DE102012103998B4 - Exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Abgasrückführ-Regelvorrichtung, welche auf ein Verbrennungsregel- oder - steuersystem einer internen Verbrennungsmaschine angewandt wird, welches mit einem Turbolader (16) vorgesehen ist, welcher einen Kompressor (16a) in einer Einlasspassage (12) und eine Turbine (16b) in einer Auslasspassage (34), eine Hochdruck-EGR-Passage (44), welche einen Abschnitt stromaufwärts der Turbine (16b) und eine Abschnitt stromabwärts des Kompressors (16a) verbindet, eine Niederdruck-EGR-Passage (46), welche einen Abschnitt stromabwärts der Turbine (16b) und einen Abschnitt stromaufwärts des Kompressors (16a) verbindet, einen Hochdruck-EGR-Regelabschnitt (48, 48a), welcher eine Hochdruck-Abgasmenge regelt, welche in die Einlasspassage (12) durch die Hochdruck-EGR-Passage (44) zurückgeführt wird, und einen Niederdruck-EGR-Regelabschnitt (52, 52a) hat, welcher eine Niederdruck-Abgasmenge regelt, welche in die Einlasspassage (12) durch die Niederdruck-EGR-Passage (46) zurückgeführt wird, wobei
ein Teil der Einlasspassage (12), welcher stromabwärts eines Verbindungsabschnitts mit der Hochdruck-EGR-Passage (44) liegt, als Hochdruck-Sammelstrompassage (12a) definiert ist;
ein Teil der Einlasspassage (12) zwischen einem Verbindungsabschnitt mit der Niederdruck-EGR-Passage (46) und dem Verbindungsabschnitt mit der Hochdruck-EGR-Passage (44) als eine Niederdruck-Sammelstrompassage (12b) definiert ist; und
eine Sauerstoffkonzentration in einer Einlassluft oder ein Abgasrückführverhältnis als ein Einlassluftparameter definiert ist; wobei
die Abgasrückführ-Regelvorrichtung Folgendes aufweist:
einen Zielwertaufstellabschnitt (S10, S10a), welcher Zielwerte der Einlassluftparameter in der Hochdruck-Sammelstrompassage (12a) und in der Niederdruck-Sammelstrompassage (12b) aufstellt;
einen Regelwertberechnungsabschnitt (58), welcher tatsächlich gegenwärtige Werte der Einlassluftparameter in der Hochdruck-Sammelstrompassage (12a) und in der Niederdruck-Sammelstrompassage (12b) berechnet; und
einen Regelabschnitt (58), welcher den Hochdruck-EGR-Regelabschnitt (48, 48a) und den Niederdruck-EGR-Regelabschnitt (52, 52a) regelt, so dass die tatsächlich gegenwärtigen Werte der Einlassluftparameter in der Hochdruck-Sammelstrompassage (12a) und in der Niederdruck-Sammelstrompassage (12b) mit den Zielwerten der Einlassluftparameter übereinstimmen.
Exhaust gas recirculation control apparatus applied to a combustion control system of an internal combustion engine provided with a turbocharger (16) having a compressor (16a) in an intake passage (12) and a turbine (16b) in an exhaust passage (Fig. 34), a high pressure EGR passage (44) connecting a portion upstream of the turbine (16b) and a portion downstream of the compressor (16a), a low pressure EGR passage (46) which defines a portion downstream of the turbine (16). 16b) and a portion upstream of the compressor (16a), a high-pressure EGR control section (48, 48a) which regulates a high-pressure exhaust gas amount recirculated into the intake passage (12) through the high-pressure EGR passage (44) , and has a low-pressure EGR control section (52, 52a) that controls a low-pressure exhaust gas amount that is returned to the intake passage (12) through the low-pressure EGR passage (46)
a part of the intake passage (12) located downstream of a connection portion with the high pressure EGR passage (44) is defined as a high pressure common passage passage (12a);
a part of the intake passage (12) is defined between a connection part with the low-pressure EGR passage (46) and the connection part with the high-pressure EGR passage (44) as a low-pressure common passage passage (12b); and
an oxygen concentration in an intake air or an exhaust gas recirculation ratio is defined as an intake air parameter; in which
the exhaust gas recirculation control device comprises
a target value setting section (S10, S10a) which sets target values of the intake air parameters in the high-pressure common-flow passage (12a) and in the low-pressure common-flow passage (12b);
a control value calculation section that actually calculates current values of the intake air parameters in the high-pressure common-flow passage (12a) and in the low-pressure common-flow passage (12b); and
a control section (58) that controls the high-pressure EGR control section (48, 48a) and the low-pressure EGR control section (52, 52a) so that the actual values of the intake air parameters in the high-pressure common-flow passage (12a) and in the low pressure makeup flow passage (12b) coincide with the target values of the intake air parameters.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Abgasrückführ-(EGR=Exhaust-Gas-Recirculation=Abgasrückführ-) Regelvorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine. Die Maschine ist mit einem Turbolader versehen, welcher aus einem Kompressor in einer Einlasspassage bzw. einem Einlassdurchtritt bzw. einem Einlasskanal und einer Turbine in einer Auslasspassage bzw. einem Auslassdurchtritt bzw. einem Auslasskanal besteht. Die Maschine ist weiterhin mit einer Hochdruck-EGR (=Exhaust-Gas-Recirculation=Abgasrückführ)-Passage, welche einen Abschnitt stromaufwärts der Turbine und einen Abschnitt stromabwärts des Kompressors verbindet, und einer Niederdruck-EGR-Passage vorgesehen, welche einen Abschnitt stromabwärts der Turbine und einen Abschnitt stromaufwärts des Kompressors verbindet. Eine Abgasmenge, welche durch die Hochdruck-EGR-Passage und die Niederdruck-EGR-Passage in die Einlasspassage zurückgeführt wird, wird durch eine EGR-Mengenregelvorrichtung angepasst, welche für die Maschine vorgesehen ist.The present disclosure relates to an exhaust gas recirculation (EGR) control device for an internal combustion engine. The engine is provided with a turbocharger consisting of a compressor in an intake passage and an intake passage and a turbine in an exhaust passage and an exhaust passage, respectively. The engine is further provided with a high pressure EGR (= exhaust gas recirculation) passage connecting a portion upstream of the turbine and a downstream portion of the compressor and a low pressure EGR passage forming a downstream portion of the engine Turbine and a section upstream of the compressor connects. An amount of exhaust gas recirculated into the intake passage through the high-pressure EGR passage and the low-pressure EGR passage is adjusted by an EGR quantity control device provided for the engine.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Die
Besonders wird die EGR-Menge, welche durch die Niederdruck-EGR-Passage strömt, unter Verwendung eines Niederdruck-EGR-Ventils vorwärtsgekoppelt gesteuert, um im Wesentlichen ohne Rücksicht auf eine Maschinenlast konstant zu sein. Ein Hochdruck-EGR-Ventil wird rückgekoppelt geregelt, so dass die EGR-Menge, welche durch die Hochdruck-EGR-Passage strömt, mit einem Zielwert übereinstimmt, wodurch eine Sauerstoffkonzentration in dem Abgas konstant wird.Specifically, the EGR amount flowing through the low-pressure EGR passage is forward-feed controlled using a low-pressure EGR valve so as to be constant substantially regardless of an engine load. A high pressure EGR valve is feedback controlled so that the EGR amount flowing through the high pressure EGR passage coincides with a target value, whereby an oxygen concentration in the exhaust gas becomes constant.
In dem obigen Regelsystem ist es jedoch wahrscheinlich, dass die tatsächlich gegenwärtige gesamte EGR-Menge relativ zu einer benötigten gesamten EGR-Menge, welche einer Verbrennungskammer zur Verfügung gestellt werden sollte, einen Engpass erleiden kann. In einem solchen Fall wird, obwohl das Hochdruck-EGR-Ventil vollständig geöffnet ist, das Niederdruck-EGR-Ventil nicht vollständig geöffnet.In the above control system, however, it is likely that the actual present total EGR amount may be bottlenecked relative to a total amount of EGR needed that should be provided to a combustion chamber. In such a case, although the high-pressure EGR valve is fully opened, the low-pressure EGR valve is not fully opened.
Um das obige Problem zu lösen, fertigte der vorliegende Erfinder ein Regelsystem, in welchem ein Hochdruck-EGR-Ventil und ein Niederdruck-EGR-Ventil in einer solchen Art und Weise rückgekoppelt geregelt werden, dass die gesamte EGR-Menge mit einem Zielwert übereinstimmt. Dieses Regelsystem weist jedoch ein technisches Problem auf, welches wie folgt überwunden werden soll.In order to solve the above problem, the present inventor made a control system in which a high-pressure EGR valve and a low-pressure EGR valve are feedback-controlled in such a manner that the total EGR amount agrees with a target value. However, this control system has a technical problem which should be overcome as follows.
Da eine Niederdruck-EGR-Passage im Allgemeinen länger ist als eine Hochdruck-EGR-Passage, wird eine Niederdruck-EGR-Antwortverzögerung auftreten. Das heißt, eine Zeitdauer von dann, wann das Niederdruck-EGR-Ventil betätigt wird bis dann, wann die Menge des Gases, welche der Verbrennungskammer zur Verfügung gestellt wird, sich zu ändern beginnt, ist länger als eine Zeitdauer von dann, wann das Hochdruck-EGR-Ventil betätigt wird, bis dann, wann die Menge des Gases, welches der Verbrennungskammer zur Verfügung gestellt wird, sich zu ändern beginnt. Aufgrund der Niederdruck-EGR-Antwortverzögerung kann die gesamte EGR-Menge periodisch um den Zielwert fluktuieren, was eine Regelgenauigkeit der externen EGR-Regelung verschlechtert.Since a low pressure EGR passage is generally longer than a high pressure EGR passage, a low pressure EGR response delay will occur. That is, a period of time from when the low pressure EGR valve is actuated to when the amount of gas provided to the combustion chamber begins to change is longer than a period of time from when the high pressure is on EGR valve is actuated until when the amount of gas supplied to the combustion chamber begins to change. Due to the low-pressure EGR response delay, the entire EGR amount may periodically fluctuate around the target value, which deteriorates a control accuracy of the external EGR control.
Darüber hinaus offenbart die
Zudem offenbart die nachveröffentlichte Druckschrift
KURZFASSUNGSHORT VERSION
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Abgasrückführ- (EGR-) Regelvorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine vorzusehen, welche in der Lage ist, eine Verschlechterung in der Regelgenauigkeit einer externen EGR-Menge zu vermeiden, welche einer Verbrennungskammer zur Verfügung gestellt wird, wenn ein Teil des Abgases durch eine Niederdruck-EGR-Passage und eine Hochdruck-EGR-Passage zurückgeführt wird.It is an object of the present disclosure to provide an exhaust gas recirculation (EGR) control apparatus for an internal combustion engine capable of avoiding deterioration in the control accuracy of an external EGR amount provided to a combustion chamber when a portion of the exhaust gas is recirculated through a low pressure EGR passage and a high pressure EGR passage.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird eine Abgasrückführregelvorrichtung auf ein Verbrennungssteuer- bzw. -regelsystem einer internen Verbrennungsmaschine angewandt. Die Maschine ist mit einem Turbolader vorgesehen, welcher einen Kompressor in einer Einlasspassage und eine Turbine einer Auslasspassage, eine Hochdruck-EGR-Passage, welche einen Abschnitt stromaufwärts der Turbine und einen Abschnitt stromabwärts des Kompressors verbindet, eine Niederdruck-EGR-Passage, welche einen Abschnitt stromabwärts der Turbine und einen Abschnitt stromaufwärts des Kompressors verbindet, einen Hochdruck-EGR-Regelabschnitt, welcher eine Hochdruck-Abgasmenge regelt, welche durch die Hochdruck-EGR-Passage in die Einlasspassage zurückgeführt wird, und einen Niederdruck-EGR-Regelabschnitt hat, welcher eine Niederdruck-Abgasmenge regelt, welche durch die Niederdruck-EGR-Passage in die Einlasspassage zurückgeführt wird.According to the present disclosure, an exhaust gas recirculation control apparatus is applied to a combustion control system of an internal combustion engine. The engine is provided with a turbocharger having a compressor in an intake passage and a turbine of an exhaust passage, a high pressure EGR passage connecting a portion upstream of the turbine and a downstream portion of the compressor, a low pressure EGR passage having a Section downstream of the turbine and a portion upstream of the compressor connects, a high-pressure EGR control section, which regulates a high-pressure exhaust gas amount, which is returned by the high-pressure EGR passage in the intake passage, and a low-pressure EGR control section, which regulates a low pressure exhaust gas amount which is returned to the intake passage through the low pressure EGR passage.
Ein Teil der Einlasspassage, welcher stromabwärts eines Verbindungsabschnittes mit der Hochdruck-EGR-Passage liegt, ist als eine Hochdruck-Sammelstrompassage definiert. Ein Teil der Einlasspassage zwischen einem Verbindungsabschnitt mit der Niederdruck-EGR-Passage und dem Verbindungsabschnitt mit der Hochdruck-EGR-Passage ist als eine Niederdruck-Sammelstrompassage definiert. Eine Sauerstoffkonzentration in der Einlassluft bzw. Ansaugluft oder ein Abgas-Rückführverhältnis ist als ein Einlassluftparameter definiert.A part of the intake passage, which is located downstream of a connection portion with the high pressure EGR passage, is defined as a high pressure common passage passage. A part of the intake passage between a low-pressure EGR passage connecting portion and the high-pressure EGR passage connecting portion is defined as a low-pressure common passage passage. An oxygen concentration in the intake air or an exhaust gas recirculation ratio is defined as an intake air parameter.
Die Abgasrückführregelvorrichtung weist einen Zielwertaufstellabschnitt, welcher Zielwerte der Einlassluftparameter in der Hochdruck-Sammelstrompassage und der Niederdruck-Sammelstrompassage aufstellt, einen Regelwertberechnungsabschnitt, welcher tatsächlich gegenwärtige Werte der Einlassluftparameter in der Hochdruck-Sammelstrompassage und der Niederdruck-Sammelstrompassage berechnet, und einen Regelabschnitt auf, welcher den Hochdruck-EGR-Regelabschnitt und den Niederdruck-EGR-Regelabschnitt regelt, so dass die tatsächlich gegenwärtigen Werte der Einlassluftparameter in der Hochdruck-Sammelstrompassage und der Niederdruck-Sammelstrompassage mit den Zielwerten der Einlassluftparameter übereinstimmen.The exhaust gas recirculation control apparatus includes a target value setting section that sets target values of the intake air parameters in the high-pressure common passage and low-pressure common passage, a control value calculation section that actually calculates current values of the intake air parameters in the high-pressure common passage and the low-pressure common passage, and a control section that stores the High-pressure EGR control section and the low-pressure EGR control section regulate so that the actual values of the intake air parameters in the high-pressure common-flow passage and the low-pressure common flow passage coincide with the target values of the intake air parameters.
Demnach kann vermieden werden, dass eine Variation in der Abgasmenge, welche durch eine der EGR-Passagen strömt, eine Abgasmenge beeinflusst, welche durch die andere EGR-Passage strömt. Eine Regelgenauigkeit einer externen EGR-Regelung wird nicht verschlechtert.Accordingly, it can be avoided that a variation in the amount of exhaust gas flowing through one of the EGR passages affects an amount of exhaust flowing through the other EGR passage. A control accuracy of an external EGR control is not deteriorated.
Figurenlistelist of figures
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich werden, welche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gefertigt wurde. In den Zeichnungen sind:
-
1 eine schematische Ansicht, welche eine Gesamtstruktur eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt; -
2 ein Flussdiagramm, welches eine Prozedur einer kooperativen Hoch-Nieder-Druck-EGR-Regelung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt; und -
3 ein Flussdiagramm, welches eine Prozedur einer kooperativen Hoch-Nieder-Druck-EGR-Regelung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
-
1 a schematic view showing an overall structure of a fuel injection system according to a first embodiment; -
2 FIG. 10 is a flowchart showing a high-low-pressure cooperative EGR control procedure according to the first embodiment; FIG. and -
3 5 is a flowchart showing a high-low-pressure cooperative EGR control procedure according to a second embodiment.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DETAILED DESCRIPTION
[Erste Ausführungsform]First Embodiment
Hierin nachstehend wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Eine Maschine
Die Einlasspassage
Ein Kraftstoffinjektor bzw. eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
Jeder Zylinder der Maschine
Ein Turbolader
In der Auslasspassage
Ein Teil des Abgases, der durch die Auslasspassage
Weiterhin ist ein Abschnitt stromabwärts der Turbine
Ein Auslassdrosselventil
In der vorliegenden Ausführungsform wird hierin nachstehend auf die Einlasspassage
Eine elektronische Steuer- bzw. Regeleinheit (ECU = Electronic Control Unit = elektronische Steuer- bzw. Regeleinheit) 58 ist hauptsächlich aus einem Mikrocomputer aufgebaut, welcher eine CPU, einen ROM und einen RAM hat. Die ECU
Die Kraftstoffeinspritzsteuerung bzw. -regelung wird im Detail beschrieben werden. Als erstes berechnet der Computer ein benötigtes Drehmoment der Maschine
Bei der Aufladungssteuerung bzw. -regelung wird der Turbolader
Besonders führt die ECU
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt die ECU
Besonders wenn das benötigte Maschinendrehmoment Trq geringer ist als oder gleich zu einem ersten Referenzdrehmoment Tr1 (niedrige Maschinenlast), wird die Hochdruck-EGR-Regelung durchgeführt. Wenn das benötigte Maschinendrehmoment Trq größer ist als das erste Referenzdrehmoment Tr1 und geringer ist als oder gleich zu einem zweiten Referenzdrehmoment Tr2 (mittlere Maschinenlast) wird die kooperative Hoch-Nieder-Druck-EGR-Regelung ausgeführt. Wenn das benötigte Maschinendrehmoment Trq größer ist als das zweite Referenzdrehmoment Tr2 (niedrige Maschinenlast) wird die Niederdruck-EGR-Regelung ausgeführt.Specifically, when the required engine torque Trq is less than or equal to a first reference torque Tr1 (low engine load), the high pressure EGR control is performed. When the required engine torque Trq is greater than the first reference torque Tr1 and less than or equal to a second reference torque Tr2 (average engine load), the cooperative high-low pressure EGR control is executed. When the required engine torque Trq is greater than the second reference torque Tr2 (low engine load), the low pressure EGR control is executed.
Der Grund dafür, warum eine der drei Regelungen ausgewählt wird, ist, dass die externe EGR zweckmäßig sichergestellt wird, um NOx zu verringern, und eine Verschlechterung im Maschinendrehmoment wird vermieden. The reason why one of the three schemes is selected is that the external EGR is properly ensured to reduce NOx, and deterioration in engine torque is avoided.
Das heißt, wenn die Maschinenlast hoch ist, wird das benötigte Maschinendrehmoment erhöht und der Ladedruck wird auch erhöht, um die Menge der frischen Einlassluft zu erhöhen, welche in die Verbrennungskammer
Wenn die Maschinenlast mittel ist, ist die Abgasmenge, welche durch die Turbine
Wenn die Maschinenlast niedrig ist, wird das Niederdruck-EGR-Gas durch den Niederdruck-EGR-Kühler
Die kooperative Hoch-Nieder-Druck-EGR-Regelung wird im Detail beschrieben werden.The cooperative high-low pressure EGR control will be described in detail.
Als erstes bestimmt der Computer ein Ziel-Hochdruck-EGR-Verhältnis an einem Punkt „β“ in der Hochdruck-Sammelstrompassage
Das Niederdruck-ECR-Verhältnis repräsentiert ein Verhältnis (%) der Niederdruck-EGR-Menge relativ zu einer Gesamtheit der Einlassluftmenge und der Niederdruck-EGR-Menge. Besonders kann das Niederdruck-EGR-Verhältnis durch die folgende Formel (2) definiert werden:
Der Hochdruck-EGR-Aktuator
Die Niederdruck-EGR-Passage
Bei der kooperativen Hoch-Nieder-Druck-EGR-Regelung werden verschiedene Arten von Parametern verwendet. Die Berechnungsverarbeitungen bzw. -vorgänge dieser Parameter werden hierin nachstehend beschrieben werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden, wie in
Besonders kann die Hochdruck-EGR-Menge „Megrhp“ basierend auf einem Differentialdruck zwischen dem Einlass und dem Auslass der Hochdruck-EGR-Passage
Es sollte festgehalten werden, dass „Mdth = Mair + Megrlp“ und „Mcld = Mdth + Megrhp“.It should be noted that "Mdth = Mair + Megrlp" and "Mcld = Mdth + Megrhp".
„Mair“ kann basierend auf einer Ausgabe des Luftströmungsmessers
Die Sauerstoffkonzentration „Cegrhp“, die Sauerstoffkonzentration „Cegrlp“ und die Sauerstoffkonzentration in der Niederdruck-Sammelstrompassage
Besonders wird die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas basierend auf „Mcld“, der Kraftstoffeinspritzmenge und der Sauerstoffkonzentration in der Einlassluft abgeschätzt. Die Sauerstoffkonzentration „Cegrhp“ wird basierend auf der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas und „Megrhp“ abgeschätzt. Die Sauerstoffkonzentration „Cegrlp“ wird basierend auf der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas und „Megrlp“ abgeschätzt. Die Sauerstoffkonzentration in der Einlassluft wird basierend auf „Megrhp“, „Cegrhp“, „Mdth“ und der Sauerstoffkonzentration in der Niederdruck-Sammelstrompassage
Dann werden basierend auf der obigen Luftströmungsrate und der Sauerstoffkonzentration das tatsächlich gegenwärtige Hochdruck-EGR-Verhältnis und das tatsächliche gegenwärtige Niederdruck-EGR-Verhältnis berechnet.Then, based on the above air flow rate and the oxygen concentration, the actual present high pressure EGR ratio and the actual present low pressure EGR ratio are calculated.
In Schritt S10 stellt der Computer ein Ziel-EGR-Verhältnis (0% ≤ Ziel-EGR-Verhältnis ≤ 100%) basierend auf der Maschinengeschwindigkeit NE und der Kraftstoffeinspritzmenge Q (oder dem benötigten Maschinendrehmoment Trq) auf. Das Ziel-EGR-Verhältnis kann aufgestellt werden unter Verwendung eines Kennfeldes, welches eine Beziehung zwischen dem Ziel-EGR-Verhältnis, der Maschinengeschwindigkeit NE und der Kraftstoffeinspritzmenge Q definiert. Dieses Kennfeld wird vorangehend durch Experimente definiert, um eine gute Verbrennungsbedingung der Maschine
In Schritt S12 berechnet der Computer „Mcld“. In Schritt S14 berechnet der Computer eine Ziel-Gesamt-EGR-Menge, welche der Verbrennungskammer
In Schritt S16 berechnet der Computer einen Zielwert der Hochdruck-EGR-Menge „Megrhp“ basierend auf der Maschinengeschwindigkeit NE und der Kraftstoffeinspritzmenge Q. Die Ziel-Hochdruck-EGR-Menge wird unter Verwendung eines Kennfeldes aufgestellt, welches eine Beziehung zwischen der Maschinengeschwindigkeit NE, der Kraftstoffeinspritzmenge Q und der Ziel-Hochdruck-EGR-Menge definiert. Zudem wird, wenn das benötigte Maschinendrehmoment Trq größer ist, die Ziel-Hochdruck-EGR-Menge größer gesetzt.In step S16, the computer calculates a target value of the high pressure EGR amount "Megrhp" based on the engine speed NE and the fuel injection amount Q. The target high pressure EGR amount is set using a map indicating a relationship between the engine speed NE, of the fuel injection amount Q and the target high pressure EGR amount. In addition, when the required engine torque Trq is larger, the target high pressure EGR amount is set larger.
In Schritt S18 berechnet der Computer einen oberen Grenzwert der Hochdruck-EGR-Menge. Dieser Schritt und die folgenden Schritte S20 und S22 sind Prozesse zum Vermeiden einer Verschlechterung im Maschinendrehmoment. Das heißt, wenn die Hochdruck-EGR-Menge übermäßig erhöht wird, wird das Abgas, welches durch die Turbine
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn der Computer bestimmt, dass das benötigte Maschinendrehmoment Trq schlagartig erhöht wird, der obere Grenzwert der Hochdruck-EGR-Menge niedriger gesetzt. Das heißt, es ist in einem Fall, in dem das benötigte Maschinendrehmoment schlagartig erhöht wird, wahrscheinlich, dass der obere Grenzwert, welcher in Schritt S18 aufgestellt wird, unangemessen sein kann. Demnach wird in einem solchen Fall das Abgas, welches der Turbine
In Schritt S20 bestimmt der Computer, ob die Ziel-Hochdruck-EGR-Menge geringer ist als oder gleich zu dem oberen Grenzwert. Wenn die Antwort in Schritt S20 NEIN ist, schreitet die Prozedur zu Schritt S22 voran, in welchem die Ziel-Hochdruck-EGR-Menge durch den oberen Grenzwert begrenzt wird. Das heißt, die Ziel-Hochdruck-EGR-Menge wird auf den oberen Grenzwert gesetzt.In step S20, the computer determines whether the target high pressure EGR amount is less than or equal to the upper limit. If the answer is NO in step S20, the procedure proceeds to step S22, in which the target high pressure EGR amount is limited by the upper limit. That is, the target high pressure EGR amount is set to the upper limit.
Wenn die Antwort in Schritt S20 JA ist, schreitet die Prozedur zu Schritt S24 voran, in welchem der Computer einen Zielwert der Niederdruck-EGR-Menge basierend auf der Ziel-Gesamt-EGR-Menge und der Ziel-Hochdruck-EGR-Menge aufstellt. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Ziel-Hochdruck-EGR-Menge von der Ziel-Gesamt-EGR-Menge subtrahiert, um die Ziel-Niederdruck-EGR-Menge zu erhalten.When the answer in step S20 is YES, the procedure proceeds to step S24, in which the computer sets a target value of the low-pressure EGR amount based on the target total EGR amount and the target high-pressure EGR amount. In the present embodiment, the target high pressure EGR amount is subtracted from the target total EGR amount to obtain the target low pressure EGR amount.
In Schritt S26 berechnet der Computer einen oberen Grenzwert der Niederdruck-EGR-Menge, welche der Einlasspassage
In Schritt S28 bestimmt der Computer, ob die Ziel-Niederdruck-EGR-Menge geringer ist als oder gleich zu dem oberen Grenzwert. Wenn die Antwort in Schritt S28 NEIN ist, schreitet die Prozedur zu Schritt S30 voran, in welcher die Ziel-Niederdruck-EGR-Menge durch den oberen Grenzwert begrenzt wird. Das heißt, die Ziel-Niederdruck-EGR-Menge wird auf den oberen Grenzwert gesetzt.In step S28, the computer determines whether the target low pressure EGR amount is less than or equal to the upper limit. If the answer is NO in step S28, the procedure proceeds to step S30, in which the target low-pressure EGR amount is limited by the upper limit. That is, the target low pressure EGR amount is set to the upper limit.
Wenn die Antwort in Schritt S28 JA ist, schreitet die Prozedur zu Schritt S32 voran, in welchem der Computer das Ziel-Niederdruck-EGR-Verhältnis gemäß der obigen Formel (2) berechnet. Demnach werden einige oder alle der EGR-Mengen, welche den oberen Grenzwert überschreiten, durch die Niederdruck-EGR-Menge kompensiert.If the answer in step S28 is YES, the procedure proceeds to step S32, in which the computer calculates the target low pressure EGR ratio according to the above formula (2). Thus, some or all of the EGR levels that exceed the upper limit are compensated by the low pressure EGR amount.
Wenn die Ziel-Niederdruck-EGR-Menge durch den oberen Grenzwert in Schritt S30 begrenzt wird, wird die Ziel-Niederdruck-EGR-Menge von dem anfänglichen Wert geändert. Demnach wird gemäß der obigen Formel (1) das Ziel-EGR-Verhältnis zurückgesetzt.When the target low pressure EGR amount is limited by the upper limit value in step S30, the target low pressure EGR amount is changed from the initial value. Thus, according to the above formula (1), the target EGR ratio is reset.
In Schritt S34 wird der Niederdruck-EGR-Aktuator
Wenn die Verarbeitung in Schritt S34 vollendet ist, wird diese Verarbeitung beendet.When the processing in step S34 is completed, this processing is ended.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, welche obenstehend beschrieben ist, können folgende Vorteile erhalten werden.
- (1) Die Ziel-Hochdruck-EGR-Menge wird von der Ziel-Gesamt-EGR-Menge subtrahiert, um die Ziel-Niederdruck-EGR-Menge zu erhalten. Demnach kann die Ziel-Gesamt-EGR-Menge in die Ziel-Hochdruck-EGR-Menge und die Ziel-Niederdruck-EGR-Menge aufgeteilt werden.
- (2) Die kooperative Hoch-Nieder-Druck-EGR-Regelung wird durch ein Regeln der Aktuatoren
48a und52a ausgeführt. Demnach kann vermieden werden, dass die Genauigkeit der externen EGR-Menge, welche derMaschine 10 zur Verfügung gestellt wird, verschlechtert wird. - (3) Wenn der Computer bestimmt, dass die Ziel-Hochdruck-EGR-Menge den oberen Grenzwert überschreiten wird, wird die Ziel-Hochdruck-EGR-Menge auf den oberen Grenzwert gesetzt. Dadurch kann, während das externe EGR-Gas in die Einlasspassage
12 zirkuliert wird, vermieden werden, dass das Maschinendrehmoment verschlechtert wird.
- (1) The target high-pressure EGR amount is subtracted from the target total EGR amount to obtain the target low-pressure EGR amount. Thus, the target total EGR amount may be divided into the target high pressure EGR amount and the target low pressure EGR amount.
- (2) The cooperative high-low-pressure EGR control is achieved by controlling the actuators
48a and52a executed. Accordingly, it can be avoided that the accuracy of the external EGR amount, that of theengine 10 is made worse. - (3) If the computer determines that the target high pressure EGR amount will exceed the upper limit, the target high pressure EGR amount is set to the upper limit. This allows, while the external EGR gas enters the intake passage
12 is circulated, it can be avoided that the engine torque is deteriorated.
Weiterhin kann, wenn der obere Grenzwert geringer als ein Wert, welcher einem maximalen Fluidpassagenbereich der Hochdruck-EGR-Passage entspricht, aufgestellt ist, vermieden werden, dass der Öffnungsgrad des Hochdruck-EGR-Ventils in dem oberen Grenzwert saturiert ist.
- (4) Wenn der Computer bestimmt, dass das benötigte Maschinendrehmoment Trq plötzlich erhöht wird, wird der obere Grenzwert der Hochdruck-EGR-Menge niedriger gesetzt. Demnach kann sichergestellt werden,dass die Abgasmenge, welche durch die Turbine
16b strömt, eine Verschlechterung in dem Maschinendrehmoment vermeidet. - (5) Wenn der Computer bestimmt, dass die Ziel-Hochdruck-EGR-Menge den oberen Hochdruck-Grenzwert überschreiten wird, und dass die Ziel-Niederdruck-EGR-Menge den oberen Niederdruck-Grenzwert überschreiten wird, wird das Ziel-EGR-Verhältnis zurückgesetzt. Demnach kann das Ziel-EGR-Verhältnis gemäß einer Variation in der Gesamt-EGR-Menge, welche der Verbrennungskammer
22 zur Verfügung gestellt werden kann, angemessen aufgestellt werden.
- (4) When the computer determines that the required engine torque Trq is suddenly increased, the upper limit of the high-pressure EGR amount is set lower. Accordingly, it can be ensured that the amount of exhaust gas passing through the turbine
16b flows, avoids a deterioration in the engine torque. - (5) When the computer determines that the target high-pressure EGR amount will exceed the high-pressure upper limit, and that the target low-pressure EGR amount will exceed the upper low-pressure threshold, the target EGR ratio becomes reset. Thus, the target EGR ratio may vary according to a variation in the total EGR amount of the
combustion chamber 22 can be made available, be placed appropriately.
[Zweite Ausführungsform]Second Embodiment
Eine zweite Ausführungsform wird hierin nachstehend beschrieben werden, welche sich auf einen Unterschied von der ersten Ausführungsform konzentriert.A second embodiment will be described hereinafter which focuses on a difference from the first embodiment.
Gemäß der zweiten Ausführungsform werden die Sauerstoffkonzentrationen in der Hochdruck-Sammelstrompassage
In Schritt S10a stellt der Computer eine Ziel-Sauerstoffkonzentration in der Einlassluft basierend auf der Maschinengeschwindigkeit NE und der Kraftstoffeinspritzmenge Q (oder dem benötigten Maschinendrehmoment Trq) auf. Die Ziel-Sauerstoffkonzentration kann aufgestellt werden unter Verwendung eines Kennfeldes, welches eine Beziehung zwischen der Ziel-Sauerstoffkonzentration, der Maschinengeschwindigkeit NE und der Kraftstoffeinspritzmenge Q definiert.In step S10a, the computer sets a target oxygen concentration in the intake air based on the engine speed NE and the fuel injection amount Q (or the required engine torque Trq). The target oxygen concentration may be established using a map defining a relationship between the target oxygen concentration, the engine speed NE, and the fuel injection amount Q.
Dann schreitet die Prozedur zu Schritt S12 und Schritt S16 voran, in welchem der Computer eine Ziel-Hochdruck-EGR-Menge aufstellt. Die Ziel-Hochdruck-EGR-Menge wird aufgestellt, so dass die tatsächlich gegenwärtige Sauerstoffkonzentration mit der Ziel-Sauerstoffkonzentration übereinstimmt. Then, the procedure proceeds to step S12 and step S16 in which the computer sets up a target high pressure EGR amount. The target high pressure EGR amount is established so that the actual current oxygen concentration matches the target oxygen concentration.
In Schritt S36 berechnet der Computer einen Zielwert von „Mdth“ basierend auf „Mcld“ und einer Ziel-Hochdruck-EGR-Menge. Besonders wird die Ziel-Hochdruck-EGR-Menge von „Mcld“ subtrahiert, um den Zielwert von „Mdth“ zu erhalten.In step S36, the computer calculates a target value of "Mdth" based on "Mcld" and a target high pressure EGR amount. Specifically, the target high pressure EGR amount is subtracted from "Mcld" to obtain the target value of "Mdth".
In Schritt S38 setzt der Computer eine Ziel-Sauerstoffkonzentration in der Niederdruck-Sammelstrompassage
In Schritt S24a setzt der Computer die Ziel-Niederdruck-EGR-Menge. Besonders wird die Ziel-Niederdruck-EGR-Menge basierend auf „Megrlp“, „Cegrlp“, „Mair“ und „Cair“ aufgestellt.In step S24a, the computer sets the target low pressure EGR amount. Specifically, the target low pressure EGR amount is established based on "Megrlp", "Cegrlp", "Mair" and "Cair".
In Schritt S32a werden die Ziel-Sauerstoffkonzentration in der Niederdruck-Sammelstrompassage
In Schritt S34a wird der Hochdruck-EGR-Aktuator
Wenn die Verarbeitung in Schritt S34a vollendet ist, wird diese Verarbeitung beendet.When the processing in step S34a is completed, this processing is ended.
Wie obenstehend beschrieben ist, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die externe EGR-Menge basierend auf der Einlassluft-Sauerstoffkonzentration und der Sauerstoffkonzentration in der Niederdruck-Sammelstrompassage
[Andere Ausführungsfonnen][Other executing]
Die oben erwähnten Ausführungsformen können wie folgt abgewandelt werden:The above-mentioned embodiments can be modified as follows:
In der ersten Ausführungsform kann, wenn der Computer bestimmt, dass die Ziel-Hochdruck-EGR-Menge den oberen Hochdruck-Grenzwert überschreitet, der obere Niederdruck-Grenzwert erhöht werden. Wenn es möglich ist, die Niederdruck-EGR-Menge zu erhöhen, kann ein Engpass in der Hochdruck-EGR-Menge durch die Niederdruck-EGR-Menge angemessen kompensiert werden.In the first embodiment, when the computer determines that the target high pressure EGR amount exceeds the high pressure upper limit, the low pressure upper limit may be increased. If it is possible to increase the low-pressure EGR amount, a bottleneck in the high-pressure EGR amount can be adequately compensated by the low-pressure EGR amount.
Das Hochdruck-EGR-Ventil
Das Berechnungsverfahren von „Megrlp“ und „Megrhp“ ist nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt. Beispielsweise ist ein Differentialdrucksensor vorgesehen, einen Differentialdruck zwischen stromaufwärts und stromabwärts des Hochdruck-EGR-Ventils
In den obigen Ausführungsformen wird jede der Sauerstoffkonzentrationen unter Verwendung von Modellen berechnet. Die Sauerstoffkonzentrationen können jedoch durch Sauerstoffsensoren erfasst werden.In the above embodiments, each of the oxygen concentrations is calculated using models. However, the oxygen concentrations can be detected by oxygen sensors.
Die Mengen „Megrhp“, „Megrlp“ und „Mdth“ können unter Verwendung von Strömungsratensensoren bzw. Flussratensensoren erfasst werden.The amounts "Megrhp", "Megrlp" and "Mdth" can be detected using flow rate sensors.
Der obere Hochdruck-Grenzwert kann gemäß einer Verringerung in der Maschinenlast kontinuierliche verringert werden. Dadurch kann die Gesamt-EGR-Menge sanft variiert werden.The high pressure upper limit value can be continuously decreased according to a reduction in engine load. This allows the total amount of EGR to be gently varied.
Die Hochdruck-EGR-Menge und die Niederdruck-EGR-Menge können durch wenigstens eines des Auslassdrosselventils
Besonders wenn der Öffnungsgrad des Auslassdrosselventils
Der Niederdruck-EGR-Aktuator und der Hochdruck-EGR-Aktuator können durch eine Rückkopplungs-Regelung und durch eine Vorwärtskopplungs-Regelung geregelt werden.The low pressure EGR actuator and the high pressure EGR actuator may be controlled by a feedback control and a feedforward control.
Nur wenn der Computer bestimmt, dass die Hochdruck-EGR-Menge den oberen Hochdruck-Grenzwert überschreitet, kann die Niederdruck-EGR-Menge den Engpass in der Hochdruck-EGR-Menge kompensieren.Only when the computer determines that the high pressure EGR amount exceeds the high pressure upper limit, the low pressure EGR amount may compensate for the bottleneck in the high pressure EGR amount.
Die interne Verbrennungsmaschine ist nicht auf eine Dieselmaschine begrenzt. Eine Direkt-Einspritz-Benzinmaschine kann verwendet werden.The internal combustion engine is not limited to a diesel engine. A direct injection gasoline engine can be used.
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