(57)【要約】【課題】  エンジンを排気ガス再循環モードに効果的に再入させる制御装置及び方法を提供する。【解決手段】  排気ガス再循環システムを搭載した内燃機関（エンジン）の制御装置は、ＥＧＲ（排気ガス再循環）モードにおける吸気マニホルド温度及びＥＧＲモードにおける吸気マニホルド圧力のうち少なくとも一方、しかしながら、好ましくはブーストモード動作ではこれら両方を予測する。凝縮が起こるＥＧＲでの吸気マニホルド臨界温度を計算するにあたっては、かかる予測を利用している。次に、制御装置は、予測した温度値と計算した吸気マニホルド臨界温度を比較し、予測温度値が計算温度値よりも大きいと、制御装置は、ＥＧＲモードへの再入を指令する。【選択図】      図１
2005042730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガス再循環を制御する方法であって、ＥＧＲモードでのエンジン作動中において吸気マニホルド温度が吸気マニホルド内で凝縮の起こる吸気マニホルド臨界温度よりも低い条件を決定する段階と、前記決定に応答してブーストモードに切り換える段階と、エンジンをＥＧＲモードで作動させた場合に吸気マニホルド温度及び吸気マニホルド圧力のうちの少なくとも一方の値を予測する段階と、吸気マニホルド臨界温度を前記値の予測の関数として計算する段階と、ＥＧＲモードでの前記予測した吸気マニホルド温度が前記計算した吸気マニホルド臨界温度よりも高い場合、排気ガス再循環モードに切り換える段階とを有していることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記予測段階は、ブーストモードでのエンジン作動中、吸気マニホルド圧力及び吸気マニホルド温度のうち前記少なくとも一方の値を測定する段階を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記予測段階は、ブーストモードとＥＧＲモード時における測定の相違により定められる差によって吸気マニホルド温度及び吸気マニホルド圧力のうち前記少なくとも一方の前記測定値を調整する段階を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記調整段階は、前記吸気マニホルド温度及び吸気マニホルド圧力のうち前記少なくとも一方についての実験的に求められた値の表から調整値を選択する段階を含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記表は、エンジン負荷及びエンジン速度の関数として作成されることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記実験的に求められた値は、ＥＧＲモードでの温度又は圧力の読みからそれぞれブーストモードにおける温度又は圧力の読みを引いた値から成ることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
ブーストモード作動からの排気ガス再循環リエントリを実行するために車両内に設置された圧縮着火内燃機関を制御するようコンピュータにより実行可能な命令を表すデータが記憶されたコンピュータによる読み取り可能な記憶媒体であって、ブーストモードで取った測定値からＥＧＲモードでの吸気マニホルド温度及び吸気マニホルド圧力のうち少なくとも一方の値を予測するための命令と、ＥＧＲモードでの吸気マニホルド臨界温度を前記予測値の関数として計算するための命令と、ＥＧＲモードでの前記予測した吸気マニホルド温度がＥＧＲモードでの前記計算した吸気マニホルド臨界温度よりも大きい場合、排気ガス再循環モードに切り換えるための命令とを格納していることを特徴とする記憶媒体。
【請求項８】
前記予測するための命令は、ＥＧＲモードでの前記吸気マニホルド温度及びＥＧＲモードでの吸気マニホルド圧力の各々を予測するための命令を含むことを特徴とする請求項７記載の記憶媒体。
【請求項９】
前記予測するための命令は、エンジン速度及びエンジン負荷の関数として定められた差によってブーストモードにおける測定値を調整するための命令を含むことを特徴とする請求項７記載の記憶媒体。
【請求項１０】
前記計算するための命令は、ＥＧＲモードでの前記予測された吸気マニホルド温度とＥＧＲモードにおける前記予測された吸気マニホルド圧力の両方の関数としてブーストモードにおける吸気マニホルド臨界温度を求める方程式を含むことを特徴とする請求項８記載の記憶媒体。
【請求項１１】
前記方程式は、線形方程式であることを特徴とする請求項１０記載の記憶媒体。
【請求項１２】
車両の圧縮着火内燃機関をブーストモード作動から排気ガス再循環作動モードへの促進型リエントリ方式で制御するシステムであって、ブーストモード作動を決定するモニタと、ブーストモードにおける吸気マニホルド温度及び吸気マニホルド圧力のうち少なくとも一方の測定の関数として前記少なくとも一方の値を予測し、値の前記予測の関数として吸気マニホルド臨界温度を計算するプロセッサと、前記予測した温度が前記計算した吸気マニホルド臨界温度よりも高い場合、排気ガス再循環モードに切り換えるコントローラとを有していることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
前記システムは、前記ブーストモードにおける吸気マニホルド温度及び吸気マニホルド圧力のうち前記少なくとも一方を測定して測定値をもたらすセンサを有していることを特徴とする請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記プロセッサは、前記測定値をＥＧＲモード作動を表す調整された値に調整するコンペンセータを有していることを特徴とする請求項１２記載のシステム。
【請求項１５】
前記コンペンセータは、少なくとも１つのルックアップテーブルを有していることを特徴とする請求項１４記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス再循環方式を採用していて、排気ガス再循環モードと、エンジン制御装置が作動条件をモニタし、作動条件により吸気マニホルド中の凝縮が生じる可能性がある場合に排気ガス再循環を制限するブーストモードとの間で可変的に作動し、凝縮条件が無くなると、排気ガス再循環モードに自動的に再入する圧縮着火内燃機関（エンジン）に関する。
【背景技術】
【０００２】
凝縮は、排気ガス再循環（ＥＧＲ）方式を採用するエンジンにおいて認められる問題である。ディーゼルエンジンからの高温排気ガスは、燃焼した燃料からの水蒸気と周囲空気の混合物を含む。ＥＧＲエンジンは、限られた量の排気ガスを再循環させて吸気マニホルドに戻し、それにより未使用燃料及び副生物を燃焼させる。吸気マニホルドのところでの吸気の温度が低いので、凝縮は排気ガスが吸気マニホルド中の新鮮な空気と混合する際にマニホルド中で生じる場合がある。所与の作動条件（一定の空燃比（ＡＦＲ）、可変再循環度（％ＥＧＲ）及び吸気マニホルド圧力（ＩＭＴ）を含む）且つ所与の周囲条件、例えば周囲温度（ＡＴＩ）及び相対湿度（ＡＴＩＲＨ）では、水蒸気は、露点温度で凝縮することになる。露点温度は、吸気マニホルド臨界温度（Intake Manifold Critical temperatureｒ）（以下、「ＩＭＴ＿臨界」という場合がある）と定義されている。凝縮物は、燃料からの窒素と硫黄の化合物が存在するために酸性である。それにもかかわらず、エンジン及びエンジン搭載機器は、ハイウェイについて例えば−２５℃〜５０℃という広い範囲の周囲温度及び０％〜１００％の相対湿度で稼働する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
公知のエンジン制御装置では、測定された吸気マニホルド温度（ＩＭＴ）がＩＭＴ＿臨界以下になると、エンジン制御装置は、凝縮モードに移行し、ＥＧＲをオフにするようプログラムされている。ＥＧＲをいったんオフにすると、エンジンは、排気ガス再循環無しのモードで作動する。次に、制御装置がエンジンをＥＧＲモードに強制復帰させる時期をタイマが定める。ＩＭＴ＿臨界計算を行ってＥＧＲモードでの継続を確認する。ＩＭＴがＩＭＴ＿臨界よりも低いことが分かると、ＥＧＲをオフにする。エンジンがいったんブーストモードにあると、従来型制御装置は、ＥＧＲをオフにしたときに凝縮が生じたかどうかを検出せず検出することもできない。したがって、不必要なモード及び移行時期が繰り返される場合がある。現在の方式では、エンジンは、たとえ車両の速度及び負荷条件が種々の理由で変化してもタイマが働くまではブーストモードで作動し続ける。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、内燃機関の排気ガス再循環作動に再入させる制御装置及び方法を提供することにより上述の欠点を解決する。制御装置は、吸気マニホルド臨界温度を予測し、これと実際の吸気マニホルド温度を比較する。制御装置は、ＩＭＴがＩＭＴ＿臨界よりも低いという決定に応答してブーストモードに切り換わる。制御装置は次に、吸気マニホルド温度の値を予測し、そして好ましくはエンジン作動がブーストモードからＥＧＲモードに切り換わると生じる吸気マニホルド温度の値を予測する。予測結果を用いてＥＧＲモードにおける計算されたＩＭＴ＿臨界を求める。制御装置は次に、ＥＧＲモードについての予測された吸気マニホルド温度がＥＧＲ作動について計算された臨界吸気マニホルド温度、即ち凝縮が吸気マニホルド中で起こる温度よりも高いと、エンジン作動を排気ガス再循環モードに切り換える。
【０００５】
好ましい実施形態では、排気ガス再循環モードにおける吸気マニホルド圧力及び温度を求めるために種々の速度及び負荷で再循環モードにおける作動と非再循環モードにおける作動との間で圧力及び温度の差をそれぞれ記録して示す示差圧力及び温度表を備えている。ＥＧＲモードでの吸気マニホルド温度の予測は、吸気マニホルド温度測定値に第１の表からの示差吸気マニホルド温度を加えたものとして定義される。これと同様に、ＥＧＲ作動における吸気マニホルド圧力は、圧力表から得た吸気マニホルド圧力差をブーストモードにおける吸気マニホルド圧力に加えることにより、即ち吸気マニホルド圧力測定値に第２の表からの示差吸気マニホルド圧力を加えて得た和（合計）によって予測される。他の選択基準が可能であるが、これら表は好ましくは、内燃機関の制御された可変作動条件の差を実験的に定めることによって作成される。
【０００６】
制御装置は、両方の表を用いることにより、予測した温度及び圧力の値を利用して、エンジン作動がＥＧＲモードに切り換えられた場合における予測され又は計算される臨界吸気マニホルド温度を求める。次に、凝縮に関する方程式は、ＥＧＲモードにおける予測ＩＭＴ＿臨界を予測した温度及び圧力並びに他のパラメータの関数として求める。方程式、好ましくは線形方程式は、本願と同日に出願された同時係属米国特許出願（発明の名称：Influence Of Engine Parameters On Condensation Protection Strategies）に教示されたものであるのがよく、かかる同時係属出願の記載内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。ＥＧＲにおける予測温度及びＥＧＲにおける予測圧力の調整値並びに他の関数、例えばＥＧＲ所望流量から導き出される質量流量を用いることができる。ＥＧＲモードにおける予測吸気マニホルド温度がＥＧＲモードにおける予測ＩＭＴ＿臨界よりも高い場合、制御装置は、エンジンに指令を出して排気ガス再循環作動モードに再入する。好ましくは、指令は、十分に高い予測吸気マニホルド温度条件が所定の持続時間にわたって続行し又は維持された後にのみ実行可能となる。さらに、任意の条件における変化のために追加の補正係数を用いるのがよい。
【０００７】
本発明の内容は、添付の図面と関連して好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読むと明確に理解されよう。なお、図中、同一の符号は同一の部分を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明のエンジン制御装置の種々の特徴を組み込んだ圧縮着火内燃機関２０の斜視図である。当業者には理解されるように、エンジン２０は、種々の用途のための多種多様な機器１１に用いることができ、かかる機器としては、とりわけハイウェイ用トラック、建築機械、船舶及び定置発電機が挙げられる。エンジン２０は、全体を符号１２で示されたカバーの下に配置された複数のシリンダ又は気筒を有している。好ましい実施形態では、エンジン２０は、多気筒圧縮着火内燃機関、例えば４、６、８、１２、１６又は２４気筒ディーゼルエンジンである。さらに、注目されるべきこととして、本発明は特定形式のエンジン又は燃料には限定されない。
【０００９】
エンジン２０は、エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）２８を有している。ＥＣＭ２８は、全体が符号１８で示された関連のケーブル又はワイヤを介して種々のエンジンセンサ及びアクチュエータと連絡を取って機器１１内のエンジン２０を制御する制御装置２５（図２）を形成している。加うるに、制御装置２５は、図２に詳細に示すように関連のライト、スイッチ、ディスプレイ等を用いてエンジンオペレータと連絡を取る。車両内に設置される場合、エンジン２０は、フライホイール１６を介して動力伝達装置に結合される。当業者には周知のように、多くの動力伝達装置は、エンジンのオールスピード調速機（ＶＳＧ）を用いてエンジン／動力伝達装置により比較的一定の回転速度に駆動される関連の補助機器に補助シャフトが連結された形態の動力取出し装置又はパワーテイクオフ（ＰＴＯ）を有している。補助機器としては、建築機械用油圧ポンプ、消防車用水ポンプ、発電機及び多くの他の回転駆動付属装置のうち任意のものが挙げられる。代表的には、ＰＴＯモードは、車両が静止状態にある場合にのみ用いられる。しかしながら、本発明は、エンジンの特定の作動モードとは無関係であり、或いは、車両が静止状態にあろうとエンジンがＰＴＯモードを備えた車両内で用いられる用途について稼働していようと構わない。
【００１０】
図２に一層よく示されているように、制御装置２５のＥＣＭ２８は、種々の車両出力装置、例えば、状態表示器／表示灯９６、アナログディスプレイ９８、ディジタルディスプレイ１００及び種々のアナログ／ディジタル計器１０２と連絡を取ることができる。本発明の一実施形態では、ＥＣＭ２８は、エンジン速度、加速ペダル位置、車速等を含む種々の状態及び（又は）制御メッセージを一斉同報するために工業規格又は業界標準のデータリンク１０４を利用する。好ましくは、データリンク１０４は、種々の点検、診断及び制御情報を他のエンジンシステム、サブシステム及び連結装置、例えばディスプレイ１００に提供するようＳＡＥ  Ｊ１９３９及びＳＡＥ  Ｊ１５８７に準拠している。好ましくは、ＥＣＭ２８は、現在のエンジン及び周囲作動条件を求めてエンジン作動条件、例えばＥＧＲ凝縮条件を検出し、それに応じてエンジンを制御してＥＧＲ凝縮を回避する制御ロジックを有している。以下に詳細に説明するように、ＥＣＭ２８は好ましくは、エンジン速度、エンジン負荷、周囲温度、ＥＧＲ流量、ＥＧＲ温度、ターボブースト及び（又は）マニホルド圧力、及び空燃比をモニタして凝縮回避方式の作動のための閾値を決定し、かかる凝縮回避方式は、ＥＧＲ流れの少なくとも一部をＥＧＲ冷却器周りに選択的に逸らして吸気マニホルド温度を上昇させたり再循環排気ガスの凝縮を軽減し又は無くすことを含む場合がある。これと同様に、チャージ空気の少なくとも一部を選択的にチャージ空気冷却器周りに逸らすのがよい。
【００１１】
データリンク１０４を介して点検整備ツール１０６をＥＣＭ２８内に記憶されているプログラム選択パラメータに選択的に接続すると共に（或いは）点検整備ツールがＥＣＭ２８から診断情報を受け取ることができるようにする。同様に、データリンク１０４を介してコンピュータを適当なソフトウェア及びハードウェアに接続して情報をＥＣＭ２８に伝達したりエンジン１２及び（又は）車両１４の作動に関する種々の情報を受け取ったりすることができるようにする。
【００１２】
エンジン２０は、吸気マニホルド２２、排気マニホルド２４及び全体を符号２６で示した排気ガス再循環（ＥＧＲ）システムを有している。エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）２８は、エンジン２０を制御するための命令及び校正情報を表す記憶データを有している。ＥＣＭ２８は、種々のセンサ及びアクチュエータと連絡を取り、かかるセンサ及びアクチュエータとしては、ＥＧＲセンサ、例えばＥＧＲ流量センサ３０及びＥＧＲ温度センサ３２が挙げられる。ＥＣＭ２８は、種々のアクチュエータ、例えばＥＧＲ弁３４、ＥＧＲ冷却器バイパス弁３６（ＢＰＶEGR）及び任意的に１以上のチャージ空気冷却器バイパス弁（ＢＰＶCAC）３８，４０を介してＥＧＲシステム２６を制御する。加うるに、ＥＣＭ２８は好ましくは、可変ノズル又は流路可変過給機（ＶＧＴ）４２を制御し、関連のターボ速度センサ４４及びターボブーストセンサをモニタする。
【００１３】
ＥＧＲシステム２６は好ましくは、エンジン冷却剤回路５２に連結されたＥＧＲ冷却器５０を有している。ＥＧＲ冷却器５０は好ましくは、エンジン冷却剤系統と直列状態で連結されたフルフロー式冷却器である。なお、他の構成及び形式のＥＧＲ冷却器を用いることができ、これは本発明の範囲から逸脱しない。ＥＧＲ冷却器５０を対応の水又は冷却剤ポンプ５４に直接結合するのがよく、或いは特定の用途に応じてエンジン冷却回路中の別の場所に配置してもよい。加うるに、ＥＧＲ冷却器５０は好ましくは、コアを通って流れる再循環排気ガスのための第１のパス５６及び第２のパス５８を備えた２パス型冷却器である。
【００１４】
ＥＧＲ冷却器バイパス弁（ＢＰＶEGR）３６をＥＣＭ２８により選択的に作動させると、現在の周囲及びエンジン作動条件に基づいて流れをＥＧＲ冷却器５０周りに逸らさず、かかる流れのうち幾分かをＥＧＲ冷却器５０周りに逸らし、又はかかる流れの全てをＥＧＲ冷却器５０周りに逸らすことにより、ＥＧＲ流れの温度を制御することができる。弁３６は、ＥＧＲ流れの幾分か又は全てが凝縮を促進する作動及び周囲条件下でＥＧＲ冷却器５０をバイパスするような電磁式（ソレノイド操作式）オンオフ弁であるのがよい。或る用途については変調バイパス弁が有用な場合があるが、ＥＧＲ弁３４の変調を利用するとＥＧＲの流れ全体を制御できるので、かかる変調バイパス弁は不要である。これと同様に１以上のチャージ空気バイパス弁（ＢＰＶCAC）３８，４０を設けてチャージ空気温度、その結果として吸気マニホルド温度を選択的に上昇させることができる。図示のように、チャージ空気バイパス弁４０は選択的に、チャージ空気をチャージ空気冷却器７４周りに逸らさず、幾分かを逸らし、又は全てを逸らす。変形例として、又は組合せ例として、バイパス弁４０は、入口空気温度を上昇させるために過給機圧縮機７０の出口から入口へ逸らされるチャージ空気を０にし、幾分かにし又は全てとする。好ましくは、ＥＣＭ２８は、ＥＧＲ回路及び吸気マニホルド中の再循環排気ガスの凝縮を軽減させ又は無くすために現在の周囲及び作動条件に基づいてＥＧＲ温度を制御するよう弁３６及び（又は）３８及び（又は）４０を作動させる。以下に説明するように、制御方式は、凝縮を軽減させ又は無くすためにＥＧＲ弁３４及び１以上のバイパス弁３６，３８，４０を制御する時期を決定するよう周囲温度、相対湿度、吸気マニホルド温度、吸気マニホルド圧力、空燃比及び％ＥＧＲを用いるのがよい。
【００１５】
作用を説明すると、ＥＣＭ２８は、現在の周囲及び作動条件並びに校正情報に基づいてＥＧＲシステム２６及びＶＧＴ４２を制御して再循環排気ガスとチャージ空気をミキサ６２によって混合し、このミキサは、好ましくはユニオン管継手である。次に、チャージ空気と再循環排気ガスの混合物を吸気マニホルド２２を介してエンジン２０に送る。好ましい一実施形態では、エンジン１２０は、６気筒内燃圧縮機関である。なお、気筒の数及び燃焼形式は、本発明の範囲から逸脱することなく変更可能である。ＥＣＭ２８は、現在の周囲作動条件、例えば温度並びに任意的に湿度、エンジン制御パラメータ及び作動条件をモニタしてＥＧＲシステム２６を制御する制御ロジックを有する。エンジン２０の作動中、吸気は、ＶＧＴ４２の圧縮部分７０を通り、このＶＧＴは、高温排気ガスを介してタービン部分７２によって動力供給される。圧縮空気は、チャージ空気冷却器７４を通って流れ、このチャージ空気冷却器は好ましくは、ラム空気７６によって冷却される空気−空気冷却器である。チャージ空気は、冷却器７４を通ってミキサ６２に流れ、このミキサ６２は、好ましくはユニオン管継手であり、ここで、チャージ空気は、現在のエンジン作動条件に基づいて再循環排気ガスと組み合わされる。排気マニホルド２４を通ってエンジン２０から出た排気ガスは、ＥＧＲ弁３４を通り、ここで排気ガスの一部をＥＧＲ冷却器５０中へ選択的に逸らすことができる。バイパス弁３６を選択的に作動させて逸らされた排気ガスの一部、幾分か又は全てを冷却器５０周りに逸らし、或いはかかる逸らされた排気ガスを冷却器５０周りに逸らさないようにして再循環排気ガスの温度を調節することができる。ＥＧＲガスは、ＥＧＲ流量センサ３０及び温度センサ３２を越えて混合弁６２に流れ、ここで圧縮チャージ空気と組み合わされる。ＥＧＲ弁３４によって逸らされなかった残りの排気ガスは、大気中に排出される前にＶＧＴ４２のタービン部分７２及びマフラ８０を通る。ＥＧＲ冷却器５０は、エンジン冷却剤回路４４を用いて加熱状態の排気ガスを冷却する。次に、エンジン冷却剤を冷却ファン８４及びラジエータ８６により冷却する。
【００１６】
上述したように、ＶＧＴ４２の圧縮部分７０から選択的にチャージ空気のうち幾分か又は全てを逸らし、或いはチャージ空気を逸らさないようにするために１以上のバイパス弁をチャージ空気冷却器（ＣＡＣ）７４の上流側でエンジン２０の吸気側に追加するのがよい。チャージ空気冷却器（ＣＡＣ）バイパス弁を上述すると共に図示したように吸気マニホルド内での凝縮を促進させる場合のある周囲及び作動条件下においてＥＧＲバイパス弁３６と同様に選択的に作動させる。この方式は、ミキサ６２でのＥＧＲの流れとの混合後にチャージ空気又は組合せ状態のチャージについての測定され、推定され又は予測された温度を利用のがよい。
【００１７】
本発明に従ってＥＧＲ凝縮を回避するようエンジンを制御するシステム又は方法の一実施形態の作用を示すブロック図が図３に示されている。当業者には理解されるように、図３のブロック図は、ハードウェア、ソフトウェア又はハードウェアとソフトウェアの組合せで実現できる制御ロジックを表している。種々の機能は好ましくは、例えばミシガン州デトロイト所在のデトロイト・ディーゼル・コーポレイションにより製造されたＤＤＥＣコントローラに組み込まれているプログラム式マイクロプロセッサによって実行される。当然のことながら、エンジン／車両の制御は、専用の電気回路、電子回路又は集積回路により実行される１以上の機能を含むのがよい。また、当業者には理解されるように、多くの公知のプログラミング及び処理技術又は方式のうち任意のものを用いて制御ロジックを実現することができ、これは図３に示す順序又は配列には限定されない。例えば代表的には、図示のような純粋な順次の方式ではなくリアルタイム制御用途、例えばエンジン又は車両の制御において割り込み処理又はイベント駆動型処理が採用される。これと同様に、並行処理、マルチタスキング又はマルチスレッドシステム及び方法を用いて本発明の目的、特徴及び利点を達成することができる。本発明は、図示の制御ロジックを開発すると共に（或いは）具体化するのに用いられる特定のプログラミング言語、作動システム、プロセッサ又は回路構成とは無関係である。これと同様に、特定のプログラミング言語及び処理方式に応じて、本発明の特徴及び利点を達成しながら種々の機能を図示の順序で実質的に同時に又は別の順序で実行できる。図示の機能を本発明の精神又は範囲から逸脱することなく改造し又は場合によっては省くことができる。
【００１８】
本発明の種々の実施形態では、図示の制御ロジックを主としてソフトウェアで具体化し、ＥＣＭ内に設けられたコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に記憶させる。当業者であれば理解されるように、ＥＣＭ内に記憶されている種々の制御パラメータ、命令及び校正情報を車両所有者／オペレータにより選択的に改変し、他方、他の情報を公認の点検整備又は工場係員に制限することができる。また、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体を用いて車両所有者／オペレータ用のエンジン／車両作動情報及び保守／点検整備員用の診断情報を記憶することができる。明示していないが、用いられる処理のタイプに応じて種々のステップ又は機能を繰り返し実行するのがよい。
【００１９】
図３に示す本発明の代表的な実施形態では、ブロック８０で示すように現在の周囲条件を判定し又はモニタする。適当なセンサを用いて周囲条件を判定し又は特定の用途に応じて周囲条件を推定し又は予測することができる。好ましくは、ブロック８０は少なくとも、ブロック８２によって表されるような周囲空気の温度の測定を含む。また、ブロック８６で表されるようなセンサを用いて、ブロック８４で表されるように相対湿度を測定することができ、又はブロック８８で表されるように相対湿度を所定値に設定することができる。例えば、湿度センサを必要としないで、本発明は、相対湿度についての一定の高い値、例えば１００％を用いることができ、これは、過剰保護方式についての非常に控え目な校正を表している。これは、吸気マニホルド中にＥＧＲ凝縮を生じさせないで作動するための最善の保護又は誤差のマージンとなる。当然のことながら、ＥＧＲ冷却器及び（又は）チャージ空気冷却器をバイパスするかどうかの判定の際に湿度についてこれよりも低い記憶値を用いることができる。但し、かかる低い値は、結果的に或る特定の周囲及び作動条件下において幾分かの凝縮を生じさせがちである。
【００２０】
ブロック９０で表すように現在のエンジンの作動状態をモニタし又は判定する。これは吸気マニホルド温度９２、エンジン速度及び負荷９４、吸気マニホルド圧力９６、ＥＧＲ流量９８及び空燃比１２０を測定する段階を含むのがよい。ＥＧＲ流量９８及び空燃比１２０を特定の用途に応じてスケジュール設定された値又は実際の検出値に基づいて求めることができる。次に、ブロック８０，９０でそれぞれ判定された現在の周囲及び作動条件を用いて条件がブロック１２２によって表されるように吸気マニホルド中のＥＧＲ凝縮について好ましいかどうかを判定する。
【００２１】
一実施形態では、ブロック１２４で表すようにＥＧＲモードでのＩＭＴ＿臨界の予測に基づいて組合せ状態のＥＧＲとチャージ空気の混合物の露点を求める。次に、エンジン制御装置は、ＩＭＴ測定値がＩＭＴ＿臨界よりも低いかどうかを判定し、ＥＧＲモードの開始指令を出し又はブーストモード作動を選択する。一般に、凝縮の問題は、エンジン作動の定常状態条件が長時間にわたって持続した後にのみ有害である。というのは、腐食作用は、実際の有力条件下において生じるのに幾分時間がかかるからである。
【００２２】
好ましくは、エンジンの制御段階は、チャージ空気流量の調整段階及びＥＧＲ流量の調整段階のうち少なくとも一方を更に含む。但し、吸気マニホルド温度及び凝縮条件を調整する別の方法を本発明に従って用いてもよい。
【００２３】
制御指令EGR ONの状態でエンジンが作動しているとき、エンジン作動は、ＥＧＲモードと定義される。ＩＭＴが測定され、これはＩＭＴ＿測定と呼ばれる。ＩＭＰが測定され、これはＩＭＰ＿測定と呼ばれる。ＩＭＴ＿測定及びＩＭＰ＿測定は、上述した方程式を用いてＩＭＴ＿臨界（吸気マニホルド中のガスの露点温度）を計算して符号１２４で示すように選択された影響の関数として臨界温度を定める。ＩＭＴ＿測定がＩＭＴ＿臨界よりも大きい場合、ＥＧＲは符号１２８で示されるようにシャットオフされる。今や、エンジンは、ブーストモード（非ＥＧＲ）で作動している。
【００２４】
ＩＭＴ及びＩＭＰが測定され、これらはそれぞれＩＭＴ＿測定＿ブーストモード及びＩＭＰ＿測定＿ブーストモードと呼ばれる。次に、これら値を調整してＥＧＲモード値を予測する。好ましくは、次の２つの表は、実験的試験により作成されたものであるが、他のデータ源を本発明の範囲から逸脱することなく利用することができる。デルタ−ＩＭＴ表１では、温度差の値は、エンジンを同一速度及び負荷でＥＧＲモードで稼働させ、次にブーストモードで稼働させることにより得られる。ＥＧＲモードからブーストモードへのＩＭＴの差は、ＩＭＴ＿デルタと呼ばれる。好ましくは、デルタ−ＩＭＰ表２は、デルタ−ＩＭＴ表と同様なやり方で圧力差の値によって得られ、これら値は、ＩＭＰ＿デルタと呼ばれる。
【００２５】
排気ガス再循環をオフにし、エンジンがブーストモードで作動した後、新たな作動点での凝縮の恐れを予測するため、制御装置２６は、以下に説明するような表中の情報に基づいて、ブーストモードに留まっている間における凝縮の恐れを予測し、リエントリが望ましくない凝縮を生じさせないで可能であるかどうかを判定する。好ましい実施形態では、表の内容は、実験的に求めたものである。但し、本発明の範囲から逸脱することなく他の差の源を含んでもよい。それにもかかわらず、表の内容を所与の周囲条件で校正する。
【００２６】
【表１】
2005042730.tif 000003
【００２７】
【表２】
2005042730.tif 000004
【００２８】
エンジンがブーストモードで作動しているとき、ＥＧＲ内の吸気マニホルド温度は、ブーストモードで測定された吸気マニホルド温度を負荷及び速度に最も近い作動条件において表１から得た差に加えることにより予測される。これにより、予測吸気マニホルド温度が得られる。これと同様に、排気ガス再循環モードでの吸気マニホルド圧力は、ブーストモードで測定され、選択した速度及び負荷範囲の値での表２からのブーストモードとＥＧＲモードの吸気マニホルド圧力の差によって調整された吸気マニホルド圧力を検出することにより予測される。
【００２９】
換言すると、エンジンがブーストモードで作動している間、制御装置は、ＩＭＴ＿デルタをＩＭＴ＿測定＿ブーストモードに加え、これは、符号１３０で示すようにＩＭＴ＿予測＿ＥＧＲモードとなる。これと同様に、制御装置は、ＩＭＰ＿デルタをＩＭＰ＿測定＿ブーストモードに加えて符号１３２で示すようにＩＭＰ＿予測＿ＥＧＲモードを得る。
【００３０】
次に、予測値をＥＧＲでのＩＭＴ＿臨界を計算する凝縮方程式を含むアルゴリズムにより制御装置２６でのデータ処理の際に採用する。上述の関連用途から得た方程式の一例は、次の通りである。
ＩＭＴ＿臨界＝x1*V1 + x2*V2 + x3*V3 + X4*V4 + X5*V5 + x6*V1*V1 +
x7*V2*V2 + x8*V3*V3 + x9*V4*V4 + x10*V5*V5 +
x11*V1*V2 + x12*V1*V3 + x13*V1*V4 + x14*V1*V5 +
x19*V3*V5 + x20*V4*V5 + x21
上式において、ｘ１、ｘ２、…ｘ２１は、決定される定数であり、Ｖ１、Ｖ２…Ｖ５は、測定されるエンジンパラメータである。
【００３１】
予測された吸気マニホルド温度が計算された吸気マニホルド温度臨界予測値よりも大きい場合、制御装置は、排気ガス再循環をオンにし、エンジンは、排気ガス再循環作動モードに再入する。
【００３２】
これら値は、エンジンがブーストモードで作動しているが、エンジンがＥＧＲモードに切り換えられた場合に見込まれる温度及び圧力並びに臨界温度の予測を表している。換言すると、制御装置は次に、２つの予測値を用いてＥＧＲモードでのＩＭＴ＿臨界温度（ＩＭＴ＿臨界＿ＥＧＲモード）を予測する。ＩＭＴ＿予測＿ＥＧＲモード＜ＩＭＴ＿臨界＿ＥＧＲモードの場合、エンジンは、符号１４０で示すようにブーストモードのままである。ＩＭＴ＿予測＿ＥＧＲモード＞ＩＭＴ＿臨界＿ＥＧＲモードの場合、ＥＧＲをオンにするのがよく、エンジンは符号１３８で示すようにＥＧＲモードに入ることになる。それにもかかわらず、周囲条件、特に温度及び圧力の変化に合わせて追加の補正係数が必要な場合がある。例えば、高度に関し、気圧補償を行う必要がある。
【００３３】
ＩＭＴ＿臨界値を適当な方程式により、好ましくはパラメータである周囲温度（ＡＴＩ）、吸気マニホルド（ＡＴＩ）、相対湿度（ＡＩＲＨ）、計算された臨界吸気マニホルド温度（ＩＭＴ＊臨界）、吸気マニホルド圧力（ＩＭＰ）、排気ガス再循環流量（ＥＧＲパーセンテージ）の関数として連続的に求める。速度及び負荷に関するＥＧＲ流量をＥＧＲ所望流量表、例えば、速度及び負荷の関数として定められたＥＧＲ所望流量表から得ることができる。これと同様に、符号１３２で示すようにブーストモードでの吸気マニホルド圧力に差記載表２からの差を加えたものによって吸気マニホルド圧力を予測する。次に、プロセスは、ＥＧＲでのＩＭＴ＿臨界を吸気の周囲温度、吸気マニホルドのところでの相対湿度、このようにして求められた吸気マニホルド温度臨界、吸気マニホルド圧力及びＥＧＲ流量の関数として計算する。その結果得られた値を予測温度と比較する。予測ＩＭＴが予測ＩＭＴ＿臨界よりも大きい場合、ＥＧＲモードへのリエントリが指令されることになる。好ましくは、ＩＭＴ＿臨界の値が所定期間にわたってＩＭＴ＿臨界ＥＧＲ又は露点以上であれば、エンジンの現在における作動モードを調節する指令を実行可能にする。
【００３４】
本発明の実施形態を開示したが、これら実施形態は本発明の考えられる全ての形態を示すものではない。むしろ明細書中に用いた用語は、限定ではなく説明のための用語であり、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の変更を行なうことができることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】車両又は機械である機器の略図であり、本発明のエンジン制御装置を搭載したエンジンの斜視図を含む図である。
【図２】図１のエンジンにおける排気ガス再循環作動のための制御システムの略図である。
【図３】本発明のエンジン制御方法プログラムのブロック図である。
【符号の説明】
【００３６】
２０  圧縮着火内燃機関
２５  制御装置
２８  エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）
【図１】
2005042730.tif 000005
【図２】
2005042730.tif 000006
【図３】
2005042730.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成16年8月26日(2004.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
データリンク１０４を介して点検整備ツール１０６をＥＣＭ２８内に記憶されているプログラム選択パラメータに選択的に接続すると共に（或いは）点検整備ツールがＥＣＭ２８から診断情報を受け取ることができるようにする。同様に、データリンク１０４を介してコンピュータを適当なソフトウェア及びハードウェアに接続して情報をＥＣＭ２８に伝達したりエンジン２０及び（又は）車両１１の作動に関する種々の情報を受け取ったりすることができるようにする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
図３に示す本発明の代表的な実施形態では、ブロック８０で示すように現在の周囲条件を判定し又はモニタする。適当なセンサを用いて周囲条件を判定し又は特定の用途に応じて周囲条件を推定し又は予測することができる。好ましくは、ブロック８０は少なくとも、ブロック８２によって表されるような周囲空気の温度の測定を含む。また、ブロック８７で表されるようなセンサを用いて、ブロック８５で表されるように相対湿度を測定することができ、又はブロック８８で表されるように相対湿度を所定値に設定することができる。例えば、湿度センサを必要としないで、本発明は、相対湿度についての一定の高い値、例えば１００％を用いることができ、これは、過剰保護方式についての非常に控え目な校正を表している。これは、吸気マニホルド中にＥＧＲ凝縮を生じさせないで作動するための最善の保護又は誤差のマージンとなる。当然のことながら、ＥＧＲ冷却器及び（又は）チャージ空気冷却器をバイパスするかどうかの判定の際に湿度についてこれよりも低い記憶値を用いることができる。但し、かかる低い値は、結果的に或る特定の周囲及び作動条件下において幾分かの凝縮を生じさせがちである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
ブロック９０で表すように現在のエンジンの作動状態をモニタし又は判定する。これは吸気マニホルド温度９２、エンジン速度及び負荷９４、吸気マニホルド圧力９６、ＥＧＲ流量９８及び空燃比１２０を測定する段階を含むのがよい。ＥＧＲ流量９８及び空燃比１２０を特定の用途に応じてスケジュール設定された値又は実際の検出値に基づいて求めることができる。次に、ブロック８１，９０でそれぞれ判定された現在の周囲及び作動条件を用いて条件がブロック１２２によって表されるように吸気マニホルド中のＥＧＲ凝縮について好ましいかどうかを判定する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005042730.tif 000008
【図２】
2005042730.tif 000009
【図３】
2005042730.tif 000010