JP2020063722A - Estimation apparatus, estimation method, and warning device - Google Patents

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Abstract

To effectively estimate a condensed water amount remaining within a cylinder.SOLUTION: An estimation apparatus for a condensed water amount remaining within a cylinder C of an engine 10 that includes an EGR device 50 includes: a water temperature sensor 92 for obtaining a cooling water temperature; an accelerator opening degree sensor 90 for obtaining a fuel injection amount; a generation amount computation part 110 for computing a condensed water generation amount generated within the cylinder C on the basis of a cooling water temperature obtained when the engine 10 is stopped and an EGR ratio at right before the engine 10 is stopped; a removal amount computation part 120 for computing a condensed water removal amount removed from the cylinder C on the basis of a fuel injection amount and a cooling water temperature obtained between starting and stopping of the engine 10; and total condensed water amount computation part 130 for computing a total condensed water amount remaining in the cylinder C by adding the computed condensed water generation amount and condensed water removal amount.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、推定装置、推定方法及び、警告装置に関し、特に、排気再循環装置（Exhaust Gas Recirculation System以下、ＥＧＲ装置）を備えるエンジンの推定装置、推定方法及び、警告装置に関する。   The present disclosure relates to an estimation device, an estimation method, and a warning device, and more particularly to an estimation device, an estimation method, and a warning device for an engine including an exhaust gas recirculation system (hereinafter referred to as an EGR device).

一般的に、この種のＥＧＲ装置は、エンジンの排気系と吸気系とを接続するＥＧＲ通路を備えており、該ＥＧＲ通路から排気の少なくとも一部を吸気系に再循環させることにより排気中に含まれるＮＯｘを低減するように構成されている（例えば、特許文献１，２等参照）。   Generally, this type of EGR device includes an EGR passage that connects an exhaust system and an intake system of an engine, and at least a part of the exhaust gas is recirculated from the EGR passage to the intake system to be introduced into the exhaust system. It is configured to reduce the contained NOx (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開２０１８−１０５１８９号公報JP, 2018-105189, A 特開２０１２−１８８９４４号公報JP2012-188944A

ところで、車両が、例えば短距離移動を繰り返し、これに伴いエンジンが頻繁に始動／停止を繰り返すと、ＥＧＲガスに含まれる水蒸気が低温時に液化することにより生成される凝縮水がシリンダ内に残留する場合がある。このような腐食性の凝縮水がシリンダ内に残留した状態で放置されると、エンジン内部の腐食や破損を引き起こすといった課題がある。このため、シリンダ内に残留する凝縮水量を推定し、該凝縮水量が所定量を超えた場合には、適宜に警告を行うことが望ましい。   By the way, when the vehicle repeatedly moves for a short distance, for example, and the engine frequently starts / stops accordingly, condensed water produced by liquefying the water vapor contained in the EGR gas at a low temperature remains in the cylinder. There are cases. If such corrosive condensed water is left in the cylinder in a state of being left behind, there is a problem in that the engine may be corroded or damaged. For this reason, it is desirable to estimate the amount of condensed water remaining in the cylinder and to give an appropriate warning when the amount of condensed water exceeds a predetermined amount.

本開示の技術は、シリンダ内に残留する凝縮水量を効果的に推定することを目的とする。   The technique of the present disclosure aims to effectively estimate the amount of condensed water remaining in a cylinder.

本開示の装置は、排気再循環装置を備えるエンジンのシリンダ内に残留する凝縮水量の推定装置であって、前記エンジンの冷却水温を取得する水温取得手段と、前記エンジンの燃料噴射量を取得する噴射量取得手段と、前記エンジンの停止時に取得される前記冷却水温と、前記エンジンの停止直前における前記排気再循環装置の排気再循環率又は排気再循環量とに基づいて、前記シリンダ内に生成される凝縮水生成量を演算する生成量演算手段と、前記エンジンの始動から停止までの期間に取得される前記燃料噴射量と前記冷却水温とに基づいて、前記シリンダ内から除去される凝縮水除去量を演算する除去量演算手段と、演算される前記凝縮水生成量と前記凝縮水除去量とを積算することにより、前記シリンダ内に残留する総凝縮水量を演算する総凝縮水量演算手段と、を備えることを特徴とする。   The device of the present disclosure is a device for estimating the amount of condensed water remaining in a cylinder of an engine equipped with an exhaust gas recirculation device, and a water temperature acquisition means for acquiring a cooling water temperature of the engine and a fuel injection amount of the engine. Generated in the cylinder based on an injection amount acquisition means, the cooling water temperature acquired when the engine is stopped, and an exhaust gas recirculation rate or an exhaust gas recirculation amount of the exhaust gas recirculation device immediately before the engine is stopped. Generated amount calculating means for calculating the generated amount of condensed water, and the condensed water removed from the inside of the cylinder based on the fuel injection amount and the cooling water temperature acquired during the period from the start to the stop of the engine. The total amount of condensed water remaining in the cylinder is calculated by adding up the calculated amount of condensed water and the calculated amount of condensed water that have been calculated, and a calculated amount of calculated condensed water. Characterized in that it comprises a total amount of condensed water calculating means, the for.

また、前記エンジンの吸気温度を取得する吸気温度取得手段をさらに備え、前記生成量演算手段は、前記エンジンの停止時に取得される前記冷却水温と、前記エンジンの停止直前における前記排気再循環率又は前記排気再循環量と、前記エンジンの停止時に取得される前記吸気温度に応じた補正係数とに基づいて、前記凝縮水生成量を演算することが好ましい。   Further, it further comprises an intake air temperature acquisition means for acquiring an intake air temperature of the engine, the generation amount calculation means, the cooling water temperature acquired when the engine is stopped, and the exhaust gas recirculation rate immediately before the engine is stopped or It is preferable that the condensed water generation amount be calculated based on the exhaust gas recirculation amount and a correction coefficient obtained according to the intake air temperature obtained when the engine is stopped.

本開示の方法は、排気再循環装置を備えるエンジンのシリンダ内に残留する凝縮水量の推定方法であって、前記エンジンの停止時に取得される前記エンジンの冷却水温と、前記エンジンの停止直前における前記排気再循環装置の排気再循環率又は排気再循環量とに基づいて、前記シリンダ内に生成される凝縮水生成量を演算し、前記エンジンの始動から停止までの期間に取得される前記エンジンの燃料噴射量と冷却水温とに基づいて、前記シリンダ内から除去される凝縮水除去量を演算し、演算される前記凝縮水生成量と前記凝縮水除去量とを積算することにより、前記シリンダ内に残留する総凝縮水量を演算することを特徴とする。   The method of the present disclosure is a method for estimating the amount of condensed water remaining in a cylinder of an engine including an exhaust gas recirculation device, the cooling water temperature of the engine being acquired when the engine is stopped, and the temperature immediately before the engine is stopped. Based on the exhaust gas recirculation rate or the exhaust gas recirculation amount of the exhaust gas recirculation device, the amount of condensed water generated in the cylinder is calculated, and the engine is acquired during the period from the start to the stop of the engine. Based on the fuel injection amount and the cooling water temperature, the amount of condensed water removed from the inside of the cylinder is calculated, and the calculated amount of condensed water generated and the amount of condensed water removed are integrated to obtain the inside of the cylinder. It is characterized in that the total amount of condensed water remaining in is calculated.

本開示の装置は、前記推定装置を備える警告装置であって、演算される前記総凝縮水量が所定の上限閾値に達すると、運転者に前記エンジンの暖機運転を促す警告を行う警告手段を備えることを特徴とする。   The device of the present disclosure is a warning device including the estimation device, and when the calculated total amount of condensed water reaches a predetermined upper limit threshold, a warning unit that warns a driver to warm up the engine. It is characterized by being provided.

本開示の技術によれば、シリンダ内に残留する凝縮水量を効果的に推定することができる。   According to the technique of the present disclosure, the amount of condensed water remaining in the cylinder can be effectively estimated.

本実施形態に係る車両に搭載されたエンジンの吸排気系を示す模式的な全体構成図である。FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram showing an intake / exhaust system of an engine mounted on a vehicle according to the present embodiment. 本実施形態に係る電子制御ユニット及び関連する構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the electronic control unit and related structure which concern on this embodiment. 本実施形態に係る凝縮水生成量マップの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the condensed water production amount map which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る補正係数マップの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the correction coefficient map which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る凝縮水除去量マップの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the condensed water removal amount map which concerns on this embodiment.

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る推定装置、推定方法及び、警告装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, an estimation device, an estimation method, and a warning device according to the present embodiment will be described based on the attached drawings. The same parts are designated by the same reference numerals and have the same names and functions. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図１は、本実施形態に係る車両１に搭載されたエンジン１０の吸排気系を示す模式的な全体構成図である。   FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram showing an intake / exhaust system of an engine 10 mounted on a vehicle 1 according to the present embodiment.

エンジン１０のシリンダヘッド１１には、シリンダＣ内に吸気を導入する吸気ポート１１Ａ及び、シリンダＣ内から排気を導出する排気ポート１１Ｂが設けられている。また、シリンダヘッド１１には、図示しない動弁機構により開閉作動する吸気バルブ１２及び、排気バルブ１４が設けられている。さらに、シリンダヘッド１１には、シリンダＣ内に燃料を直噴するインジェクタ１５が設けられている。インジェクタ１５の燃料噴射量や噴射タイミングは、電子制御ユニット（Electric Control Unit；以下、ＥＣＵ）１００から入力される指示信号に応じて制御される。   The cylinder head 11 of the engine 10 is provided with an intake port 11A for introducing intake air into the cylinder C and an exhaust port 11B for exhausting exhaust gas from the cylinder C. Further, the cylinder head 11 is provided with an intake valve 12 and an exhaust valve 14 which are opened and closed by a valve mechanism (not shown). Further, the cylinder head 11 is provided with an injector 15 for directly injecting fuel into the cylinder C. The fuel injection amount and injection timing of the injector 15 are controlled according to an instruction signal input from an electronic control unit (ECU) 100.

シリンダヘッド１１の下部には、シリンダブロック１６が設けられている。また、シリンダブロック１６には、ピストンＰを往復移動自在に収容するシリンダＣが設けられている。ピストンＰには、コネクティングロッドＣＲやクランクアームＣＡ等を介してクランクシャフトＣＳが連結されており、ピストンＰの往復運動が回転運動に変換されてクランクシャフトＣＳに伝達されるようになっている。   A cylinder block 16 is provided below the cylinder head 11. Further, the cylinder block 16 is provided with a cylinder C that accommodates the piston P so as to be reciprocally movable. A crankshaft CS is connected to the piston P via a connecting rod CR, a crank arm CA, etc., and the reciprocating motion of the piston P is converted into rotational motion and transmitted to the crankshaft CS.

なお、図示の関係上、図１にはエンジン１０の複数気筒のうち１気筒のみを示し、他の気筒については図示を省略している。エンジン１０は、複数気筒又は単気筒の何れであってもよい。   For the sake of illustration, only one cylinder of the plurality of cylinders of the engine 10 is shown in FIG. 1, and the other cylinders are not shown. The engine 10 may be either a plurality of cylinders or a single cylinder.

シリンダヘッド１１の吸気側の側部には、吸気ポート１１Ａと連通する吸気マニホールド２０が設けられている。吸気マニホールド２０には吸気を導入する吸気通路２１が接続されている。吸気通路２１には、吸気上流側から順に、エアクリーナ２２、過給機３０のコンプレッサ３２、インタークーラ２３、吸気スロットルバルブ２４等が設けられている。吸気スロットルバルブ２４の開閉作動は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて制御される。   An intake manifold 20 that communicates with the intake port 11A is provided on the intake side of the cylinder head 11. An intake passage 21 for introducing intake air is connected to the intake manifold 20. The intake passage 21 is provided with an air cleaner 22, a compressor 32 of the supercharger 30, an intercooler 23, an intake throttle valve 24, and the like in order from the intake upstream side. The opening / closing operation of the intake throttle valve 24 is controlled according to a command from the ECU 100.

シリンダヘッド１１の排気側の側部には、排気ポート１１Ｂと連通する排気マニホールド２５が設けられている。排気マニホールド２５には排気を大気に導く排気通路２６が接続されている。排気通路２６には、排気上流側から順に、過給機３０のタービン３１、不図示の排気浄化装置等が設けられている。   An exhaust manifold 25 that communicates with the exhaust port 11B is provided on the side of the cylinder head 11 on the exhaust side. An exhaust passage 26 is connected to the exhaust manifold 25 to guide the exhaust to the atmosphere. In the exhaust passage 26, a turbine 31 of the supercharger 30, an exhaust purification device (not shown), and the like are provided in order from the exhaust upstream side.

過給機３０は、排気により駆動するタービン３１と、タービン３１と回転軸で連結されて吸気を圧送するコンプレッサ３２とを備えている。なお、過給機３０は、図示例のコンベンショナルタイプに限定されず、可変翼を備える可変容量型タイプであってもよい。   The supercharger 30 includes a turbine 31 that is driven by exhaust gas, and a compressor 32 that is connected to the turbine 31 by a rotating shaft and pressure-feeds intake air. The supercharger 30 is not limited to the conventional type shown in the figure, and may be a variable capacity type having variable blades.

ＥＧＲ装置５０（排気再循環装置）は、排気通路２６を流れる排気の少なくとも一部をＥＧＲガスとして吸気通路２１に再循環させるＥＧＲ通路５１と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ５２と、ＥＧＲ通路５１を開閉可能なＥＧＲバルブ５３とを備えている。ＥＧＲバルブ５３は、好ましくは、ＥＧＲクーラ５２よりも下流側のＥＧＲ通路５１に設けられている。ＥＧＲバルブ５３の作動（ＥＧＲ率／ＥＧＲ量）は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて制御される。   The EGR device 50 (exhaust gas recirculation device) includes an EGR passage 51 that recirculates at least a part of exhaust gas flowing through the exhaust passage 26 to the intake passage 21 as EGR gas, an EGR cooler 52 that cools the EGR gas, and an EGR passage 51. And an EGR valve 53 that can be opened and closed. The EGR valve 53 is preferably provided in the EGR passage 51 on the downstream side of the EGR cooler 52. The operation (EGR rate / EGR amount) of the EGR valve 53 is controlled according to a command from the ECU 100.

冷却水循環装置６０は、冷却水を外気との熱交換により冷却するラジエータ６１と、シリンダブロック１６に形成されたウォータジャケット６２と、ウォータジャケット６２の出口部とラジエータ６１の入口部とを接続する上流配管６３と、ラジエータ６１の出口部とウォータジャケット６２の入口部とを接続する下流配管６４と、上流配管６３と下流配管６４とを接続してラジエータ６１を迂回するバイパス配管６５と、上流配管６３とバイパス配管６５との分岐部に設けられたサーモスタット６６と、冷却水を圧送する圧送ポンプ６７とを備えている。   The cooling water circulation device 60 connects a radiator 61 that cools the cooling water by heat exchange with the outside air, a water jacket 62 formed in the cylinder block 16, and an upstream portion that connects the outlet portion of the water jacket 62 and the inlet portion of the radiator 61. A pipe 63, a downstream pipe 64 that connects the outlet portion of the radiator 61 and an inlet portion of the water jacket 62, a bypass pipe 65 that connects the upstream pipe 63 and the downstream pipe 64 and bypasses the radiator 61, and an upstream pipe 63. The thermostat 66 is provided at a branch portion between the bypass pipe 65 and the bypass pipe 65, and a pressure pump 67 that pressure-feeds the cooling water.

アクセル開度センサ９０（噴射量取得手段の一例）は、不図示のアクセルペダルの踏み込み量に応じたエンジン１０の燃料噴射量Ｑ（インジェクタ１５への指示値）を取得する。吸気温度センサ９１（吸気温度取得手段の一例）は、ＥＧＲ通路５１との合流部よりも下流側の吸気通路２１（又は、吸気マニホールド２０）に設けられており、シリンダＣ内に導入される吸気の温度（以下、吸気温度ＴＩＮ）を取得する。水温センサ９２（水温取得手段の一例）は、上流配管６３のウォータジャケット６２出口部近傍に設けられており、ウォータジャケット６２から上流配管６３に流れ込む冷却水の温度（以下、冷却水温ＴＷ）を取得する。吸気流量センサ９３は、吸気通路２１を流れる吸気の流量を取得する。ＥＧＲ流量センサ９４は、ＥＧＲ通路５１を流れるＥＧＲガスの流量を取得する。これら各センサ９０〜９４のセンサ値は、電気的に接続されたＥＣＵ１００に出力される。 The accelerator opening sensor 90 (an example of an injection amount acquisition unit) acquires a fuel injection amount Q (instruction value to the injector 15) of the engine 10 according to a depression amount of an accelerator pedal (not shown). The intake air temperature sensor 91 (an example of intake air temperature acquisition means) is provided in the intake passage 21 (or the intake manifold 20) on the downstream side of the confluence with the EGR passage 51, and the intake air introduced into the cylinder C is introduced. Temperature (hereinafter, intake air temperature T IN ) is acquired. The water temperature sensor 92 (an example of water temperature acquisition means) is provided in the upstream pipe 63 near the outlet of the water jacket 62, and measures the temperature of the cooling water flowing from the water jacket 62 into the upstream pipe 63 (hereinafter, cooling water temperature T W ). get. The intake flow rate sensor 93 acquires the flow rate of intake air flowing through the intake passage 21. The EGR flow rate sensor 94 acquires the flow rate of the EGR gas flowing through the EGR passage 51. The sensor values of these sensors 90 to 94 are output to the ECU 100 electrically connected.

ＥＣＵ１００は、エンジン１０等の各種制御を行うもので、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。   The ECU 100 performs various controls of the engine 10 and the like, and includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input port, an output port, and the like.

図２（Ａ）は、本実施形態に係るＥＣＵ１００及び関連する構成を示す機能ブロック図である。ＥＣＵ１００は、凝縮水生成量演算部１１０（生成量演算手段）と、凝縮水除去量演算部１２０（除去量演算手段）と、総凝縮水量演算部１３０（総凝縮水量演算手段）と、警告処理部１４０（警告手段）とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるＥＣＵ１００に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。   FIG. 2A is a functional block diagram showing the ECU 100 according to the present embodiment and related configurations. The ECU 100 includes a condensed water generation amount calculation unit 110 (generation amount calculation unit), a condensed water removal amount calculation unit 120 (removal amount calculation unit), a total condensed water amount calculation unit 130 (total condensed water amount calculation unit), and a warning process. It has part 140 (warning means) as a part of functional elements. In the present embodiment, each of these functional elements will be described as being included in the ECU 100 that is integrated hardware, but any one of these may be provided in separate hardware.

凝縮水生成量演算部１１０は、イグニッションスイッチ９５のＯＦＦ操作によりエンジン１０の停止要求がなされると、当該ＯＦＦ操作時の冷却水温ＴＷ、吸気温度ＴＩＮ及び、当該ＯＦＦ操作の直前のＥＧＲ率（又は、ＥＧＲ量）に基づいて、シリンダＣ内に生成された凝縮水生成量Ｗ１を演算する。 When a request to stop the engine 10 is made by the OFF operation of the ignition switch 95, the condensed water production amount calculation unit 110, the cooling water temperature T W at the time of the OFF operation, the intake air temperature T IN, and the EGR rate immediately before the OFF operation. (Or, the condensed water generation amount W1 generated in the cylinder C is calculated based on (or the EGR amount).

具体的には、ＥＣＵ１００のメモリには、予め実験等により作成した、図３に示す凝縮水生成量マップＭ１が格納されている。この凝縮水生成量マップＭ１は、例えば、三次元マップであって、Ｘ軸にＥＧＲ率％、Ｙ軸に冷却水温ＴＷ、Ｚ軸（紙面垂直方向）にこれらＥＧＲ率％及び、冷却水温ＴＷに応じた補正前凝縮水生成量Ｗ１’が設定されている。 Specifically, the memory of the ECU 100 stores a condensed water generation amount map M1 shown in FIG. 3, which is created in advance by experiments or the like. The condensed water generation amount map M1 is, for example, a three-dimensional map, the EGR rate% in the X-axis, Y-axis to the cooling water temperature T W, Z-axis thereof EGR rate percent (direction perpendicular to the plane) and the cooling water temperature T A pre-correction condensed water generation amount W1 ′ according to W is set.

凝縮水生成量マップＭ１において、ＥＧＲ率％が高い領域では、冷却水温ＴＷが低いほど補正前凝縮水生成量Ｗ１’は多くなり、冷却水温ＴＷが高いほど補正前凝縮水生成量Ｗ１’は中程度となるように設定されている。また、凝縮水生成量マップＭ１において、ＥＧＲ率％が低い領域では、冷却水温ＴＷが高いほど補正前凝縮水生成量Ｗ１’は少なくなり、冷却水温ＴＷが低いほど補正前凝縮水生成量Ｗ１’は中程度となるように設定されている。 In the condensed water generating amount map M1, the EGR rate% higher area, the cooling water temperature T W lower the uncorrected condensed water generation amount W1 'is increased, the higher the cooling water temperature T W is corrected before the condensed water generation amount W1' Is set to be moderate. Further, the condensed water generation amount map M1, the EGR rate% low region, the cooling water temperature T W higher uncorrected condensed water generation amount W1 'is less, as the cooling water temperature T W is lower uncorrected condensed water generation amount W1 'is set to be medium.

凝縮水生成量演算部１１０は、イグニッションスイッチ９５がＯＦＦ操作されると、当該ＯＦＦ操作の直前のＥＧＲ率％及び、当該ＯＦＦ操作時に水温センサ９２から入力された冷却水温ＴＷに基づいて、凝縮水生成量マップＭ１を参照することにより、補正前凝縮水生成量Ｗ１’を求める。上記ＥＧＲ率％は、シリンダＣ内への流入ガスにおけるＥＧＲ流量の比率であって、例えば、吸気流量センサ９３やＥＧＲ流量センサ９４のセンサ値に基づいて算出すればよい。なお、これらセンサ９３，９４を装備しないエンジンにおいては、ＥＣＵ１００からＥＧＲバルブ５３に出力されていた開度指示値で代用してもよい。 Condensed water generation amount calculation unit 110, the ignition switch 95 is OFF operated, EGR rate% immediately before the OFF operation and, on the basis of the cooling water temperature T W input from the water temperature sensor 92 during the OFF operation, condensation The pre-correction condensed water generation amount W1 ′ is obtained by referring to the water generation amount map M1. The EGR rate% is the ratio of the EGR flow rate in the gas flowing into the cylinder C, and may be calculated based on the sensor values of the intake flow rate sensor 93 and the EGR flow rate sensor 94, for example. In an engine not equipped with these sensors 93 and 94, the opening degree instruction value output from the ECU 100 to the EGR valve 53 may be used instead.

また、凝縮水生成量演算部１１０は、イグニッションスイッチ９５がＯＦＦ操作されると、当該ＯＦＦ操作時の吸気温度ＴＩＮに基づいて、吸気温度に応じた補正係数ｋを求める。具体的には、ＥＣＵ１００のメモリには、吸気温度ＴＩＮに基づいて参照される図４に示す補正係数マップＭ２が格納されている。この補正係数マップＭ２において、補正係数ｋは吸気温度ＴＩＮが高くなるに従い大きい値となるように設定されている。このマップＭ２の値は、温度に対する飽和水蒸気量により決定する。凝縮水生成量演算部１１０は、イグニッションスイッチ９５のＯＦＦ操作時に吸気温度センサ９１から入力された吸気温度ＴＩＮに基づいて、補正係数マップＭ２を参照することにより、補正係数ｋを求める。 Further, when the ignition switch 95 is turned off, the condensed water production amount calculation unit 110 obtains a correction coefficient k according to the intake temperature based on the intake temperature T IN at the time of the OFF operation. Specifically, the memory of the ECU 100 stores a correction coefficient map M2 shown in FIG. 4, which is referred to based on the intake air temperature T IN . In the correction coefficient map M2, the correction coefficient k is set to have a larger value as the intake air temperature T IN becomes higher. The value of this map M2 is determined by the saturated steam amount with respect to the temperature. The condensed water production amount calculation unit 110 obtains the correction coefficient k by referring to the correction coefficient map M2 based on the intake temperature T IN input from the intake temperature sensor 91 when the ignition switch 95 is turned off.

そして、凝縮水生成量演算部１１０は、凝縮水生成量マップＭ１から得られた補正前凝縮水生成量Ｗ１’に、補正係数マップＭ２から得られた補正係数ｋを乗じることにより、エンジン停止時にシリンダＣ内に生成されている凝縮水生成量Ｗ１を演算する（Ｗ１＝Ｗ１’×ｋ）。演算された凝縮水生成量Ｗ１は、ＥＣＵ１００のメモリに格納される。このメモリはＥＣＵ１００の電源がＯＦＦされても、消去されることはない。   Then, the condensed water production amount calculation unit 110 multiplies the pre-correction condensed water production amount W1 ′ obtained from the condensed water production amount map M1 by the correction coefficient k obtained from the correction coefficient map M2, so that the engine is stopped. The amount W1 of condensed water generated in the cylinder C is calculated (W1 = W1 ′ × k). The calculated condensed water production amount W1 is stored in the memory of the ECU 100. This memory is not erased even when the power of the ECU 100 is turned off.

凝縮水除去量演算部１２０は、エンジン１０の燃料噴射量Ｑ及び、冷却水温ＴＷに基づいて、エンジン１０の始動から停止までの期間にシリンダＣ内から除去された凝縮水除去量Ｗ２を演算する。 Condensate removal amount calculation unit 120, fuel injection amount of the engine 10 Q and, based on the coolant temperature T W, calculates the condensate removal amount W2 removed from the cylinder C in a period from the start to the stop of the engine 10 To do.

具体的には、ＥＣＵ１００のメモリには、予め実験等により作成した、図５に示す単位時間当たりの凝縮水除去量マップＭ３が格納されている。この凝縮水除去量マップＭ３は、例えば、三次元マップであって、Ｘ軸に燃料噴射量Ｑ、Ｙ軸に冷却水温ＴＷ、Ｚ軸（紙面垂直方向）にこれらにその単位時間における平均燃料噴射量Ｑ及び、冷却水温ＴＷに応じた凝縮水除去量Ｗ２が設定されている。 Specifically, the memory of the ECU 100 stores a condensed water removal amount map M3 per unit time shown in FIG. 5, which is created in advance by experiments or the like. The condensate removal amount map M3, for example, a three-dimensional map, a fuel injection amount Q in the X-axis, cooled to Y axis temperature T W, Z axis mean fuel in the unit time these (direction perpendicular to the paper surface) injection amount Q and the condensate removal amount W2 in accordance with the coolant temperature T W is set.

凝縮水除去量マップＭ３において、燃料噴射量Ｑが多い領域では、冷却水温ＴＷが高いほど凝縮水除去量Ｗ２は多くなり、冷却水温ＴＷが低いほど凝縮水除去量Ｗ２は中程度となるように設定されている。また、凝縮水除去量マップＭ３において、燃料噴射量Ｑが少ない領域では、冷却水温ＴＷが低いほど凝縮水除去量Ｗ２は少なくなり、冷却水温ＴＷが高いほど凝縮水除去量Ｗ２は中程度となるように設定されている。 In condensate removal amount map M3, the region fuel injection amount Q is large, the more the cooling water temperature T W is higher condensate removal amount W2, a moderate cooling water temperature T W lower the condensate removal amount W2 Is set. Further, in the condensate removal amount map M3, the region fuel injection amount Q is small, the cooling water temperature T W is higher condensate removal amount W2 is less low, moderate the cooling water temperature T W is higher condensate removal amount W2 Is set to be

凝縮水除去量演算部１２０は、イグニッションスイッチ９５がＯＮ操作されると、アクセル開度センサ９０から入力される燃料噴射量Ｑ及び、水温センサ９２から入力される冷却水温ＴＷに基づいて、凝縮水除去量マップＭ３を所定の周期（例えば、数秒毎）で参照することにより、凝縮水除去量Ｗ２をエンジン１０の始動から停止までの期間にわたってリアルタイムに演算する。凝縮水除去量演算部１２０により演算される凝縮水除去量Ｗ２は、演算の周期毎に総凝縮水量演算部１３０に出力される。 Condensate removal amount calculating unit 120, when the ignition switch 95 is turned ON, the fuel injection amount Q and the input from the accelerator opening sensor 90, based on the cooling water temperature T W input from the water temperature sensor 92, the condensed By referring to the water removal amount map M3 in a predetermined cycle (for example, every few seconds), the condensed water removal amount W2 is calculated in real time over the period from the start to the stop of the engine 10. The condensed water removal amount W2 calculated by the condensed water removal amount calculation unit 120 is output to the total condensed water amount calculation unit 130 in each calculation cycle.

総凝縮水量演算部１３０は、凝縮水生成量演算部１１０により演算された凝縮水生成量Ｗ１と、凝縮水除去量演算部１２０により演算される凝縮水除去量Ｗ２とに基づいて、シリンダＣ内に残留する総凝縮水量ＷＳＵＭを演算する。 The total amount of condensed water calculation unit 130 is based on the condensed water generation amount W1 calculated by the condensed water generation amount calculation unit 110 and the condensed water removal amount W2 calculated by the condensed water removal amount calculation unit 120. Calculate the total amount of condensed water W SUM remaining in.

具体的には、総凝縮水量演算部１３０は、イグニッションスイッチ９５のＯＮ操作によりエンジン１０の始動要求がなされると、直近のイグニッションＯＦＦ時に凝縮水生成量演算部１１０により演算されてＥＣＵ１００のメモリに格納された凝縮水生成量Ｗ１を読み込む。次いで、総凝縮水量演算部１３０は、読み込んだ凝縮水生成量Ｗ１に、所定の演算周期で凝縮水除去量演算部１２０から入力される凝縮水除去量Ｗ２を随時積算（凝縮水除去量Ｗ２が正の値であれば減算、負の値であれば加算）することにより、シリンダＣ内に残留する現在の総凝縮水量ＷＳＵＭ（＝Ｗ１＋Ｗ２）をリアルタイムに演算する。すなわち、図２（Ｂ）に示すように、イグニッションスイッチ９５のＯＦＦからＯＮへの切り替わりに１回だけ凝縮水生成量Ｗ１を使い、以降は総凝縮水量ＷＳＵＭの前回の演算結果を用いて積算するようになっている。総凝縮水量演算部１３０により演算される総凝縮水量ＷＳＵＭは、警告処理部１４０に出力される。 Specifically, when a request to start the engine 10 is made by the ON operation of the ignition switch 95, the total condensed water amount calculation unit 130 is calculated by the condensed water generation amount calculation unit 110 at the time of the most recent ignition OFF and is stored in the memory of the ECU 100. The stored condensed water production amount W1 is read. Next, the total condensed water amount calculation unit 130 integrates the read condensed water generation amount W1 with the condensed water removal amount W2 input from the condensed water removal amount calculation unit 120 in a predetermined calculation cycle at any time (the condensed water removal amount W2 is By subtracting if it is a positive value and adding it if it is a negative value), the current total condensed water amount W SUM (= W1 + W2) remaining in the cylinder C is calculated in real time. That is, as shown in FIG. 2 (B), the condensed water generation amount W1 is used only once for switching the ignition switch 95 from OFF to ON, and thereafter, the total condensed water amount W SUM is integrated using the previous calculation result. It is supposed to do. The total condensed water amount W SUM calculated by the total condensed water amount calculation unit 130 is output to the warning processing unit 140.

警告処理部１４０は、総凝縮水量ＷＳＵＭが所定の上限閾値ＷＭＡＸに達すると（ＷＳＵＭ≧ＷＭＡＸ）、運転者にエンジン１０の回転数をアイドリング回転数よりも上昇させる暖機運転を促す警報処理を実行する。警告の手法は、不図示の運転室内に設けられた表示器２００による表示で行ってもよく、或いは、スピーカ２１０による音声によって行ってもよい。警告によりエンジン１０の暖機運転が実行されると、ＷＳＵＭは低下してゆき、所定の下限閾値ＷＭＩＮを下回れば（ＷＳＵＭ≦ＷＭＩＮ）、上記各演算部１１０，１２０，１３０の演算値はリセットされる。 When the total condensed water amount W SUM reaches a predetermined upper limit threshold value W MAX (W SUM ≧ W MAX ), the warning processing unit 140 prompts the driver to perform a warm-up operation in which the rotation speed of the engine 10 is increased above the idling rotation speed. Execute alarm processing. The warning method may be displayed by the display 200 provided in the driver's cab (not shown), or may be performed by voice from the speaker 210. When the warm-up operation of the engine 10 is executed by the warning, W SUM lowers, and if it falls below the predetermined lower limit threshold W MIN (W SUM ≦ W MIN ), the calculation of each of the calculation units 110, 120, and 130 is performed. The value is reset.

以上詳述した本実施形態によれば、エンジン停止直前のＥＧＲ率％及び、エンジン停止時の冷却水温ＴＷ等に基づいて、シリンダＣ内に生成された凝縮水生成量Ｗ１を求めると共に、エンジン１０の始動から停止までの期間にシリンダＣ内から除去された凝縮水除去量Ｗ２を燃料噴射量Ｑ及び、冷却水温ＴＷに基づいて所定の周期で求め、これら凝縮水生成量Ｗ１と凝縮水除去量Ｗ２とを随時積算することにより、シリンダＣ内に残留する現在の総凝縮水量ＷＳＵＭをリアルタイムに演算するように構成されている。これにより、ＥＧＲ率％や冷却水温ＴＷの変化に応じた凝縮水生成量Ｗ１及び、燃料噴射量Ｑや冷却水温ＴＷの変化に応じた凝縮水除去量Ｗ２を効果的に演算することが可能となり、シリンダＣ内に残留する総凝縮水量ＷＳＵＭの推定精度を確実に向上することができる。 Above according to the present embodiment described in detail, EGR rate% immediately before the engine stop and, based on when the engine is stopped coolant temperature T W, etc., together with obtaining the condensed water generation amount W1 generated in the cylinder C, the engine fuel injection quantity condensate removal amount W2 removed from the cylinder C in a period from the start to the stop of the 10 Q and, determined at a predetermined period on the basis of the cooling water temperature T W, condensed water and these condensed water generation amount W1 The current total condensed water amount W SUM remaining in the cylinder C is calculated in real time by accumulating the removal amount W2 at any time. Thus, the condensed water generation amount according to the change of the EGR rate% and the cooling water temperature T W W1 and be effectively calculating the condensate removal amount W2 in response to changes in the fuel injection amount Q and the cooling water temperature T W This makes it possible to reliably improve the estimation accuracy of the total condensed water amount W SUM remaining in the cylinder C.

また、総凝縮水量ＷＳＵＭが所定の上限閾値ＷＭＡＸに達した場合には、シリンダＣ内に残留する凝縮水を除去させるべく、運転者に対して暖機運転を促す警告が実行されるように構成されている。これにより、シリンダＣ内に腐食性の凝縮水が残留したまま放置されることを効果的に抑止することが可能となり、凝縮水を起因としたエンジン１０内部の腐食や破損を効果的に防止することが可能になる。 Further, when the total amount of condensed water W SUM reaches a predetermined upper limit threshold value W MAX , a warning for prompting the warm-up operation to the driver is executed to remove the condensed water remaining in the cylinder C. Is configured. As a result, it is possible to effectively prevent the corrosive condensed water from being left in the cylinder C, and to effectively prevent the corrosion and damage inside the engine 10 caused by the condensed water. It will be possible.

なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。   It should be noted that the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and may be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present disclosure.

例えば、ＥＧＲ装置５０は、図１に示すような、ＥＧＲガスをコンプレッサ３２よりも下流側の吸気通路２１に再循環させる高圧ＥＧＲ装置に限定されず、ＥＧＲガスをコンプレッサ３２よりも上流側の吸気通路２１に再循環させる低圧ＥＧＲ装置としてもよい。   For example, the EGR device 50 is not limited to the high-pressure EGR device that recirculates the EGR gas to the intake passage 21 downstream of the compressor 32 as shown in FIG. A low pressure EGR device that recirculates to the passage 21 may be used.

また、総凝縮水量ＷＳＵＭが所定の上限閾値ＷＭＡＸに達すると、暖機運転を促す警告を行うもとして説明したが、当該警告と併せて、又は、当該警告に替えて、エンジン１０の燃料噴射量Ｑを強制的に増加、或は、不図示のスタータモータやオルタネータ等によりエンジン１０を強制的に駆動させる掃気運転を実行するように構成してもよい。 Further, although it has been described that when the total amount of condensed water W SUM reaches a predetermined upper limit threshold value W MAX , a warning prompting warm-up operation is given. However, in addition to the warning or in place of the warning, the fuel of the engine 10 is changed. The injection amount Q may be forcibly increased, or a scavenging operation may be executed in which the engine 10 is forcibly driven by a starter motor, an alternator, or the like (not shown).

また、車両１は、駆動力源としてエンジン１０のみを備える車両に限定されず、エンジン１０と走行用モータとを併用するハイブリッド車等であってもよい。   In addition, the vehicle 1 is not limited to a vehicle including only the engine 10 as a driving force source, and may be a hybrid vehicle or the like that uses both the engine 10 and a traveling motor.

１ 車両
１０ エンジン
１５ インジェクタ
２０ 吸気マニホールド
２１ 吸気通路
２５ 排気マニホールド
２６ 排気通路
５０ ＥＧＲ装置（排気再循環装置）
５３ ＥＧＲバルブ
９０ アクセル開度センサ（噴射量取得手段）
９１ 吸気温度センサ（吸気温度取得手段）
９２ 水温センサ（水温取得手段）
９５ イグニッションスイッチ
１００ ＥＣＵ
１１０ 凝縮水生成量演算部（生成量演算手段）
１２０ 凝縮水除去量演算部（除去量演算手段）
１３０ 総凝縮水量演算部（総凝縮水量演算手段）
１４０ 警告処理部（警告手段）
２００ 表示器（警告手段）
２１０ スピーカ（警告手段） 1 Vehicle 10 Engine 15 Injector 20 Intake Manifold 21 Intake Passage 25 Exhaust Manifold 26 Exhaust Passage 50 EGR Device (Exhaust Gas Recirculation Device)
53 EGR valve 90 Accelerator opening sensor (injection amount acquisition means)
91 Intake air temperature sensor (intake air temperature acquisition means)
92 Water temperature sensor (water temperature acquisition means)
95 Ignition switch 100 ECU
110 Condensed Water Generation Amount Calculation Unit (Production Amount Calculation Means)
120 Condensate removal amount calculation unit (removal amount calculation means)
130 Total Condensed Water Amount Calculation Unit (Total Condensed Water Amount Calculation Means)
140 Warning processing unit (warning means)
200 indicator (warning means)
210 speaker (warning means)

Claims (4)

排気再循環装置を備えるエンジンのシリンダ内に残留する凝縮水量の推定装置であって、
前記エンジンの冷却水温を取得する水温取得手段と、
前記エンジンの燃料噴射量を取得する噴射量取得手段と、
前記エンジンの停止時に取得される前記冷却水温と、前記エンジンの停止直前における前記排気再循環装置の排気再循環率又は排気再循環量とに基づいて、前記シリンダ内に生成される凝縮水生成量を演算する生成量演算手段と、
前記エンジンの始動から停止までの期間に取得される前記燃料噴射量と前記冷却水温とに基づいて、前記シリンダ内から除去される凝縮水除去量を演算する除去量演算手段と、
演算される前記凝縮水生成量と前記凝縮水除去量とを積算することにより、前記シリンダ内に残留する総凝縮水量を演算する総凝縮水量演算手段と、を備える
ことを特徴とする推定装置。 A device for estimating the amount of condensed water remaining in the cylinder of an engine equipped with an exhaust gas recirculation device,
Water temperature acquisition means for acquiring the cooling water temperature of the engine,
Injection amount acquisition means for acquiring the fuel injection amount of the engine,
Based on the cooling water temperature acquired when the engine is stopped and the exhaust gas recirculation rate or the exhaust gas recirculation amount of the exhaust gas recirculation device immediately before the engine is stopped, the amount of condensed water generated in the cylinder is generated. Generation amount calculation means for calculating
Based on the fuel injection amount and the cooling water temperature acquired during the period from the start to the stop of the engine, a removal amount calculation means for calculating a condensed water removal amount removed from the cylinder,
An estimated device comprising: a total condensed water amount calculating means for calculating the total amount of condensed water remaining in the cylinder by integrating the calculated amount of condensed water generated and the amount of condensed water removed. 前記エンジンの吸気温度を取得する吸気温度取得手段をさらに備え、
前記生成量演算手段は、前記エンジンの停止時に取得される前記冷却水温と、前記エンジンの停止直前における前記排気再循環率又は前記排気再循環量と、前記エンジンの停止時に取得される前記吸気温度に応じた補正係数とに基づいて、前記凝縮水生成量を演算する
請求項１に記載の推定装置。 Further comprising intake air temperature acquisition means for acquiring the intake air temperature of the engine,
The generation amount calculation means is configured to obtain the cooling water temperature obtained when the engine is stopped, the exhaust gas recirculation rate or the exhaust gas recirculation amount immediately before the engine is stopped, and the intake air temperature obtained when the engine is stopped. The estimation device according to claim 1, wherein the amount of generated condensed water is calculated based on a correction coefficient according to the above. 排気再循環装置を備えるエンジンのシリンダ内に残留する凝縮水量の推定方法であって、
前記エンジンの停止時に取得される前記エンジンの冷却水温と、前記エンジンの停止直前における前記排気再循環装置の排気再循環率又は排気再循環量とに基づいて、前記シリンダ内に生成される凝縮水生成量を演算し、前記エンジンの始動から停止までの期間に取得される前記エンジンの燃料噴射量と冷却水温とに基づいて、前記シリンダ内から除去される凝縮水除去量を演算し、演算される前記凝縮水生成量と前記凝縮水除去量とを積算することにより、前記シリンダ内に残留する総凝縮水量を演算する
ことを特徴とする推定方法。 A method for estimating the amount of condensed water remaining in a cylinder of an engine equipped with an exhaust gas recirculation device,
Condensed water generated in the cylinder based on the cooling water temperature of the engine acquired when the engine is stopped and the exhaust gas recirculation rate or the exhaust gas recirculation amount of the exhaust gas recirculation device immediately before the engine is stopped. The amount of generated water is calculated, and the amount of condensed water removed from the cylinder is calculated based on the fuel injection amount of the engine and the cooling water temperature acquired during the period from the start to the stop of the engine. The total amount of condensed water remaining in the cylinder is calculated by integrating the amount of generated condensed water and the amount of removed condensed water. 請求項１又は２に記載の推定装置を備える警告装置であって、
演算される前記総凝縮水量が所定の上限閾値に達すると、運転者に前記エンジンの暖機運転を促す警告を行う警告手段を備える
ことを特徴とする警告装置。 A warning device comprising the estimation device according to claim 1 or 2.
A warning device comprising: warning means for warning the driver to warm up the engine when the calculated total amount of condensed water reaches a predetermined upper threshold value.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113686588A (en) * 2021-07-16 2021-11-23 东风汽车集团股份有限公司 Test method and device for EGR system in cold environment

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