охладителя уменьшается, плотность EGR–газа понижается. Это уменьшает объем EGR–газа, т.е., объем EGR–газа, рециркулирующего в цилиндр. Уменьшения в объеме EGR–газа вызывают увеличение объема выброса NOx. Фокусируясь на этом моменте, в вышеописанной конфигурации, когда объем выпуска NOx больше порогового значения, определяется, что эффективность охлаждения EGR–охладителя снизилась, и процесс регенерации EGR–охладителя выполняется. Таким образом, после надлежащего определения того, снизилась ли эффективность охлаждения EGR–охладителя, на основе объема выброса NOx, выполняется процесс регенерации EGR–охладителя.When the cooling efficiency of the EGR cooler decreases, the density of the EGR gas decreases. This reduces the volume of EGR gas, i.e., the volume of EGR gas recirculated to the cylinder. Decreases in EGR gas volume cause an increase in NOx emissions. Focusing on this point, in the above configuration, when the NOx release volume is greater than a threshold value, it is determined that the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased and the regeneration process of the EGR cooler is performed. Thus, after a proper determination of whether the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased, based on the NOx emission volume, the EGR cooler regeneration process is carried out.

(3) В аспекте настоящего изобретения двигатель может быть сконфигурирован так, что многочисленные впрыски топлива выполняются в цилиндре в одном цикле. Многочисленные впрыски топлива могут включать в себя предварительный впрыск и основной впрыск. Контроллер может быть сконфигурирован, чтобы задерживать момент основного впрыска на предварительно определенный интервал, когда объем выброса оксидов азота больше порогового значения. Контроллер может быть сконфигурирован, чтобы определять, что эффективность охлаждения EGR–охладителя снизилась, и выполнять процесс регенерации EGR–охладителя, когда момент основного впрыска задерживается и достигает предварительно определенного предела задержки.(3) In an aspect of the present invention, an engine may be configured such that multiple fuel injections are performed in a cylinder in a single cycle. Numerous fuel injections may include pre-injection and main injection. The controller may be configured to delay the moment of the main injection by a predetermined interval when the emission volume of nitrogen oxides is greater than a threshold value. The controller may be configured to determine that the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased and to perform the regeneration process of the EGR cooler when the main injection moment is delayed and reaches a predetermined delay limit.

В вышеописанной конфигурации, когда объем выброса NOx, определенный посредством датчика, больше порогового значения, момент основного впрыска задерживается на предварительно определенный интервал. Таким образом, увеличения в объеме выброса NOx, вызванные снижением эффективности охлаждения EGR–охладителя, ограничиваются посредством задержки момента основного впрыска вместо выполнения процесса регенерации EGR–охладителя. Это уменьшает число раз, которое процесс регенерации EGR–охладителя выполняется, по сравнению с тем, когда процесс регенерации EGR–охладителя выполняется в соответствии с объемом выброса NOx, превышающим пороговое значение. Когда объем выброса NOx больше порогового значения, момент основного впрыска задерживается на предварительно определенный интервал и может достигать предела задержки. Когда момент основного впрыска достигает предела задержки, определяется, что эффективность EGR–охладителя снизилась, и процесс регенерации EGR–охладителя выполняется. В результате, увеличения в объеме выброса NOx ограничиваются, в то же время уменьшая число раз, которое процесс регенерации EGR–охладителя выполняется.In the above configuration, when the NOx emission amount determined by the sensor is greater than a threshold value, the main injection moment is delayed by a predetermined interval. Thus, increases in NOx emissions caused by a decrease in the cooling efficiency of the EGR cooler are limited by delaying the main injection moment instead of performing the EGR cooler regeneration process. This reduces the number of times that the EGR cooler regeneration process is performed, compared to when the EGR cooler regeneration process is performed in accordance with an NOx emission amount exceeding a threshold value. When the NOx emission volume is greater than the threshold value, the moment of the main injection is delayed by a predetermined interval and can reach the delay limit. When the moment of the main injection reaches the delay limit, it is determined that the efficiency of the EGR cooler has decreased, and the regeneration process of the EGR cooler is performed. As a result, increases in NOx emissions are limited, while at the same time reducing the number of times the EGR cooler regeneration process is performed.

(4) В аспекте настоящего изобретения цилиндр может быть одним из цилиндров. Двигатель может быть сконфигурирован так, что многочисленные впрыски топлива выполняются в каждом из цилиндров в одном цикле. Многочисленные впрыски топлива могут включать в себя предварительный впрыск и основной впрыск. Контроллер может быть сконфигурирован, чтобы выполнять управление с обратной связью, которое увеличивает и уменьшает объем предварительного впрыска на величину регулировки по обратной связи, соответствующую каждому из цилиндров, на основе результата определения датчика, так что объем выброса оксидов азота является равным между цилиндрами. Контроллер может быть сконфигурирован, чтобы определять, что эффективность охлаждения EGR–охладителя снизилась, и выполнять процесс регенерации EGR–охладителя, когда величина регулировки по обратной связи, соответствующая, по меньшей мере, одному из цилиндров, находится за пределами предварительно определенного диапазона регулировки.(4) In an aspect of the present invention, the cylinder may be one of the cylinders. The engine can be configured so that multiple fuel injections are performed in each of the cylinders in one cycle. Numerous fuel injections may include pre-injection and main injection. The controller may be configured to perform feedback control that increases and decreases the amount of pre-injection by the amount of feedback adjustment corresponding to each of the cylinders based on the result of the sensor determination, so that the nitrogen oxide emission volume is equal between the cylinders. The controller may be configured to determine that the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased and to perform the regeneration of the EGR cooler when the feedback adjustment amount corresponding to at least one of the cylinders is outside a predetermined adjustment range.

В вышеописанной конфигурации управление с обратной связью выполняется, чтобы увеличивать и уменьшать объемы предварительного впрыска для цилиндров, так что объемы выброса NOx являются равными друг другу среди цилиндров, на основе результата определения датчика. Когда эффективность EGR–охладителя уменьшается, плотность EGR–газа понижается, и концентрация EGR–газа становится неравномерной. Неравномерная концентрация EGR–газа увеличивает разницу между объемом EGR–газа, или объемом EGR–газа, протекающего в цилиндр, и объемом EGR–газа, или объемом EGR–газа, протекающего в другой цилиндр, и увеличивает различие в объеме выброса NOx между цилиндрами. Таким образом, когда эффективность EGR–охладителя снижается, величина регулировки по обратной связи для объема предварительного впрыска увеличивается. Величина регулировки по обратной связи ссылается на величину увеличения или уменьшения объема предварительного впрыска, которая регулируется посредством управления с обратной связью. Фокусируясь на этом моменте, в вышеописанной конфигурации, когда, по меньшей мере, одна из величин регулировки по обратной связи для объемов предварительного впрыска цилиндров находится за пределами предварительно определенного диапазона регулировки, определяется, что эффективность охлаждения EGR–охладителя снизилась, и процесс регенерации EGR–охладителя выполняется. Таким образом, после соответствующего определения того, снизилась ли эффективность охлаждения EGR–охладителя, на основе величины регулировки по обратной связи для объема предварительного впрыска, управляемой в соответствии с результатом определения датчика, процесс регенерации EGR–охладителя выполняется.In the above configuration, feedback control is performed to increase and decrease the pre-injection volumes for the cylinders, so that the NOx emissions are equal to each other among the cylinders, based on the result of the sensor determination. When the efficiency of the EGR cooler decreases, the density of the EGR gas decreases, and the concentration of EGR gas becomes uneven. An uneven EGR gas concentration increases the difference between the volume of EGR gas, or the volume of EGR gas flowing into the cylinder, and the volume of EGR gas, or the volume of EGR gas flowing into the other cylinder, and increases the difference in the amount of NOx emission between the cylinders. Thus, when the efficiency of the EGR cooler decreases, the feedback adjustment amount for the pre-injection volume increases. The amount of feedback adjustment refers to the amount of increase or decrease of the amount of pre-injection, which is controlled by feedback control. Focusing on this point, in the above configuration, when at least one of the feedback adjustment values for the preliminary injection volumes of the cylinders is outside the predetermined adjustment range, it is determined that the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased and the EGR regeneration process cooler is running. Thus, after an appropriate determination of whether the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased, based on the feedback adjustment amount for the pre-injection volume controlled in accordance with the sensor determination result, the EGR cooler regeneration process is performed.

(5) В аспекте настоящего изобретения процесс регенерации EGR–охладителя может включать в себя управление, которое увеличивает объем всасываемого воздуха двигателя в течение предварительно определенного интервала времени.(5) In an aspect of the present invention, an EGR cooler regeneration process may include a control that increases the intake air volume of the engine over a predetermined time interval.

Предполагается, что снижение в эффективности охлаждения EGR–охладителя, главным образом, вызывается твердыми частицами в EGR–газе, накапливающимися на поверхности теплообменника EGR–охладителя и препятствующими теплообмену. В вышеописанной конфигурации процесс регенерации EGR–охладителя включает в себя управление, которое увеличивает объем всасываемого воздуха двигателя в течение предварительно определенного интервала времени. В результате, расход EGR–газа увеличивается, и EGR–газ выдувает твердые частицы, накопившиеся на поверхности теплообменника EGR–охладителя. Это предоставляет возможность восстановления эффективности охлаждения EGR–охладителя.It is assumed that a decrease in the cooling efficiency of the EGR cooler is mainly caused by particulate matter in the EGR gas that accumulates on the surface of the EGR cooler and prevents heat transfer. In the above configuration, the EGR cooler regeneration process includes a control that increases the intake air volume of the engine over a predetermined time interval. As a result, the EGR gas flow increases, and the EGR gas blows out solid particles accumulated on the surface of the EGR cooler. This provides an opportunity to restore the cooling efficiency of the EGR cooler.

(6) Аспект настоящего изобретения предоставляет способ для управления двигателем. Двигатель включает в себя цилиндр, соединенный с впускным каналом и выхлопным каналом, EGR–трубу, выполненную с возможностью осуществлять рециркуляцию части отработавшего газа из выхлопного канала во впускной канал, и EGR–охладитель, размещенный на EGR–трубе. Способ включает в себя определение объема выброса оксидов азота в выхлопном канале, определение того, снизилась ли эффективность охлаждения EGR–охладителя, на основе определенного объема выброса оксидов азота и выполнение процесса регенерации EGR–охладителя, чтобы удалять твердые частицы из EGR–охладителя, когда определяется, что эффективность охлаждения EGR–охладителя снизилась.(6) An aspect of the present invention provides a method for controlling an engine. The engine includes a cylinder connected to the inlet and exhaust channel, an EGR pipe configured to recycle a portion of the exhaust gas from the exhaust channel to the intake channel, and an EGR cooler located on the EGR pipe. The method includes determining an emission amount of nitrogen oxides in an exhaust channel, determining whether the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased based on a specific amount of emission of nitrogen oxides, and performing an EGR cooler regeneration process to remove particulate matter from the EGR cooler when it is determined that the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased.

Другие признаки и аспекты будут очевидны из последующего подробного описания, чертежей и формулы изобретения.Other features and aspects will be apparent from the following detailed description, drawings, and claims.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг. 1 – схематичный чертеж, показывающий пример полной конфигурации системы управления двигателем.FIG. 1 is a schematic drawing showing an example of a complete configuration of an engine management system.

Фиг. 2 – график, схематично показывающий соотношение соответствия между эффективностью EGR–охладителя и объемом выброса NOx.FIG. 2 is a graph schematically showing a correlation relationship between EGR-cooler efficiency and NOx emission volume.

Фиг. 3 – график, схематично показывающий пример изменений в объеме выброса NOx и объеме всасываемого воздуха.FIG. 3 is a graph schematically showing an example of changes in the amount of NOx emissions and the amount of intake air.

Фиг. 4 – (первая) блок–схема последовательности операций, схематично показывающая процесс, исполняемый посредством ECU.FIG. 4 is a (first) flowchart schematically showing a process executed by an ECU.

Фиг. 5 – график, схематично показывающий пример изменений в объеме выброса NOx, моменте основного впрыска, моменте предварительного впрыска и объеме всасываемого воздуха согласно первому модифицированному примеру.FIG. 5 is a graph schematically showing an example of changes in a NOx emission volume, a main injection timing, a preliminary injection timing and an intake air volume according to a first modified example.

Фиг. 6 – (вторая) блок–схема последовательности операций, схематично показывающая процесс, исполняемый посредством ECU в первом модифицированном примере.FIG. 6 is a (second) flowchart schematically showing a process executed by an ECU in a first modified example.

Фиг. 7 – схема, показывающая пример изменений в величине регулировки по обратной связи (F/B) для предварительного впрыска в четырех цилиндрах двигателя.FIG. 7 is a diagram showing an example of changes in the amount of feedback adjustment (F / B) for pre-injection in four engine cylinders.

Фиг. 8 – (третья) блок–схема последовательности операций, схематично показывающая процесс, исполняемый посредством ECU во втором модифицированном примере.FIG. 8 is a (third) flowchart schematically showing a process executed by an ECU in a second modified example.

Повсюду на чертежах и в подробном описании одинаковые ссылочные номера ссылаются на одинаковые элементы. Чертежи могут не быть в масштабе, и относительный размер, пропорции и изображение элементов на чертежах могут быть преувеличены для ясности, иллюстрации и удобства.Throughout the drawings and in the detailed description, like reference numbers refer to like elements. The drawings may not be to scale, and the relative size, proportions, and image of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity, illustration, and convenience.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Это описание обеспечивает исчерпывающее понимание описываемых способов, устройств и/или систем. Модификации и эквиваленты описанных способов, устройств и/или систем являются очевидными обычному специалисту в области техники. Последовательности операций являются примерными и могут быть изменены, как очевидно обычному специалисту в области техники, за исключением операций, обязательно происходящих в определенном порядке. Описания функций и конструкций, которые являются хорошо известными обычному специалисту в области техники, могут быть пропущены.This description provides a comprehensive understanding of the described methods, devices and / or systems. Modifications and equivalents of the described methods, devices and / or systems are apparent to those of ordinary skill in the art. The sequence of operations are exemplary and can be changed, as is obvious to an ordinary specialist in the field of technology, with the exception of operations that necessarily occur in a certain order. Descriptions of functions and constructions that are well known to those of ordinary skill in the art may be omitted.

Примерные варианты осуществления могут иметь различные формы и не ограничиваются описанными примерами. Однако, описанные примеры являются полными и законченными и передают полные рамки изобретения обычному специалисту в области техники.Exemplary embodiments may take various forms and are not limited to the described examples. However, the described examples are complete and complete and convey the full scope of the invention to those of ordinary skill in the art.

Варианты осуществления настоящего изобретения будут теперь описаны со ссылкой на чертежи. Одинаковые ссылочные символы предоставлены таким элементам, которые являются такими же или эквивалентными соответствующим элементам. Такие элементы не будут повторно описываться.Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. The same reference characters are provided to such elements that are the same or equivalent to the corresponding elements. Such items will not be re-described.

Фиг. 1 представляет собой схематичный чертеж, показывающий пример полной конфигурации системы 1 управления двигателем согласно настоящему варианту осуществления. Система 1 управления двигателем устанавливается в транспортном средстве, которая не показана на чертежах.FIG. 1 is a schematic drawing showing an example of a complete configuration of an engine control system 1 according to the present embodiment. The engine control system 1 is installed in a vehicle that is not shown in the drawings.

Система 1 управления двигателем включает в себя двигатель 100, включающий в себя множество (четыре в примере, показанном на фиг. 1) цилиндров, множество NOx–датчиков 121, соответственно предусмотренных для цилиндров, датчик 125 температуры выхлопа и электронный контроллер 200 (далее в данном документе может также называться "ECU"). Электронный контроллер 200 и его компоненты могут быть сконфигурированы, чтобы быть схемой, которая включает в себя 1) один или более процессоров, которые работают согласно компьютерной программе (программному обеспечению), 2) одну или более специализированных аппаратных схем, таких как специализированные интегральные схемы (ASIC), которые исполняют, по меньшей мере, некоторые из различных процессов, или 3) их сочетание. Процессор включает в себя CPU и запоминающие устройства, такие как RAM и ROM. Запоминающие устройства хранят программные коды или команды, сконфигурированные, чтобы инструктировать CPU выполнять процессы. Запоминающие устройства, или компьютерные читаемые носители, включают в себя любой тип носителей, которые являются доступными посредством компьютеров общего назначения и специализированных компьютеров.The engine management system 1 includes an engine 100 including a plurality (four in the example shown in FIG. 1) of cylinders, a plurality of NOx sensors 121 respectively provided for the cylinders, an exhaust temperature sensor 125, and an electronic controller 200 (hereinafter, may also be referred to as an “ECU”). The electronic controller 200 and its components may be configured to be a circuit that includes 1) one or more processors that operate according to a computer program (software), 2) one or more specialized hardware circuits, such as specialized integrated circuits ( ASIC), which execute at least some of the various processes, or 3) their combination. The processor includes a CPU and storage devices such as RAM and ROM. Storage devices store program codes or instructions configured to instruct the CPU to execute processes. Storage devices, or computer readable media, include any type of media that is accessible through general purpose computers and specialized computers.

Двигатель 100 является дизельным двигателем с аккумуляторным типом системы подачи топлива, включающим в себя множество (четыре в примере, показанном на фиг. 1), цилиндров.The engine 100 is a diesel engine with a battery type fuel supply system including a plurality (four in the example shown in FIG. 1) of cylinders.

Двигатель 100 включает в себя устройство 110 впрыска топлива, впускной канал, который включает в себя впускную трубу 108 и впускной коллектор 120, и выхлопной канал, который включает в себя выхлопной коллектор 130 и выхлопную трубу 131. Устройство 110 впрыска топлива включает в себя насос 114 подачи топлива, аккумуляторную систему 116 подачи топлива (накопительную камеру под давлением) и множество инжекторов 118, соответственно предусмотренных для цилиндров.The engine 100 includes a fuel injection device 110, an inlet channel that includes an intake pipe 108 and an intake manifold 120, and an exhaust channel that includes an exhaust manifold 130 and an exhaust pipe 131. The fuel injection device 110 includes a pump 114 the fuel supply, the battery fuel supply system 116 (pressure storage chamber) and the plurality of injectors 118 respectively provided for the cylinders.

Воздух, втягиваемый в двигатель 100, фильтруется посредством воздушного фильтра 102 и сжимается посредством компрессора 104 турбонагнетателя. Сжатый воздух охлаждается посредством промежуточного охладителя 106 и втягивается в камеру сгорания каждого цилиндра через впускную трубу 108 и впускной коллектор 120.Air drawn into the engine 100 is filtered by an air filter 102 and compressed by a turbocharger compressor 104. Compressed air is cooled by means of an intercooler 106 and is drawn into the combustion chamber of each cylinder through the intake pipe 108 and the intake manifold 120.

Топливо, которое нагнетается посредством насоса 114 для подачи топлива и хранится в аккумуляторной системе 116 подачи топлива, впрыскивается в камеру сгорания каждого цилиндра посредством инжектора 118. Воздушно–топливная смесь из воздуха и топлива сжигается в камере сгорания, чтобы формировать движущую мощность двигателя 100.The fuel that is pumped by the fuel pump 114 and stored in the battery fuel supply system 116 is injected into the combustion chamber of each cylinder by the injector 118. The air-fuel mixture of air and fuel is burned in the combustion chamber to form a driving power of the engine 100.

После того как сгоревшая воздушно–топливная смесь, или выхлопной газ, втягивается в выхлопной коллектор 130 и протекает через турбину 122 турбонагнетателя, воздушно–топливная смесь очищается посредством каталитического нейтрализатора 124 в выхлопной трубе 131 и выпускается наружу из транспортного средства.After the burnt air-fuel mixture, or exhaust gas, is drawn into the exhaust manifold 130 and flows through the turbocharger turbine 122, the air-fuel mixture is cleaned by the catalytic converter 124 in the exhaust pipe 131 and discharged out of the vehicle.

Двигатель 100 дополнительно включает в себя EGR–трубу 140, EGR–охладитель 142 с водяным типом охлаждения, размещенный на EGR–трубе 140, и EGR–клапан 144. EGR–труба 140 осуществляет циркуляцию части выхлопа из выхлопного канала (выхлопного коллектора 130 в примере, показанном на фиг. 1) во впускной канал.The engine 100 further includes an EGR pipe 140, an EGR cooler 142 with a water type of cooling located on the EGR pipe 140, and an EGR valve 144. The EGR pipe 140 circulates part of the exhaust from the exhaust duct (exhaust manifold 130 in the example shown in Fig. 1) into the inlet channel.

Часть выхлопа, выпущенного из каждого цилиндра в выхлопной коллектор 130, циркулирует во впускной канал через EGR–трубу 140. EGR–охладитель 142 включает в себя теплообменник, который выполняет теплообмен между EGR–газом, протекающим через EGR–трубу 140, и охлаждающей жидкостью, так что EGR–газ охлаждается. Металл, имеющий высокую теплопроводность, используется в теплообменнике EGR–охладителя 142.A portion of the exhaust discharged from each cylinder to the exhaust manifold 130 is circulated to the inlet through the EGR pipe 140. The EGR cooler 142 includes a heat exchanger that exchanges heat between the EGR gas flowing through the EGR pipe 140 and the coolant, so the EGR gas is cooled. The metal having high thermal conductivity is used in the heat exchanger EGR-cooler 142.

EGR–газ, охлажденный посредством EGR–охладителя 142, рециркулирует во впускной канал через EGR–клапан 144. Объем циркуляции EGR–газа регулируется в соответствии со степенью открытия EGR–клапана 144. Степень открытия EGR–клапана 144 управляется посредством управляющего сигнала от ECU 200.The EGR gas cooled by the EGR cooler 142 is recycled to the inlet through the EGR valve 144. The volume of the EGR gas is controlled in accordance with the degree of opening of the EGR valve 144. The degree of opening of the EGR valve 144 is controlled by a control signal from the ECU 200 .

Каждый NOx–датчик 121 размещается на соединительном участке выпускного отверстия соответствующего цилиндра и выхлопного коллектора 130, чтобы определять объем выброса NOx цилиндра и передавать сигнал, указывающий результат определения, в ECU 200.Each NOx sensor 121 is located at the connecting portion of the outlet of the respective cylinder and exhaust manifold 130 to determine the amount of NOx emission of the cylinder and transmit a signal indicating the result of determination to the ECU 200.

Датчик 125 температуры выхлопа определяет температуру выхлопного газа, протекающего по выхлопной трубе 131, и передает сигнал, указывающий результат определения в ECU 200.The exhaust temperature sensor 125 senses the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 131, and transmits a signal indicating a determination result to the ECU 200.

ECU 200 включает в себя центральный процессор (CPU), память, которая хранит программы процесса или т.п., порты ввода и вывода (не показаны), которые предоставляют возможность ввода и вывода различных сигналов. ECU 200 выполняет предварительно определенный процесс вычисления на основе информации, сохраненной в памяти, и информации от каждого датчика. ECU 200 управляет, например, насосом 114 для подачи топлива и инжекторами 118 на основе результата процесса вычисления.The ECU 200 includes a central processing unit (CPU), a memory that stores process programs or the like, input and output ports (not shown) that provide input and output of various signals. The ECU 200 performs a predetermined calculation process based on information stored in memory and information from each sensor. The ECU 200 controls, for example, a fuel pump 114 and injectors 118 based on the result of a calculation process.

Например, при работе двигателя 100, ECU 200 может выполнять множество впрысков топлива по каждому цилиндру в одном цикле. Многочисленные впрыски топлива включают в себя предварительный впрыск и основной впрыск. Более конкретно, ECU 200 отправляет инструкцию основного впрыска, соответствующую требуемой мощности, инжектору 118 в предварительно определенный момент времени. В результате, "основной впрыск", в котором топливо, соответствующее инструкции основного впрыска, впрыскивается из инжектора 118, выполняется. Дополнительно, ECU 200 отправляет инструкцию предварительного впрыска инжектору 118 перед инструкцией основного впрыска, так что очень небольшой объем топлива впрыскивается, чтобы уменьшать шум сгорания и очищать выхлопной газ. В результате, "предварительный впрыск", в котором очень небольшой объем топлива, соответствующий инструкции предварительного впрыска, впрыскивается из инжектора 118, выполняется перед основным впрыском. Множество впрысков топлива, выполняемых по каждому цилиндру в одном цикле, могут включать в себя впрыск, отличный от предварительного впрыска и основного впрыска.For example, when the engine 100 is operating, the ECU 200 can perform multiple fuel injections for each cylinder in one cycle. Numerous fuel injections include pre-injection and main injection. More specifically, the ECU 200 sends the main injection instruction corresponding to the required power to the injector 118 at a predetermined point in time. As a result, a “main injection” in which fuel corresponding to the main injection instruction is injected from the injector 118 is performed. Additionally, the ECU 200 sends the pre-injection instruction to the injector 118 before the main injection instruction, so that a very small amount of fuel is injected to reduce the noise of the combustion and purify the exhaust gas. As a result, a “pre-injection” in which a very small amount of fuel corresponding to the pre-injection instructions is injected from the injector 118 is performed before the main injection. Many fuel injections performed on each cylinder in one cycle may include an injection other than pre-injection and main injection.

Регенерация EGR–охладителяEGR cooler regeneration

Как описано выше, двигатель 100 настоящего варианта осуществления включает в себя EGR–трубу 140 и EGR–охладитель 142. Когда EGR–газ, содержащий большее количество компонентов, имеющих высокий коэффициент теплоемкости по сравнению со свежим воздухом (впускным воздухом перед сгоранием), смешивается со свежим воздухом, увеличения в температуре сгорания в цилиндрах ограничиваются, и оксиды NOx азота уменьшаются в выхлопе. Дополнительно, EGR–газ охлаждается посредством EGR–охладителя 142. Это снижает первоначальную температуру сгорания в цилиндрах по сравнению с тем, когда EGR–газ не охлаждается. Уменьшения в первоначальной температуре сгорания ограничивают увеличения в температуре сгорания в цилиндрах. Таким образом, больший объем оксидов азота NOx уменьшается. Дополнительно, когда EGR–газ охлаждается посредством EGR–охладителя 142, объемное расширение EGR–газа ограничивается. Это предоставляет возможность подачи большего объема EGR–газа в цилиндры. Более конкретно, объем EGR–газа, который является объемом EGR–газа, рециркулирующего в цилиндры, увеличивается. Таким образом, больший объем оксидов азота NOx уменьшается.As described above, the engine 100 of the present embodiment includes an EGR pipe 140 and an EGR cooler 142. When an EGR gas containing a larger number of components having a higher heat coefficient than fresh air (intake air before combustion) is mixed with fresh air, increases in the combustion temperature in the cylinders are limited, and NOx oxides of nitrogen are reduced in the exhaust. Additionally, the EGR gas is cooled by an EGR cooler 142. This reduces the initial combustion temperature in the cylinders compared to when the EGR gas is not cooled. The decreases in the initial combustion temperature limit the increases in the combustion temperature in the cylinders. Thus, a larger volume of nitrogen oxides NOx is reduced. Additionally, when the EGR gas is cooled by the EGR cooler 142, the volumetric expansion of the EGR gas is limited. This makes it possible to supply more EGR gas to the cylinders. More specifically, the volume of EGR gas, which is the volume of EGR gas recirculated to the cylinders, increases. Thus, a larger volume of nitrogen oxides NOx is reduced.

Однако, когда PM (твердые частицы) в EGR–газе скапливаются на металлической поверхности теплообменника EGR–охладителя 142, теплообмен между EGR–газом и хладагентом в теплообменнике EGR–охладителя 142 замедляется. Таким образом, эффективность охлаждения EGR–охладителя 142 (далее в данном документе может просто называться "эффективностью EGR–охладителя") снижается. Снижения в эффективности EGR–охладителя увеличивают температуру EGR–газа, циркулирующего во впускной канал. Это увеличивает температуру сгорания в цилиндрах и приводит в результате к увеличениям в объеме выброса NOx.However, when PM (solid particles) in the EGR gas accumulate on the metal surface of the EGR cooler 142, the heat exchange between the EGR gas and the refrigerant in the EGR cooler 142 slows down. Thus, the cooling efficiency of the EGR cooler 142 (hereinafter, may simply be referred to as “EGR cooler efficiency”) is reduced. Decreases in EGR cooler efficiency increase the temperature of the EGR gas circulating in the inlet. This increases the combustion temperature in the cylinders and results in increases in the volume of NOx emission.

Фиг. 2 представляет собой график, схематично показывающий соотношение соответствия между эффективностью EGR–охладителя и объемом выброса NOx. Когда EGR–охладитель 142 находится в первоначальном состоянии, PM не накапливается на металлической поверхности теплообменника. Таким образом, как показано на фиг. 2, первоначальное значение C0 эффективности EGR–охладителя является высоким. Соответственно, первоначальное значение E0 объема выброса NOx ограничивается низким значением. Однако, когда эффективность EGR–охладителя снижается вследствие возрастного износа, вызванного скоплением PM, объем выброса NOx увеличивается.FIG. 2 is a graph schematically showing the relationship between the EGR cooler efficiency and the NOx emission volume. When the EGR cooler 142 is in its original state, the PM does not accumulate on the metal surface of the heat exchanger. Thus, as shown in FIG. 2, the initial C0 value of the EGR cooler efficiency is high. Accordingly, the initial value of E0 of the NOx emission volume is limited to a low value. However, when the efficiency of the EGR cooler decreases due to age-related wear caused by PM accumulation, NOx emission increases.

Существует технология предшествующего уровня техники, которая предполагает, что эффективность EGR–охладителя снизилась до предварительно определенного значения C1 вследствие возрастного износа, вызванного скоплением PM, и определяет свойства EGR–охладителя 142, так что когда эффективность EGR–охладителя снижается до предварительно определенного значения C1, объем E1 выброса NOx не будет превышать нормативное значение. Эта технология предоставляет возможность увеличения объема выброса NOx до значения, близкого к нормативному значению, и не может ограничивать увеличения в объеме выброса NOx. На будущее, существует необходимость для развития технологии, которая ограничивает увеличения в объеме выброса NOx, поддерживая эффективность EGR–охладителя в значении, близком к первоначальному значению C0.There is a prior art technology which assumes that the efficiency of the EGR cooler has decreased to a predetermined value C1 due to age-related wear caused by the accumulation of PM and determines the properties of the EGR cooler 142, so that when the efficiency of the EGR cooler decreases to a predetermined value C1, the volume of E1 NOx emissions will not exceed the standard value. This technology provides an opportunity to increase the amount of NOx emissions to a value close to the standard value, and cannot limit the increase in the amount of NOx emissions. For the future, there is a need for the development of technology that limits increases in NOx emissions, while maintaining the efficiency of the EGR cooler close to the original C0 value.

В этом отношении, ECU 200 настоящего варианта осуществления определяет, уменьшается ли эффективность EGR–охладителя, на основе объема выброса NOx, определенного посредством NOx–датчиков 121. Когда определяется, что эффективность EGR–охладителя уменьшается, ECU 200 выполняет процесс регенерации EGR–охладителя, чтобы удалять PM из EGR–охладителя 142. Процесс будет теперь описан подробно.In this regard, the ECU 200 of the present embodiment determines whether the EGR cooler efficiency is reduced based on the NOx emission volume determined by the NOx sensors 121. When it is determined that the EGR cooler efficiency is reduced, the ECU 200 performs an EGR cooler regeneration process, to remove PM from EGR cooler 142. The process will now be described in detail.

Процесс определения снижения эффективности EGR–охладителяThe process for determining the reduction in EGR cooler efficiency

Настоящий вариант осуществления процесса для определения снижения в эффективности EGR–охладителя будет теперь описан. Когда эффективность EGR–охладителя уменьшается, плотность EGR–газа понижается. Это уменьшает объем EGR–газа, т.е., объем EGR–газа, рециркулирующего в цилиндры. Снижения в объеме EGR–газа улучшают характеристику зажигания топлива в цилиндрах. Более конкретно, период задержки зажигания уменьшается. Улучшение в характеристике зажигания топлива увеличивает температуру сгорания в цилиндрах. Таким образом, объем выброса NOx увеличивается. Более конкретно, уменьшения в эффективности EGR–охладителя приводят в результате к увеличениям в объеме выброса NOx.The present embodiment of a process for determining a decrease in EGR-cooler efficiency will now be described. When the efficiency of the EGR cooler decreases, the density of the EGR gas decreases. This reduces the volume of EGR gas, i.e., the volume of EGR gas recycled to the cylinders. Reductions in EGR gas volume improve fuel ignition performance in cylinders. More specifically, the ignition delay period is reduced. An improvement in fuel ignition performance increases the combustion temperature in the cylinders. Thus, the amount of NOx emission increases. More specifically, decreases in EGR cooler efficiency result in increases in NOx emissions.

ECU 200 определяет, снизилась ли эффективность EGR–охладителя, определяя увеличение в объеме выброса NOx. Более конкретно, ECU 200 определяет, больше ли объем выброса NOx, определенный посредством, по меньшей мере, одного из NOx–датчиков 121, по сравнению с пороговым значением Eth. В этом определении пороговое значение Eth может быть сравнено с каждым из объемов выброса NOx, определенных посредством двух или более NOx–датчиков 121. Альтернативно, пороговое значение Eth может быть сравнено с объемом выброса NOx, определенным посредством только указанного одного из NOx–датчиков 121.The ECU 200 determines whether the efficiency of the EGR cooler has decreased by determining the increase in NOx emissions. More specifically, the ECU 200 determines whether the amount of NOx determined by at least one of the NOx sensors 121 is greater than the threshold value Eth. In this definition, the threshold value Eth can be compared with each of the NOx emissions determined by two or more NOx sensors 121. Alternatively, the threshold value Eth can be compared with each NOx emission determined by only one of the NOx sensors 121 indicated.

ECU 200 может выполнять это определение посредством двух или более NOx–датчиков 121 или только одного из NOx–датчиков 121. Более конкретно, система 1 управления двигателем может включать в себя множество NOx–датчиков 121 или может включать в себя только один NOx–датчик 121. Например, двигатель может включать в себя один NOx–датчик 121, размещенный в выхлопном канале на нижней по потоку стороне выхлопного коллектора 130. Пороговое значение Eth может быть сравнено с объемом выброса NOx, определенным посредством NOx–датчика 121.The ECU 200 may perform this determination by two or more NOx sensors 121 or only one of the NOx sensors 121. More specifically, the engine management system 1 may include a plurality of NOx sensors 121 or may include only one NOx sensor 121 For example, the engine may include one NOx sensor 121 located in the exhaust channel on the downstream side of the exhaust manifold 130. The threshold value Eth can be compared with the NOx emission volume determined by the NOx sensor 121.

Когда объем выброса NOx, определенный посредством NOx–датчика 121, больше порогового значения Eth, ECU 200 определяет, что эффективность EGR–охладителя уменьшается ниже контрольного значения Cth (ссылка на фиг. 2, описанную выше).When the NOx emission volume determined by the NOx sensor 121 is greater than the threshold value Eth, the ECU 200 determines that the efficiency of the EGR cooler decreases below the reference value Cth (reference to FIG. 2 described above).

В предшествующем уровне техники эффективность EGR–охладителя оценивается посредством назначения температуры TGin газа на впуске, температуры TGout газа на выпуске и температуры TW воды на впуске EGR–охладителя в уравнении (1), приведенном ниже:In the prior art, the efficiency of an EGR cooler is estimated by assigning an inlet gas temperature TGin, an outlet gas temperature TGout and an EGR cooler inlet water temperature TW in equation (1) below:

Эффективность EGR–охладителя = (TGin–TGout)/(TGin–TW) … (1)EGR-cooler efficiency = (TGin – TGout) / (TGin – TW) ... (1)

Однако, когда эффективность EGR–охладителя оценивается с помощью уравнения (1), показанного выше, по меньшей мере, три датчика температуры, т.е., датчик температуры, определяющий температуру TGin газа на впуске EGR–охладителя, датчик температуры, определяющий температуру TGout газа на выпуске EGR–охладителя и датчик температуры, определяющий температуру TW воды на впуске EGR–охладителя, являются необходимыми. Это может увеличивать стоимость и вызывать проблему с установкой датчиков.However, when the efficiency of the EGR cooler is estimated using equation (1) shown above, at least three temperature sensors, i.e., a temperature sensor detecting the gas temperature TGin at the inlet of the EGR cooler, a temperature sensor detecting the temperature TGout a gas at the outlet of the EGR cooler and a temperature sensor detecting the temperature TW of the water at the inlet of the EGR cooler are necessary. This can increase the cost and cause problems with the installation of sensors.

В этом отношении, в настоящем варианте осуществления, эффективность EGR–охладителя оценивается с помощью, по меньшей мере, одного NOx–датчика 121. Это может решать проблемы увеличения стоимости и установки, описанные выше.In this regard, in the present embodiment, the efficiency of the EGR cooler is evaluated using at least one NOx sensor 121. This may solve the cost and installation problems described above.

Процесс регенерации EGR–охладителяEGR Cooler Regeneration Process

Процесс для регенерации EGR–охладителя будет теперь описан. Как описано выше, предполагается, что снижение эффективности EGR–охладителя, главным образом, вызывается PM в EGR–газе, скапливающимися на металлической поверхности теплообменника EGR–охладителя 142 и препятствующими теплообмену.The process for regenerating an EGR cooler will now be described. As described above, it is assumed that the decrease in EGR-cooler efficiency is mainly caused by PM in EGR-gas, which accumulate on the metal surface of the EGR-cooler 142 and prevent heat transfer.

Таким образом, когда вышеописанный процесс определения снижения определяет, что эффективность EGR–охладителя снизилась ниже контрольного значения Cth, ECU 200 увеличивает расход EGR–газа, чтобы удалять PM с металлической поверхности теплообменника EGR–охладителя 142. Например, ECU 200 продолжает процесс регенерации EGR–охладителя в течение предварительно определенного интервала времени T1 (например, несколько минут). Процесс регенерации EGR–охладителя включает в себя процесс увеличения объема (объема основного впрыска) топлива, впрыскиваемого в каждый цилиндр, в то же время поддерживая открытое состояние EGR–клапана 144, так что объем всасываемого воздуха устанавливается в предварительно определенное значение G1, которое больше нормального объема всасываемого воздуха, который используется во время нормальной работы (когда определяется, что эффективность EGR–охладителя не снизилась).Thus, when the above-described reduction determination process determines that the EGR cooler efficiency has dropped below the reference value Cth, the ECU 200 increases the EGR gas flow to remove PM from the metal surface of the EGR cooler 142. For example, the ECU 200 continues the EGR– regeneration process cooler for a predetermined time interval T1 (for example, several minutes). The EGR cooler regeneration process includes the process of increasing the volume (volume of the main injection) of fuel injected into each cylinder, while maintaining the open state of the EGR valve 144, so that the intake air volume is set to a predetermined value G1 that is larger than normal the amount of intake air that is used during normal operation (when it is determined that the efficiency of the EGR cooler has not decreased).

Процесс регенерации EGR–охладителя увеличивает расход EGR–газа, и EGR–газ выдувает PM, накопившиеся на металлической поверхности теплообменника EGR–охладителя 142. Это предоставляет возможность восстанавливать эффективность EGR–охладителя до значения, близкого к первоначальному значению (ссылка на фиг. 2, описанную выше). В результате, объем выброса NOx также снижается до значения, близкого к первоначальному значению E0.The EGR cooler regeneration process increases the EGR gas flow, and the EGR gas blows PM accumulated on the metal surface of the EGR cooler 142. This makes it possible to restore the efficiency of the EGR cooler to a value close to the original value (reference to Fig. 2, described above). As a result, the amount of NOx emission also decreases to a value close to the original value of E0.

Фиг. 3 представляет собой график, схематично показывающий пример изменений в объеме выброса NOx и объеме всасываемого воздуха при выполнении процесса определения снижения эффективности EGR–охладителя и процессе регенерации EGR–охладителя. Когда эффективность EGR–охладителя снижается вследствие возрастного износа, вызванного скоплением PM, объем выброса NOx постепенно увеличивается от первоначального значения E0.FIG. 3 is a graph schematically showing an example of changes in the amount of NOx emissions and the amount of intake air when performing a process for determining a reduction in EGR cooler efficiency and an EGR cooler regeneration process. When the efficiency of the EGR cooler decreases due to age-related wear caused by PM accumulation, the NOx emission volume gradually increases from the initial value of E0.

Во время t1, когда объем выброса NOx достигает порогового значения Eth, ECU 200 определяет, что эффективность EGR–охладителя снизилась. Ради удобства, фиг. 3 показывает относительно короткий период в качестве периода со времени t0, в которое объем выброса NOx начинает увеличиваться от первоначального значения E0 вследствие возрастного износа, до времени t1, в которое объем выброса NOx достигает порогового значения Eth. Однако, предполагается, что фактический период является относительно длинным, например, несколько месяцев или несколько лет.At time t1, when the NOx emission reaches the threshold value Eth, the ECU 200 determines that the efficiency of the EGR cooler has decreased. For convenience, FIG. 3 shows a relatively short period as the period from the time t0 in which the NOx emission volume begins to increase from the initial value E0 due to age-related wear, to the time t1 in which the NOx emission volume reaches the threshold value Eth. However, it is assumed that the actual period is relatively long, for example, several months or several years.

Когда определяется, что эффективность EGR–охладителя снизилась во время t1, в которое объем выброса NOx достигает порогового значения Eth, ECU 200 выполняет процесс регенерации EGR–охладителя. Объем всасываемого воздуха увеличивается до предварительно определенного значения G1 в течение предварительно определенного интервала времени T1 (например, несколько минут) от времени t1 до времени t2. Следовательно, расход EGR–газа увеличивается, и EGR–газ выдувает PM, накопившиеся на EGR–охладителе 142. Это предоставляет возможность восстанавливать эффективность EGR–охладителя до значения, близкого к первоначальному значению C0. В результате, объем выброса NOx снижается до значения, близкого к первоначальному значению E0.When it is determined that the efficiency of the EGR cooler has decreased during t1, in which the NOx emission volume reaches the threshold value Eth, the ECU 200 performs the process of regenerating the EGR cooler. The intake air volume increases to a predetermined value G1 during a predetermined time interval T1 (for example, several minutes) from time t1 to time t2. Therefore, the EGR gas flow increases, and the EGR gas blows PM accumulated on the EGR cooler 142. This makes it possible to restore the efficiency of the EGR cooler to a value close to the initial value C0. As a result, the amount of NOx emission is reduced to a value close to the original value of E0.

Фиг. 4 представляет собой блок–схему последовательности операций, схематично показывающую процесс, выполняемый посредством ECU 200 при выполнении процесса определения снижения эффективности EGR–охладителя и процесса регенерации EGR–охладителя, описанных выше. Блок–схема последовательности операций повторяется всякий раз, когда удовлетворяется предварительно определенное условие (например, в предварительно определенном цикле), в то время как двигатель 100 работает.FIG. 4 is a flowchart schematically showing a process performed by the ECU 200 when performing a process for determining a reduction in EGR cooler efficiency and an EGR cooler regeneration process described above. The flowchart is repeated whenever a predetermined condition is satisfied (for example, in a predetermined cycle) while the engine 100 is running.

ECU 200 получает объем выброса NOx, определенный посредством NOx–датчиков 121 (этап S10), и определяет, больше ли объем выброса NOx по сравнению с пороговым значением Eth (этап S12). На этапе S12, как описано выше, пороговое значение Eth может быть сравнено с каждым из объемов выброса NOx, определенных посредством двух или более NOx–датчиков 121. Альтернативно, пороговое значение Eth может быть сравнено с объемом выброса NOx, определенным посредством только указанного одного из NOx–датчиков 121.The ECU 200 obtains an NOx emission volume determined by NOx sensors 121 (step S10), and determines whether the NOx emission amount is larger than the threshold value Eth (step S12). In step S12, as described above, the threshold Eth value can be compared with each of the NOx emissions determined by two or more NOx sensors 121. Alternatively, the threshold Eth can be compared with the NOx emissions determined by only one of NOx sensors 121.

Когда определяется, что объем выброса NOx не больше порогового значения Eth (этап S12: Нет), ECU 200 пропускает последующий процесс и переходит к концу.When it is determined that the NOx emission volume is not greater than the threshold value Eth (step S12: No), the ECU 200 skips the subsequent process and proceeds to the end.

Когда определяется, что объем выброса NOx больше порогового значения Eth (этап S12: Да), ECU 200 определяет, что эффективность EGR–охладителя снизилась ниже контрольного значения Cth (этап S14). ECU 200 выполняет процесс регенерации EGR–охладителя, который увеличивает объем основного впрыска, так что объем всасываемого воздуха устанавливается в предварительно определенное значение G1 на предварительно определенный интервал времени T1 (этап S18).When it is determined that the NOx emission volume is greater than the threshold value Eth (step S12: Yes), the ECU 200 determines that the efficiency of the EGR cooler has decreased below the reference value Cth (step S14). The ECU 200 performs an EGR cooler regeneration process that increases the main injection volume so that the intake air amount is set to a predetermined value G1 for a predetermined time interval T1 (step S18).

Как описано выше, когда объем выброса NOx, определенный посредством NOx–датчиков 121, больше порогового значения Eth, ECU 200 настоящего варианта осуществления определяет, что эффективность EGR–охладителя снизилась. Затем, ECU 200 выполняет процесс регенерации EGR–охладителя, который увеличивает объем основного впрыска, чтобы увеличивать расход EGR–газа. EGR–газа выдувает PM, накопившиеся на теплообменнике EGR–охладителя 142. В результате, эффективность EGR–охладителя восстанавливается от возрастного износа, и объем выброса NOx снижается.As described above, when the NOx emission volume determined by the NOx sensors 121 is greater than the threshold value Eth, the ECU 200 of the present embodiment determines that the efficiency of the EGR cooler has decreased. Then, the ECU 200 performs the EGR cooler regeneration process, which increases the volume of the main injection to increase the EGR gas flow. EGR gas blows PM accumulated on the heat exchanger of the EGR cooler 142. As a result, the efficiency of the EGR cooler is restored from age-related wear and NOx emissions are reduced.

Первый модифицированный примерFirst modified example

В вышеописанном варианте осуществления, когда объем выброса NOx больше порогового значения Eth, определяется, что эффективность EGR–охладителя снизилась, и процесс регенерации EGR–охладителя выполняется. Однако, так как процесс регенерации EGR–охладителя включает в себя процесс для увеличения объема основного впрыска, частое выполнение процесса регенерации EGR–охладителя может неблагоприятно влиять на топливную экономичность.In the above embodiment, when the NOx emission volume is greater than the threshold value Eth, it is determined that the EGR cooler efficiency has decreased, and the EGR cooler regeneration process is performed. However, since the EGR cooler regeneration process includes a process for increasing the volume of the main injection, the frequent implementation of the EGR cooler regeneration process can adversely affect fuel economy.

В этом отношении, в первом модифицированном примере, когда объем выброса NOx превышает пороговое значение Eth, ECU 200 задерживает момент основного впрыска для каждого цилиндра на предварительно определенный интервал α. Как показано на фиг. 5, после того как момент основного впрыска задерживается на предварительно определенный интервал α, если объем выброса NOx опять превышает пороговое значение Eth, момент основного впрыска снова задерживается на предварительно определенный интервал α. Таким образом, увеличения в объеме выброса NOx, вызванные снижениями в эффективности охлаждения EGR–охладителя, ограничиваются посредством задержки момента основного впрыска вместо выполнения процесса регенерации EGR–охладителя. В первом модифицированном примере задержка момента основного впрыска повторяется всякий раз, когда объем выброса NOx превышает пороговое значение Eth. Это предоставляет возможность моменту основного впрыска достигать предела задержки, который определяется посредством жестких ограничений или т.п. Когда момент основного впрыска достигает предела задержки, ECU 200 определяет, что эффективность EGR–охладителя снизилась до уровня, при котором снижению в эффективности EGR–охладителя нельзя воспрепятствовать посредством задержки основного зажигания, и выполняет процесс регенерации EGR–охладителя. В результате, увеличения в объеме выброса NOx ограничиваются, в то же время уменьшая число раз, которое процесс регенерации EGR–охладителя выполняется.In this regard, in the first modified example, when the NOx emission volume exceeds the threshold value Eth, the ECU 200 delays the main injection moment for each cylinder by a predetermined interval α. As shown in FIG. 5, after the moment of the main injection is delayed by a predetermined interval α, if the NOx emission volume again exceeds the threshold value Eth, the moment of the main injection is again delayed by the predetermined interval α. Thus, increases in NOx due to decreases in cooling efficiency of the EGR cooler are limited by delaying the main injection moment instead of performing the EGR cooler regeneration process. In the first modified example, the time delay of the main injection is repeated whenever the NOx emission volume exceeds the threshold value Eth. This allows the moment of the main injection to reach the delay limit, which is determined by strict restrictions or the like. When the moment of the main injection reaches the delay limit, the ECU 200 determines that the efficiency of the EGR cooler has decreased to a level at which the decrease in efficiency of the EGR cooler cannot be prevented by delaying the main ignition, and performs the EGR cooler regeneration process. As a result, increases in NOx emissions are limited, while at the same time reducing the number of times the EGR cooler regeneration process is performed.

Фиг. 5 представляет собой график, схематично показывающий пример изменений в объеме выброса NOx, моменте основного впрыска, объеме предварительного впрыска и объеме всасываемого воздуха при выполнении процесса определения снижения эффективности EGR–охладителя и процесса регенерации EGR–охладителя в первом модифицированном примере. Фиг. 5 показывает пример, в котором первоначальное значение момента основного впрыска устанавливается в сторону задержки для времени, в которое поршень достигает верхней мертвой точки (TDC).FIG. 5 is a graph schematically showing an example of changes in a NOx emission volume, a main injection moment, a preliminary injection volume and an intake air volume when performing a process for determining a reduction in EGR cooler efficiency and an EGR cooler regeneration process in a first modified example. FIG. 5 shows an example in which the initial value of the main injection moment is set to the delay side for the time at which the piston reaches top dead center (TDC).

Когда эффективность EGR–охладителя снижается вследствие возрастного износа, вызванного скоплением PM, объем выброса NOx увеличивается. Во время t3, когда объем выброса NOx превышает пороговое значение Eth, ECU 200 задерживает момент основного впрыска на предварительно определенный интервал α. Это снижает пик температуры сгорания в цилиндре. Таким образом, объем выброса NOx уменьшается.When the efficiency of the EGR cooler decreases due to age-related wear caused by PM accumulation, NOx emission increases. At time t3, when the NOx emission volume exceeds the threshold value Eth, the ECU 200 delays the main injection moment by a predetermined interval α. This reduces the peak combustion temperature in the cylinder. Thus, the amount of NOx emission is reduced.

Задержка момента основного впрыска на предварительно определенный интервал α неблагоприятно влияет на характеристику зажигания топлива в цилиндре. В первом модифицированном примере ECU 200 увеличивает объем предварительного впрыска на предварительно определенное значение β, чтобы ограничивать неблагоприятное влияние характеристики зажигания топлива. Таким образом, по сравнению с тем, когда объем предварительного впрыска не увеличивается, характеристика зажигания гарантируется, и увеличения в объеме выброса NOx дополнительно ограничиваются.The delay of the main injection moment at a predetermined interval α adversely affects the characteristic of ignition of the fuel in the cylinder. In a first modified example, the ECU 200 increases the amount of pre-injection by a predetermined value β to limit the adverse effect of the fuel ignition performance. Thus, compared with when the pre-injection volume does not increase, the ignition characteristic is guaranteed, and increases in the NOx emission volume are further limited.

После того как объем выброса NOx временно снижается посредством задержки момента основного впрыска и увеличения в объеме предварительного впрыска, если эффективность EGR–охладителя дополнительно снижается посредством накопления PM, объем выброса NOx снова увеличивается. Во время t4, когда объем выброса NOx снова превышает пороговое значение Eth, ECU 200 дополнительно задерживает момент основного впрыска на предварительно определенный интервал α и дополнительно увеличивает объем предварительного впрыска на предварительно определенное значение β. Тот же процесс выполняется во время t5.After the NOx emission volume is temporarily reduced by delaying the main injection moment and increasing the volume of the preliminary injection, if the EGR cooler efficiency is further reduced by PM accumulation, the NOx emission volume is again increased. At time t4, when the NOx emission volume again exceeds the threshold value Eth, the ECU 200 further delays the main injection moment by a predetermined interval α and further increases the preliminary injection volume by a predetermined value β. The same process runs during t5.

Во время t6 объем выброса NOx снова увеличивается и превышает пороговое значение Eth посредством дополнительного снижения в эффективности EGR–охладителя. Во время t6, когда момент основного впрыска дополнительно задерживается на предварительно определенный интервал α, момент основного впрыска достигает предварительно определенного предела задержки. Предел задержки является значением, определенным посредством жестких ограничений или т.п. Предел задержки может быть задан в предельное значение. Например, пока момент основного впрыска не достигает предела задержки, задержка момента основного впрыска не будет вызывать ухудшение производительности и загрязнение смазки двигателя 100.At t6, the NOx emission volume increases again and exceeds the threshold value Eth by further reducing the efficiency of the EGR cooler. At time t6, when the moment of the main injection is additionally delayed by a predetermined interval α, the moment of the main injection reaches a predetermined delay limit. The delay limit is a value determined by hard limits or the like. The delay limit can be set to a limit value. For example, until the moment of the main injection reaches the delay limit, the delay in the moment of the main injection will not cause deterioration in performance and contamination of the lubricant of the engine 100.

В первом модифицированном примере, когда момент основного впрыска достигает предела задержки во время t6, ECU 200 определяет, что эффективность EGR–охладителя снизилась до уровня, при котором снижению в эффективности EGR–охладителя нельзя воспрепятствовать посредством задержки основного зажигания, и выполняет процесс регенерации EGR–охладителя. В результате, эффективность EGR–охладителя восстанавливается от возрастного износа, и объем выброса NOx уменьшается до значения, близкого к первоначальному значению E0.In the first modified example, when the moment of the main injection reaches the delay limit during t6, the ECU 200 determines that the efficiency of the EGR cooler has decreased to a level where the decrease in efficiency of the EGR cooler cannot be prevented by delaying the main ignition, and performs the EGR– regeneration process cooler. As a result, the efficiency of the EGR cooler is restored from age-related wear, and the amount of NOx emission decreases to a value close to the original value of E0.

В первом модифицированном примере, когда выполняется процесс регенерации EGR–охладителя, ECU 200 инициализирует момент основного впрыска и объем предварительного впрыска. Более конкретно, момент основного впрыска и объем предварительного впрыска, каждый, возвращаются к первоначальному значению.In the first modified example, when the regeneration process of the EGR cooler is performed, the ECU 200 initializes the moment of main injection and the volume of preliminary injection. More specifically, the moment of the main injection and the volume of the preliminary injection, each return to the original value.

Фиг. 6 представляет собой блок–схему последовательности операций, схематично показывающую процесс, выполняемый посредством ECU 200 при выполнении процесса определения снижения эффективности EGR–охладителя и процесса регенерации EGR–охладителя, описанных выше в первом модифицированном примере. Процесс этапов S10, S12 и S18, показанных на фиг. 6, является таким же, что и процесс этапов S10, S12 и S18, показанных на фиг. 4.FIG. 6 is a flowchart schematically showing a process performed by the ECU 200 in performing a process for determining a reduction in EGR cooler efficiency and an EGR cooler regeneration process described above in the first modified example. The process of steps S10, S12, and S18 shown in FIG. 6 is the same as the process of steps S10, S12 and S18 shown in FIG. 4.

ECU 200 получает объем выброса NOx, определенный посредством NOx–датчиков 121 (этап S10), и определяет, больше ли объем выброса NOx по сравнению с пороговым значением Eth (этап S12).The ECU 200 obtains an NOx emission volume determined by NOx sensors 121 (step S10), and determines whether the NOx emission amount is larger than the threshold value Eth (step S12).

Когда определяется, что объем выброса NOx не больше порогового значения Eth (этап S12: Нет), ECU 200 пропускает последующий процесс и переходит к концу.When it is determined that the NOx emission volume is not greater than the threshold value Eth (step S12: No), the ECU 200 skips the subsequent process and proceeds to the end.

Когда определяется, что объем выброса NOx больше порогового значения Eth (этап S12: Да), ECU 200 задерживает момент текущего основного впрыска на предварительно определенный интервал α, чтобы вычислять момент основного впрыска после задержки (этап S20).When it is determined that the NOx emission volume is greater than the threshold value Eth (step S12: Yes), the ECU 200 delays the moment of the current main injection by a predetermined interval α to calculate the moment of the main injection after the delay (step S20).

Затем, ECU 200 определяет, достигает ли вычисленный момент основного впрыска после задержки предела задержки (этап S22).Then, the ECU 200 determines whether the calculated moment of the main injection reaches the delay limit after the delay (step S22).

Когда вычисленный момент основного впрыска после задержки не достигает предела задержки (этап S22: Нет), ECU 200 задерживает момент основного впрыска (этап S24) и увеличивает объем предварительного впрыска (этап S28). Более конкретно, ECU 200 задерживает момент основного впрыска на предварительно определенный интервал α от текущего момента основного впрыска и увеличивает объем предварительного впрыска на предварительно определенное значение β от текущего объема предварительного впрыска.When the calculated moment of the main injection after the delay does not reach the delay limit (step S22: No), the ECU 200 delays the moment of the main injection (step S24) and increases the volume of the pre-injection (step S28). More specifically, the ECU 200 delays the moment of the main injection by a predetermined interval α from the current moment of the main injection and increases the volume of the preliminary injection by a predetermined value β from the current volume of the preliminary injection.

Когда вычисленный момент основного впрыска после задержки достигает предельного значения (этап S22: Да), ECU 200 определяет, что эффективность EGR–охладителя снизилась до уровня, при котором снижение в эффективности EGR–охладителя не может быть затруднено посредством задержки основного впрыска (этап S14A) и выполняет процесс регенерации EGR–охладителя (этап S18). После выполнения процесс регенерации EGR–охладителя ECU 200 инициализирует момент основного впрыска (этап S30) и объем предварительного впрыска (этап S32).When the calculated moment of the main injection after the delay reaches the limit value (step S22: Yes), the ECU 200 determines that the efficiency of the EGR cooler has decreased to a level at which the decrease in efficiency of the EGR cooler cannot be hindered by delaying the main injection (step S14A) and performs an EGR cooler regeneration process (step S18). After execution, the EGR-cooler regeneration process of the ECU 200 initializes the main injection moment (step S30) and the pre-injection volume (step S32).

Как описано выше, в первом модифицированном примере, всякий раз, когда объем выброса NOx превышает пороговое значение Eth, ECU 200 задерживает момент основного впрыска на предварительно определенный интервал α. Когда задержка повторяется, и момент основного впрыска достигает предела задержки, ECU 200 определяет, что эффективность EGR–охладителя снизилась, и выполняет процесс регенерации EGR–охладителя. В результате, увеличения в объеме выброса NOx ограничиваются, в то же время уменьшая число раз, которое процесс регенерации EGR–охладителя выполняется.As described above, in the first modified example, whenever the NOx emission volume exceeds the threshold value Eth, the ECU 200 delays the main injection moment by a predetermined interval α. When the delay repeats and the main injection moment reaches the delay limit, the ECU 200 determines that the efficiency of the EGR cooler has decreased and performs the process of regenerating the EGR cooler. As a result, increases in NOx emissions are limited, while at the same time reducing the number of times the EGR cooler regeneration process is performed.

Второй модифицированный примерSecond Modified Example

В вышеописанном варианте осуществления, когда объем выброса NOx больше порогового значения Eth, определяется, что эффективность EGR–охладителя снизилась, и процесс регенерации EGR–охладителя выполняется. В первом модифицированном примере, всякий раз, когда объем выброса NOx превышает пороговое значение Eth, момент основного впрыска задерживается на предварительно определенный интервал α. Когда момент основного впрыска достигает предела задержки, определяется, что эффективность EGR–охладителя снизилась, и процесс регенерации EGR–охладителя выполняется.In the above embodiment, when the NOx emission volume is greater than the threshold value Eth, it is determined that the EGR cooler efficiency has decreased, and the EGR cooler regeneration process is performed. In the first modified example, whenever the NOx emission volume exceeds the threshold value Eth, the moment of the main injection is delayed by a predetermined interval α. When the moment of the main injection reaches the delay limit, it is determined that the efficiency of the EGR cooler has decreased, and the regeneration process of the EGR cooler is performed.

Во втором модифицированном примере, ECU 200 выполняет управление с обратной связью, которое увеличивает и уменьшает объемы предварительного впрыска множества цилиндров, так что объемы выброса NOx являются равными друг другу среди цилиндров. ECU 200 регулирует объем предварительного впрыска каждого цилиндра на соответствующую величину регулировки обратной связи. Когда величина регулировки обратной связи, соответствующая, по меньшей мере, одному из цилиндров, находится за пределами диапазона регулировки, ECU 200 определяет, что эффективность EGR–охладителя снизилась, и выполняет процесс регенерации EGR–охладителя. Этот момент будет теперь описан подробно.In a second modified example, the ECU 200 performs feedback control that increases and decreases the pre-injection volumes of a plurality of cylinders, so that the NOx emissions are equal to each other among the cylinders. The ECU 200 adjusts the pre-injection volume of each cylinder to the appropriate amount of feedback adjustment. When the feedback adjustment amount corresponding to at least one of the cylinders is outside the adjustment range, the ECU 200 determines that the efficiency of the EGR cooler has decreased and performs the EGR cooler regeneration process. This point will now be described in detail.

Когда эффективность EGR–охладителя уменьшается, плотность EGR–газа понижается, что уменьшает объем EGR–газа, циркулирующего в цилиндры. Таким образом, концентрация EGR–газа во впускном коллекторе 120 становится значительно неравномерной. Это увеличивает разницу между объемом EGR–газа, втекающего в цилиндр, и объемом EGR–газа, втекающим в другой цилиндр, и может вызывать колебания в характеристике зажигания между цилиндрами. Колебания в характеристике зажигания между цилиндрами увеличивают разницу в объеме выброса NOx между цилиндрами. Более конкретно, когда эффективность EGR–охладителя снижается, разница в объеме EGR–газа, протекающего в цилиндры, увеличивается между цилиндрами, и разница между объемом выброса NOx увеличивается между цилиндрами.When the efficiency of the EGR cooler decreases, the density of the EGR gas decreases, which reduces the volume of EGR gas circulating in the cylinders. Thus, the concentration of EGR gas in the intake manifold 120 becomes significantly uneven. This increases the difference between the volume of EGR gas flowing into the cylinder and the volume of EGR gas flowing into the other cylinder and can cause fluctuations in the ignition behavior between the cylinders. Fluctuations in the characteristic of the ignition between the cylinders increase the difference in the amount of NOx emission between the cylinders. More specifically, when the efficiency of the EGR cooler decreases, the difference in the volume of EGR gas flowing into the cylinders increases between the cylinders, and the difference between the NOx emission volume increases between the cylinders.

Принимая этот момент во внимание, во втором варианте осуществления, ECU 200 выполняет управление с обратной связью, которое увеличивает и уменьшает объем предварительного впрыска каждого из цилиндров, так что объемы выброса NOx являются равными друг другу между цилиндрами. В цилиндре, содержащем большой объем EGR–газа, характеристика зажигания ухудшается, и температура сгорания понижается. Следовательно, объем выброса NOx имеет тенденцию уменьшаться. Таким образом, для цилиндра, в котором объем выброса NOx уменьшается, ECU 200 уменьшает объем предварительного впрыска от базового объема впрыска (среднего объема впрыска для цилиндров), так что объем выброса NOx увеличивается. Когда объем предварительного впрыска уменьшается от базового объема впрыска, момент основного впрыска может также быть перенесен на более ранний срок на предварительно определенный интервал.Taking this point into account, in the second embodiment, the ECU 200 performs feedback control that increases and decreases the pre-injection volume of each of the cylinders, so that the NOx emission volumes are equal to each other between the cylinders. In a cylinder containing a large volume of EGR gas, the ignition performance deteriorates and the combustion temperature decreases. Therefore, NOx emissions tend to decrease. Thus, for a cylinder in which the NOx emission volume decreases, the ECU 200 reduces the pre-injection volume from the base injection volume (average injection volume for the cylinders), so that the NOx emission volume increases. When the pre-injection volume decreases from the base injection volume, the moment of the main injection can also be carried over to an earlier date at a predetermined interval.

В цилиндре, имеющем небольшой объем EGR–газа, характеристика зажигания улучшается, и температура сгорания повышается. Следовательно, объем выброса NOx имеет тенденцию увеличиваться. Таким образом, для цилиндра, в котором объем выброса NOx увеличивается, ECU 200 увеличивает объем предварительного впрыска от базового объема впрыска, так что объем выброса NOx уменьшается. Когда объем предварительного впрыска увеличивается от базового объема впрыска, момент основного впрыска может также быть задержан на предварительно определенный интервал.In a cylinder having a small volume of EGR gas, the ignition characteristic improves and the combustion temperature rises. Consequently, NOx emissions tend to increase. Thus, for a cylinder in which the NOx emission volume increases, the ECU 200 increases the pre-injection volume from the base injection volume, so that the NOx emission volume decreases. When the pre-injection volume increases from the base injection volume, the moment of the main injection can also be delayed by a predetermined interval.

Разница в объеме EGR–газа (разница в объеме выброса NOx) от одного цилиндра к другому цилиндру может быть распознана посредством значений определения NOx–датчиков 121, соответственно предусмотренных для цилиндров. Альтернативно, планирование эксперимента может быть использовано, чтобы распознавать разницу объема EGR–газа (различие в объеме выброса NOx) под указанной нагрузкой. Когда планирование экспериментов используется, различие в объеме EGR–газа может быть распознано с помощью значений определения датчика 125 температуры выхлопа и NOx–датчика в выхлопной трубе 131, в которой выхлоп скапливается из цилиндров.The difference in the volume of EGR gas (the difference in the amount of NOx emission) from one cylinder to another cylinder can be recognized by the determination values of the NOx sensors 121 respectively provided for the cylinders. Alternatively, experiment planning can be used to recognize the difference in EGR gas volume (the difference in NOx emission volume) under a given load. When experimental design is used, the difference in EGR gas volume can be recognized by the determination values of the exhaust temperature sensor 125 and the NOx sensor in the exhaust pipe 131, in which the exhaust accumulates from the cylinders.

Управление с обратной связью выполняется, как описано выше. Величина объема предварительного впрыска, которая увеличивается или уменьшается от базового объема впрыска (далее в данном документе может также называться "величиной регулировки по обратной связи для предварительного впрыска") имеет предел регулировки. Во втором модифицированном примере, когда, по меньшей мере, одна из величин регулировки по обратной связи для предварительного впрыска цилиндров находится за пределами предварительно определенного диапазона регулировки (диапазона от нижнего предельного значения регулировки до верхнего предельного значения регулировки), ECU 200 определяет, что эффективность EGR–охладителя снизилась, и выполняет процесс регенерации EGR–охладителя.Feedback control is performed as described above. The amount of pre-injection volume that increases or decreases from the base injection volume (hereinafter, may also be referred to as the “feedback adjustment value for pre-injection”) has an adjustment limit. In a second modified example, when at least one of the feedback adjustment values for the preliminary injection of the cylinders is outside the predetermined adjustment range (the range from the lower adjustment limit value to the upper adjustment limit value), the ECU 200 determines that the EGR efficiency –– cooler decreased, and performs the process of regeneration of EGR – cooler.

Фиг. 7 представляет собой схему, показывающую пример изменений в величине регулировки по обратной связи для предварительного впрыска в четырех цилиндрах (#1, #2, #3, #4) двигателя 100. В примере, показанном на фиг. 7, величины регулировки по обратной связи для предварительного впрыска, соответствующие тому, когда объем предварительного впрыска увеличивается от базового объема впрыска, показаны в цилиндрах #1 и #4, и величины регулировки по обратной связи для предварительного впрыска, соответствующие тому, когда объем предварительного впрыска уменьшается от базового объема впрыска, показаны в цилиндрах #2 и #3.FIG. 7 is a diagram showing an example of changes in the amount of feedback adjustment for pre-injection in four cylinders (# 1, # 2, # 3, # 4) of engine 100. In the example shown in FIG. 7, feedback adjustment values for pre-injection corresponding to when pre-injection volume increases from the base injection volume are shown in cylinders # 1 and # 4, and feedback adjustment values for pre-injection corresponding to when pre-injection volume decreases from the base injection volume shown in cylinders # 2 and # 3.

В примере, показанном на фиг. 7, величина регулировки по обратной связи для предварительного впрыска для цилиндра #4 находится за пределами диапазона регулировки, а более конкретно, превышает верхнее предельное значение регулировки. В таком состоянии ECU 200 определяет, что эффективность EGR–охладителя снизилась, и выполняет процесс регенерации EGR–охладителя.In the example shown in FIG. 7, the feedback adjustment amount for the pre-injection for cylinder # 4 is outside the adjustment range, and more specifically, exceeds the upper adjustment limit value. In this condition, the ECU 200 determines that the efficiency of the EGR cooler has decreased, and performs the process of regenerating the EGR cooler.

Фиг. 8 представляет собой блок–схему последовательности операций, схематично показывающую процесс, выполняемый посредством ECU 200 при выполнении процесса определения снижения эффективности EGR–охладителя и процесса регенерации EGR–охладителя, описанных выше во втором модифицированном примере.FIG. 8 is a flowchart schematically showing a process performed by the ECU 200 in performing a process for determining a reduction in EGR cooler efficiency and an EGR cooler regeneration process described above in a second modified example.

ECU 200 получает объем выброса NOx для каждого цилиндра от соответствующего одного из NOx–датчиков 121 (этап S50).The ECU 200 receives the NOx emission volume for each cylinder from the corresponding one of the NOx sensors 121 (step S50).

ECU 200 использует объем выброса NOx каждого цилиндра, полученный на этапе S50, чтобы вычислять величину регулировки по обратной связи для предварительного впрыска для цилиндра, так что объемы EGR–газа цилиндров являются равными друг другу (этап S52).The ECU 200 uses the NOx emission volume of each cylinder obtained in step S50 to calculate the feedback adjustment amount for the pre-injection for the cylinder, so that the EGR gas volumes of the cylinders are equal to each other (step S52).

ECU 200 определяет, находится ли какая–либо величина из величин регулировки по обратной связи для предварительного впрыска для цилиндров за пределами предварительно определенного диапазона регулировки (т.е., больше верхнего предельного значения регулировки или меньше нижнего предельного значения регулировки) (этап S60).The ECU 200 determines whether any of the feedback adjustment values for the pre-injection for the cylinders is outside the predetermined adjustment range (i.e., greater than the upper adjustment limit value or less than the lower adjustment limit value) (step S60).

Когда не существует величины регулировки по обратной связи для предварительного впрыска, которая находится за пределами предварительно определенного диапазона регулировки (этап S60: Нет), ECU 200 устанавливает объем предварительного впрыска для каждого цилиндра в значение, сложенное с величиной регулировки по обратной связи для предварительного впрыска, соответствующей базовому объему впрыска (этап S62).When there is no feedback adjustment value for the pre-injection that is outside the predetermined adjustment range (step S60: No), the ECU 200 sets the pre-injection amount for each cylinder to a value added to the feedback adjustment value for the pre-injection, corresponding to the base injection volume (step S62).

Когда существует величина регулировки по обратной связи для предварительного впрыска, которая находится за пределами предварительно определенного диапазона регулировки (этап S60: Да), ECU 200 определяет, что эффективность EGR–охладителя снизилась (этап S14B), и выполняет процесс регенерации EGR–охладителя (этап S18).When there is a feedback adjustment amount for the pre-injection that is outside the predetermined adjustment range (step S60: Yes), the ECU 200 determines that the EGR cooler efficiency has decreased (step S14B), and performs the EGR cooler regeneration process (step S18).

Как описано выше, во втором модифицированном примере, ECU 200 выполняет управление с обратной связью, которое увеличивает и уменьшает объемы предварительного впрыска для множества цилиндров, так что объемы выброса NOx являются равными друг другу среди цилиндров, на основе объемов выброса NOx, определенных посредством NOx–датчиков 121. Когда, по меньшей мере, одна из величин регулировки по обратной связи для предварительного впрыска цилиндров находится за пределами предварительно определенного диапазона регулировки, ECU 200 определяет, что эффективность EGR–охладителя снизилась, и выполняет процесс регенерации EGR–охладителя. Таким образом, после соответствующего определения того, снизилась ли эффективность охлаждения EGR–охладителя, на основе величины регулировки по обратной связи для объема предварительного впрыска, управляемой в соответствии с объемом выброса NOx, определенным посредством NOx–датчиков 121, процесс регенерации EGR–охладителя выполняется.As described above, in the second modified example, the ECU 200 performs feedback control that increases and decreases the pre-injection volumes for a plurality of cylinders, so that the NOx emission volumes are equal to each other among the cylinders, based on the NOx emission volumes determined by NOx– sensors 121. When at least one of the feedback adjustment values for the cylinder pre-injection is outside the predetermined adjustment range, the ECU 200 determines that the EGR cooler efficiency has decreased and performs the EGR cooler regeneration process. Thus, after an appropriate determination of whether the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased, based on the feedback adjustment amount for the pre-injection volume controlled in accordance with the NOx emission volume determined by the NOx sensors 121, the EGR cooler regeneration process is performed.

Различные изменения в форме и деталях могут быть выполнены в примерах выше без отступления от духа и рамок формулы изобретения и ее эквивалентов. Примеры существуют только ради описания, а не в целях ограничения. Описания отличительных признаков в каждом примере должно рассматриваться как применимое к аналогичным отличительным признакам или аспектам в других примерах. Подходящие результаты могут быть достигнуты, если последовательности операций выполняются в другом порядке, и/или если компоненты в описанной системе, архитектуре, устройстве или схеме объединяются по–другому, и/или заменяются или дополняются другими компонентами или их эквивалентами. Рамки открытия не определяются подробным описанием, а формулой изобретения и ее эквивалентами. Все вариации в рамках формулы изобретения и ее эквивалентов включены в изобретение.Various changes in form and detail may be made in the examples above without departing from the spirit and scope of the claims and their equivalents. Examples exist only for the sake of description, and not for purposes of limitation. Characteristic descriptions in each example should be considered as applicable to similar features or aspects in other examples. Suitable results can be achieved if the sequence of operations is performed in a different order, and / or if the components in the described system, architecture, device or circuit are combined in a different way, and / or replaced or supplemented by other components or their equivalents. The scope of the opening is not determined by the detailed description, but by the claims and its equivalents. All variations within the scope of the claims and their equivalents are included in the invention.

Claims (22)

1. Система для управления двигателем, включающим в себя цилиндр, соединенный с впускным каналом и выхлопным каналом, EGR–трубу, выполненную с возможностью осуществления рециркуляции части выхлопного газа из выхлопного канала во впускной канал, и EGR–охладитель, размещенный на EGR–трубе, при этом система содержит:1. A system for controlling an engine including a cylinder connected to an inlet and an exhaust channel, an EGR pipe configured to recirculate a portion of the exhaust gas from the exhaust channel to the intake channel, and an EGR cooler located on the EGR pipe, the system contains: датчик, размещенный на выхлопном канале и выполненный с возможностью определения объема выброса оксидов азота; иa sensor located on the exhaust channel and configured to determine the amount of emission of nitrogen oxides; and контроллер, controller, причем контроллер выполнен с возможностью определения того, снизилась ли эффективность охлаждения EGR–охладителя, на основе объема выброса оксидов азота, определяемого посредством датчика,moreover, the controller is configured to determine whether the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased, based on the amount of nitrogen oxide emission determined by the sensor, при этом контроллер выполнен с возможностью исполнения процесса регенерации EGR–охладителя, чтобы удалять твердые частицы из EGR–охладителя, когда определяется снижение эффективности охлаждения EGR–охладителя.wherein the controller is configured to execute an EGR-cooler regeneration process to remove solid particles from the EGR-cooler when a decrease in cooling efficiency of the EGR-cooler is determined. 2. Система по п. 1, в которой контроллер выполнен с возможностью определения того, что эффективность охлаждения EGR–охладителя снизилась, и выполнения процесса регенерации EGR–охладителя, когда объем выброса оксидов азота превышает пороговое значение.2. The system of claim 1, wherein the controller is configured to determine that the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased, and to perform the regeneration process of the EGR cooler when the nitrogen oxide emission volume exceeds a threshold value. 3. Система по п. 1, в которой3. The system of claim 1, wherein двигатель выполнен таким образом, что множество впрысков топлива выполняется в цилиндре в одном цикле,the engine is designed so that multiple fuel injections are performed in the cylinder in one cycle, множество впрысков топлива включает в себя предварительный впрыск и основной впрыск,many fuel injections include pre-injection and main injection, контроллер выполнен с возможностью задерживания момента основного впрыска на предварительно определенный интервал, когда объем выброса оксидов азота превышает пороговое значение, иthe controller is configured to delay the moment of the main injection for a predetermined interval when the emission volume of nitrogen oxides exceeds a threshold value, and контроллер выполнен с возможностью определения того, что эффективность охлаждения EGR–охладителя снизилась, и выполнения процесса регенерации EGR–охладителя, когда момент основного впрыска задерживается и достигает предварительно определенного предела задержки.the controller is configured to determine that the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased, and to perform the regeneration process of the EGR cooler when the moment of the main injection is delayed and reaches a predetermined delay limit. 4. Система по п. 1, в которой4. The system of claim 1, wherein цилиндр является одним из цилиндров,a cylinder is one of the cylinders двигатель выполнен таким образом, что множество впрысков топлива выполняется в каждом из цилиндров в одном цикле,the engine is designed so that multiple fuel injections are performed in each of the cylinders in one cycle, множество впрысков топлива включает в себя предварительный впрыск и основной впрыск,many fuel injections include pre-injection and main injection, контроллер выполнен с возможностью осуществления управления с обратной связью, которое увеличивает и уменьшает объем предварительного впрыска на величину регулировки по обратной связи, соответствующую каждому из цилиндров, на основе результата определения датчика, так что объем выброса оксидов азота является равным между цилиндрами, иthe controller is configured to provide feedback control that increases and decreases the amount of pre-injection by a feedback adjustment amount corresponding to each of the cylinders based on the result of determining the sensor, so that the amount of nitrogen oxide emission is equal between the cylinders, and контроллер выполнен с возможностью определения того, что эффективность охлаждения EGR–охладителя снизилась, и выполнения процесса регенерации EGR–охладителя, когда величина регулировки по обратной связи, соответствующая, по меньшей мере, одному из цилиндров, находится за пределами предварительно определенного диапазона регулировки.the controller is configured to determine that the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased and to perform the regeneration process of the EGR cooler when the feedback adjustment amount corresponding to at least one of the cylinders is outside a predetermined adjustment range. 5. Система по любому из пп. 1–4, в которой процесс регенерации EGR–охладителя включает в себя управление, которое увеличивает объем всасываемого воздуха двигателя на предварительно определенный интервал времени.5. The system according to any one of paragraphs. 1-4, in which the regeneration process of the EGR cooler includes a control that increases the intake air volume of the engine by a predetermined time interval. 6. Способ управления двигателем, включающим в себя цилиндр, соединенный с впускным каналом и выхлопным каналом, EGR–трубу, выполненную с возможностью осуществления рециркуляции части выхлопного газа из выхлопного канала во впускной канал, и EGR–охладитель, размещенный на EGR–трубе, при этом способ включает этапы, на которых:6. A method for controlling an engine including a cylinder connected to an inlet and an exhaust channel, an EGR pipe configured to recirculate a portion of the exhaust gas from the exhaust channel to the intake channel, and an EGR cooler located on the EGR pipe this method includes the steps in which: определяют объем выброса оксидов азота в выхлопном канале;determine the amount of nitrogen oxide in the exhaust channel; определяют, снизилась ли эффективность охлаждения EGR–охладителя, на основе определяемого объема выброса оксидов азота; иdetermining whether the cooling efficiency of the EGR cooler has decreased based on the determined amount of nitrogen oxide emission; and выполняют процесс регенерации EGR–охладителя, чтобы удалять твердые частицы из EGR–охладителя, когда определяется, что эффективность охлаждения EGR–охладителя снизилась.performing an EGR-cooler regeneration process to remove particulate matter from the EGR-cooler when it is determined that the cooling efficiency of the EGR-cooler has decreased.
RU2019127533A 2018-09-05 2019-09-02 Engine control system and method RU2721382C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018165586A JP2020037912A (en) 2018-09-05 2018-09-05 Control system of engine
JP2018-165586 2018-09-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2721382C1 true RU2721382C1 (en) 2020-05-19

Family

ID=69737663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019127533A RU2721382C1 (en) 2018-09-05 2019-09-02 Engine control system and method

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2020037912A (en)
AU (1) AU2019222845B2 (en)
RU (1) RU2721382C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6435166B1 (en) * 1999-06-16 2002-08-20 Komatsu Ltd. Exhaust gas recirculation device and control method thereof
US7246485B2 (en) * 2001-10-15 2007-07-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying device and method for internal combustion engine
RU2611056C2 (en) * 2012-02-06 2017-02-21 Рено С.А.С. Method and system for performing diagnostics on intake air admitted to motor vehicle internal combustion engine

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005133580A (en) * 2003-10-28 2005-05-26 Denso Corp Exhaust gas heat exchanger
JP4449816B2 (en) * 2005-05-13 2010-04-14 株式会社日立製作所 EGR gas flow rate detection device and engine control method
JP4525544B2 (en) * 2005-09-28 2010-08-18 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine with a supercharger
JP4849052B2 (en) * 2007-10-25 2011-12-28 日産自動車株式会社 Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine
US8056544B2 (en) * 2008-08-27 2011-11-15 Ford Global Technologies, Llc Exhaust gas recirculation (EGR) system
US8250865B2 (en) * 2008-11-05 2012-08-28 Ford Global Technologies, Llc Using compressed intake air to clean engine exhaust gas recirculation cooler
JP2012154244A (en) * 2011-01-26 2012-08-16 Toyota Motor Corp Internal combustion engine control device
JP5141807B1 (en) * 2011-08-31 2013-02-13 株式会社豊田自動織機 Combustion control device
JP2013113217A (en) * 2011-11-29 2013-06-10 Suzuki Motor Corp Apparatus for removing unburned deposits in egr flow passage of vehicle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6435166B1 (en) * 1999-06-16 2002-08-20 Komatsu Ltd. Exhaust gas recirculation device and control method thereof
US7246485B2 (en) * 2001-10-15 2007-07-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying device and method for internal combustion engine
RU2611056C2 (en) * 2012-02-06 2017-02-21 Рено С.А.С. Method and system for performing diagnostics on intake air admitted to motor vehicle internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
AU2019222845B2 (en) 2020-11-12
JP2020037912A (en) 2020-03-12
AU2019222845A1 (en) 2020-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7693645B2 (en) Method and apparatus for controlling low pressure EGR valve of a turbocharged diesel engine
JP3549779B2 (en) Internal combustion engine
US20050188948A1 (en) Internal combustion engine control device
US7293410B2 (en) Internal combustion engine having an exhaust particulate filter
US7367290B2 (en) Diesel combustion mode switching control strategy and model
WO2013132589A1 (en) Internal combustion engine control device
US20100204903A1 (en) Control apparatus and control method for internal combustion engine
RU2702318C1 (en) Hybrid vehicle
JP2009236058A (en) Exhaust gas recirculation device of internal combustion engine
US10024230B2 (en) Engine system and controller, control system and control method for engine system
RU2721382C1 (en) Engine control system and method
JP2008267207A (en) Control device for diesel engine
JP5365261B2 (en) Method and system for controlling exhaust gas recirculation in an internal combustion engine
JP5126165B2 (en) Control device for internal combustion engine
EP2957737B1 (en) Engine exhaust-gas purification device
JP5825424B2 (en) Control device for internal combustion engine
US20220307434A1 (en) Deceleration management for dynamic skip fire
US20210310446A1 (en) Boosted engine
JP2016003614A (en) Engine exhaust gas recirculation method and engine exhaust gas recirculation device
WO2014158709A1 (en) Method and apparatus for reducing knock in an internal combustion engine
JP2013148067A (en) Control device of internal combustion engine
CN111164284B (en) Cooling system
JP2021131043A (en) Control device of engine, and control method
KR100792863B1 (en) Method for control egr cooler of vehicle
US11149669B2 (en) Gasoline engine exhaust purification method and exhaust purification device