JP2021102930A - Engine system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、エンジンシステムに関する。 The present disclosure relates to an engine system.
従来、特許文献1に記載のエンジンシステムがある。特許文献1に記載の制御システムは、内燃機関にエンジン冷却水を循環させることにより内燃機関を冷却する冷却回路を有している。内燃機関は、排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に戻す、いわゆるEGR(Exhaust Gas Recirculation)装置を備えている。EGR装置は、排気通路及び吸気通路を連通させるEGR通路と、EGR通路を流れる排気を冷却するEGRクーラとを備えている。特許文献1に記載のエンジンシステムは、内燃機関を制御する制御装置を更に備えている。この制御装置は、目標EGR率が高くなるほど目標冷却水温を高く設定する。これにより、多量のEGRガスを環流している状況下において内燃機関の気筒の燃焼温度が低下することを抑制できるため、混合気の燃焼を安定化させることができる。
Conventionally, there is an engine system described in
ところで、EGRクーラでは、EGRガスから熱を吸収する吸熱媒体としてエンジン冷却水が用いられる。そのため、内燃機関が高負荷状態である状況において、特許文献1に記載のエンジンシステムのように、目標EGR率が高くなるほど目標冷却水温を高く設定すると、エンジン冷却水が高温のまま維持される可能性がある。このような状況では、EGRクーラにおいてEGRガスを冷却する能力が低下する懸念がある。EGRクーラの冷却能力が低下すると、EGRクーラの出口部分で冷却水が沸騰する可能性が高まる。これを回避するための方法の一つとして、内燃機関が高負荷状態である場合に、目標EGR率を最小化するという方法がある。
By the way, in the EGR cooler, engine cooling water is used as an endothermic medium that absorbs heat from the EGR gas. Therefore, in a situation where the internal combustion engine is in a high load state, if the target cooling water temperature is set higher as the target EGR rate becomes higher as in the engine system described in
一方、内燃機関が高負荷状態であるときに目標EGR率を最小化する制御を行った場合、すなわち吸気に含まれるEGRガス量を最小にした場合、排気温の上昇が避けられないものとなる。その対策の一つとして、内燃機関の燃料噴射量を増加させるという方法がある。燃料噴射量を増加させることにより、燃焼に寄与しない燃料の吸熱作用により排気温を低下させることができる。しかしながら、燃料噴射量を増加させると、車両の燃費の悪化やエミッションの増加が避けられないものとなる。 On the other hand, when the control to minimize the target EGR rate is performed when the internal combustion engine is in a high load state, that is, when the amount of EGR gas contained in the intake air is minimized, an increase in the exhaust temperature is unavoidable. .. One of the countermeasures is to increase the fuel injection amount of the internal combustion engine. By increasing the fuel injection amount, the exhaust temperature can be lowered by the endothermic action of the fuel that does not contribute to combustion. However, if the fuel injection amount is increased, it is inevitable that the fuel efficiency of the vehicle will deteriorate and the emission will increase.
本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃費及びエミッションを改善することが可能なエンジンシステムを提供することにある。 The present disclosure has been made in view of these circumstances, and an object thereof is to provide an engine system capable of improving fuel efficiency and emission.
上記課題を解決するエンジンシステムは、冷却回路(50)と、EGRクーラ(32)と、流路切替部(53,55)と、冷却回路制御部(40)と、を備える。冷却回路は、車両の内燃機関(11)に冷却水を流すことにより内燃機関を冷却する。EGRクーラは、内燃機関の吸気通路(12)と排気通路(13)とを連通するEGR通路(31)に設けられ、冷却回路を循環する冷却水とEGR通路を流れるEGRガスとを熱交換させることによりEGRガスを冷却する。流路切替部は、冷却回路に設けられ、内燃機関及びEGRクーラに冷却水を供給する流路を切り替えることが可能である。冷却回路制御部は、流路切替部を制御する。冷却回路制御部は、内燃機関が高負荷状態である場合に、内燃機関にEGRガスを導入することにより生じる内燃機関の冷却能力の緩和量がEGRクーラの冷却能力に配分されるように流路切替部を制御する冷却能力配分制御を実行してEGRクーラの冷却能力を上昇させる。 An engine system that solves the above problems includes a cooling circuit (50), an EGR cooler (32), a flow path switching unit (53, 55), and a cooling circuit control unit (40). The cooling circuit cools the internal combustion engine by flowing cooling water through the internal combustion engine (11) of the vehicle. The EGR cooler is provided in the EGR passage (31) that communicates the intake passage (12) and the exhaust passage (13) of the internal combustion engine, and exchanges heat between the cooling water circulating in the cooling circuit and the EGR gas flowing in the EGR passage. This cools the EGR gas. The flow path switching unit is provided in the cooling circuit, and can switch the flow path for supplying the cooling water to the internal combustion engine and the EGR cooler. The cooling circuit control unit controls the flow path switching unit. The cooling circuit control unit is a flow path so that when the internal combustion engine is in a high load state, the relaxation amount of the cooling capacity of the internal combustion engine generated by introducing EGR gas into the internal combustion engine is distributed to the cooling capacity of the EGR cooler. The cooling capacity distribution control that controls the switching unit is executed to increase the cooling capacity of the EGR cooler.
EGRガスは空気よりも比熱が大きいため、EGRガスを含む空気が内燃機関に導入された場合、EGRガスを含まない空気が内燃機関に導入される場合と比較すると、内燃機関の筒内ガス温度が低下するため、内燃機関から冷却水が受熱する熱量が減少することとなる。したがって、内燃機関の冷却能力に余裕が生じることとなる。これを利用し、上記の構成では、内燃機関が高負荷状態である場合に、流路切替部の制御により、内燃機関へのEGRガスの導入により生じる内燃機関の冷却能力の緩和量がEGRクーラの冷却能力に配分される。これにより、EGRクーラの冷却能力が上昇するため、EGRガスの温度の上昇を抑制することができる。結果的に、温度上昇に起因するEGRガスの還流量の制限を緩和することが可能となるため、より適正値に近い量のEGRガスを内燃機関に導入することが可能となる。よって、上述したようなEGRガスの還流量の目標値を最小化する処理や、それに伴う燃料噴射量を増加させる処理が不要となるため、内燃機関の燃費やエミッションを改善することが可能となる。 Since EGR gas has a higher specific heat than air, when air containing EGR gas is introduced into an internal combustion engine, the in-cylinder gas temperature of the internal combustion engine is compared with the case where air containing no EGR gas is introduced into an internal combustion engine. Therefore, the amount of heat received by the cooling water from the internal combustion engine is reduced. Therefore, there is a margin in the cooling capacity of the internal combustion engine. Utilizing this, in the above configuration, when the internal combustion engine is in a high load state, the amount of relaxation of the cooling capacity of the internal combustion engine caused by the introduction of EGR gas into the internal combustion engine by controlling the flow path switching unit is the EGR cooler. Is allocated to the cooling capacity of. As a result, the cooling capacity of the EGR cooler is increased, so that the temperature increase of the EGR gas can be suppressed. As a result, it is possible to relax the limitation on the amount of recirculation of EGR gas due to the temperature rise, so that it is possible to introduce an amount of EGR gas closer to an appropriate value into the internal combustion engine. Therefore, the process of minimizing the target value of the recirculation amount of the EGR gas as described above and the process of increasing the fuel injection amount associated therewith become unnecessary, so that the fuel consumption and the emission of the internal combustion engine can be improved. ..
なお、上記手段、特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 The reference numerals in parentheses described in the above means and claims are examples showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
本開示のエンジンシステムによれば、燃費及びエミッションを改善することができる。 According to the engine system of the present disclosure, fuel efficiency and emissions can be improved.
以下、エンジンシステムの一実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
<第1実施形態>
はじめに、エンジンシステムの第1実施形態について説明する。
Hereinafter, an embodiment of the engine system will be described with reference to the drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same components are designated by the same reference numerals as much as possible in each drawing, and duplicate description is omitted.
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the engine system will be described.
図1に示されるように、本実施形態のエンジンシステム10は、車両に搭載されており、多気筒を有する水冷式の内燃機関11を備えている。内燃機関11の各気筒には、車両の外部の空気が吸気通路12を通じて導入される。内燃機関11の各気筒で燃焼により生成される排気は排気通路13を通じて車両の外部に排出される。
As shown in FIG. 1, the
吸気通路12には、内燃機関11の各気筒の吸気量を調整するためのスロットルバルブ14が設けられている。スロットルバルブ14は、スロットルアクチュエータ15により電気的に開閉駆動される。スロットルアクチュエータ15には、スロットルバルブ14の開度を検出するためのスロットルセンサ15aが内蔵されている。
The
内燃機関11は、その各気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置16と、各気筒に設けられる点火プラグ17と、点火プラグ17に点火火花を発生させる点火装置18と、吸気ポート及び排気ポートにそれぞれ配置された開閉手段としての吸気バルブ19及び排気バルブ20とを備えている。なお、本実施形態では、燃料噴射装置16として、吸気ポートに燃料を噴射する吸気ポート噴射式の燃料噴射装置を例示しているが、これに代えて、内燃機関11の気筒に燃料を直接噴射する直噴式の燃料噴射装置を採用してもよい。
The
排気通路13には、空燃比(A/F)センサ22が設けられている。空燃比センサ22は、排気通路13を流れる排気中の酸素濃度を検出するとともに、検出された酸素濃度に応じた検出信号を出力する。空燃比センサ22の検出信号は排気の空燃比を検出するために用いられる。
An air-fuel ratio (A / F)
排気通路13における空燃比センサ22の下流側には排気浄化触媒23が設けられている。排気浄化触媒23は、例えば三元触媒であり、排気が通過する際に排気中の有害物質等を浄化する。具体的には、排気浄化触媒23は、リーン雰囲気で酸素を吸着する、いわゆる酸素ストレージ機能を有しており、リーン雰囲気の後にリッチ雰囲気に曝されることにより、吸着した酸素を放出する。排気浄化触媒23は、排気の空燃比が理論空燃比に対してリーン側である場合には、酸素ストレージ機能により排気中のNOxを還元する。排気浄化触媒23は、排気の空燃比が理論空燃比に対してリッチ側である場合には、吸着した酸素を排気中に放出することにより、排気中のHCやCOを酸化して浄化する。
An
エンジンシステム10には、排気の一部をEGRガスとして吸気通路12に導入するEGR装置30が設けられている。EGR装置30は、EGR通路31と、EGRクーラ32と、EGRバルブ33とを備えている。EGR通路31は、排気通路13と吸気通路12とを連通している。EGRクーラ32及びEGRバルブ33はEGR通路31の途中に設けられている。EGRクーラ32は、その内部を流れる冷却水と、EGR通路31を流れるEGRガスとの間で熱交換を行うことによりEGRガスを冷却する。EGRバルブ33は、EGR通路31を通じて吸気通路12に環流されるEGRガスの量を調整する。EGR通路31を通じて吸気通路12に排気が環流されて内燃機関11に再吸気されることで、内燃機関11の燃焼温度が低下する。これにより、排気中の窒素酸化物を低減したり、燃費を向上させたりすることができる。
The
エンジンシステム10は、エンジンECU(Electronic Control Unit)40を更に備えている。エンジンECU40は、CPUやROM、RAM等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されており、ROMに記憶された制御プログラムを実行することにより、内燃機関11やEGRバルブ33等の車両の駆動に関する各種制御を実行する。
The
具体的には、エンジンECU40には、スロットルセンサ15a及び空燃比センサ22の検出信号の他、回転センサ41やアクセル開度センサ42、車速センサ43等の車両に搭載される各種センサの検出信号が入力されている。
回転センサ41は、内燃機関11の出力軸21の回転速度を検出するとともに、検出された内燃機関11の回転速度Neに応じた信号を出力する。アクセル開度センサ42は、車両のアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度を検出するとともに、検出されたアクセル開度Paに応じた信号を出力する。車速センサ43は、車両の走行速度である車速Vを検出するとともに、検出された車速に応じた信号を出力する。
Specifically, in addition to the detection signals of the
The rotation sensor 41 detects the rotation speed of the output shaft 21 of the
エンジンECU40は、これらのセンサ15a,22,41〜43の検出信号に基づいて内燃機関11の回転速度Neやアクセル開度Pa等の内燃機関11及び車両の各種状態量を取得する。また、エンジンECU40は、スロットルアクチュエータ15からスロットルバルブ14の開度の情報を取得するとともに、取得した開度に基づいて内燃機関11の吸入空気量Gaの情報を取得する。エンジンECU40は、これらの情報、並びにその他の車両に搭載されるセンサにより検出可能な各種情報に基づいて、燃料噴射装置16から噴射される燃料量を制御する燃料噴射制御や、点火装置18の点火時期を制御する点火時期制御等を実行する。本実施形態では、エンジンECU40が内燃機関制御部に相当する。
The
エンジンECU40は、燃料噴射装置16の燃料噴射制御の一つとして、空燃比センサ22により検出される実空燃比RAFと目標空燃比RAF*との偏差に基づいて燃料噴射装置16の燃料噴射量を制御することにより、実空燃比RAFを目標空燃比RAF*に追従させる空燃比フィードバック制御を実行する。エンジンECU40は、車両に搭載される各種センサにより検出可能な検出値に基づいて、内燃機関11の駆動状態に応じた目標空燃比RAF*を設定する。
As one of the fuel injection controls of the
また、エンジンECU40は、車両に搭載される各種センサにより検出可能な検出値に基づいて、内燃機関11の駆動状態に応じた目標EGRガス量を設定するとともに、EGR通路31を通じて吸気通路12に導入される実EGRガス量を目標EGRガス量に追従させるべくEGRバルブ33の開度を調整する。例えばエンジンECU40は、アクセル開度Pa、吸入空気量Ga、及び車速V等に基づいて内燃機関11の負荷状態を推定するとともに、推定された内燃機関11の負荷状態からマップに基づいて目標EGRガス量を演算する。このマップでは、内燃機関11の負荷状態が低負荷状態から中負荷状態に向かうほど、目標EGRガス量が大きくなるように設定されている。また、このマップでは、内燃機関11の負荷状態が中負荷状態から高負荷状態に向かうほど、目標EGRガス量が小さくなるように設定されている。
Further, the
ところで、このようなEGRガス量の制御が行われた場合、内燃機関11が高回転且つ高負荷状態であるときに、内燃機関11に導入されるEGRガス量が減少するため、排気温が過上昇する懸念がある。このような排気温の過上昇を抑制するために、エンジンECU40は、空燃比フィードバック制御において、内燃機関11が高回転且つ高負荷状態であるときに、目標空燃比RAF*を理論空燃比よりも小さい値に設定する。これにより、燃料に寄与しない燃料が排気に含まれるようになるため、燃料の吸熱作用により排気温の上昇を抑制することができる。
By the way, when the amount of EGR gas is controlled in this way, the amount of EGR gas introduced into the
エンジンシステム10は、図2に示されるような、内燃機関11及びEGRクーラ32に冷却水を循環させる冷却回路50を更に備えている。次に、冷却回路50の構成について具体的に説明する。
図2に示されるように、冷却回路50は、ラジエータ51と、ポンプ52と、多方弁53と、ヒータ54と、三方弁55とを備えている。ラジエータ51、三方弁55、内燃機関11、及び多方弁53は、この順で循環流路W10により環状に接続されている。循環流路W10には冷却水が循環している。
The
As shown in FIG. 2, the cooling
ラジエータ51の外部には、車両の走行風により、あるいはファン56の回転により車両の外部の空気である外気が流れている。ラジエータ51は、その内部を流れる冷却水と、その外部を流れる外気との間で熱交換を行うことにより冷却水の熱を外気に放出して冷却水を冷却する。ラジエータ51により冷却された冷却水は循環流路W10を通じてポンプ52に導入される。本実施形態では、ラジエータ51が熱交換部に相当する。
The outside air, which is the air outside the vehicle, flows to the outside of the
なお、ラジエータ51には、車両の空調装置60に搭載されるコンデンサ610が対向して配置されている。コンデンサ610は空調装置60の冷凍サイクル61の構成要素である。冷凍サイクル61は、コンデンサ610の他、膨張弁611、エバポレータ612、及び圧縮機613により構成されている。冷凍サイクル61では、圧縮機613、コンデンサ610、膨張弁611、エバポレータ612の順で冷媒が循環している。空調装置60では、車室内に送風される空調空気の熱をエバポレータ612により吸収することにより、空調空気が冷却される。冷却された空気が車室内に導入されることにより車室内の冷房が行われる。コンデンサ610は、その内部を流れる冷媒と外気との間で熱交換を行うことにより、冷媒を冷却する部分である。
The
ポンプ52は、ラジエータ51から吐出される冷却水を吸入するとともに、吸入した冷却水を圧縮して吐出する。ポンプ52は、内燃機関11の動力を用いて駆動する、いわゆる機械式のポンプである。ポンプ52から吐出された冷却水は内燃機関11に供給される。
内燃機関11は、その内部を流れる冷却水により冷却される。内燃機関11の熱を吸収することにより温度の上昇した冷却水は循環流路W10を通じてラジエータ51に戻される。
The
The
なお、以下では、便宜上、循環流路W10のうち、ラジエータ51から吐出される冷却水を内燃機関11にポンプ52を通じて供給する流路を「第1循環流路W11」と称し、内燃機関11から吐出される冷却水をラジエータ51に戻す流路を「第2循環流路W12」と称する。
In the following, for convenience, of the circulation flow paths W10, the flow path for supplying the cooling water discharged from the
多方弁53は第2循環流路W12の途中に設けられている。多方弁53には第1分岐流路W21及び第2分岐流路W22が接続されている。第1分岐流路W21は、ヒータ54が配置される流路である。第1分岐流路W21における多方弁53に接続される端部とは反対側の端部は、第1循環流路W11におけるラジエータ51とポンプ52との間の合流部C11に接続されている。第2分岐流路W22は、EGRクーラ32が配置される流路である。第2分岐流路W22における多方弁53に接続される端部とは反対側の端部も、第1循環流路W11の合流部C11に接続されている。
The
多方弁53は、流入ポート530と、第1〜第3流出ポート531〜533とを有している。流入ポート530には、内燃機関11から吐出される冷却水が第2循環流路W12を通じて流入する。第1流出ポート531は、第2循環流路W12を通じてラジエータ51に接続されている。第2流出ポート532は、第1分岐流路W21を通じてヒータ54に接続されている。第3流出ポート533は、第2分岐流路W22を通じてEGRクーラ32に接続されている。多方弁53は、流入ポート530に流入する冷却水を各流出ポート531〜533を通じてラジエータ51、ヒータ54、及びEGRクーラ32に供給する。多方弁53は、各流出ポート531〜533の開度を電気的に制御可能な装置である。各流出ポート531〜533の開度の調整により、ラジエータ51、ヒータ54、及びEGRクーラ32に供給される冷却水の流量を調整することが可能である。本実施形態では、多方弁53が流路切替部及び第2流路切替弁に相当する。
The
ヒータ54には、内燃機関11の熱を吸収することにより温度の上昇した冷却水が多方弁53を通じて供給される。ヒータ54は、車両の空調装置60の構成要素であって、その内部を流れる冷却水と、車室内に供給される空調空気とを熱交換させることにより、空調空気を加熱する。加熱された空調空気が車室内に導入されることにより車室内の暖房が行われる。ヒータ54を通過した冷却水は、第1分岐流路W21を通じて第1循環流路W11の合流部C11に流れることにより、第1循環流路W11を流れる冷却水と合流してポンプ52に吸入される。
Cooling water whose temperature has risen by absorbing the heat of the
EGRクーラ32には、内燃機関11を通過した冷却水が多方弁53を通じて供給される。EGRクーラ32は、その内部を流れる冷却水と、図1に示されるEGR通路31を流れるEGRガスとを熱交換させることによりEGRガスを冷却する。EGRクーラ32を通過した冷却水は、第2分岐流路W22を通じて第1循環流路W11の合流部C11に流れることにより、第1循環流路W11を流れる冷却水と合流してポンプ52に吸入される。
Cooling water that has passed through the
三方弁55は、第1循環流路W11におけるポンプ52と内燃機関11との間に設けられている。三方弁55は、流入ポート550と、第1及び第2流出ポート551,552とを備えている。流入ポート550には、第1循環流路W11を通じてポンプ52が接続されている。第1流出ポート551には、第1循環流路W11を通じて内燃機関11が接続されている。第2流出ポート552にはバイパス流路W30が接続されている。バイパス流路W30における三方弁55の第2流出ポート552に接続される端部とは反対側の端部は、第2分岐流路W22における多方弁53とEGRクーラ32との間の部分に接続されている。三方弁55は、流入ポート550に流入する冷却水を第1及び第2流出ポート551,552を通じて内燃機関11及びEGRクーラ32に供給する。なお、三方弁55は、通常、第1流出ポート551を開状態にし、第2流出ポート552を閉状態にしている。したがって、EGRクーラ32には、内燃機関11から吐出された冷却水が供給されている。本実施形態では、三方弁55が流路切替部及び第1流路切替弁に相当する。
The three-
図2に示される冷却回路50における冷却水の流れはエンジンECU40により制御される。
具体的には、エンジンECU40には、冷却回路50に設けられる水温センサ71,72及び外気温センサ73の検出信号が更に取り込まれている。本実施形態では、水温センサ71,72が水温検出部に相当する。水温センサ71は、第2循環流路W12における内燃機関11の出口部分に設けられており、内燃機関11から排出される冷却水の温度を検出するとともに、検出された内燃機関11の出口水温Teに応じた信号を出力する。水温センサ72は、第2分岐流路W22におけるEGRクーラ32の出口部分に設けられており、EGRクーラ32から排出される冷却水の温度を検出するとともに、検出されたEGRクーラ32の出口水温Tgに応じた信号を出力する。外気温センサ73は、外気温を検出するとともに、検出された外気温Toに応じた信号を出力する。
The flow of cooling water in the
Specifically, the
また、エンジンECU40は、車両の空調装置60を制御する空調ECU62と車載ネットワークNcを介して通信可能に接続されている。エンジンECU40及び空調ECU62は車載ネットワークNcを介して各種情報を取得することが可能である。例えば、エンジンECU40は、コンデンサ610の放熱量Qcの情報を空調ECU62から取得することが可能である。
Further, the
エンジンECU40は、水温センサ71,72により検出される水温Tn,Tgの情報、外気温センサ73により検出される外気温To、センサ15a,22,41〜43等により取得可能な内燃機関11や車両の状態量、並びに空調ECU62からの要求に基づいて多方弁53及び三方弁55を制御することにより、冷却回路50における冷却水の流れを制御する。本実施形態では、エンジンECU40が、多方弁53及び三方弁55を制御する冷却回路制御部に相当する。
The
このような冷却回路50では、内燃機関11が高負荷の状態である場合には、内燃機関11から排出される高温の冷却水が多方弁53を介してEGRクーラ32に流入する。そのため、EGRクーラ32の冷却能力が不足する。これを考慮し、エンジンECU40は、上述のように、内燃機関11が高負荷状態である場合には、中負荷状態である場合よりも、目標EGRガス量が小さい値に設定される。また、目標EGRガス量を小さくすると、内燃機関11に導入されるEGRガス量の減少に起因して排気温が過上昇する懸念があるが、この課題に関しては、エンジンECU40は、目標空燃比RAF*を理論空燃比よりも小さい値に設定して燃料噴射量を増加することで排気温の上昇を抑制している。
In such a
ところで、このように燃料噴射量を増加させた場合、排気温の上昇は抑制できるものの、燃焼に寄与しない燃料が増加することになるため、燃費やエミッションの悪化が避けられないものとなる。そこで、本実施形態のエンジンシステム10では、内燃機関11が高負荷状態であるとき、内燃機関11の冷却能力に余裕がある場合には、その余裕分をEGRクーラ32の冷却に用いることにより目標EGRガス量を維持する。これにより、目標空燃比RAF*を理論空燃比に維持することが可能となるため、燃費やエミッションの悪化を回避することが可能となる。
By the way, when the fuel injection amount is increased in this way, although the increase in the exhaust temperature can be suppressed, the amount of fuel that does not contribute to combustion increases, so that deterioration of fuel efficiency and emission is unavoidable. Therefore, in the
具体的には、EGRガスは空気と比較すると比熱が大きいため、内燃機関11に導入されるEGRガス量が増加するほど、内燃機関11の筒内のガス温度が減少する。したがって、内燃機関11における冷却水の受熱量が減少するため、その分だけ内燃機関11の冷却能力に余裕が生じることとなる。換言すれば、内燃機関11の冷却能力を緩和することが可能となる。エンジンECU40は、この内燃機関11の冷却能力の緩和量をEGRクーラ32の冷却能力に配分する。詳しくは、エンジンECU40は、バイパス流路W30が開状態になるように三方弁55を制御することで、ポンプ52から吐出される冷却水、すなわち内燃機関11に供給される前の低温の冷却水をEGRクーラ32に供給する。これにより、内燃機関11の冷却能力が低下するものの、EGRクーラ32の冷却能力が増加する。すなわち、内燃機関11の冷却能力の緩和量をEGRクーラ32の冷却能力に配分できる。これにより、高負荷状態でもEGRクーラ32の冷却能力を確保できるため、目標EGRガス量を維持することができる。結果的に、目標空燃比RAF*を理論空燃比に維持することが可能となるため、燃費やエミッションの悪化を回避することが可能となる。
Specifically, since EGR gas has a larger specific heat than air, the gas temperature in the cylinder of the
なお、本実施形態のエンジンECU40は、空燃比フィードバック制御として、空気過剰率を用いた制御を実行する。具体的には、実空燃比を「RAF」とし、理論空燃比を「RAF0」とするとき、空気過剰率λは以下の式f1で定義される。
λ=RAF/RAF0 (f1)
同様に、目標空燃比を「RAF*」とし、理論空燃比を「RAF0」とするとき、目標空気過剰率λ*は以下の式f2で定義される。
The
λ = RAF / RAF0 (f1)
Similarly, when the target air-fuel ratio is "RAF *" and the theoretical air-fuel ratio is "RAF0", the target air-fuel ratio λ * is defined by the following equation f2.
λ*=RAF*/RAF0 (f2)
上記の式f1,f2から明らかなように、空気過剰率λを目標空気過剰率λ*に追従させる制御は、空燃比RAFを目標空燃比RAF*に追従させる制御に相当する。そのため、本実施形態のエンジンECU40は、空燃比フィードバック制御として、空気過剰率λを目標空気過剰率λ*に追従させる制御を用いる。
λ * = RAF * / RAF0 (f2)
As is clear from the above equations f1 and f2, the control for causing the air-fuel ratio λ to follow the target air-fuel ratio λ * corresponds to the control for causing the air-fuel ratio RAF to follow the target air-fuel ratio RAF *. Therefore, the
なお、目標空気過剰率λ*が理論空燃比RAF0に設定されている場合、目標空気過剰率λ*は「1.0」となる。よって、空気過剰率λを「1.0」に追従させる制御は、目標空燃比RAF*を理論空燃比RAF0に追従させる制御に実質的に相当する。以下では、「1.0」に設定されている空気過剰率λを特に「理論空気過剰率λ0」と称する。 When the target air excess rate λ * is set to the stoichiometric air-fuel ratio RAF0, the target air excess rate λ * is “1.0”. Therefore, the control that causes the excess air ratio λ to follow “1.0” substantially corresponds to the control that causes the target air-fuel ratio RAF * to follow the theoretical air-fuel ratio RAF0. In the following, the air excess rate λ set to “1.0” is particularly referred to as “theoretical air excess rate λ0”.
次に、図3を参照して、このエンジンECU40により実行される冷却能力配分制御の具体的な手順について説明する。なお、エンジンECU40は、図3に示される処理を所定の周期で繰り返し実行する。
図3に示されるように、エンジンECU40は、まず、ステップS10の処理として、内燃機関11が高負荷状態であって、且つ水温センサ71により検出される内燃機関11の出口水温Teが所定温度Tth10未満であるか否かを判断する。所定温度Tth10は、冷却回路50全体として冷却能力に余裕があるか否かを判断することができるように実験等により設定されており、エンジンECU40のメモリに予め記憶されている。エンジンECU40は、内燃機関11の各種状態量に基づいて内燃機関11が高負荷状態であるか否かを判定する。例えば、エンジンECU40は、内燃機関11の回転速度Neが所定回転速度以上であって、且つ内燃機関11の出力トルクが所定値以上であることに基づいて、内燃機関11が高負荷状態であると判定する。内燃機関11の出力トルクは、アクセル開度Paと内燃機関11の回転速度Neとからマップや演算式等を用いて推定することが可能である。
Next, with reference to FIG. 3, a specific procedure of cooling capacity distribution control executed by the
As shown in FIG. 3, in the
エンジンECU40は、ステップS10の処理において、内燃機関11が低負荷状態及び中負荷状態のいずれかの状態である場合、あるいは内燃機関11の出口水温Teが所定温度Tth10以上である場合には、ステップS11の処理を実行する。エンジンECU40は、ステップS11の処理として、EGRクーラ32への冷却能力の配分を禁止する。具体的には、エンジンECU40は、三方弁55の第2流出ポート552を閉状態に維持し、且つ多方弁53の第3流出ポート533を開状態に維持することにより、第2分岐流路W22が開放され、且つバイパス流路W30が遮断されている状態を維持する。このようにエンジンECU40は、内燃機関11が高負荷状態でない場合、あるいは内燃機関11が高負荷状態であっても冷却回路50の冷却能力に余裕がない場合には、EGRクーラ32への冷却能力の配分を禁止する。
In the process of step S10, the
エンジンECU40は、ステップS11に示す処理を実行した場合、続くステップS12の処理として、配分判定フラグFAを「0」に設定した後、図3に示される一連の処理を一旦終了する。
エンジンECU40は、ステップS10の処理において、内燃機関11が高負荷状態であって、且つ内燃機関11の出口水温Teが所定温度Tth10未満である場合には、ステップS13の処理として、内燃機関11にEGRガスを導入することにより生じる内燃機関11の冷却能力の緩和量Cmを演算する。図4は、エンジンECU40により実行される緩和量Cmの演算手順を示したブロック図である。
When the
When the
図4に示されるように、エンジンECU40は、第1出口水温演算部400と、第2出口水温演算部401と、緩和量演算部402とを備えている。
第1出口水温演算部400及び第2出口水温演算部401には、アクセル開度Pa、内燃機関11の回転速度Ne、車速V、外気温To、及び空調装置60のコンデンサ610の放熱量Qcの情報が入力されている。第1出口水温演算部400は、これらの入力情報に基づいて、EGRガスが導入されていない場合の内燃機関11の推定出口水温Te10を演算する。一方、第2出口水温演算部401は、これらの入力情報に基づいて、EGRガスが導入されている場合の内燃機関11の推定出口水温Te11を演算する。基本的には、吸気通路12に導入されるEGRガス量が多くなると、内燃機関11の発熱量が減少するため、内燃機関11の出口水温Teが低下する。したがって、EGRガスが導入されている場合と、EGRガスが導入されていない場合とで、内燃機関11の出口水温Teが異なる。
As shown in FIG. 4, the
In the first outlet water
図5は、第1出口水温演算部400により実行される内燃機関11の推定出口水温Te10の演算手順を示したブロック図である。
図5に示されるように、第1出口水温演算部400は、駆動力演算部500と、トルク演算部501と、受熱量演算部502と、冷却水量演算部503と、ラジエータ放熱量演算部504と、出口水温演算部505とを有している。
FIG. 5 is a block diagram showing a calculation procedure of the estimated outlet water temperature Te10 of the
As shown in FIG. 5, the first outlet water
駆動力演算部500は、アクセル開度Paからマップを用いて内燃機関11の推定駆動力Feを演算する。
トルク演算部501は、駆動力演算部500により演算される内燃機関11の推定駆動力Feと内燃機関11の回転速度Neとに基づいて内燃機関11の推定出力トルクTQeを演算する。
The driving
The
受熱量演算部502は、トルク演算部501により演算される内燃機関11の推定出力トルクTQeと内燃機関11の回転速度Neとからマップを用いて内燃機関11の冷却水の受熱量Qeを演算する。このマップは、内燃機関11にEGRガスが導入されていない場合における内燃機関11の出力トルクと内燃機関11の回転速度と冷却水の受熱量との関係を実験的に求めることにより作成されており、エンジンECU40のメモリに予め記憶されている。
The heat receiving
冷却水量演算部503は、内燃機関11の回転速度Neからマップを用いて、内燃機関11に供給されている冷却水の流量Fwを演算する。
ラジエータ放熱量演算部504は、トルク演算部501により演算される内燃機関11の推定出力トルクTQe、内燃機関11の回転速度Ne、車速V、外気温To、コンデンサ610の放熱量Qc、冷却水量演算部503により演算される冷却水の流量Fw、及び出口水温演算部505の前回の演算結果である内燃機関11の推定出口水温Te10の前回値からマップや演算式を用いてラジエータ51の放熱量Qrを演算する。
The cooling water
The radiator heat
出口水温演算部505は、受熱量演算部502により演算される内燃機関11の冷却水の受熱量Qe、ラジエータ放熱量演算部504により演算されるラジエータ51の放熱量Qr、冷却水量演算部503により演算される冷却水の流量Fw、及び出口水温演算部505の前回の演算結果である内燃機関11の推定出口水温Te10の前回値から演算式を用いて内燃機関11の推定出口水温Te10の今回値を演算する。
The outlet water
第1出口水温演算部400は、図4に示されるような演算手順を経てEGRガス非導入時の内燃機関11の推定出口水温Te10を演算する。
図4に示される第2出口水温演算部401は、第1出口水温演算部400と略同一の演算手順を用いることにより、EGRガス導入時の内燃機関11の推定出口水温Te11を演算する。但し、第2出口水温演算部401は、図5に示される受熱量演算部502において、内燃機関11にEGRガスが導入されている場合における内燃機関11の出力トルクと内燃機関11の回転速度と冷却水の受熱量との関係を示すマップを用いる。
The first outlet water
The second outlet water
緩和量演算部402には、第1出口水温演算部400により演算されるEGRガス非導入時の内燃機関11の推定出口水温Te10と、第2出口水温演算部401により演算されるEGRガス導入時の内燃機関11の推定出口水温Te11とが入力されている。緩和量演算部402は、EGRガス非導入時の内燃機関11の推定出口水温Te10からEGRガス導入時の内燃機関11の推定出口水温Te11を減算することにより、内燃機関11の冷却能力の緩和量Cm(=Te10−Te11)を演算する。したがって、本実施形態の内燃機関11の冷却能力の緩和量Cmの単位は「℃」である。
The relaxation
図3に示されるように、エンジンECU40は、ステップS13に続くステップS14の処理として、緩和量Cmが第1閾値Cth11を超えているか否かを判断する。第1閾値Cth11は、EGRクーラ32に冷却能力を配分することが可能な程度に内燃機関11の冷却能力に余裕があるか否かを判断するための閾値であって、予め実験等により求められてエンジンECU40のメモリに記憶されている。エンジンECU40は、緩和量Cmが第1閾値Cth11以下である場合、すなわち内燃機関11の冷却能力に余裕がない場合には、ステップS14の処理で否定判断する。この場合、エンジンECU40は、ステップS11の処理として、EGRクーラ32への冷却能力の配分を禁止するとともに、ステップS12の処理として、配分判定フラグFAを「0」に設定した後、図3に示される一連の処理を一旦終了する。なお、配分判定フラグFAの値は、エンジンECU40のメモリに記憶されている。
As shown in FIG. 3, the
エンジンECU40は、ステップS14の処理において、緩和量Cmが第1閾値Cth11を超えている場合には、すなわち内燃機関11の冷却能力に余裕がある場合には、ステップS14の処理で肯定判断する。この場合、エンジンECU40は、続くステップS15の処理として、緩和量Cmが第2閾値Cth12未満であるか否かを判断する。第2閾値Cth12は第1閾値Cth11よりも大きい値に設定されている。第2閾値Cth12は、内燃機関11の冷却能力の余裕度が、緩和量Cmの全てをEGRクーラ32の冷却能力に配分することができる程度の余裕度であるか、あるいは緩和量Cmの一部のみをEGRクーラ32の冷却能力に配分することができる程度の余裕度であるかを判断するための閾値であって、予め実験等により求められてエンジンECU40のメモリに記憶されている。
In the process of step S14, the
エンジンECU40は、緩和量Cmが第2閾値Cth12以上である場合には、ステップS15の処理で否定判断する。この場合、エンジンECU40は、内燃機関11の冷却能力の余裕度が、緩和量Cmの全てをEGRクーラ32の冷却能力に配分することができる程度の余裕度であると判定する。このとき、エンジンECU40は、続くステップS19の処理として、EGRクーラ32の出口水温Tgが所定温度Tth11未満であるか否かを判断する。所定温度Tth11は、EGRクーラ32への冷却能力の配分が一旦開始された後に、それを停止する必要があるか否かを判定するための判定値であって、予め実験等により求められてエンジンECU40のメモリに記憶されている。
When the relaxation amount Cm is equal to or greater than the second threshold value Cth12, the
エンジンECU40は、ステップS19の処理において、EGRクーラ32の出口水温Tgが所定温度Tth11未満であると判断した場合には、ステップS19の処理で肯定判断する。この場合、エンジンECU40は、EGRクーラ32への冷却能力の配分が可能な状況であると判断して、続くステップS20の処理として、内燃機関11の冷却能力の緩和量Cmの全てがEGRクーラ32の冷却能力に配分されるように三方弁55及び多方弁53を制御する。
When the
具体的には、エンジンECU40は、図6に示されるような緩和量Cmと三方弁55の第2流出ポート552の目標開度との関係を示すマップを有している。図6に示されるマップでは、緩和量Cmが第1閾値Cth11以下である場合には、三方弁55の第2流出ポート552の目標開度が全閉状態の開度に設定される。また、このマップでは、緩和量Cmが第2閾値Cth12以上である場合には、三方弁55の第2流出ポート552の目標開度が全開状態の開度に設定される。さらに、このマップでは、緩和量Cmが第1閾値Cth11から第2閾値Cth12に向かうほど、三方弁55の第2流出ポート552の目標開度が全閉状態の開度から全開状態の開度に向かって徐々に変化するように設定されている。
Specifically, the
また、エンジンECU40は、図7に示されるような緩和量Cmと多方弁53の第3流出ポート533の目標開度との関係を示すマップを有している。このマップは、図6に示されるマップと逆の相関関係を有するように設定されている。
エンジンECU40は、図6及び図7に示されるマップを用いて緩和量Cmから三方弁55の第2流出ポート552の目標開度及び多方弁53の第3流出ポート533の目標開度を演算する。図3に示されるステップS20の処理が実行される場合、緩和量Cmが第2閾値Cth12以上であることから、三方弁55の第2流出ポート552の目標開度は全開状態の開度に設定され、且つ多方弁53の第3流出ポート533の目標開度は全閉状態の開度に設定される。エンジンECU40は、三方弁55の第2流出ポート552の実開度が目標開度となるように、また多方弁53の第3流出ポート533の実開度が目標開度となるように三方弁55及び多方弁53を制御する。
Further, the
The
このような三方弁55及び多方弁53の制御を通じて三方弁55の第2流出ポート552が全開状態となり、且つ多方弁53の第3流出ポート533が全閉状態となることにより、内燃機関11から多方弁53を介してEGRクーラ32に供給される高温の冷却水の流量が減少する一方、ラジエータ51からバイパス流路W30を通じてEGRクーラ32に直接供給される低温の冷却水の流量が増加する。また、バイパス流路W30を通じてEGRクーラ32に供給される冷却水の流量の分だけ、ラジエータ51から内燃機関11に供給される低温の冷却水の流量が減少する。このように、本実施形態のエンジンシステム10では、ラジエータ51から内燃機関11に供給される冷却水の流量を減少させる一方、ラジエータ51からEGRクーラ32に直接供給される冷却水の流量を増加させることにより、内燃機関11の冷却能力をEGRクーラ32の冷却能力に配分する。本実施形態では、三方弁55の第2流出ポート552の開度を全開状態の開度に設定し、且つ多方弁53の第3流出ポート533の開度を全閉状態の開度に設定する制御が、緩和量Cmの全てをEGRクーラ32の冷却能力に配分する制御に相当する。
Through such control of the three-
図3に示されるように、エンジンECU40は、ステップS20の処理を実行した後、続くステップS18の処理として配分判定フラグFAを「1」に設定した後、図3に示される一連の処理を一旦終了する。
エンジンECU40は、ステップS19の処理において、EGRクーラ32の出口水温Tgが所定温度Tth11以上であると判断した場合には、ステップS19の処理で否定判断する。この場合、エンジンECU40は、EGRクーラ32への冷却能力の配分が可能な状況でないと判断して、続くステップS11の処理として、EGRクーラ32への冷却能力の配分を禁止する。すなわち、エンジンECU40は、三方弁55の第2流出ポート552を閉状態にしてバイパス流路W30を遮断する一方、多方弁53の第3流出ポート533を開状態にして第2分岐流路W22を開放する。エンジンECU40は、ステップS11の処理を実行した後、ステップS12の処理として配分判定フラグFAを「0」に設定した後、図3に示される一連の処理を一旦終了する。
As shown in FIG. 3, the
When the
エンジンECU40は、ステップS15の処理において、緩和量Cmが第2閾値Cth12未満である場合には、ステップS15の処理で肯定判断する。この場合、エンジンECU40は、内燃機関11の冷却能力の余裕度が、緩和量Cmの一部のみをEGRクーラ32の冷却能力に配分することができる程度の余裕度であると判定する。このとき、エンジンECU40は、続くステップS16の処理として、EGRクーラ32の出口水温Tgが所定温度Tth11未満であるか否かを判断する。ステップS16の処理は、基本的には、ステップS19の処理と同様である。
When the relaxation amount Cm is less than the second threshold value Cth12 in the process of step S15, the
エンジンECU40は、ステップS16の処理において、EGRクーラ32の出口水温Tgが所定温度Tth11未満である場合には、EGRクーラ32への冷却能力の配分が可能な状況であると判断して、ステップS16の処理で肯定判断する。この場合、エンジンECU40は、続くステップS17の処理として、内燃機関11の冷却能力の一部がEGRクーラ32の冷却能力に配分されるように三方弁55及び多方弁53を制御する。
In the process of step S16, the
具体的には、エンジンECU40は、図6及び図7に示されるマップを用いて緩和量Cmから三方弁55の第2流出ポート552の目標開度及び多方弁53の第3流出ポート533の目標開度を演算する。そして、エンジンECU40は、三方弁55の第2流出ポート552の実開度が目標開度となるように、また多方弁53の第3流出ポート533の実開度が目標開度となるように三方弁55及び多方弁53を制御する。ステップS16に示される処理が実行される場合、緩和量Cmは第1閾値Cth11以上であって、且つ第2閾値Cth12以下の値である。したがって、三方弁55の第2流出ポート552の目標開度及び多方弁53の第3流出ポート533の目標開度は、全閉状態の開度と全開状態の開度との間の中間の開度に設定される。これにより、内燃機関11の冷却能力の一部がEGRクーラ32の冷却能力に配分することとなる。本実施形態では、三方弁55の第2流出ポート552の開度を中間の開度に設定し、且つ多方弁53の第3流出ポート533の開度を中間の開度に設定する制御が、緩和量Cmの一部をEGRクーラ32の冷却能力に配分する制御に相当する。
Specifically, the
図3に示されるように、エンジンECU40は、ステップS17の処理を実行した後、続くステップS18の処理として配分判定フラグFAを「1」に設定した後、図3に示される一連の処理を一旦終了する。
エンジンECU40は、ステップS16の処理において、EGRクーラ32の出口水温Tgが所定温度Tth11以上であると判断した場合には、ステップS16の処理で否定判断する。この場合、エンジンECU40は、EGRクーラ32への冷却能力の配分が可能な状況でないと判断して、続くステップS11の処理として、EGRクーラ32への冷却能力の配分を禁止する。エンジンECU40は、ステップS11の処理を実行した後、ステップS12の処理として配分判定フラグFAを「0」に設定した後、図3に示される一連の処理を一旦終了する。
As shown in FIG. 3, the
When the
次に、図3に示される処理が実行された場合のエンジンシステム10の動作例について説明する。図8(A)〜(E)及び図9(A)〜(F)は、内燃機関11からEGRクーラ32への冷却能力の配分が行われていない場合と、内燃機関11からEGRクーラ32への冷却能力の配分が行われている場合とを比較して各パラメータの推移を示したものである。
Next, an operation example of the
図8(A)に示されるように、例えば時刻t10でアクセル開度Paが増加したとすると、図8(D)に示されるように排気温が上昇する。その後、図8(B)に示されるように、時刻t11で目標EGRガス量Ge*が増加すると、これに追従するかたちで実際のEGRガス量Geが増加する。これにより、図8(C)に示されるように、EGRクーラ32の出口水温Tgが上昇する一方、図8(D)に示されるように、排気温の上昇速度が低下することとなる。
As shown in FIG. 8 (A), for example, when the accelerator opening Pa increases at time t10, the exhaust temperature rises as shown in FIG. 8 (D). After that, as shown in FIG. 8B, when the target EGR gas amount Ge * increases at time t11, the actual EGR gas amount Ge increases in a manner following this. As a result, as shown in FIG. 8C, the outlet water temperature Tg of the
仮に内燃機関11からEGRクーラ32への冷却能力の配分が行われていない場合、時刻t12で内燃機関11が高回転且つ高負荷状態になった際に、図8(C)に示されるように、EGRクーラ32の出口水温Tgが上昇し続けることになる。そして、時刻t13でEGRクーラ32の出口水温Tgが所定温度Tth11に達すると、図8(B)に示されるように、目標EGRガス量Ge*を低下させて実EGRガス量Geを減少させざるを得なくなる。また、EGRガス量Geが減少すると排気温が上昇するため、これを抑制するために、図8(E)に示されるように目標空気過剰率λ*を理論空気過剰率λ0(=1.0)から低下させて、燃料噴射量を増量する必要がある。
If the cooling capacity is not distributed from the
この点、本実施形態のエンジンシステム10では、図9(D)に示されるように、時刻t12で内燃機関11が高回転且つ高負荷状態になるとともに、その際に内燃機関11の出口水温Teが所定温度Tth10未満である場合には、図9(B)に示されるように、内燃機関11からEGRクーラ32への冷却能力の配分が行われる。結果として、図9(D)に示されるように、単調増加していたEGRクーラ32の出口水温Tgが一時的に低下する。これにより、EGRクーラ32の出口水温Tgが所定温度Tth11に達するまでの時間を延長することができる。そのため、内燃機関11からEGRクーラ32への冷却能力の配分を行わない場合と比較すると、図9(C)に示されるように目標EGRガス量Ge*及びEGRガス量Geを高い値に維持することができる。結果的に、図9(E)に示されるように、内燃機関11からEGRクーラ32への冷却能力の配分を行わない場合と比較すると、排気温の上昇速度がより抑制される。これにより、図9(F)に示されるように目標空気過剰率λ*を理論空気過剰率λ0に維持することが可能となるため、燃料噴射量を増量する必要がない。そのため、燃費やエミッションの悪化を回避することができる。
In this regard, in the
このように、本実施形態のエンジンECU40は、内燃機関11からEGRクーラ32への冷却能力の配分を行っている際に、目標空気過剰率λ*を理論空気過剰率λ0に、あるいは理論空気過剰率λ0に近い値に維持する。具体的には、エンジンECU40は、図3に示される処理で設定される配分判定フラグFAを用いることにより、内燃機関11からEGRクーラ32への冷却能力の配分が行われているか否かを判断し、その配分が行われていると判断した場合には、目標空気過剰率λ*を理論空気過剰率λ0に、あるいは理論空気過剰率λ0に近い値に維持する。
As described above, in the
次に、このエンジンECU40による目標空気過剰率λ*の設定手順について説明する。
エンジンECU40のメモリには、内燃機関11の回転速度Neと目標トルクTQ*とから目標空気過剰率λ*を演算するためのマップとして、第1目標空気過剰率演算マップと第2目標空気過剰率演算マップとが記憶されている。第2目標空気過剰率演算マップは、従来のエンジンシステムで用いられているマップと同一のマップであって、内燃機関11が高回転及び高負荷である領域で目標空気過剰率λ*が理論空気過剰率λ0よりも小さい値に設定されるとともに、それ以外の低回転及び低負荷の領域で目標空気過剰率λ*が理論空気過剰率λ0又はそれよりも小さい値に設定されるようになっている。第1目標空気過剰率演算マップでは、内燃機関11が高負荷及び高回転である領域で目標空気過剰率λ*が第2目標空気過剰率演算マップよりも理論空気過剰率λ0に近い値に設定されるようになっている。なお、第2目標空気過剰率演算マップでは、内燃機関11が低回転及び低負荷である領域では第1目標空気過剰率演算マップと同様に目標空気過剰率λ*が設定される。第2目標空気過剰率演算マップは、内燃機関11の冷却能力の一部がEGRクーラ32の冷却能力に配分されていない状況に対応したマップである。また、第1目標空気過剰率演算マップは、内燃機関11の冷却能力の一部がEGRクーラ32の冷却能力に配分されている状況に対応したマップである。
Next, the procedure for setting the target air excess rate λ * by the
In the memory of the
また、本実施形態のエンジンECU40は、内燃機関11の負荷状態を示すパラメータとして、内燃機関11の目標トルクTQ*を用いている。内燃機関11の目標トルクは、例えば内燃機関11の回転速度Ne及びアクセル開度Pa等からマップや演算式等を用いて演算される。
Further, the
エンジンECU40は、図3に示される処理において設定される配分判定フラグFAに応じて第1目標空気過剰率演算マップと第2目標空気過剰率演算マップとを選択的に用いて目標空気過剰率λ*を設定する。図10は、エンジンECU40により実行される目標空気過剰率λ*の演算処理の手順を示したブロック図である。また、図11は、図10に示される演算処理で用いられるマップ判定フラグFBの設定処理の手順を示したフローチャートである。
The
まず、図11に示されるマップ判定フラグFBの設定処理について説明する。エンジンECU40は、図11に示される処理を所定の周期で繰り返し実行する。
なお、以下では、便宜上、配分判定フラグFAが「0」である状態、すなわち内燃機関11の冷却能力がEGRクーラ32の冷却能力に配分されていない状態を「冷却能力非配分状態」と称する。また、配分判定フラグFAが「1」である状態、すなわち内燃機関11の冷却能力がEGRクーラ32の冷却能力に配分されている状態を「冷却能力配分状態」と称する。
First, the setting process of the map determination flag FB shown in FIG. 11 will be described. The
In the following, for convenience, a state in which the distribution determination flag FA is “0”, that is, a state in which the cooling capacity of the
図11に示されるように、エンジンECU40は、まず、ステップS30の処理として、配分判定フラグFAの現在の設定値である今回値Fanと、配分判定フラグFAの一つ前の設定値である前回値Fan−1とをメモリから読み込む。エンジンECU40は、続くステップS31の処理として、配分判定フラグの今回値Fanが「0」であるか否かを判断する。エンジンECU40は、配分判定フラグの今回値Fanが「0」でない場合には、すなわち内燃機関11の冷却能力がEGRクーラ32の冷却能力に配分されている場合には、ステップS31の処理で否定判断して、続くステップS32の処理として、マップ判定フラグFBを「0」に設定した後、図11に示される一連の処理を一旦終了する。
As shown in FIG. 11, the engine ECU40, first, as the processing in step S30, and the current value Fa n is the current set value of the allocation determination flag FA, is a previous set value of the allocation decision flag FA The previous value Fan -1 is read from the memory. Engine ECU40 as processing of the subsequent step S31, the current value Fa n allocation determination flag to determine whether it is "0". Engine ECU40, when the current value Fa n allocation determination flag is not "0", i.e., the cooling capacity of the
エンジンECU40は、ステップS31の処理において、配分判定フラグの今回値Fanが「1」である場合には、ステップS31の処理で否定判断し、続くステップS33の処理として、配分判定フラグFAの今回値Fanと前回値Fan−1との偏差ΔFa(=Fan−Fan−1)が「1」未満であるか否かを判断する。 Engine ECU40, in the processing of step S31, if the current value Fa n allocation determination flag is "1", a negative decision in the process of step S31, as processing of the subsequent step S33, the current allocation decision flag FA value Fa n and the previous value Fa n-1 difference between ΔFa (= Fa n -Fa n- 1) is equal to or smaller than "1".
ここで、配分判定フラグの今回値Fanが「1」であって、且つ前回値Fan−1が「0」である場合、すなわち冷却能力非配分状態から冷却能力配分状態に切り替わった場合には、偏差ΔFaは「1」となるため、エンジンECU40は、ステップS33の処理で否定判断する。この場合、エンジンECU40は、続くステップS32の処理として、マップ判定フラグFBを「0」に設定した後、図11に示される一連の処理を一旦終了する。
Here, a current value Fa n allocation determination flag is "1", and if the previous value Fa n-1 is "0", that is, when switching from the cooling capacity unallocated state to the cooling capability allocation state Since the deviation ΔFa is “1”, the
一方、配分判定フラグの今回値Fan及び前回値Fan−1が共に「1」である場合、すなわち冷却能力配分状態が維持されている場合には、偏差ΔFaは「0」となる。また、配分判定フラグの今回値Fan及び前回値Fan−1が共に「0」である場合、すなわち冷却能力非配分状態が維持されている場合にも、偏差ΔFaは「0」となる。さらに、配分判定フラグの今回値Fanが「0」であって、且つ前回値Fan−1が「1」である場合、すなわち冷却能力配分状態から冷却能力非配分状態に切り替わった場合には、偏差ΔFaは「−1」となる。これらのいずれの場合も、偏差ΔFaは「1」未満となるため、エンジンECU40は、ステップS33の処理において肯定判断する。この場合、エンジンECU40は、続くステップS34の処理として、内燃機関11の回転速度Neと目標トルクTQ*とから第1目標空気過剰率演算マップに基づいて目標空気過剰率設定値λf*を演算する。
On the other hand, if the current value Fa n and the previous value Fa n-1 allocation determination flag are both "1", that is, when the cooling capability allocation state is maintained, the deviation ΔFa is "0". Also, if the present value Fa n and the previous value Fa n-1 allocation determination flag are both "0", i.e., if the cooling capacity unallocated state is maintained, the deviation ΔFa is "0". Further, a current value Fa n allocation determination flag is "0", and if the previous value Fa n-1 is "1", that is, when switching from the cooling capability allocation state cooling capacity unallocated state , The deviation ΔFa is “-1”. In any of these cases, the deviation ΔFa is less than “1”, so that the
エンジンECU40は、ステップS34に続くステップS35の処理として、目標空気過剰率の前回値λ*n−1から目標空気過剰率設定値λf*を減算した値の絶対値|λ*n−1−λf*|を演算するとともに、演算した絶対値|λ*n−1−λf*|が所定値λth10を超えているか否かを判断する。所定値λth10は、目標空気過剰率の前回値λ*n−1が目標空気過剰率設定値λf*に達したか否かを判定するための判定値であって、エンジンECU40のメモリに予め記憶されている。
The
エンジンECU40は、絶対値|λ*n−1−λf*|が所定値λth10以下である場合には、すなわち目標空気過剰率の前回値λ*n−1が目標空気過剰率設定値λf*に達している場合には、ステップS35の処理で否定判断する。この場合、エンジンECU40は、ステップS36の処理として、目標空気過剰率の前回値λ*n−1が「1」未満であるか否かを判断する。エンジンECU40は、目標空気過剰率の前回値λ*n−1が「1」未満である場合には、ステップS36の処理で肯定判断して、続くステップS37の処理として、マップ判定フラグFBを「1」に設定した後、図11に示される一連の処理を一旦終了する。
In the
エンジンECU40は、ステップS36の処理において、目標空気過剰率の前回値λ*n−1が「1」以上である場合には、ステップS36の処理で否定判断する。この場合、エンジンECU40は、続くステップS32の処理として、マップ判定フラグFBを「0」に設定した後、図11に示される一連の処理を一旦終了する。
When the previous value λ * n-1 of the target air excess rate is “1” or more in the process of step S36, the
エンジンECU40は、ステップS35の処理において、絶対値|λ*n−1−λf*|が所定値λth10を超えている場合には、ステップS35の処理で肯定判断する。この場合、エンジンECU40は、ステップS38の処理として、マップ判定フラグFBを「2」に設定した後、図11に示される一連の処理を一旦終了する。
When the absolute value | λ * n-1 −λf * | exceeds the predetermined value λth10 in the process of step S35, the
次に、図10に示される目標空気過剰率λ*の演算処理の手順について説明する。
図10に示されるように、エンジンECU40は、最終的な目標空気過剰率λ*を演算する部分として、第1目標空気過剰率演算部600と、第2目標空気過剰率演算部601と、第3目標空気過剰率演算部602と、推定EGR率演算部603と、最終目標空気過剰率演算部604とを有している。
Next, the procedure for calculating the target air excess ratio λ * shown in FIG. 10 will be described.
As shown in FIG. 10, the
第1目標空気過剰率演算部600は、内燃機関11の回転速度Ne及び目標トルクTQ*から第1目標空気過剰率演算マップを用いて第1目標空気過剰率λ11*を演算する。第2目標空気過剰率演算部601は、内燃機関11の回転速度Ne及び目標トルクTQ*から第2目標空気過剰率演算マップを用いて第2目標空気過剰率λ12*を演算する。エンジンECU40は、例えば内燃機関11の冷却能力の一部がEGRクーラ32の冷却能力に配分されている場合には、最終的な目標空気過剰率λ*として第2目標空気過剰率λ12*を用いる。また、エンジンECU40は、EGRクーラ32への冷却能力の配分が行われていない場合には、最終的な目標空気過剰率λ*として第1目標空気過剰率λ11*を用いる。
The first target air excess
ところで、最終的な目標空気過剰率λ*として2つの目標空気過剰率λ11*,λ12*が用いられる場合、EGRクーラ32への冷却能力の配分が行われている状況から、その配分が行われていない状況に切り替わる際に、目標空気過剰率λ*を第2目標空気過剰率λ12*から第1目標空気過剰率λ11*に変化させる必要がある。その際に目標空気過剰率λ*を第2目標空気過剰率λ12*から第1目標空気過剰率λ11*にステップ状に変化させると、実空気過剰率λが急峻に変化してエミッションの悪化等が生じるおそれがある。これを回避するために、本実施形態のエンジンECU40は、最終的な目標空気過剰率λ*を第2目標空気過剰率λ12*から第1目標空気過剰率λ11*に向かって変化させる際に、EGR率の変化比に応じた変化比で目標空気過剰率λ*を徐々に変化させる。EGR率は、内燃機関11に導入される総ガス量に対するEGRガス量の比率を示すものである。内燃機関11に導入される総ガス量は、吸入空気量GaとEGRガス量との加算値に相当する。エンジンECU40は、EGR率の変化比に応じた変化比で変化する目標空気過剰率を演算する部分として、第3目標空気過剰率演算部602及び推定EGR率演算部603を有している。
By the way, when two target air excess rates λ11 * and λ12 * are used as the final target air excess rate λ *, the distribution is performed from the situation where the cooling capacity is distributed to the
具体的には、推定EGR率演算部603は、EGRバルブ33の開度、吸入空気量Ga、及び内燃機関11の回転速度Ne等からマップや演算式を用いて推定EGR率REを演算する。その際、推定EGR率演算部603は、EGRバルブ33が全閉状態であるときの残留ガスが内燃機関11の燃焼室に循環されるまでの時間遅れを内燃機関11の回転速度Neを用いて算出した上で、その時間遅れが反映された推定EGR率REを演算する。
Specifically, the estimated EGR
第3目標空気過剰率演算部602は、内燃機関11の回転速度Ne、目標トルクTQ*、及び推定EGR率REから第3目標空気過剰率λ13*を演算する。図12は、第3目標空気過剰率演算部602により実行される第3目標空気過剰率λ13*の演算手順を示したブロック図である。
The third target air excess
図12に示されるように、第3目標空気過剰率演算部602は、第1目標空気過剰率演算部700と、第2目標空気過剰率演算部701と、第1推定EGR率演算部702と、第2推定EGR率演算部703と、目標空気過剰率定義部704と、EGR率定義部705と、EGR変化比演算部706と、目標空気過剰率変化量演算部707と、最終空気過剰率演算部708とを有している。
As shown in FIG. 12, the third target air excess
第1目標空気過剰率演算部700は、内燃機関11の回転速度Ne及び目標トルクTQ*から第1目標空気過剰率演算マップを用いて第1目標空気過剰率λ11*を演算する。第2目標空気過剰率演算部701は、内燃機関11の回転速度Ne及び目標トルクTQ*から第2目標空気過剰率演算マップを用いて第2目標空気過剰率λ12*を演算する。目標空気過剰率定義部704は、第1目標空気過剰率演算部700により演算された第1目標空気過剰率λ11*を第1目標空気過剰率設定値λs*に設定するとともに、第2目標空気過剰率演算部701により演算された第2目標空気過剰率λ12*を第2目標空気過剰率設定値λf*に設定する。
The first target air excess
第1推定EGR率演算部702は、内燃機関11の回転速度Ne及び目標トルクTQ*から第1EGR率推定マップを用いて第1推定EGR率RE11を演算する。第1推定EGR率RE11は、内燃機関11の冷却能力がEGRクーラ32の冷却能力に配分されていない状況におけるEGR率の推定値である。第1EGR率推定マップは、予め実験等により求められており、エンジンECU40のメモリに記憶されている。
The first estimated EGR
第2推定EGR率演算部703は、内燃機関11の回転速度Ne及び目標トルクTQ*から第2EGR率推定マップを用いて第2推定EGR率RE12を演算する。第2推定EGR率RE12は、内燃機関11の冷却能力がEGRクーラ32の冷却能力に配分されている状況におけるEGR率の推定値である。第2EGR率推定マップは、予め実験等により求められており、エンジンECU40のメモリに記憶されている。
The second estimated EGR
EGR率定義部705は、第1推定EGR率演算部702により演算された第1推定EGR率RE11を第1EGR率設定値REfに設定するとともに、第2推定EGR率演算部703により演算された第2推定EGR率RE12を第2EGR率設定値REsに設定する。
The EGR
EGR変化比演算部706は、EGR率定義部705により定義される第1EGR率設定値REf及び第2EGR率設定値REsと、実際のEGR率の推定値である推定EGR率REとに基づいて、以下の式f3を用いてEGR変化比RCEを演算する。
RCE=|(RE−REs)/(REf−REs)| (f3)
目標空気過剰率変化量演算部707は、目標空気過剰率定義部704により定義される第2目標空気過剰率設定値λf*及び第1目標空気過剰率設定値λs*と、EGR変化比演算部706により演算されるEGR変化比RCEとから、以下の式f4に基づいて目標空気過剰率変化量Δλ*を演算する。
The EGR change
RCE = | (RE-REs) / (REf-REs) | (f3)
The target air excess rate change
Δλ*=(λf*−λs*)×RCE (f4)
最終空気過剰率演算部708は、目標空気過剰率変化量演算部707により演算される目標空気過剰率変化量Δλ*と、目標空気過剰率定義部704により定義される第1目標空気過剰率設定値λs*とから以下の式f5に基づいて最終的な第3目標空気過剰率λ13*を演算する。
Δλ * = (λf * −λs *) × RCE (f4)
The final excess air
λ13*=λs*+Δλ* (f5)
この最終空気過剰率演算部708により演算される第3目標空気過剰率λ13*は、図10に示される第3目標空気過剰率演算部602の演算結果として出力される。
λ13 * = λs * + Δλ * (f5)
The third target air excess rate λ13 * calculated by the final air excess
図12に示される演算手順を経て演算される第3目標空気過剰率λ13*を目標空気過剰率λ*として用いることにより、図13(A)に示されるように実際のEGR率が変化した際に、目標空気過剰率λ*が図13(B)に示されるように変化するようになる。すなわち、図13(A),(B)に示されるように、EGR率が第2設定値REsから第1設定値REfまで変化する際に、その変化比と同様の変化比で目標空気過剰率λ*が第1目標空気過剰率設定値λs*から第2目標空気過剰率設定値λf*まで変化するようになる。これにより、実際のEGR率の変化に沿うように空気過剰率が変化するため、エミッションの悪化等を回避することができる。 When the actual EGR rate changes as shown in FIG. 13 (A) by using the third target air excess rate λ13 * calculated through the calculation procedure shown in FIG. 12 as the target air excess rate λ *. In addition, the target air excess rate λ * changes as shown in FIG. 13 (B). That is, as shown in FIGS. 13A and 13B, when the EGR rate changes from the second set value REs to the first set value REf, the target air excess rate has a change ratio similar to the change ratio. λ * changes from the first target air excess rate set value λs * to the second target air excess rate set value λf *. As a result, the excess air rate changes according to the actual change in the EGR rate, so that deterioration of emissions and the like can be avoided.
図10に示されるように、最終目標空気過剰率演算部604は、図11に示される処理で設定されるマップ判定フラグFBと、第1目標空気過剰率演算部600により演算される第1目標空気過剰率λ11*と、第2目標空気過剰率演算部601により演算される第2目標空気過剰率λ12*と、第3目標空気過剰率演算部602により演算される第3目標空気過剰率λ13*とに基づいて最終的な目標空気過剰率λ*を演算する。具体的には、最終目標空気過剰率演算部604は、マップ判定フラグFBが「0」に設定されている場合には、第1目標空気過剰率λ11*を目標空気過剰率λ*として出力する。また、最終目標空気過剰率演算部604は、マップ判定フラグFBが「1」に設定されている場合には、第2目標空気過剰率λ12*を目標空気過剰率λ*として出力する。さらに、最終目標空気過剰率演算部604は、マップ判定フラグFBが「2」に設定されている場合には、第3目標空気過剰率λ13*を目標空気過剰率λ*として出力する。
As shown in FIG. 10, the final target air excess
次に、図10に示される手順で目標空気過剰率λ*が設定された場合のエンジンシステム10の動作例について説明する。
図14(A)に示されるように、例えば時刻t20でアクセル開度Paが増加することにより、内燃機関11の状態が低回転且つ低負荷の状態から、高回転且つ高負荷の状態に移行する状況であるとする。この場合、図14(C)に示されるように、時刻t20から所定時間が経過した時刻t21以降、EGR率が上昇する。そして、図14(B)に示されるように、時刻t22で配分判定フラグFAが「0」から「1」に切り替わると、すなわち内燃機関11の冷却能力がEGRクーラ32の冷却能力に配分されるようになると、図14(C)に示されるようにEGR率が一定の値で推移するようになる。その後、図14(B)に示されるように、時刻t25で配分判定フラグFAが「1」から「0」に切り替わると、すなわちEGRクーラ32への冷却能力の配分が終了する状況になると、図14(C)に示されるようにEGR率が徐々に減少する。
Next, an operation example of the
As shown in FIG. 14A, for example, when the accelerator opening Pa increases at time t20, the state of the
図14(B)に示されるように配分判定フラグFAが変化するとき、図14(F)に示されるように、マップ判定フラグFBは時刻t20から時刻t25まで「0」に維持される。
具体的には、時刻t20から時刻t22までの間は、配分判定フラグFAが「0」に維持されているため、エンジンECU40が図11のステップS33の処理で否定判断することにより、マップ判定フラグFBが「0」に設定される。また、図14(F)に示されるように配分判定フラグFAが時刻t22で「0」から「1」に切り替わった際には、エンジンECU40が図11のステップS33の処理で否定判断することにより、マップ判定フラグFBが「0」のまま維持される。さらに、図14(F)に示されるように配分判定フラグFAが時刻t22から時刻t25まで「1」に維持されている期間は、エンジンECU40が図11のステップS31の処理で否定判断することにより、マップ判定フラグFBが「0」のまま維持される。結果的に、マップ判定フラグFBは時刻t20から時刻t25まで「0」に維持されることとなる。したがって、時刻t20から時刻t25までの期間は、目標空気過剰率λ*として、第1目標空気過剰率演算マップにより演算される第1目標空気過剰率λ11*が用いられる。第1目標空気過剰率演算マップでは、上述の通り、内燃機関11が高負荷及び高回転である領域で目標空気過剰率λ*が理論空気過剰率λ0に近い値に設定される。そのため、図14(D)に示されるように、時刻t20から時刻t25までの期間は目標空気過剰率λ*が理論空気過剰率λ0に維持される。
When the distribution determination flag FA changes as shown in FIG. 14 (B), the map determination flag FB is maintained at “0” from time t20 to time t25 as shown in FIG. 14 (F).
Specifically, since the distribution determination flag FA is maintained at "0" from the time t20 to the time t22, the
なお、図14(D)に一点鎖線で示されるように、第2目標空気過剰率演算マップに基づいて演算される目標空気過剰率設定値λf*は、時刻t22から時刻t24までの期間、理論空気過剰率λ0から徐々に減少するとともに、時刻t24から時刻t25までの期間、理論空気過剰率λ0よりも小さい値に維持される。また、図14(E)に示されるように、絶対値|λ*n−1−λf*|は、時刻t22以降に増加して、時刻t23で所定値λth10を超える。その後、絶対値|λ*n−1−λf*|は、時刻t24まで単調増加して、時刻t24から時刻t25までの期間、一定の値に維持される。 As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 14 (D), the target air excess rate setting value λf * calculated based on the second target air excess rate calculation map is the theoretical period from time t22 to time t24. It gradually decreases from the excess air ratio λ0 and is maintained at a value smaller than the theoretical excess air ratio λ0 during the period from time t24 to time t25. Further, as shown in FIG. 14 (E), the absolute value | λ * n-1 −λf * | increases after the time t22 and exceeds the predetermined value λth10 at the time t23. After that, the absolute value | λ * n-1 −λf * | monotonically increases until the time t24 and is maintained at a constant value during the period from the time t24 to the time t25.
その後、図14(B)に示されるように時刻t25で配分判定フラグFAが「1」から「0」に切り替わると、エンジンECU40が図11のステップS33の処理で肯定判断し、且つステップS35の処理で肯定判断するため、マップ判定フラグFBが「2」に設定される。結果的に、図14(F)に示されるように時刻t25でマップ判定フラグFBが「2」に設定される。これにより、時刻t25以降、目標空気過剰率λ*として、EGRガス率の変化比に応じて変化する第3目標空気過剰率λ13*が用いられることとなる。結果的に、図14(D)に示されるように、目標空気過剰率λ*は、EGR率の減少に伴って徐々に減少して、時刻t26で目標空気過剰率設定値λf*に達する。
After that, when the distribution determination flag FA is switched from "1" to "0" at time t25 as shown in FIG. 14B, the
一方、時刻t26で目標空気過剰率λ*が目標空気過剰率設定値λf*に達すると、図14(E)に示されるように、絶対値|λ*n−1−λf*|が所定値λth10以下となるため、エンジンECU40が図11のステップS35の処理で否定判断する。この際、目標空気過剰率λ*は理論空気過剰率λ0よりも小さい値であるため、エンジンECU40が図11のステップS36の処理で肯定判断し、マップ判定フラグFBが「1」に設定される。結果的に、図14(F)に示されるように時刻t26でマップ判定フラグFBが「1」に設定される。そのため、図14(D)に示されるように、時刻t26以降、目標空気過剰率λ*として、第2目標空気過剰率演算マップにより演算される第2目標空気過剰率λ12*、換言すれば目標空気過剰率設定値λf*が用いられる。第2目標空気過剰率演算マップでは、上述の通り、内燃機関11が高負荷及び高回転である領域で目標空気過剰率λ*が理論空気過剰率λ0よりも小さい値に設定される。そのため、図14(D)に示されるように、時刻t26以降、目標空気過剰率λ*が、理論空気過剰率λ0よりも小さい値に設定される。
On the other hand, when the target air excess rate λ * reaches the target air excess rate set value λf * at time t26, the absolute value | λ * n-1 −λf * | is a predetermined value as shown in FIG. 14 (E). Since it is λth10 or less, the
その後、図14(A)に示されるように、時刻t27でアクセル開度Paが減少すると、内燃機関11が高回転及び高負荷状態から低回転及び低負荷状態に移行することとなる。これに伴い第2目標空気過剰率λ12*が理論空気過剰率λ0に向かって増加するため、図14(D)に示されるように、第2目標空気過剰率λ12*に設定されている目標空気過剰率λ*も理論空気過剰率λ0に向かって増加することとなる。そして、時刻t28で目標空気過剰率λ*が理論空気過剰率λ0に達すると、エンジンECU40が図11のステップS36の処理で否定判断するため、マップ判定フラグFBが「0」に設定される。結果的に、図14(F)に示されるように、時刻t28でマップ判定フラグFBが「0」に設定される。そのため、時刻t28以降、目標空気過剰率λ*として、第1目標空気過剰率演算マップにより演算される第1目標空気過剰率λ11*が用いられる。
After that, as shown in FIG. 14A, when the accelerator opening Pa decreases at time t27, the
以上説明した本実施形態のエンジンシステム10によれば、以下の(1)〜(7)に示される作用及び効果を得ることができる。
(1)エンジンECU40は、内燃機関11が高負荷状態である場合に、内燃機関11にEGRガスを導入することにより生じる内燃機関11の冷却能力の緩和量CmがEGRクーラ32の冷却能力に配分されるように多方弁53及び三方弁55を制御するための処理として、図3に示される冷却能力配分制御を実行する。この構成によれば、内燃機関11が高負荷状態である場合に、内燃機関11の冷却能力の緩和量CmがEGRクーラ32の冷却能力に配分されることでEGRクーラ32の冷却能力が上昇するため、EGRガスの温度の上昇を抑制することができる。結果的に、温度上昇に起因するEGRガスの還流量の制限を緩和することが可能となるため、より適正値に近い量のEGRガスを内燃機関11に導入することが可能となる。よって、EGRガスの還流量の目標値を最小化する処理や、燃料噴射量を増加させる処理が不要となるため、内燃機関11の燃費やエミッションを改善することが可能となる。
According to the
(1) In the
(2)エンジンECU40は、図4に示されるように、EGRガスを吸気通路12に導入しない場合の内燃機関11の発熱量に相当する内燃機関11の推定出口水温Te10と、EGRガスを吸気通路12に導入した場合の内燃機関11の発熱量に相当する内燃機関11の推定出口水温Te11とを演算する。そして、エンジンECU40は、それらの差分値「Te10−Te11」を演算して、当該差分値「Te10−Te11」を内燃機関11の冷却能力の緩和量Cmとして用いる。このような構成によれば、緩和量Cmを容易に演算することが可能となる。
(2) As shown in FIG. 4, the
(3)図3に示されるように、エンジンECU40は、水温センサ72により検出されるEGRクーラ32の出口水温Tgが所定温度Tth11未満であることを条件に、内燃機関11の冷却能力の緩和量CmをEGRクーラ32の冷却能力に配分するステップS17及びステップS20の処理を実行する。このような構成によれば、EGRクーラ32の出口部分で冷却水が沸騰することを抑制できるため、冷却水の沸騰に起因する冷却回路50全体としての冷却能力の低下を未然に回避することができる。
(3) As shown in FIG. 3, the
(4)図3に示されるように、エンジンECU40は、内燃機関11の冷却能力の緩和量Cmが第1閾値Cth11を超えており、且つ第2閾値Cth12未満である場合には、内燃機関11の冷却能力の緩和量Cmの一部がEGRクーラ32の冷却能力に配分されるように冷却能力配分制御を実行する。また、エンジンECU40は、内燃機関11の冷却能力の緩和量Cmが第2閾値Cth12以上である場合には、内燃機関11の冷却能力の緩和量Cmの全てがEGRクーラ32の冷却能力に配分されるように冷却能力配分制御を実行する。このような構成によれば、内燃機関11の冷却能力の緩和量Cmを、その大きさに応じて、より適切にEGRクーラ32の冷却能力に配分することが可能となる。
(4) As shown in FIG. 3, in the
(5)図2に示されるように、三方弁55及び多方弁53は、EGRクーラ32の冷却水供給流路として第2分岐流路W22が用いられている第1流路状態と、EGRクーラ32の冷却水供給流路としてバイパス流路W30が用いられている第2流路状態とを切り替えることが可能である。エンジンECU40は、冷却能力配分制御として、第1流路状態が形成されている状態から第2流路状態が形成されている状態に切り替えられるように三方弁55及び多方弁53を制御する。このような構成によれば、内燃機関11にEGRガスを導入することにより生じる内燃機関11の冷却能力の緩和量CmをEGRクーラ32の冷却能力に配分することが可能となる。
(5) As shown in FIG. 2, the three-
(6)図2に示されるように、第1循環流路W11におけるラジエータ51と内燃機関11との間にポンプ52が設けられている。ポンプ52は、ラジエータ51から内燃機関11に向かう方向に冷却水を圧送する。三方弁55は、第1循環流路W11においてポンプ52よりも冷却水の流れ方向の下流側に配置されている。このような構成によれば、ポンプ52の吐出圧によりバイパス流路W30に冷却水を流すことができるため、バイパス流路W30に専用のポンプを設ける必要がない。よって、冷却回路50の構造を簡素化することが可能となる。
(6) As shown in FIG. 2, a
(7)エンジンECU40は、内燃機関11からEGRクーラ32への冷却能力の配分が行われていない期間、目標空気過剰率λ*の値を、第2目標空気過剰率演算マップにより演算される第2目標空気過剰率λ12*に設定する。本実施形態では、この第2目標空気過剰率λ12*が基準目標空気過剰率に相当する。一方、図14に示されるように、エンジンECU40は、内燃機関11からEGRクーラ32への冷却能力の配分が行われている時刻t22から時刻t25までの期間、目標空気過剰率λ*の値を、第2目標空気過剰率λ12*を用いた場合よりも空燃比がリーン側となる第1目標空気過剰率λ11*に設定する。このような構成によれば、内燃機関11からEGRクーラ32への冷却能力の配分が行われている期間、燃料噴射量を少なくすることができるため、内燃機関11の燃費及びエミッションを低減することが可能となる。
(7) The
(8)図14に示されるように、エンジンECU40は、時刻t25で内燃機関11からEGRクーラ32への冷却能力の配分が終了した後、目標空気過剰率λ*を第2目標空気過剰率λ12*に向かって変化させる。その際、エンジンECU40は、推定EGR率REに基づいて目標空気過剰率λ*を変更させる。このような構成によれば、EGR率の変化に沿うように実際の空気過剰率λが変化するため、エミッションの悪化等を回避することができる。
(8) As shown in FIG. 14, the
<第2実施形態>
次に、エンジンシステム10の第2実施形態について説明する。以下、第1実施形態のエンジンシステム10との相違点を中心に説明する。
図15に示されるように、本実施形態のエンジンシステム10では、三方弁55が、第1循環流路W11におけるポンプ52よりも冷却水の流れ方向の上流側に配置されている。なお、図15では、バイパス流路W30にポンプが配置されていない構成を例示しているが、バイパス流路W30にポンプが配置されていてもよい。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the
As shown in FIG. 15, in the
以上説明した本実施形態のエンジンシステム10によれば、上記の(6)に代えて、以下の(9)に示される作用及び効果を得ることができる。
(9)バイパス流路W30を通じてEGRクーラ32に冷却水を供給することにより、ラジエータ51から排出された直後の、より低温の冷却水をEGRクーラ32に供給することができるため、より的確にEGRクーラ32の冷却能力を高めることが可能となる。
According to the
(9) By supplying the cooling water to the
<第3実施形態>
次に、エンジンシステム10の第3実施形態について説明する。以下、第1実施形態のエンジンシステム10との相違点を中心に説明する。
本実施形態のエンジンシステム10では、内燃機関11の冷却能力をEGRクーラ32の冷却能力に配分する際に、EGRクーラ32の冷却が優先されるように、三方弁55の第2流出ポート552及び多方弁53の第3流出ポート533のそれぞれの開度を制御する。EGRクーラの冷却を優先することにより、吸気通路12に導入されるEGRガス量の減少を回避することができるため、燃料噴射量の増量に起因する燃費やエミッションの悪化を抑制することができる。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the
In the
一方、三方弁55及び多方弁53には、調量機能を有しているものと、調量機能を有していないものとがある。三方弁55は、調量機能を有している場合、その第2流出ポート552の開閉動作によりバイパス流路W30を開放及び遮断する。三方弁55は、調量機能を有している場合、バイパス流路W30を通じてEGRクーラ32に供給される冷却水の流量を開度に応じて調整可能である。一方、多方弁53は、調量機能を有していない場合、その第3流出ポート533の開閉動作により第2分岐流路W22を開放及び遮断する。多方弁53は、調量機能を有している場合、第2分岐流路W22を通じてEGRクーラ32に供給される冷却水の流量を開度に応じて調整可能である。
On the other hand, the three-
このように、調量機能を有している場合と、調量機能を有していない場合とで、三方弁55及び多方弁53の動作は異なる。これを考慮して、本実施形態のエンジンシステム10では、三方弁55の第2流出ポート552を開状態にするとともに、多方弁53の第3流出ポート533を閉状態にする際に、三方弁55及び多方弁53が調量機能を有している場合と、調量機能を有していない場合とで、異なる開度制御を実行する。
As described above, the operations of the three-
例えば、エンジンECU40が、三方弁55の第2流出ポート552の目標開度P10*を、図6に示される全閉開度P11から全開開度P12に変更し、且つ多方弁53の第3流出ポート533の目標開度P20*を、図7に示される全開開度P22から全閉開度P21に変更するとする。
For example, the
この際、三方弁55及び多方弁53が調量機能を有していない場合、エンジンECU40は、三方弁55の第2流出ポート552の目標開度P10*及び多方弁53の第3流出ポート533の目標開度P20*を図16(A),(B)に一点鎖線で示されるように変化させる。すなわち、エンジンECU40は、図16(A)に一点鎖線で示されるように、まず、三方弁55の第2流出ポート552の目標開度P10*を全閉開度P11から全開開度P12に変更する。この際、三方弁55が調量機能を有していない場合には、図16(A)に実線で示されるように、第2流出ポート552の実開度P10が目標開度P10*の変化に追従するように時刻t30で全閉開度P11から全開開度P12にステップ状に変化する。
At this time, when the three-
また、エンジンECU40は、図16(B)に一点鎖線で示されるように、時刻t30から所定時間が経過した時刻t31で、多方弁53の第3流出ポート533の目標開度P20*を全開開度P22から全閉開度P21に変化させる。この際、多方弁53が調量機能を有していない場合には、図16(B)に実線で示されるように、第3流出ポート533の実開度P20が目標開度P20*の変化に追従するように時刻t31で全開開度P22から全閉開度P21にステップ状に変化する。
Further, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 16B, the
このように、三方弁55及び多方弁53が調量機能を有していない場合には、まず、三方弁55の第2流出ポート552が開状態になるとともに、その時点から所定時間が経過した後に多方弁53の第3流出ポート533が閉状態になる。これにより、EGRクーラ32の冷却を優先させつつ、内燃機関11の冷却能力をEGRクーラ32の冷却能力に配分することができる。
In this way, when the three-
一方、三方弁55及び多方弁53が調量機能を有している場合、エンジンECU40は、三方弁55の第2流出ポート552の目標開度P10*及び多方弁53の第3流出ポート533の目標開度P20*を図17(A),(B)に示されるように変化させる。すなわち、エンジンECU40は、図17(A)に一点鎖線で示されるように、三方弁55の第2流出ポート552の目標開度P10*を全閉開度P11から全開開度P12に変更する。この際、三方弁55が調量機能を有していない場合には、図17(A)に実線で示されるように、第2流出ポート552の実開度P10は、全閉開度P11から急峻に増加した後に、全開開度P12に向かって収束するように変化する。
On the other hand, when the three-
また、エンジンECU40は、図17(B)に一点鎖線で示されるように、時刻t30の時点で、多方弁53の第3流出ポート533の目標開度P20*を全開開度P22から全閉開度P21に変更する。この際、多方弁53が調量機能を有している場合には、図17(B)に実線で示されるように、第3流出ポート533の実開度P20は、全開開度P22から徐々に減少した後に、全閉開度P21に向かって急峻に減少する。
Further, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 17B, the
このように、三方弁55及び多方弁53のそれぞれの開度を図17(A),(B)に示されるように変化させることにより、多方弁53の第3流出ポート533が閉じる速度よりも、三方弁55の第2流出ポート552が開く速度の方が速くなる。これにより、EGRクーラ32の冷却を優先させつつ、内燃機関11の冷却能力をEGRクーラ32の冷却能力に配分することができる。
In this way, by changing the opening degrees of the three-
以上説明した本実施形態のエンジンシステム10によれば、以下の(10),(11)に示される作用及び効果を得ることができる。
(10)エンジンECU40は、三方弁55の第2流出ポート552を閉弁状態にし、多方弁53の第3流出ポート533を開弁状態にすることにより、EGRクーラ32の冷却水供給流路として第2分岐流路W22が用いられている第1流路状態を形成する。エンジンECU40は、三方弁55及び多方弁53が調量機能を有していない場合、第1流路状態から、EGRクーラ32の冷却水供給流路としてバイパス流路W30が用いられている第2流路状態に切り替える際に、三方弁55の第2流出ポート552を開弁状態にした時点から所定時間経過後に多方弁53の第3流出ポート533を閉弁状態にする。このような構成によれば、三方弁55及び多方弁53が調量機能を有していない場合に、EGRクーラ32の冷却を優先しつつ、内燃機関11の冷却能力をEGRクーラ32の冷却能力に配分することができる。
According to the
(10) The
(11)エンジンECU40は、三方弁55及び多方弁53が調量機能を有している場合、第1流路状態から第2流路状態に切り替える際に、EGRクーラ32の冷却能力の上昇が優先されるように三方弁55の第2流出ポート552及び多方弁53の第3流出ポート533のそれぞれの開度を調整する。このような構成によれば、三方弁55及び多方弁53が調量機能を有している場合に、EGRクーラ32の冷却を優先しつつ、内燃機関11の冷却能力をEGRクーラ32の冷却能力に配分することができる。また、三方弁55及び多方弁53が調量機能を有していない場合と比較すると、より適切に内燃機関11の壁温を制御することが可能となる。
(11) When the three-
<他の実施形態>
なお、各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・図3に示されるステップS10の処理において、内燃機関11が高負荷状態であるか否かを判定する手法は適宜変更可能である。例えば、エンジンECU40は、内燃機関11の回転速度が所定回転速度以上であって、且つ吸気圧が所定圧以上であることに基づいて、内燃機関11が高負荷状態であると判定してもよい。また、エンジンECU40は、アクセル開度Paが所定開度以上であること、あるいはアクセル開度Paの単位時間当たりの変化量が所定値以上であることに基づいて、内燃機関11が高負荷状態であると判定してもよい。さらに、エンジンECU40は、EGRガス量が所定量以上であることに基づいて、あるいはEGRガス量の単位時間当たりの変化量が所定値以上であることに基づいて、内燃機関11が高負荷状態であると判定してもよい。なお、アクセル開度PaやEGRガス量等の各種パラメータは、センサの検出値に限らず、推定値であってもよい。例えば吸気圧はアクセル開度Pa及び内燃機関11の回転速度Neから推定することが可能である。また、EGRガス量は内燃機関11の回転速度Ne及び出力トルクから推定、あるいは内燃機関11の回転速度Ne及び吸気圧から推定することが可能である。
<Other Embodiments>
In addition, each embodiment can also be implemented in the following embodiments.
In the process of step S10 shown in FIG. 3, the method for determining whether or not the
・図3に示されるステップS10の処理では、内燃機関11の出口水温Teに代えて、内燃機関11に流入する冷却水の温度である内燃機関11の入口水温を用いてもよい。なお、ステップS10の処理で用いられる内燃機関11の出口水温Te又は入口水温は、センサの検出値に限らず、推定値であってもよい。内燃機関11の出口水温Teは、アクセル開度Pa、内燃機関11の回転速度Ne、車速V、外気温To、及び空調装置60のコンデンサ610の放熱量Qcから推定することが可能である。内燃機関11の入口水温は、内燃機関11の出口水温Te、回転速度Ne、出力トルク、EGRバルブ33の実開度から推定することが可能である。また、内燃機関11の入口水温は、内燃機関11の出口水温Te、回転速度Ne、吸気圧、EGRバルブ33の開度から推定することが可能である。
In the process of step S10 shown in FIG. 3, instead of the outlet water temperature Te of the
・本開示に記載のエンジンECU40及びその制御方法は、コンピュータプログラムにより具体化された1つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された1つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載のエンジンECU40及びその制御方法は、1つ又は複数の専用ハードウェア論理回路を含むプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載のエンジンECU40及びその制御方法は、1つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと1つ又は複数のハードウェア論理回路を含むプロセッサとの組み合わせにより構成された1つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。専用ハードウェア論理回路及びハードウェア論理回路は、複数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により実現されてもよい。
The
・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。 -The present disclosure is not limited to the above specific examples. Specific examples described above with appropriate design changes by those skilled in the art are also included in the scope of the present disclosure as long as they have the features of the present disclosure. Each element included in each of the above-mentioned specific examples, and their arrangement, conditions, shape, and the like are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate. The combinations of the elements included in each of the above-mentioned specific examples can be appropriately changed as long as there is no technical contradiction.
W11:第1循環流路
W12:第2循環流路
W22:分岐流路
W30:バイパス流路
10:エンジンシステム
11:内燃機関
12:吸気通路
13:排気通路
31:EGR通路
32:EGRクーラ
40:エンジンECU(冷却回路制御部,内燃機関制御部)
50:冷却回路
51:ラジエータ(熱交換部)
52:ポンプ
53:多方弁(流路切替部,第2流路切替弁)
55:三方弁(流路切替部,第1流路切替弁)
72:水温センサ(水温検出部)
W11: First circulation flow path W12: Second circulation flow path W22: Branch flow path W30: Bypass flow path 10: Engine system 11: Internal combustion engine 12: Intake passage 13: Exhaust passage 31: EGR passage 32: EGR cooler 40: Engine ECU (cooling circuit control unit, internal combustion engine control unit)
50: Cooling circuit 51: Radiator (heat exchange unit)
52: Pump 53: Multi-way valve (flow path switching part, second flow path switching valve)
55: Three-way valve (flow path switching part, first flow path switching valve)
72: Water temperature sensor (water temperature detector)
Claims (12)
前記内燃機関の吸気通路(12)と排気通路(13)とを連通するEGR通路(31)に設けられ、前記冷却回路を循環する冷却水と前記EGR通路を流れるEGRガスとを熱交換させることによりEGRガスを冷却するEGRクーラ(32)と、
前記冷却回路に設けられ、前記内燃機関及び前記EGRクーラに冷却水を供給する流路を切り替えることが可能な流路切替部(53,55)と、
前記流路切替部を制御する冷却回路制御部(40)と、を備え、
前記冷却回路制御部は、前記内燃機関が高負荷状態である場合に、前記内燃機関にEGRガスを導入することにより生じる前記内燃機関の冷却能力の緩和量が前記EGRクーラの冷却能力に配分されるように前記流路切替部を制御する冷却能力配分制御を実行して前記EGRクーラの冷却能力を上昇させる
エンジンシステム。 A cooling circuit (50) that cools the internal combustion engine by flowing cooling water through the internal combustion engine (11) of the vehicle.
Provided in the EGR passage (31) that communicates the intake passage (12) and the exhaust passage (13) of the internal combustion engine, the cooling water circulating in the cooling circuit and the EGR gas flowing in the EGR passage exchange heat with each other. With an EGR cooler (32) that cools the EGR gas with
A flow path switching unit (53, 55) provided in the cooling circuit and capable of switching the flow path for supplying cooling water to the internal combustion engine and the EGR cooler, and
A cooling circuit control unit (40) that controls the flow path switching unit is provided.
In the cooling circuit control unit, when the internal combustion engine is in a high load state, the relaxation amount of the cooling capacity of the internal combustion engine generated by introducing EGR gas into the internal combustion engine is distributed to the cooling capacity of the EGR cooler. An engine system that increases the cooling capacity of the EGR cooler by executing cooling capacity distribution control that controls the flow path switching unit.
請求項1に記載のエンジンシステム。 The cooling circuit control unit calculates a difference value between the calorific value of the internal combustion engine when the EGR gas is introduced into the intake passage and the calorific value of the internal combustion engine when the EGR gas is not introduced into the intake passage. The engine system according to claim 1, wherein the difference value is used as a relaxation amount of the cooling capacity of the internal combustion engine.
前記冷却回路制御部は、前記水温検出部により検出される冷却水の温度が所定温度未満であることを条件に、前記内燃機関の冷却能力の緩和量が前記EGRクーラの冷却能力に配分されるように前記流路切替部を制御する
請求項1又は2に記載のエンジンシステム。 A water temperature detection unit (72) for detecting the temperature of the cooling water flowing out of the EGR cooler is further provided.
The cooling circuit control unit allocates the relaxation amount of the cooling capacity of the internal combustion engine to the cooling capacity of the EGR cooler on condition that the temperature of the cooling water detected by the water temperature detection unit is lower than a predetermined temperature. The engine system according to claim 1 or 2, wherein the flow path switching unit is controlled as described above.
前記内燃機関の冷却能力の緩和量に対する閾値として、第1閾値と、前記第1閾値よりも大きい第2閾値とを有しており、
前記内燃機関の冷却能力の緩和量が第1閾値を超えており、且つ前記第2閾値未満である場合には、前記内燃機関の冷却能力の緩和量の一部が前記EGRクーラの冷却能力に配分されるように前記冷却能力配分制御を実行し、
前記内燃機関の冷却能力の緩和量が前記第2閾値以上である場合には、前記内燃機関の冷却能力の緩和量の全てが前記EGRクーラの冷却能力に配分されるように前記冷却能力配分制御を実行する
請求項1〜3のいずれか一項に記載のエンジンシステム。 The cooling circuit control unit
As a threshold value for the relaxation amount of the cooling capacity of the internal combustion engine, it has a first threshold value and a second threshold value larger than the first threshold value.
When the relaxation amount of the cooling capacity of the internal combustion engine exceeds the first threshold value and is less than the second threshold value, a part of the relaxation amount of the cooling capacity of the internal combustion engine becomes the cooling capacity of the EGR cooler. Execute the cooling capacity allocation control so that it is allocated,
When the relaxation amount of the cooling capacity of the internal combustion engine is equal to or greater than the second threshold value, the cooling capacity distribution control is performed so that all the relaxation amount of the cooling capacity of the internal combustion engine is distributed to the cooling capacity of the EGR cooler. The engine system according to any one of claims 1 to 3.
前記熱交換部から前記内燃機関に向かって冷却水を流す第1循環流路(W11)から分岐するように設けられ、前記EGRクーラに冷却水を供給するバイパス流路(W30)と、
前記内燃機関から前記熱交換部に向かって冷却水を流す第2循環流路(W12)から分岐するように設けられ、前記EGRクーラに冷却水を供給する分岐流路(W22)と、を更に備え、
前記流路切替部は、前記EGRクーラの冷却水供給流路として前記分岐流路が用いられている第1流路状態と、前記EGRクーラの冷却水供給流路として前記バイパス流路が用いられる第2流路状態とを切り替えることが可能であって、
前記冷却回路制御部は、前記冷却能力配分制御として、前記第1流路状態が形成されている状態から前記第2流路状態が形成されている状態に切り替えられるように前記流路切替部を制御する
請求項1〜4のいずれか一項に記載のエンジンシステム。 A heat exchange unit (51) that cools the cooling water by exchanging heat between the cooling water and air,
A bypass flow path (W30) provided so as to branch from a first circulation flow path (W11) for flowing cooling water from the heat exchange unit toward the internal combustion engine and supplying cooling water to the EGR cooler.
Further, a branch flow path (W22) provided so as to branch from a second circulation flow path (W12) for flowing cooling water from the internal combustion engine toward the heat exchange portion and supplying cooling water to the EGR cooler. Prepare,
The flow path switching unit uses the first flow path state in which the branch flow path is used as the cooling water supply flow path of the EGR cooler, and the bypass flow path is used as the cooling water supply flow path of the EGR cooler. It is possible to switch between the second flow path state and
The cooling circuit control unit controls the flow path switching unit so as to switch from the state in which the first flow path state is formed to the state in which the second flow path state is formed as the cooling capacity distribution control. The engine system according to any one of claims 1 to 4 to be controlled.
前記冷却回路制御部は、
前記第1流路切替弁を閉弁状態にし、且つ前記第2流路切替弁を開弁状態にすることにより前記第1流路状態を形成し、
前記第1流路状態から前記第2流路状態に切り替える際に、前記第1流路切替弁を開状態にした時点から所定時間経過後に前記第2流路切替弁を閉状態にする
請求項5に記載のエンジンシステム。 As the flow path switching unit, a first flow path switching valve (55) that opens and shuts off the bypass flow path by an opening / closing operation, and a second flow path switching valve (53) that opens and shuts off the branch flow path by an opening / closing operation. ) And,
The cooling circuit control unit
The first flow path state is formed by closing the first flow path switching valve and opening the second flow path switching valve.
Claim that when switching from the first flow path state to the second flow path state, the second flow path switching valve is closed after a lapse of a predetermined time from the time when the first flow path switching valve is opened. 5. The engine system according to 5.
前記冷却回路制御部は、
前記第1流路切替弁を閉弁状態にし、且つ前記第2流路切替弁を開弁状態にすることにより前記第1流路状態を形成し、
前記第1流路状態から前記第2流路状態に切り替える際に、前記EGRクーラの冷却能力の上昇が優先されるように前記第1流路切替弁及び前記第2流路切替弁のそれぞれの開度を調整する
請求項5に記載のエンジンシステム。 As the flow path switching unit, the first flow path switching valve (55) capable of adjusting the flow rate of the cooling water supplied to the EGR cooler through the bypass flow path according to the opening degree, and the EGR through the branch flow path. A second flow path switching valve (53) that can adjust the flow rate of the cooling water supplied to the cooler according to the opening degree is provided.
The cooling circuit control unit
The first flow path state is formed by closing the first flow path switching valve and opening the second flow path switching valve.
When switching from the first flow path state to the second flow path state, each of the first flow path switching valve and the second flow path switching valve so that an increase in the cooling capacity of the EGR cooler is prioritized. The engine system according to claim 5, wherein the opening degree is adjusted.
前記第1流路切替弁は、前記第1循環流路における前記ポンプよりも冷却水の流れ方向の下流側に配置されている
請求項6又は7に記載のエンジンシステム。 A pump (52) provided between the heat exchange section and the internal combustion engine in the first circulation flow path and pumping cooling water in the direction from the heat exchange section toward the internal combustion engine is further provided.
The engine system according to claim 6 or 7, wherein the first flow path switching valve is arranged on the downstream side in the cooling water flow direction with respect to the pump in the first circulation flow path.
前記第1流路切替弁は、前記第1循環流路における前記ポンプよりも冷却水の流れ方向の上流側に配置されている
請求項6又は7に記載のエンジンシステム。 A pump (52) provided between the heat exchange section and the internal combustion engine in the first circulation flow path and pumping cooling water in the direction from the heat exchange section toward the internal combustion engine is further provided.
The engine system according to claim 6 or 7, wherein the first flow path switching valve is arranged on the upstream side in the flow direction of the cooling water with respect to the pump in the first circulation flow path.
前記内燃機関から前記EGRクーラへの冷却能力の配分が行われていない場合に設定される目標空気過剰率を基準目標空気過剰率とするとき、
前記内燃機関制御部は、前記内燃機関から前記EGRクーラへの冷却能力の配分が行われている期間、前記目標空気過剰率の値を、前記基準目標空気過剰率を用いた場合よりも空燃比がリーン側となる空気過剰率に対応する値に設定する
請求項1〜9のいずれか一項に記載のエンジンシステム。 An internal combustion engine control unit (40) for controlling the fuel injection amount of the internal combustion engine is further provided so that the actual excess air ratio of the internal combustion engine follows the target excess air ratio.
When the target air excess rate set when the cooling capacity is not distributed from the internal combustion engine to the EGR cooler is set as the reference target air excess rate,
The internal combustion engine control unit sets the value of the target air excess rate to the air-fuel ratio as compared with the case where the reference target air excess rate is used during the period during which the cooling capacity is distributed from the internal combustion engine to the EGR cooler. The engine system according to any one of claims 1 to 9, wherein the value is set to a value corresponding to the excess air ratio on the lean side.
請求項10に記載のエンジンシステム。 After the distribution of the cooling capacity from the internal combustion engine to the EGR cooler is completed, the internal combustion engine control unit sets the target air excess ratio toward the reference target air excess ratio so that the air-fuel ratio changes to the rich side. The engine system according to claim 10.
前記内燃機関制御部は、前記目標空気過剰率を前記基準目標空気過剰率に向かって変化させる際に、前記EGR率に基づいて前記目標空気過剰率を変化させる
請求項11に記載のエンジンシステム。 When the ratio of the amount of EGR gas to the total amount of gas introduced into the internal combustion engine is defined as the EGR rate,
The engine system according to claim 11, wherein the internal combustion engine control unit changes the target air excess rate based on the EGR rate when the target air excess rate is changed toward the reference target air excess rate.
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