排气再循环装置的动作控制方法及排气再循环装置

技术领域

本发明涉及排气再循环(EGR)装置的动作控制方法及排气再循环装置，特别地，涉及实现具有高压和低压的两个排气再循环通路的结构的排气再循环装置的动作效率的提高等的排气再循环(EGR)装置的动作控制方法及排气再循环装置。

背景技术

以往，众所周知，为了提高内燃机的排放特性，各种排气再循环装置被提出，被实用化。

具体地，例如，已知设置有将内燃机的排气歧管和吸气歧管连通的高压排气再循环通路、将配设于排气管的涡轮机的下游侧和配设于吸气管的压缩机的上游侧连通的低压排气再循环通路的、两个排气再循环通路的结构的装置等(例如，参照专利文献1等)。

该具有两个排气再循环通路的排气再循环装置与内燃机的运转状态对应地将高压排气再循环通路和低压排气再循环通路分开使用，由此能够进行适当的排气的再循环控制。

但是，上述这样的具有高压和低压的两个排气再循环通路的排气再循环装置，由于燃料的燃烧而与吸气管侧的新气相比包括更多的水分的排气从低压排气再循环通路回流，所以在设置于吸气管的中间冷却器下游侧容易产生凝缩水。若该凝缩水被吸入内燃机之中，则引起所谓的水锤现象而有损伤内燃机的可能。

作为解决这样的问题的对策，以往已知通过既定的运算式等算出不使中间冷却器下游产生凝缩水的低压排气再循环通路的最大允许回流量、通过进行回流量的限制来防止凝缩水的产生的方法等。

专利文献1：日本特开2007—126995号公报。

发明内容

然而，限制低压排气再循环通路的回流量会导致无法实现作为排气再循环装置整体的目标EGR量的可能性，结果，NO

本发明是鉴于上述实际情况而作出的，提供将目标的EGR流量切实地确保且能够将凝缩水的产生抑制、防止的排气再循环装置的动作控制方法及排气再循环装置。

为了实现上述本发明的目的，本发明的排气再循环装置的动作控制方法是排气再循环装置的排气再循环动作控制方法，前述排气再循环装置构成为，设置高压排气再循环通路和低压排气再循环通路的两个排气再循环通路，并且在吸气管配设水冷中间冷却器，作为前述水冷中间冷却器的出口附近的目标温度的中间冷却器下游侧温度被通过运算算出，被用于前述低压排气再循环通路的排气再循环量的控制，前述排气再循环动作控制方法的特征在于，算出前述水冷中间冷却器的出口附近的露点，与前述中间冷却器下游侧温度比较，将高的一方作为前述水冷中间冷却器的出口附近的目标吸气温度，进行前述水冷中间冷却器的水量调整。

此外，为了实现上述本发明的目的，本发明的排气再循环装置是一种排气再循环装置，前述排气再循环装置构成为，设置高压排气再循环通路和低压排气再循环通路的两个排气再循环通路，并且在吸气管配设水冷中间冷却器，另一方面，设置构成为能够控制前述高压排气再循环通路及前述低压排气再循环通路的各自的排气再循环量的电子控制单元，该电子控制单元通过运算算出作为前述水冷中间冷却器的出口附近的目标温度的中间冷却器下游侧温度，将该运算结果用于前述低压排气再循环通路的排气再循环量的控制，其特征在于，前述电子控制单元构成为，能够算出前述水冷中间冷却器的出口附近的露点，与前述中间冷却器下游侧温度比较，将高的一方作为前述水冷中间冷却器的出口附近的目标吸气温度，进行前述水冷中间冷却器的水量调整。

发明效果

通过本发明，调节可变压缩机的下游侧的水冷中间冷却器的水量，将凝缩水的产生抑制，防止，由此，能够通过以往的控制处理在不考虑凝缩水的产生的情况下控制低压排气再循环通路的排气再循环量，能够切实地确保目标的EGR量，与以往相比，发挥能够提供动作效率更好的排气再循环装置的效果。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的排气再循环装置的结构例的结构图。

图2是表示本发明的实施方式的排气再循环装置中被执行的排气再循环动作控制处理的流程的子程序流程图。

具体实施方式

以下，参照图1及图2，对本发明的实施方式进行说明。

另外，以下说明的部件、配置等不限定本发明，能够在本发明的宗旨的范围内进行各种改变。

首先，参照图1，对本发明的实施方式的排气再循环装置的结构例进行说明。

本发明的实施方式的排气再循环装置具有设置有高压排气再循环通路5和低压排气再循环通路6的两个排气再循环通路的结构，该结构自身以往是已知的。

本发明的实施方式的排气再循环装置中，作为内燃机的发动机1例如是柴油发动机。

分别在该发动机1的进气歧管4a连接有吸入用于燃料的燃烧所必要的空气的吸气管2，且在排气歧管4b连接有用于排气的排气管3。

并且，在吸气管2的进气歧管4a附近的适当的部位和排气管3的排气歧管4b附近的适当的部位之间设置有将双方连通的高压排气再循环通路5。

在该高压排气再循环通路5，从吸气管2侧按顺序配设有用于调整高压排气再循环通路5的连通状态、换言之为用于调整排气的回流量的高压EGR阀7、用于进行通过的排气的冷却的高压EGR冷却器8。

进而，在高压EGR冷却器8的两端附近的高压排气再循环通路5，设置有将高压EGR冷却器8的两端附近连通的旁路通路9。在该旁路通路9的上游侧、即排气歧管4b侧的端部设置有旁路阀10，能够调整旁路量。

此外，具有以设置于吸气管2的压缩机13和设置于排气管3的可变涡轮机12为主要的结构要素而成的公知·周知的结构的可变漩涡机11被设置。

即，分别是，压缩机13被设置于比高压排气再循环通路5靠上游侧的吸气管2的适当的位置，且可变涡轮机12被设置于比高压排气再循环通路5靠下游侧的排气管3的适当的位置。

可变漩涡机11能够借助由可变涡轮机12得到的旋转力使压缩机13旋转，将被压缩的空气作为吸入空气向进气歧管4a送出。

进而，在吸气管2，在先前说明的高压排气再循环通路5和可变漩涡机11之间的适当的位置，设置有进行吸入空气的冷却的水冷中间冷却器14。

水冷中间冷却器14能够借助流量调整用泵(图1中标记为“P”)15调节水量，该水冷中间冷却器14自身与以往相同。

此外，在水冷中间冷却器14和高压排气再循环通路5之间，设置有用于调整吸入空气的量的进气节流阀16。

进而，在压缩机13的上游侧的吸气管2和可变涡轮机12的下游侧的排气管3的适当的部位，设置有将双方连通的低压排气再循环通路6。

在该低压排气再循环通路6，从排气管3侧按顺序设置有低压EGR冷却器19、低压EGR阀20。

此外，在该低压排气再循环通路6和可变涡轮机12之间的排气管3，从可变涡轮机12侧向下游方向按顺序设置有用于排气净化的氮氧化物储存还原催化剂(NOx StorageCatalyst)17、柴油机微粒过滤器(Diesel Particulate Filter)18。

另一方面，在吸气管2处比与低压排气再循环通路6连通的连通部分靠上游侧，从上游侧向下游侧按顺序设置有空气过滤器21、测量吸入空气量的空气质量传感器22、低压用节流阀23。另外，在空气质量传感器22内置有温度传感器，能够测量吸气温度。

此外，本发明的实施方式的排气再循环装置中设置有以下说明的各种传感器。

首先，在吸气管2的空气过滤器21和空气质量传感器22之间设置有湿度传感器31。

进而，在吸气管2，在进气节流阀16和高压排气再循环通路5的连接部分之间，设置有吸气压传感器32和中间冷却器下游侧温度传感器33。分别能够借助吸气压传感器32检测发动机1的吸气压，借助中间冷却器下游侧温度传感器33检测水冷中间冷却器14的下流侧温度。

此外，进而，在排气管3，在可变涡轮机12和氮氧化物储存还原催化剂(以下，称作“NSC”)17之间，从上游侧按顺序设置有第1排气温度传感器34、第1氧传感器36。

此外，在NSC17和柴油机微粒过滤器(以下，称作“DPF”)18之间设置第2排气温度传感器35，另一方面，排气管3的与低压排气再循环通路6连接的连接部分和DPF“18之间设置有第2氧传感器37。

进而，在设置有DPF18的部位，设置有排气用差压传感器38，能够检测DPF18前后的压力差。

此外，在低压排气再循环通路6的低压EGR阀20的位置设置有低压用差压传感器39，能够检测低压EGR阀20的前后的压力差。

上述的高压EGR阀7、旁路阀10、流量调整用泵15、进气节流阀16、低压EGR阀20、低压用节流阀23等的动作能够由电子控制单元50控制。此外，在先说明的可变涡轮机12等的动作也能够由电子控制单元50控制。

该电子控制单元50例如以具有公知·周知的结构而成的微型计算机为中心具备随机存取储存器（RAM）、只读存储器（ROM）等储存元件(未图示)，并且以输入输出接口回路(未图示)为主要的结构要素来构成。

相对于该电子控制单元50，与空气质量传感器22、湿度传感器31、吸气压传感器32、中间冷却器下游侧温度传感器33、第1排气温度传感器34、第1氧传感器36、第2排气温度传感器35、第2氧传感器37、排气用差压传感器38、低压用差压传感器39的各检测信号一同，由未图示的传感器等检测的车辆的动作控制所必要的各种信号，例如，大气压、发动机转速、加速器开度、发动机冷却水水温等也被输入。

如上所述地被向电子控制单元50输入的各种检测信号被用于燃料喷射阀(未图示)的燃料喷射控制处理、后述的本发明的实施方式的排气再循环动作控制等。

接着，参照图2，对由电子控制单元50执行的本发明的实施方式的排气再循环动作控制处理进行说明。

首先，本发明的实施方式的电子控制单元50以构成为与以往相同地能够执行燃料喷射阀(未图示)的燃料喷射控制、发动机1的旋转控制等发动机1的动作控制等为前提。

电子控制单元50的控制开始时，首先，进行后述的露点算出所必要的各种运算要素的输入(参照图2的步骤S100)。

本发明的实施方式的具体的各种运算要素为相对湿度、中间冷却器下游侧增压压力、中间冷却器下游侧温度、大气压、外气温、空气过剩率、吸入空气量、低压连通路空气量。

用于上述的露点算出的运算要素为必要最小限的运算要素。因此，也可以通过对这些运算要素进一步适当添加新的运算要素来提高算出的露点的精度。

相对湿度被湿度传感器31检测。

中间冷却器下游侧增压压力是水冷中间冷却器14的下游侧的增压压力。本发明的实施方式中，使用通过基于增压压力控制中以往被使用的增压模型的运算算出的值。

中间冷却器下游侧温度被中间冷却器下游侧温度传感器33检测。

分别是，大气压被未图示的大气压传感器检测，且外气温度被同样未图示的外气温度传感器检测。

空气过剩率被第2氧传感器37检测。

吸入空气量被空气质量传感器22检测。

低压连通路空气量是通过低压排气再循环通路6的排气量，是通过运算算出的计算值。求出该低压连通路空气量的计算值的运算需要将由空气质量传感器22检测的吸入空气量、由低压用差压传感器39检测的低压EGR阀20的前后的差压作为一个参数使用。

接着，水冷中间冷却器14的下游、即出口附近的露点被根据用上述各种运算要素预先设定的运算式算出(参照图2步骤S200)。

求得水冷中间冷却器14的出口附近的露点的运算式根据排气再循环装置、车辆的具体的规格等而最佳式不同，所以优选地考虑它们并且基于试验结果、仿真结果等确定。

接着，判定如上述地算出的露点是否超过水冷中间冷却器14的下游侧的目标温度(以下，为了方便说明而称作“中间冷却器下游侧目标温度”)(参照图2的步骤S300)。

这里，中间冷却器下游侧目标温度在具有高压和低压的两个排气再循环通路的结构的排气再循环装置中为了控制低压侧的排气再循环通路的排气再循环量而被通过运算处理算出。

该运算处理并非本发明特有的而是以往以来就被进行的。

本发明的实施方式的排气再循环装置以上述那样的运算处理等基本的排气再循环控制被与以往相同地执行为前提。

然后，在步骤S300，判定成露点超过中间冷却器下游侧目标温度的情况下(是的情况下)，作为水冷中间冷却器14的出口附近的目标吸气温度选择露点(参照图2的步骤S400)。

另一方面，在步骤300中，判定成露点未超过中间冷却器下游侧目标温度的情况下(否的情况下)，作为水冷中间冷却器14的出口附近的目标吸气温度选择中间冷却器下游侧目标温度(参照图2的步骤S500)。另外，这里，“目标吸气温度”意味着被向进气歧管4a增压的空气的目标温度。

接着，步骤S600中，进行电子控制单元15的流量调整用泵15的驱动控制，进行水冷中间冷却器14的水量调整，使得水冷中间冷却器14出口附近的目标吸气温度为如上所述地被选择的某个温度。

结果，能够不考虑水冷中间冷却器14出口附近的凝缩水的产生地通过以往的控制处理控制低压排气再循环通路6的排气再循环量，目标的EGR量被切实地确保。

产业上的可利用性

能够应用于希望切实地确保目标的EGR流量且将凝缩水的产生抑制、防止的排气再循环装置。

附图标记说明

1...发动机

5...高压排气再循环通路

6...低压排气再循环通路

14...水冷中间冷却器

50...电子控制单元。