DE112016002075T5

DE112016002075T5 - Niedertemperaturkühlvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine

Info

Publication number: DE112016002075T5
Application number: DE112016002075.9T
Authority: DE
Inventors: Keitarou MINAMI; Masashi Miyagawa; Hideaki Ichihara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-05-07
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2018-01-25
Also published as: JP2016211409A; CN107532546A; US10260461B2; JP6327199B2; WO2016178303A1; CN107532546B; US20180119651A1

Abstract

Eine Niedertemperaturkühlvorrichtung, die bei einer Verbrennungsmaschine verwendet wird, enthält eine EGR-Vorrichtung (22), die einen Teil eines Abgases von einer Verbrennungsmaschine (11) zu einer Einlasspassage (12) als ein EGR-Gas zurückführt, einen Niedertemperaturkühlmittelkreislauf (39), der ein Kühlmittel durch einen Zwischenkühler (21), der ein Einlassgas der Verbrennungsmaschine kühlt, einen EGR-Kühler (25), der das EGR-Gas kühlt, und einen Radiator (34) zirkuliert, eine Prognoseeinheit (33, 102, 202, 302), die in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebszustand der Verbrennungsmaschine und/oder einer Außenluftumgebung prognostiziert, ob der EGR-Kühler in einen Zustand gelangt ist, in dem eine Kühlleistung unzureichend ist, während eine Steuerung durchgeführt wird, welche das EGR-Gas durch ein Kühlen des EGR-Gases in dem EGR-Kühler entfeuchtet, und eine Steuereinheit (33, 103, 203, 304, 307, 308), die zumindest eine folgenden Steuerungen durchführt, wenn die Prognoseeinheit prognostiziert, dass der EGR-Kühler in den Zustand gelangt ist, in dem die Kühlleistung unzureichend ist: eine erste Erhöhungssteuerung, die eine Strömungsrate des Kühlmittels erhöht, das in den EGR-Kühler strömt, eine zweite Erhöhungssteuerung, die eine Luftrate eines Kühlerlüfters (44) erhöht, welcher den Radiator kühlt, und eine Verhinderungssteuerung, welche verhindert, dass das EGR-Gas zurückströmt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung basiert auf der am 7. Mai 2015 eingereichten japanischen Patentanmeldung JP 2015-94786 , deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Niedertemperaturkühlvorrichtung, die bei einer Verbrennungsmaschine verwendet wird, die einen Niedertemperaturkühlmittelkreislauf enthält, der ein Kühlmittel durch einen Zwischenkühler, einen EGR-Kühler und einen Radiator zirkuliert.
STAND DER TECHNIK
Eine bei einem Fahrzeug installierte Verbrennungsmaschine ist mit einer EGR-Vorrichtung ausgestattet, die einen Teil eines Abgases zu einer Einlasspassage als EGR-Gas mit dem Ziel zurückführt, das eine Kraftstoffeffizienz verbessert wird, und ein Klopfen sowie eine Emission von Abgas verringert werden. Wenn jedoch EGR-Gas mit einem hohen Wasseranteil zu der Einlasspassage zurückgeführt wird, kann es passieren, dass Kondenswasser erzeugt wird, wenn ein Einlassgas, das eine Mischung aus EGR-Gas und Einlassluft (Frischluft) ist, in einem Zwischenkühler gekühlt wird. Das Kondenswasser birgt die Gefahr, eine Korrosion an einem Metallteil zu verursachen.
Eine Technik zur Beschränkung der Erzeugung von Kondenswasser in dem Zwischenkühler ist beispielsweise in der Patentliteratur 1 beschrieben. Gemäß der offenbarten Lehre ist ein Kühlmittelkreislauf, der ein Kühlmittel durch einen Zwischenkühler und einen EGR-Kühler zirkuliert, ausgebildet, und das Kondenswasser wird gezwungen durch ein Kühlen eines EGR-Gases in dem EGR-Kühler erzeugt. Das Kondenswasser wird in einem Versenkungsabschnitt gesammelt, um das EGR-Gas zu entfeuchten. Das EGR-Gas wird dann in einem EGR-Heizer erhitzt, um eine relative Feuchtigkeit zu verringern, und zu einer Einlasspassage zurückgeführt.
STAND DER TECHNIK DOKUMENTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: JP 2009-174444 A

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben ein neues, nachfolgend aufgezeigtes Problem bei der Durchführung einer Studie zu einem System, das einen Niedertemperaturkühlmittelkreislauf, der ein Kühlmittel durch einen Zwischenkühler, einen EGR-Kühler und einen Radiator bzw. Kühler zirkuliert, festgestellt.
Das heißt, wenn eine Verbrennungsmaschine verzögert wird, verringert sich ein aufgenommener Wärmebetrag des Kühlmittels in dem EGR-Kühler, da eine Strömungsrate eines EGR-Gases sinkt, und ein abgegebener Wärmebetrag des Kühlmittels in dem Radiator bzw. Kühler sinkt, da eine Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt. Das Kühlmittel, das den EGR-Kühler passiert hat, erreicht den Radiator jedoch nach einer Verzögerung, die vergleichbar ist mit einem Volumen von dem EGR-Kühler zu dem Radiator ist. Das Kühlmittel, das den Radiator passiert, nachdem ein abgegebener Wärmebetrag in dem Radiator gesunken ist, ist daher das relativ warme Kühlmittel, das den EGR-Kühler passiert hat, bevor ein aufgenommener Wärmebetrag in dem EGR-Kühler gesunken ist. Eine Temperatur des Kühlmittels, das den Radiator passiert hat, steigt demzufolge kurzzeitig an, nachdem eine Verzögerung begonnen hat, und eine Temperatur des Kühlmittels, das in den EGR-Kühler strömt, steigt dann ebenso kurzzeitig an. Der EGR-Kühler kann daher möglicherweise in einen Zustand kommen, in dem die Kühlleistung kurzzeitig unzureichend ist. Ein EGR-Gas kann daher möglicherweise nicht ausreichend in dem EGR-Kühler während eines Übergangsbetrieb zu einer Beschleunigung der gerade verzögerten Verbrennungsmaschine gekühlt werden, wobei in dem Fall das EGR-Gas möglicherweise nur unzureichend entfeuchtet werden kann und Kondenswasser erzeugt werden kann, wenn ein Einlassgas in dem Zwischenkühler gekühlt wird.
Der vorliegenden Anmeldung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Niedertemperaturkühlvorrichtung auszubilden, die bei einer Verbrennungsmaschine verwendet wird, welche ein Erzeugen von Kondenswasser während eines Übergangbetriebs beschränkt.
Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Anmeldung enthält die bei der Verbrennungsmaschine verwendete Niedertemperaturkühlvorrichtung eine EGR-Vorrichtung, die einen Teil eines Abgases einer Verbrennungsmaschine zu einer Einlasspassage als ein EGR-Gas zurückführt, einen Niedertemperaturkühlmittelkreislauf, der ein Kühlmittel durch einen Zwischenkühler, der ein Einlassgas der Verbrennungsmaschine kühlt, einen EGR-Kühler, der das EGR-Gas kühlt, und einen Radiator zirkuliert, eine Prognoseeinheit, die in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Verbrennungsmaschine und/oder einer Außenluftumgebung prognostiziert, ob der EGR-Kühler in einen Zustand gelangt ist, in dem eine Kühlleistung unzureichend ist, während eine Steuerung, die das EGR-Gas durch ein Kühlen des EGR-Gases in dem EGR-Kühler entfeuchtet, durchgeführt wird, und eine Steuereinheit, die zumindest eine der folgenden Steuerungen durchführt, wenn die Prognoseeinheit prognostiziert, dass der EGR-Kühler in den Zustand gelangt ist, in dem die Kühlleistung unzureichend ist: eine erste Erhöhungssteuerung, die eine Strömungsrate des Kühlmittels erhöht, das in den EGR-Kühler strömt, eine zweite Erhöhungssteuerung, die eine Luftrate eines Kühlerlüfters erhöht, welcher den Radiator kühlt, und eine Verhinderungssteuerung, die verhindert, dass EGR-Gas zurückströmt.
In dem oben Beschriebenen kann eine Verzögerung des Kühlmittels, das nach einem Passieren durch den EGR-Kühler und vor einem Erreichen des Radiators verursacht wird, kürzer sein, indem die erste Erhöhungssteuerung zur Erhöhung der Strömungsrate des in den EGR-Kühler strömenden Kühlmittels durchgeführt wird, wenn prognostiziert wird, dass der EGR-Kühler in einen Zustand gelangt, in dem die Kühlleistung, während einer Steuerung, welche das EGR-Gas durch ein Kühlen des EGR-Gases in dem EGR-Kühler entfeuchtet, in einem Verzögerungsbetrieb der Verbrennungsmaschine, unzureichend ist. Infolge der obigen Konfiguration kann ein Anstieg in der Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers beschränkt werden, indem ein Anstieg einer Ausströmkühlmitteltemperatur des Radiators beschränkt wird, nachdem eine Verzögerung begonnen hat bzw. gestartet wurde. Eine Unannehmlichkeit, dass der EGR-Kühler in einen Zustand gelangt, in dem die Kühlleistung unzureichend ist, kann daher vermieden werden. Das EGR-Gas kann daher ausreichend durch ein ausreichendes Kühlen des EGR-Gases in dem EGR-Kühler während des Übergangsbetriebs entfeuchtet werden, in dem die Maschine nach einer Verzögerung beschleunigt wird. Demzufolge kann eine Erzeugung von Kondenswasser in dem Zwischenkühler beschränkt werden.
Zudem kann eine Verringerung des abgegebenen Wärmebetrags in dem Radiator beschränkt werden, indem die zweite Erhöhungssteuerung durchgeführt wird, um die Luftrate des Lüfterkühlers zu erhöhen, wenn prognostiziert wird, dass der EGR-Kühler in einen Zustand gelangt, in dem die Kühlleistung unzureichend ist, während eine Steuerung, bei der das EGR-Gas durch ein Kühlen des EGR-Gases in dem EGR-Kühler entfeuchtet wird, durchgeführt wird. Infolge der obigen Konfiguration kann ein Anstieg in der Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers beschränkt werden, indem ein Anstieg der Ausströmkühlmitteltemperatur des Radiators beschränkt wird, nachdem eine Verzögerung begonnen hat. Daher kann eine Unannehmlichkeit, dass der EGR-Kühler in einen Zustand gelangt, in dem die Kühlleistung unzureichend ist, vermieden werden. Daher kann das EGR-Gas ausreichend entfeuchtet werden, indem das EGR-Gas ausreichend in dem EGR-Kühler während des Übergangsbetriebs gekühlt wird, in dem die Maschine nach einer Verzögerung beschleunigt wird. Demzufolge kann eine Erzeugung von Kondenswasser in dem Zwischenkühler beschränkt werden.
Die Verhinderungssteuerung, welche verhindert, dass das EGR-Gas zurückströmt, wird darüber hinaus durchgeführt, wenn prognostiziert wird, dass der EGR-Kühler in einen Zustand gelangt, in dem die Kühlleistung in dem Verzögerungsbetrieb der Verbrennungsmaschine unzureichend ist. Selbst wenn der EGR-Kühler in einen Zustand gelangt, in dem die Kühlleistung während des Übergangsbetriebs unzureichend ist, in dem die Maschine nach einer Verzögerung beschleunigt wird, kann eine Erzeugung von Kondenswasser in einem Zwischenkühler beschränkt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obige und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Anmeldung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch verständlicher. Zu den Zeichnungen:
1 ist eine Ansicht, welche eine schematische Konfiguration eines Maschinensteuersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung zeigt;
2 ist eine Ansicht, welche eine schematische Konfiguration eines Niedertemperaturkühlsystems zeigt;
3 zeigt ein Ablaufdiagramm, das verwendet wird, um eine Verschlechterung einer Kühlleistung eines EGR-Kühlers zu beschreiben;
4 ist ein Ablaufdiagramm, das verwendet wird, um einen Effekt der ersten Ausführungsform zu beschreiben;
5 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf eines Kondenswasserbeschränkungssteuerprogramms der ersten Ausführungsform zeigt;
6 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf eines Kondenswasserbeschränkungssteuerprogramms einer zweiten Ausführungsform zeigt; und
7 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf eines Kondenswasserbeschränkungssteuerprogramms einer dritten Ausführungsform zeigt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden konkrete Ausführungsformen zum Ausführen der vorliegenden Anmeldung beschrieben werden.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung wird gemäß 1 bis 6 beschrieben werden.
Eine schematische Konfiguration eines Maschinensteuersystems wird zuerst gemäß 1 beschrieben werden.
Ein Luftfilter 13 ist am weitesten stromaufwärts einer Einlassleitung bzw. Ansaugleitung 12 (Einlasspassage) einer Verbrennungsmaschine 11 (nachfolgend vereinfacht als eine Maschine 11 bezeichnet) angeordnet. Ein Luftmassenmesser 14, der eine Menge von Einlassluft bzw. Ansaugluft erfasst, ist stromabwärts des Luftfilters 13 angeordnet. Dabei ist ein Katalysator 16, wie etwa ein Drei-Wege-Katalysator, der CO, HC und NOx im Abgas reinigt, in einer Auslassleitung 15 der Maschine 11 angeordnet.
Die Maschine 11 ist mit einem Verdichter 17 ausgestattet, der Ansauggas in die Maschine 11 verdichtet. Der Verdichter 17 ist vom Typ einer Abgas-Antriebsturbine. Das Ansauggas kann nur Ansaugluft (Frischluft) sein oder ein Mischgas aus Ansaugluft und einem EGR-Gas. Der Verdichter 17 enthält eine Abgasturbine 18, die stromaufwärts des Katalysators 16 in der Auslassleitung 15 angeordnet ist, und einen Kompressor 19, der stromabwärts der Luftmassenmesser 14 in der Ansaugleitung 12 angeordnet ist. Die Abgasturbine 18 und der Kompressor 19 sind derart verbunden, dass sie als eine Einheit rotieren. Damit verdichtet der Verdichter 17 das Ansauggas in die Maschine 11, unter Verwendung des Kompressors 19, welcher rotierend durch ein rotierendes Antreiben der Abgasturbine 18 mit kinetischer Energie von Abgas angetrieben wird.
Ein Drosselventil 20 ist stromabwärts des Kompressors 19 in der Ansaugleitung 12 angeordnet und ein Öffnungsgrad des Drosselventils 20 wird durch einen Motor (nicht dargestellt) geregelt. Ein Zwischenkühler 21, welcher das Ansauggas kühlt, und ein Spültank (nicht dargestellt) sind integral stromabwärts des Drosselventils 20 angeordnet. Der Zwischenkühler 21 ist vom Typ eines Wasserkühlers. Der Zwischenkühler 21 verwendet ein Kühlmittel und kühlt das Ansauggas, das durch den Verdichter 17 verdichtet worden ist, und daher heiß bzw. erwärmt wird. Daher kann eine In-Zylinder-Ladeeffizienz des Ansauggases erhöht werden, wodurch eine Leistung bzw. Ausgabe der Maschine 11 verbessert werden kann.
Ein Kraftstoffeinspritzventil (nicht dargestellt), das die In-Zylinder-Einspritzung oder Ansaugkanal-Einspritzung durchführt, ist an jedem Zylinder der Maschine 11 befestigt. Zündkerzen (nicht dargestellt) für jeweilige Zylinder sind an einem Zylinderkopf der Maschine 11 befestigt, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in den jeweiligen Zylindern mit einer Funkenentladung durch die jeweiligen Zündkerzen zu zünden.
Eine EGR-Vorrichtung 22, die vom Typ eines LPL (Niederdruckkreislauf) ist, und einen Teil von Abgas von der Auslassleitung 15 zu der Ansaugleitung 12 als EGR-Gas zurückführt, ist bei der Maschine 11 vorgesehen. Die EGR-Vorrichtung 22 enthält eine EGR-Leitung 23, die zwischen einer stromabwärtigen Seite der Abgasturbine 18 in der Auslassleitung 15 (beispielsweise stromabwärts des Katalysators 16) und einer stromaufwärtigen Seite des Kompressors 19 in der Einlassleitung 12 verbunden ist. Ein EGR-Ventil 24, das eine Strömungsrate des EGR-Gases reguliert, ist in der EGR-Leitung 23 angeordnet. Eine Strömungsrate des EGR-Gases, auf welches hierin Bezug genommen wird, meint eine Strömungsrate des EGR-Gases, das die EGR-Leitung 23 (EGR-Vorrichtung 22) passiert hat. Ein EGR-Kühler 25, der das EGR-Gas kühlt, ein Separator 26, der Kondenswasser aus dem EGR-Gas, das den EGR-Kühler 25 passiert hat, separiert und sammelt, und ein EGR-Heizer 27, der das EGR-Gas erhitzt bzw. erwärmt, das den Separator 26 passiert hat, sind ebenso in der EGR-Leitung 23 angeordnet. Der EGR-Kühler 25 ist vom Typ eines Wasserkühlers.
Der EGR-Kühler 25 erzeugt zwingend Kondenswasser, indem er das EGR-Gas mit dem Kühlmittel in einem Niederwassertemperatursystem als dem Kühlmittel des Zwischenkühlers 21 kühlt. Der Separator 26 separiert und sammelt das Kondenswasser in dem EGR-Gas. Das in dem Separator 26 gesammelte Kondenswasser wird zu der Auslassleitung 15 über eine Leitung 28 ausgelassen. Der EGR-Heizer 27 erhitzt das EGR-Gas mit dem Kühlmittel in einem Hochwassertemperatursystem als ein Kühlmittel der Maschine 11, um eine relative Feuchtigkeit des EGR-Gases zu verringern.
Ein Außenlufttemperatursensor 29, der eine Außenlufttemperatur (To) und ein Außenluftfeuchtigkeitssensor 30, der eine Außenluftfeuchtigkeit erfasst, sind an einer Stelle angeordnet, die weniger von der Wärme der Maschine 11 beeinflusst wird, wie etwa stromaufwärts der Einlassleitung 12 oder einer Außenseite der Einlassleitung 12. Ein Ansauggastemperatursensor 31, der eine Temperatur des Ansauggases erfasst, das den Zwischenkühler 21 passiert hat, ist stromabwärts des Zwischenkühlers 21 angeordnet (beispielsweise der Spültank oder ein Einlasssammelrohr). Ein EGR-Gastemperatursensor 32, der eine Temperatur von EGR-Gas erfasst, das den EGR-Kühler 25 passiert hat, ist stromabwärts des EGR-Kühlers 25 angeordnet (beispielsweise zwischen dem EGR-Kühler 25 und dem Separator 26 oder zwischen dem Separator 26 und dem EGR-Heizer 27).
Ausgaben der oben genannten Sensoren werden in eine elektronische Steuereinheit (ECU) 33 eingegeben. Die ECU 33 ist im Wesentlichen aus einem Mikro-Computer ausgebildet und steuert einen Betrag einer Kraftstoffeinspritzung, einen Zündzeitpunkt, einen Drosselöffnungsgrad (Menge der Ansaugluft), und ähnliches in Abhängigkeit mit einem Maschinenbetriebszustand, indem verschiedene in einem internen ROM (Speichermedium) vorgespeicherte Maschinensteuerprogramme durchgeführt werden.
Die ECU 33 berechnet ein Ziel-EGR-Verhältnis in Abhängigkeit eines Maschinenbetriebszustands (beispielsweise einer Maschinendrehzahl und einer Maschinenlast) und steuert einen Öffnungsgrad des EGR-Ventils 24, um das Ziel-EGR-Verhältnis zu erreichen.
Eine schematische Konfiguration eines Niedertemperaturkühlsystems wird nun gemäß 2 beschrieben werden.
Ein Zwischenkühlkanal 37 zum Zirkulieren des Kühlmittels durch den Zwischenkühler 21 und ein EGR-Kühlkanal 38 zum Zirkulieren des Kühlmittels durch den EGR-Kühler 25 sind parallel zwischen einem Einlasskanal 35, der mit einer Einlassöffnung eines Radiators bzw. Kühlers (Niederwassertemperaturradiator) 34 verbunden ist, und einem Auslasskanal 36 verbunden, der mit einer Auslassöffnung des Niederwassertemperaturradiators 34 verbunden ist. Ein Niedertemperaturkühlmittelkreislauf 39, der das Kühlmittel in dem Niederwassertemperaturradiator 34 kühlt, das durch den Zwischenkühler 21 und den EGR-Kühler 25 zirkuliert, ist derart ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Niedertemperaturkühlmittelvorrichtung für die Maschine 11 die EGR-Vorrichtung 22, den Niedertemperaturkühlmittelkreislauf 39 und die ECU 33 auf.
Der Niedertemperaturkühlmittelkreislauf 39 enthält eine Wasserpumpe 40, die an dem Auslasskanal 36 angeordnet ist, und ein Strömungsratensteuerventil 41, das an einem Verzweigungspunkt des Zwischenkühlerkanals 37 und des EGR-Kühlerkanals 38 angeordnet ist. Die Wasserpumpe 40 ist vom Typ eines elektrischen Antriebs. Das Strömungsratensteuerventil 41 wird durch einen Motor oder ähnliches angetrieben und reguliert in Abhängigkeit einer Betriebsposition eines Ventilkörpers ein Strömungsratenverhältnis zwischen dem Kühlmittel, das zu dem Zwischenkühler 21 strömt, und dem Kühlmittel, das in den EGR-Kühler 25 strömt. Das Strömungsratensteuerventil 41 weist eine Selbstrückstellfunktion auf, durch welche der Ventilkörper in eine Richtung zu einer anfänglichen Position gedrückt wird (einer Position, an welcher ein Strömungsratenanteil des Kühlmittels, das in den Zwischenkühler 21 strömt, ein Maximum erreicht), um den Ventilkörper zu der anfänglichen Position zurückzustellen, wenn eine Energieversorgung angehalten wird, so dass der Strömungsratenanteil des Kühlmittels, das in den Zwischenkühler 21 strömt, ein Maximum (beispielsweise 100%) erreicht.
Der Zwischenkühlerkanal 37 ist mit einem ersten Kühlmitteltemperatursensor 42 ausgebildet, der eine Ausströmkühlmitteltemperatur Toic aus dem Zwischenkühler 21 erfasst (eine Temperatur des Kühlmittels, das den Zwischenkühler 21 passiert hat). Der EGR-Kühlerkanal 38 ist mit einem zweiten Kühlmitteltemperatursensor 43 ausgebildet, der eine Ausströmkühlmitteltemperatur Toec des EGR-Kühlers 25 erfasst (eine Temperatur des Kühlmittels, das den EGR-Kühler 25 erfasst hat). Ein elektrischer Kühlerlüfter 44 ist in der Nähe des Niederwassertemperaturradiators 34 angeordnet, um den Radiator bzw. Kühler 34 zu kühlen.
In einem Fall, in dem das EGR-Gas mit einem hohen Wasseranteil zu der Einlassleitung 12 zurückgeführt wird, kann Kondenswasser erzeugt werden, wenn das Ansauggas als eine Mischung des EGR-Gases und der Ansaugluft (Frischluft) in dem Zwischenkühler 21 gekühlt wird. Das Kondenswasser kann möglicherweise eine Korrosion eines Metallteils begünstigen bzw. hervorrufen.
Um eine derartige Unannehmlichkeit zu verhindern, wird das EGR-Gas entfeuchtet, indem Kondenswasser erzwungen erzeugt wird, indem das EGR-Gas in dem EGR-Kühler 25 gekühlt wird und das Kondenswasser in dem EGR-Gas durch den Separator 26 separiert und gesammelt wird. Das EGR-Gas wird dann in dem EGR-Heizer 27 erhitzt, um eine relative Feuchtigkeit zu verringern, und wird zu der Einlassleitung 12 zurückgeführt.
Wenn die Maschine 11 verzögert wird, verringert sich, wie in 3 gezeigt ist, ein aufgenommener Wärmebetrag (Qiec) des Kühlmittels in dem EGR-Kühler 25, wenn eine Strömungsrate des EGR-Gases sinkt und ein abgegebener Wärmebetrag (Qor) des Kühlmittels in dem Radiator 34 verringert sich, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V) sinkt. Das Kühlmittel, das den EGR-Kühler 25 passiert hat, erreicht den Radiator 34 jedoch nach einer Verzögerung, die mit einem Volumen von dem EGR-Kühler 25 zu dem Kühler 34 vergleichbar ist. Das Kühlmittel, das den Radiator 34 passiert, nachdem ein abgegebener Wärmebetrag in dem Radiator 34 gesunken ist, ist daher das relativ warme Kühlmittel, das den EGR-Kühler 25 passiert hat, bevor ein aufgenommener Wärmebetrag in dem EGR-Kühler 25 gesunken ist. Solange keine Gegenmaßnahme getroffen wird, steigt eine Ausströmkühlmitteltemperatur (Tor) des Radiators 34 (eine Temperatur des Kühlmittels, das den Radiator 34 passiert hat) unmittelbar nachdem eine Verzögerung begonnen hat und dann steigt auch eine Einströmkühlmitteltemperatur (Tiec) des EGR-Kühlers 25 (eine Temperatur des Kühlmittels, das in den EGR-Kühler 25 strömt) kurzzeitig an. Der EGR-Kühler 25 kann daher möglicherweise in einen Zustand kommen, in dem eine Kühlleistung kurzzeitig unzureichend ist. Daher kann das EGR-Gas eventuell nicht ausreichend in dem EGR-Kühler 25, während eines Übergangsbetriebs gekühlt werden, in dem die Maschine 11 nach einer Verzögerung beschleunigt wird, wobei in dem Fall das EGR-Gas eventuell nicht ausreichend entfeuchtet sein kann und Kondenswasser eventuell erzeugt werden kann, wenn das Ansauggas in dem Zwischenkühler 21 gekühlt wird. In 3 stellt Qir einen aufgenommen Wärmebetrag des Kühlmittels in dem Radiator 34 dar.
Um eine solche Unannehmlichkeit zu verhindern, wird eine Steuerung wie nachfolgend in der ersten Ausführungsform durchgeführt, indem ein Kondenswasserbeschränkungssteuerprogramm aus 5 unter der Verwendung der ECU 33 durchgeführt wird. Während eine Steuerung, welche das EGR-Gas durch ein Kühlen des EGR-Gases in dem EGR-Kühler 25 entfeuchtet, durchgeführt wird, wird in Abhängigkeit von einem Maschinenbetriebszustand und/oder einer Außenluftumgebung prognostiziert, ob der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem eine Kühlleistung unzureichend ist. Wenn prognostiziert wird, dass der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem die Kühlleistung unzureichend ist, wird eine erste Erhöhungssteuerung, die eine Strömungsrate des Kühlmittels erhöht, das in den EGR-Kühler 25 strömt, und eine zweite Erhöhungssteuerung, die eine Luftrate eines Kühlerlüfters 44 erhöht, durchgeführt.
Indem die erste Erhöhungssteuerung durchgeführt wird, um eine Strömungsrate des Kühlmittels zu erhöhen, das in den EGR-Kühler 25 strömt, kann in Abhängigkeit einer Prognose, dass der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem eine Kühlleistung unzureichend ist, wenn die Maschine 11 verzögert, eine Verzögerung des Kühlmittels, die verursacht wird, nachdem es den EGR-Kühler 25 passiert hat und bevor es den Radiator 34 erreicht, kürzer sein. Infolge der obigen Konfiguration, kann, wie in 4 gezeigt ist, ein Betrag des relativ warmen Kühlmittels, welches den EGR-Kühler 25 passiert hat, bevor ein aufgenommener Wärmebetrag in dem EGR-Kühler 25 sinkt, und den Radiator 34 passiert, nachdem ein abgegebener Wärmebetrag in dem Radiator 34 sinkt, reduziert werden. Ein Anstieg der Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 kann daher durch ein Beschränken eines Anstiegs der Ausströmkühlmitteltemperatur des Radiators 34 beschränkt werden, nachdem eine Verzögerung gestartet wurde bzw. begonnen hat. Demzufolge kann eine Unannehmlichkeit, dass der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem eine Kühlleistung unzureichend ist, vermieden werden.
Indem die zweite Erhöhungssteuerung durchgeführt wird, um die Luftrate des Kühlerlüfters 44 zu erhöhen, kann in Abhängigkeit mit einer Prognose, dass der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem die Kühlleistung unzureichend wird, wenn die Maschine 11 verzögert wird, eine Abnahme des abgegebenen Wärmebetrags in dem Radiator 34 beschränkt werden. Infolge der obigen Konfiguration, kann zudem ein Anstieg der Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 beschränkt werden, indem ein Anstieg einer Ausströmkühlmitteltemperatur des Radiators 34 beschränkt wird, nachdem eine Verzögerung begonnen hat. Eine Unannehmlichkeit, dass der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem die Kühlleistung unzureichend ist, kann daher vermieden werden.
Im Nachfolgenden wird ein Prozessinhalt des Kondenswasserbeschränkungssteuerprogramms aus 5 beschrieben werden, das durch die ECU 33 in der ersten Ausführungsform durchgeführt wird.
Das in 5 abgebildete Konsenswasserbeschränkungssteuerprogramm wird zu vordefinierten Zyklen wiederholt durchgeführt, während eine Steuerung, die das EGR-Gas entfeuchtet durchgeführt wird, indem das EGR-Gas in dem EGR-Kühler 25 gekühlt wird. Wenn das Programm gestartet wird, werden ein Maschinenbetriebszustand (beispielsweise eine Maschinenlast, eine Maschinendrehzahl, eine Strömungsrate von EGR-Gas und eine Ausströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25) und eine Außenluftumgebung (beispielsweise eine Außenlufttemperatur und eine Außenluftfeuchtigkeit) zuerst in 101 erhalten werden.
Nachfolgend erfolgt ein Fortschreiten zu 102, in dem prognostiziert wird, ob der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem eine Kühlleistung unzureichend ist, indem prognostiziert wird, ob die Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühler 25 einen zulässigen oberen Grenzwert (Luti) übersteigt. Der Prozess in 102 fungiert als eine Prognoseeinheit.
Die Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 wird dabei in Abhängigkeit von beispielsweise einem oder zwei oder mehreren einer Maschinenlast, einer Maschinendrehzahl, einer Strömungsrate des EGR-Gases und einer Ausströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 prognostiziert. Der zulässige obere Grenzwert (beispielsweise ein oberer Grenzwert der Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25, welcher notwendig ist, um eine benötigte Kühlleistung des EGR-Kühler 25 sicherzustellen) wird in Abhängigkeit mit einer Außenlufttemperatur und einer Außenluftfeuchtigkeit eingestellt. Ob die Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 den zulässigen oberen Grenzwert überschreitet, wird in Abhängigkeit prognostiziert, ob ein Prognosewert der Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 größer als der zulässige obere Grenzwert ist.
Wenn in 102 prognostiziert wird, dass die Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 den zulässigen oberen Grenzwert nicht übersteigt, wird prognostiziert, dass der EGR-Kühler 25 nicht in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist. Daher wird das Programm ohne einen Prozess in 103 durchzuführen beendet.
Wenn in 102 prognostiziert wird, dass die Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 den zulässigen oberen Grenzwert übersteigt, wird dabei prognostiziert, dass der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist. Daher erfolgt ein Fortschreiten zu 103, in dem die erste Erhöhungssteuerung, die eine Strömungsrate der Kühlmittelströmung in den EGR-Kühler 25 erhöht, und die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfters 44 erhöht, durchgeführt werden. Der Prozess in 103 fungiert als eine Steuereinheit.
In der ersten Erhöhungssteuerung, die eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht, wird eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht, indem das Strömungsratensteuerventil 41 derart gesteuert wird, so dass ein Strömungsratenanteil des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht wird, oder indem die Wasserpumpe 40 derart gesteuert wird, so dass eine Auslassmenge aus der Wasserpumpe 40 erhöht wird. Eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels kann in Abhängigkeit mit einem Maschinenbetriebszustand und einer Außenluftumgebung gesteuert werden.
In der zweiten Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfters 44 erhöht, wird die Luftrate des Kühlerlüfters 44 erhöht, indem der Kühlerlüfter 44 aus dem Ruhezustand in einen Rotationszustand versetzt wird oder der Kühlerlüfter 44 in eine höhere Drehzahl versetzt wird. Die Luftrate des Kühlerlüfters 44 kann in Abhängigkeit mit einem Maschinenbetriebszustand und einer Außenluftumgebung gesteuert wird.
In der ersten oben beschriebenen Ausführungsform werden die erste Erhöhungssteuerung, die eine Strömungsrate des Kühlmittels, das in den EGR-Kühler 25 strömt und die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfter 44 erhöht, durchgeführt, wenn prognostiziert wird, dass der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist, während eine Steuerung, die das EGR-Gas entfeuchtet, indem das EGR-Gas in dem EGR-Kühler 25 gekühlt wird, durchgeführt wird. Infolge der obigen Konfiguration kann ein Anstieg in der Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 beschränkt werden, indem ein Anstieg der Ausströmkühlmitteltemperatur des Radiators 34 beschränkt wird, nachdem eine Verzögerung begonnen hat bzw. gestartet wurde. Daher kann eine Unannehmlichkeit, dass der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist, vermieden werden. Daher kann das EGR-Gas ausreichend durch ein ausreichendes Kühlen des EGR-Gases in dem EGR-Kühler 25 während des Übergangsbetriebs entfeuchtet werden, in dem die Maschine 11 beschleunigt wird, nachdem sie verzögert wurde. Daher kann ein Erzeugen von Kondenswasser in dem Zwischenkühler 21 beschränkt werden.
Es wird in der ersten Ausführungsform prognostiziert, dass der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist, wenn prognostiziert wird, dass die Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 den zulässigen oberen Grenzwert übersteigt. Daher kann genau prognostiziert werden, ob der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist.
In der ersten Ausführungsform wird die Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 in Abhängigkeit von Betriebszustandsparametern, wie etwa einer Maschinenlast, einer Maschinendrehzahl, einer Strömungsrate des EGR-Gases und einer Ausströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühler 25 prognostiziert. Da sich die Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 mit den vorangestellten Betriebszustandsparametern verändert, kann die Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 genau unter Verwendung der vorangestellten Betriebszustandsparameter prognostiziert werden. Der zulässige obere Grenzwert wird auch in Abhängigkeit der Außenlufttemperatur und einer Außenluftfeuchtigkeit eingestellt. Der zulässige obere Grenzwert der Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 variiert mit der benötigten Kühlleistung des EGR-Kühlers 25, welche mit einer Außenlufttemperatur und einer Außenluftfeuchtigkeit variiert. Indem eine Außenlufttemperatur und eine Außenluftfeuchtigkeit verwendet werden, kann daher der obere Grenzwert in geeigneter Weise eingestellt werden.
In der ersten Ausführungsform sind der Separator 26, welcher Kondenswasser in dem EGR-Gas separiert und sammelt, welches den EGR-Kühler 25 passiert hat, und der EGR-Kühler 27, der das EGR-Gas erwärmt, das den Separator 26 passiert hat, ausgebildet. Daher kann ein Effekt zur Beschränkung der Erzeugung von Kondenswasser in dem Zwischenkühler 21 verbessert werden.
In der ersten Ausführungsform werden sowohl die erste Erhöhungssteuerung, die eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht, und eine zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfter 44 erhöht, durchgeführt, wenn prognostiziert wird, dass die Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühler 25 den oberen zulässigen Grenzwert übersteigt (d.h., wenn prognostiziert wird, dass der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist). Die vorliegende Anmeldung ist jedoch nicht auf die obige Konfiguration beschränkt und es kann eine auch nur eine der ersten Erhöhungssteuerung, welche eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht, und der zweiten Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Lüfterkühler 44 erhöht, durchgeführt werden.
(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung wird nun unter Verwendung von 6 beschrieben werden. Eine Beschreibung von Abschnitten, die im Wesentlichen die gleichen wie ihre Entsprechungen der ersten obigen Ausführungsform sind, wird vereinfacht oder weggelassen und das Nachfolgende wird hauptsächlich einen Abschnitt beschreiben, der von der ersten Ausführungsform verschieden ist.
In der zweiten Ausführungsform wird prognostiziert, dass ein EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist, wenn eine Maschine 11 einen vordefinierten Verzögerungsbetrieb erreicht, indem ein Kondenswasserbeschränkungssteuerprogramm aus 6 unter Verwendung der ECU 33 durchgeführt wird.
In dem Kondenswasserbeschränkungssteuerprogramm aus 6 werden ein Maschinenbetriebszustand und eine Außenluftumgebung zuerst in 201 erhalten.
Nachfolgend erfolgt ein Fortschreiten zu 202, in dem prognostiziert wird, ob der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist (d.h., ob die Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühler 25 den zulässigen oberen Grenzwert übersteigt), indem bestimmt wird, ob die Maschine 11 in dem vordefinierten Verzögerungsbetrieb ist. Ob die Maschine 11 in dem vordefinierten Verzögerungsbetrieb ist, wird beispielsweise in Abhängigkeit davon bestimmt, ob ein Abnahmebetrag der Maschinenlast oder Maschinendrehzahl pro vordefinierter Zeiteinheit bei oder über einem vordefiniertem Wert liegt.
Wenn in 202 bestimmt wird, dass die Maschine 11 nicht in dem vordefinierten Verzögerungsbetrieb ist, wird prognostiziert, dass der EGR-Kühler 25 in keinen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist. Daher wird das Programm ohne ein Durchführen des Prozesses in 203 beendet.
Wenn dabei in 202 bestimmt wird, dass die Maschine 11 in dem vordefinierten Verzögerungsbetrieb ist, wird prognostiziert, dass der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist. Daher erfolgt ein Fortschreiten zu 203, in dem die erste Erhöhungssteuerung, die eine Strömungsrate eines in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht, und eine zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfter 44 erhöht, durchgeführt werden. Der Prozess in 202 fungiert als eine Prognoseeinheit und der Prozess in 203 fungiert als eine Steuereinheit.
In der zweiten oben beschriebenen Ausführungsform wird prognostiziert, dass der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist, wenn die Maschine 11 den vordefinierten Verzögerungsbetrieb erreicht. Daher kann leicht prognostiziert werden, ob der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist.
In der zweiten Ausführungsform werden sowohl die erste Erhöhungssteuerung, welche eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht, und die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfter 44 erhöht, durchgeführt, wenn die Maschine 11 den vordefinierten Verzögerungsbetrieb erreicht (d.h., wenn prognostiziert wird, dass der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist). Die vorliegende Anmeldung ist jedoch nicht auf die obige Konfiguration beschränkt und es kann nur eine der erste Erhöhungssteuerung, welche eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht, und die zweite Erhöhungsteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfter 44 erhöht, durchgeführt werden.
(Dritte Ausführungsform)
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung wird nun unter Verwendung von 7 beschrieben. Eine Beschreibung von im Wesentlichen gleichen Entsprechungen der ersten obigen Ausführungsform wird vereinfacht oder weggelassen und das Nachfolgende wird hauptsächlich einen Abschnitt beschreiben, der von der ersten Ausführungsform verschieden ist.
In der dritten Ausführungsform wird eine Verhinderungssteuerung durchgeführt, welche verhindert, dass EGR-Gas zurückströmt, indem ein Kondenswasserbeschränkungssteuerprogramm aus 7 unter Verwendung der ECU 33 durchgeführt wird, wenn weder die erste Erhöhungssteuerung, welche eine Strömungsrate eines in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht, oder die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfter 44 erhöht, aktiviert ist.
In dem Kondenswasserbeschränkungssteuerprogramm aus 7 werden ein Maschinenbetriebszustand und eine Außenluftumgebung zuerst in 301 erhalten.
Nachfolgend erfolgt ein Fortschreiten zu 302, in dem prognostiziert wird, ob der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist, indem prognostiziert wird, ob die Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühler 25 den zulässigen oberen Grenzwert übersteigt.
Wenn in 302 prognostiziert wird, dass die Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 den zulässigen oberen Grenzwert übersteigt, wird prognostiziert, dass der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist. Daher erfolgt ein Fortschreiten zu 303, in dem in Abhängigkeit beispielsweise eines Zustands einer Wasserpumpe 40, eines Zustands eines Strömungsratensteuerventils 41 und eine Zustands einer Batterie (nicht dargestellt) bestimmt wird, ob die erste Erhöhungssteuerung, welche eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht, aktiviert ist. Der Prozess in 302 fungiert als eine Prognoseeinheit.
Wenn in 303 bestimmt wird, dass die erste Erhöhungssteuerung, welche eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht, aktiviert ist, erfolgt ein Fortschreiten zu 304, in dem die erste Erhöhungssteuerung, welche eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht, durchgeführt wird. Der Prozess in 403 fungiert als eine Steuereinheit.
Nachfolgend erfolgt ein Fortschritt zu 305, in dem beispielsweise in Abhängigkeit eines Zustands des Kühlerlüfter 44 und eines Zustands der Batterie (nicht dargestellt) bestimmt wird, ob die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfter 44 erhöht, aktiviert ist.
Wenn in 305 bestimmt wird, dass die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfter 44 erhöht, aktiviert ist, erfolgt ein Fortschreiten zu 307, in dem die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfters 44 erhöht, durchgeführt wird. D.h., sowohl die erste Erhöhungssteuerung, welche eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht, und die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfter 44 erhöht, werden durchgeführt.
Wenn in 305 im Gegenteil bestimmt wird, dass die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfter 44 erhöht, inaktiv ist, wird das Programm beendet, ohne dass die zweite Erhöhungssteuerung zum Erhöhen der Luftrate des Kühlerlüfter 44 durchgeführt wird. D.h., es wird nur die erste Erhöhungssteuerung durchgeführt, welche eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht.
Wenn in 303 bestimmt wird, dass die erste Erhöhungssteuerung, die eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht, inaktiv ist, wird dabei ein Fortschreiten zu 306 durchgeführt, in dem bestimmt wird, ob die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfter 44 erhöht, aktiv ist.
Wenn in 306 bestimmt wird, dass die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfters 44 erhöht, aktiv ist, erfolgt ein Fortschritt zu 307, in dem die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfter 44 erhöht, durchgeführt wird. D.h., es wird nur die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfters 44 erhöht, durchgeführt. Der Prozess in 307 fungiert als die Steuereinheit.
Wenn im Gegenteil in 306 bestimmt wird, dass die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfters 44 erhöht, nicht aktiv ist bzw. inaktiv ist, d.h., wenn weder die erste Erhöhungssteuerung, welche eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht, noch die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfter 44 erhöht, aktiv ist, erfolgt ein Fortschritt zu 308, in dem die Verhinderungssteuerung, welche verhindert, dass das EGR-Gas zurück strömt, durchgeführt wird. In der Verhinderungssteuerung, welche verhindert, dass das EGR-Gas zurück strömt, wird eine Strömungsrate des EGR-Gases, das zu einer Einlassleitung 12 zurückgeführt wird, auf Null reduziert, indem ein EGR-Ventil 24 geschlossen bleibt. Hier wird verhindert, dass das EGR-Gas zurückströmt, bis eine vordefinierte Zeit (beispielsweise eine Zeit, welche benötigt wird, dass die Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 auf oder unter den zulässigen oberen Grenzwert fällt) verstrichen ist. Alternativ kann verhindert werden, dass das EGR-Gas zurückströmt, bis eine Zeitspanne, während welcher die Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühler 25 bei oder über einem vordefinierten Wert liegt (beispielsweise dem zulässigen oberen Grenzwert oder einer Temperatur bei einem Wert, der etwa unter dem zulässigen oberen Grenzwert liegt) abgeschlossen bzw. abgelaufen ist. Der Prozess in 308 fungiert als die Steuereinheit.
In der dritten oben beschriebenen Ausführungsform wird die Verhinderungssteuerung, welche verhindert, dass das EGR-Gas zurückströmt, durchgeführt, wenn prognostiziert wird, dass der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist. Aufgrund der obigen Konfiguration kann verhindert werden, dass das EGR-Gas zurück in die Einlassleitung 12 strömt, indem die Verhinderungssteuerung durchgeführt wird, um das EGR-Gas in Abhängigkeit einer Prognose, dass der EGR-Kühler in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend ist, wenn die Maschine 11 verzögert wird, daran zu hindern, zurückzuströmen. Selbst wenn der EGR-Kühler in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung während der Übergangsphase unzureichend wird, in der die Maschine 11 beschleunigt wird, nachdem sie verzögert wurde, kann eine Erzeugung von Kondenswasser in einem Zwischenkühler 21 beschränkt werden.
In der dritten Ausführungsform wird die Verhinderungssteuerung, die verhindert, dass das EGR-Gas zurückströmt, durchgeführt, wenn weder die erste Erhöhungssteuerung, welche eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht, noch die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfter 44 erhöht, aktiviert ist. Aufgrund der obigen Konfiguration wird verhindert, dass das EGR-Gas so wenig wie möglich zurückströmt, wenn der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem seine Kühlleistung unzureichend wird.
In der dritten Ausführungsform wird die Verhinderungssteuerung, die verhindert, dass das EGR-Gas zurückströmt, durchgeführt, indem verhindert wird, dass das EGR-Gas zurückströmt, bis eine vordefinierte Zeit verstrichen ist, oder eine vordefinierte Zeitspanne, während welcher eine Temperatur des Kühlmittels, das in den EGR-Kühler strömt, bei oder über einem vordefinierten Wert liegt, abgelaufen ist. Nach einer obigen Konfiguration kann eine Unannehmlichkeit, dass das EGR-Gas länger als notwendig daran gehindert wird zurückzuströmen, verhindert werden.
In der dritten Ausführungsform wird prognostiziert, ob der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem die Kühlleistung unzureichend ist, indem prognostiziert wird, ob die Einströmkühlmitteltemperatur des EGR-Kühlers 25 den zulässigen oberen Grenzwert überschreitet. Die vorliegende Anmeldung ist jedoch nicht auf die obige Konfiguration beschränkt und es kann prognostiziert werden, ob der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem die Kühlleistung unzureichend ist, indem bestimmt wird, ob die Maschine 11 in dem vordefiniertem Verzögerungsbetrieb ist.
In der dritten Ausführungsform wird die Verhinderungssteuerung, welche verhindert, dass das EGR-Gas zurückströmt, in Abhängigkeit mit einer Prognose, ob der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem die Kühlleistung unzureichend ist, nur durchgeführt, wenn weder die erste Erhöhungssteuerung, welche eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler strömenden Kühlmittels erhöht, noch die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfter 44 erhöht, aktiviert ist. Die vorliegende Anmeldung ist jedoch nicht auf die obige Konfiguration beschränkt, und die Verhinderungssteuerung, welche verhindert, dass das EGR-Gas zurückströmt, kann immer dann durchgeführt werden, wenn prognostiziert wird, dass der EGR-Kühler 25 in einen Zustand gelangt, in dem die Kühlleistung unzureichend ist, ohne das bestimmt wird, ob die erste Erhöhungssteuerung, welche eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels erhöht, und die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfters 44 erhöht, aktiviert ist.
In den jeweiligen ersten bis dritten obigen Ausführungsformen wird das Strömungsratensteuerventil 41 an einem Verzweigungspunkt des Zwischenkühlerkanals 37 und des EGR-Kühlerkanals 38 ausgebildet. Die vorliegende Anmeldung ist jedoch nicht auf die obige Konfiguration beschränkt. Das Strömungsratensteuerventil 41 kann beispielsweise an dem Zwischenkühlerkanal 37 ausgebildet sein, um ein Strömungsratenverhältnis zwischen dem in den Zwischenkühler 21 strömenden Kühlmittels und dem in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels zu regulieren, indem eine Strömungsrate des in den Zwischenkühler 21 strömenden Kühlmittels durch das Strömungsratensteuerventil 41 reguliert wird. Das Strömungsratensteuerventil 41 kann im Gegensatz hierzu an dem EGR-Kühlerkanal 38 ausgebildet sein, um ein Strömungsratenverhältnis zwischen dem in den Zwischenkühler 21 strömenden Kühlmittel und dem in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittel zu regulieren, indem eine Strömungsrate des in den EGR-Kühler 25 strömenden Kühlmittels durch das Strömungsratensteuerventil 41 reguliert wird.
In den jeweiligen ersten bis dritten obigen Ausführungsformen können durch die ECU 33 durchgeführte Funktionen (beispielsweise eine Funktion wie die der Steuereinheit und eine Funktion wie die der Sicherheitssteuereinheit) entweder teilweise oder insgesamt als Hardware ausgeführt sein, indem eine oder mehrere IC oder ähnliches verwendet werden.
Während die vorliegende Anmeldung mit Bezug zu den hierin genannten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es ersichtlich, dass sich die Anmeldung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt. Die vorliegende Anmeldung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen umfassen. Zudem sind neben den verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen auch andere Kombinationen und Konfigurationen, welche mehrere, wenige oder nur ein einziges Element enthalten, ebenso innerhalb des Grundgedankens und Umfangs der vorliegenden Anmeldung.

Claims

Niedertemperaturkühlvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine, aufweisend: eine EGR-Vorrichtung (22), die einen Teil eines Abgases einer Verbrennungsmaschine (11) zu einer Einlasspassage (12) als ein EGR-Gas zurückführt; einen Niedertemperaturkühlmittelkreislauf (39), der ein Kühlmittel durch einen Zwischenkühler (21), der ein Einlassgas der Verbrennungsmaschine kühlt, einen EGR-Kühler (25), der das EGR-Gas kühlt, und einen Radiator (34) zirkuliert; eine Prognoseeinheit (33, 102, 202, 302), die in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Verbrennungsmaschine und/oder einer Außenluftumgebung prognostiziert, ob der EGR-Kühler in einen Zustand gelangt ist, in dem eine Kühlleistung unzureichend ist, während eine Steuerung, die das EGR-Gas durch ein Kühlen des EGR-Gases in dem EGR-Kühler entfeuchtet, durchgeführt wird; und eine Steuereinheit (33, 103, 203, 304, 307, 308), die zumindest eine der folgenden Steuerungen durchführt, wenn die Prognoseeinheit prognostiziert, dass der EGR-Kühler in den Zustand gelangt ist, in dem die Kühlleistung unzureichend ist: eine erste Erhöhungssteuerung, die eine Strömungsrate des Kühlmittels erhöht, das in den EGR-Kühler strömt, eine zweite Erhöhungssteuerung, die eine Luftrate eines Kühlerlüfters (44) erhöht, welcher den Radiator kühlt, und eine Verhinderungssteuerung, die verhindert, dass das EGR-Gas zurückströmt.
Niedertemperaturkühlvorrichtung für die Verbrennungsmaschine nach Anspruch 1, wobei: die Prognoseeinheit prognostiziert, dass der EGR-Kühler in den Zustand gelangt, in dem die Kühlleistung unzureichend ist, wenn prognostiziert wird, dass eine Temperatur des Kühlmittels, das in den EGR-Kühler strömt, einen zulässigen oberen Grenzwert überschreitet.
Niedertemperaturkühlvorrichtung für die Verbrennungsmaschine nach Anspruch 1, wobei: die Prognoseeinheit prognostiziert, dass der EGR-Kühler in den Zustand gelangt, in dem die Kühlleistung unzureichend ist, wenn die Verbrennungsmaschine einen vordefinierten Verzögerungsbetrieb erreicht.
Niedertemperaturkühlvorrichtung für die Verbrennungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: die Prognoseeinheit zumindest einen der folgenden Betriebszustände als den Betriebszustand der Verbrennungsmaschine verwendet: eine Drehzahl der Verbrennungsmaschine, eine Last der Verbrennungsmaschine, einer Strömungsrate des EGR-Gases, und eine Temperatur des Kühlmittels, welches den EGR-Kühler passiert hat.
Niedertemperaturkühlvorrichtung für die Verbrennungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Prognoseeinheit eine Außenlufttemperatur und/oder eine Außenluftfeuchtigkeit als die Außenluftumgebung verwendet.
Niedertemperaturkühlvorrichtung für die Verbrennungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: die Steuereinheit die Verhinderungssteuerung durchführt, um zu verhindern, dass das EGR-Gas zurückströmt, wenn weder die erste Erhöhungssteuerung, welche die Strömungsrate des Kühlmittels erhöht, das in den EGR-Kühler strömt, noch die zweite Erhöhungssteuerung, welche die Luftrate des Kühlerlüfters erhöht, aktiviert ist.
Niedertemperaturkühlvorrichtung für die Verbrennungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: wenn die Steuereinheit die Verhinderungssteuerung durchführt, um zu verhindern, dass das EGR-Gas zurückströmt, indem verhindert wird, dass das EGR-Gas zurückströmt, die Steuereinheit verhindert, dass das EGR-Gas zurückströmt bis eine vordefinierte Zeit verstrichen ist oder bis eine Zeitspanne, während der eine Temperatur des Kühlmittels, welches in den EGR-Kühler strömt, bei oder über einem vordefinierten Wert liegt, abgelaufen ist.
Niedertemperaturkühlmittelvorrichtung für die Verbrennungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter aufweisend: einen Separator (26), welcher ein Kondenswasser in dem EGR-Gas, welches den EGR-Kühler passiert hat, separiert und sammelt; und einen EGR-Heizer (27), der das EGR-Gas, welches den Separator passiert hat, aufheizt.