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Verweis auf verwandte Anmeldung
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2012-0031163 , eingereicht am 27. März 2012, deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mitaufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasrückführungssteuervorrichtung und ein Abgasrückführungssteuerverfahren, und insbesondere eine Abgasrückführungssteuervorrichtung und ein Abgasrückführungssteuerverfahren, welche bzw. welches einen Ansaugkrümmerabsolutdrucksensor/Krümmerabsolutdrucksensor MAP-Sensor, abgeleitet vom englischsprachigen Begriff „manifold absolute pressure sensor”) verwendet.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Im Abgas eines Verbrennungsmotors ist eine große Menge von giftigen Bestandteilen wie CO, HC und NOx (Stickoxide) enthalten. Insbesondere steigt die Entstehungsmenge von Stickoxiden, wenn eine Verbrennungstemperatur des Verbrennungsmotors steigt, so dass es notwendig ist, eine Verbrennungstemperatur des Verbrennungsmotors zu reduzieren, um auf diese Weise die Stickoxide im Abgas zu verringern.
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Unter den Gründen der Steigerung der Verbrennungstemperatur des Verbrennungsmotors ist ein Hauptgrund der, dass eine Hoch-Temperatur-Wärme entsprechend der Steigerung einer Ausbreitungsgeschwindigkeit der Flammen, welche an einer Zündkerze gezündet werden, in einem Zustand, in welchem ein Luft-Brennstoff-Verhältnis des Luft-Brennstoff-Mischgases innerhalb eines Brennraums in einem fetten Zustand ist, augenblicklich erzeugt wird.
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Ein Verfahren zum Absenken einer Verbrennungstemperatur des Verbrennungsmotors, um die im Abgas enthaltene Menge an NOx zu reduzieren, umfasst ein Abgasrückführungsverfahren (auch AGR-Verfahren) zum Absenken einer Verbrennungstemperatur des Verbrennungsmotors durch Verringern einer Dichte des Mischgases, ohne dabei ein inhärentes bzw. vorgegebenes Luft-Brennstoff-Verhältnis zu verändern, indem ein Teil des Abgases mit Frischluft vermischt wird und das Mischgas in einen Brennraum eingelassen wird.
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Das Abgasrückführungs(AGR-)verfahren wird verwendet, um eine Kraftstoffeffizienz eines Benzinverbrennungsmotors zu verbessern, sowie um die im Abgas enthaltene Menge an NOx zu verringern. Unter Verwendung des Abgasrückführungs(AGR-)verfahrens ist es gleichzeitig möglich, die Menge an NOx zu verringern und einen Zündzeitpunkt nach früher/zeitlich nach vorne (oder z. B. auch nach später/zeitlich nach hinten) zu verlegen unter Vermeidung von Klopfen bzw. eines Entstehungsbereich des Klopfens. Folglich ist es möglich, die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
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Um die Rückführung des Abgases genau zu steuern, muss die Menge an AGR-Gas, welches zu dem Ansaugkrümmer rückgeführt wird, genau gemessen werden. Ein Verfahren zum Messen der AGR-Gasmenge umfasst ein Verfahren zum Messen einer Flussrate des AGR-Gases durch Installieren eines Flussratensensors in einem AGR-Rohr.
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Wenn, wie oben beschrieben, ein separater Sensor installiert ist, um die Menge an AGR-Gas, welches zu dem Ansaugkrümmer rückgeführt wird, zu messen, dann wird ein Aufbau des Verbrennungsmotors komplex und Produktionskosten steigen aufgrund der Verwendung von zusätzlichen Komponenten.
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Die Informationen, welche in dem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung” offenbart sind, dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann (schon) bekannt ist, gehören,
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Erläuterung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung schaffen eine Abgasrückführungssteuervorrichtung und ein Abgasrückführungssteuerverfahren, welche die Vorteile haben, dass die Menge an AGR-Gas, welches zu einem Ansaugkrümmer rückgeführt wird, berechnet wird und dass entsprechend der berechneten Menge an AGR-Gas gesteuert wird, wobei die Anzahl an angebrachten Sensoren minimiert wird.
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung schaffen eine Abgasrückführungssteuervorrichtung, welche aufweist: ein AGR-Ventil (bzw. Abgasrückführungsventil), welches dazu eingerichtet ist, eine Flussrate (bzw. einen Massendurchsatz, bzw. einen Volumenstrom) des AGR-Gases (bzw. des rückgeführten Abgases), welches von einem Abgaskrümmer zu einem (bzw. in einen) Ansaugkrümmer rückgeführt wird, einzustellen bzw. anzupassen, einen Ansaugkrümmerabsolutdrucksensor/Krümmerabsolutdrucksensor (= MAP-Sensor, abgeleitet vom englischsprachigen Begriff „manifold absolute pressure sensor”), welcher dazu eingerichtet ist, einen Druck innerhalb des Ansaugkrümmers zu messen, eine Drosselklappe, welche dazu eingerichtet ist, eine Menge an einströmender Luft (z. B. Ansaugluft) zu steuern, eine Zündvorrichtung, welche an einem bzw. für einen Verbrennungsmotor angebracht bzw. eingerichtet (kurz: angebracht) ist, einen Einspritzer (z. B. ein Einspritzventil), welcher dazu eingerichtet ist, einen Kraftstoff einzuspritzen, einen Gaspedalpositionssensor (bzw. Fahrpedalpositionssensor), welcher dazu eingerichtet ist, einen Gaspedalwinkel (bzw. Fahrpedalwinkel) zu messen, einen Kurbelwellenpositionssensor, welcher dazu eingerichtet ist, die Umdrehungen pro Minute des Verbrennungsmotors (bzw. die Drehzahl des Verbrennungsmotors) zu messen, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, welcher dazu eingerichtet ist, eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs (z. B. eines Kraftfahrzeugs, z. B. eines Automobils) zu messen, und einen Steuerabschnitt (bzw. eine Steuervorrichtung), welcher dazu eingerichtet ist, ein Signal des Drucks innerhalb des Ansaugkrümmers von dem MAP-Sensor zu erhalten (bzw. zu empfangen), ein Verhältnis des AGR-Gases für ein (bzw. bezüglich eines) Gesamtvolumen(s) des Ansaugkrümmers unter Verwendung einer Druckänderung (z. B. einer Druckschwankung) innerhalb des Ansaugkrümmers zu berechnen, einen Druck des AGR-Gases durch Multiplizieren des Drucks des Ansaugkrümmers und des Verhältnisses des AGR-Gases zu berechnen und den Druck des AGR-Gases in eine Flussrate des AGR-Gases umzurechnen.
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Der Steuerabschnitt kann einen Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors mittels der Flussrate des AGR-Gases durch (z. B. zeitlich) nach vorne/nach früher verlegtes Steuern der Zündvorrichtung (z. B. durch nach vorne verlegten Zündzeitpunkt) kompensieren (bzw. korrigieren bzw. anpassen)
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Der Steuerabschnitt kann eine Flussrate des AGR-Gases durch Anwenden des Drucks des AGR-Gases auf eine Flussratenfunktion (bzw. Massendurchsatzfunktion) entsprechend einer geöffneten Fläche (bzw. einem geöffneten Bereich) des AGR-Ventils berechnen.
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Der Steuerabschnitt kann den Druck der Ansaugluft durch Subtrahieren des berechneten Drucks des AGR-Gases von dem Druck innerhalb des Ansaugkrümmers berechnen und kann den Druck der Ansaugluft in eine Flussrate der Ansaugluft umrechnen.
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Der Steuerabschnitt kann die Flussrate der Ansaugluft, welche in den Ansaugkrümmer einströmt, unter Verwendung der Temperatur der Ansaugluft, des Volumens des Ansaugkrümmers und des Drucks der Ansaugluft berechnen.
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Der Steuerabschnitt kann einen Betrieb eines Einspritzers durch Berechnen der Kraftstoffmenge, welche entsprechend der Flussrate der Ansaugluft festgelegt ist (bzw. sich entsprechend dieser bestimmt), steuern.
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung schaffen ein Abgasrückführungssteuerverfahren, welches aufweist: Messen des Drucks innerhalb eines Ansaugkrümmers unter Verwendung eines MAP-Sensors, Berechnen des Drucks des AGR-Gases durch Multiplizieren des Drucks innerhalb des Ansaugkrümmers mit einem Verhältnis des AGR-Gases für ein (bzw. bezüglich eines) Gesamtvolumen(s) des Ansaugkrümmers, und Umrechnen des Drucks des AGR-Gases in eine Flussrate (bzw. einen Massendurchsatz, bzw. einen Volumenstrom) des AGR-Gases.
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Das Umrechnen des Drucks des AGR-Gases in eine Flussrate des AGR-Gases kann aufweisen: Berechnen der Flussrate des AGR-Gases durch Anwenden des Drucks des AGR-Gases auf eine Flussratenfunktion (z. B. eine Massendurchsatzfunktion) entsprechend einer geöffneten Fläche (bzw. einem geöffneten Bereich) eines AGR-Ventils, welches dazu eingerichtet ist, die Flussrate des AGR-Gases, welches von einem Abgaskrümmer zu dem Ansaugkrümmer rückgeführt wird, einzustellen bzw. anzupassen.
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Das Verfahren kann ferner aufweisen: Kompensieren (bzw. Korrigieren bzw. Anpassen) eines Zündzeitpunkts des Verbrennungsmotors entsprechend der Flussrate des AGR-Gases, welche mittels des Drucks des AGR-Gases berechnet ist.
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Das Verfahren kann ferner aufweisen: Berechnen des Drucks der Ansaugluft, welche dem Ansaugkrümmer zugeführt wird, durch Subtrahieren des berechneten Drucks des AGR-Gases von einem Wert des Drucks des Ansaugkrümmers, und Umrechnen des Drucks der Ansaugluft in eine Flussrate der Ansaugluft.
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Das Umrechnen des Drucks der Ansaugluft in die Flussrate der Ansaugluft kann unter Verwendung der Temperatur der Ansaugluft, des Volumens des Ansaugkrümmers und des Drucks der Ansaugluft realisiert sein.
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Das Verfahren kann ferner aufweisen: Zuführen von Kraftstoff durch Berechnen der Kraftstoffmenge, welche entsprechend der Flussrate der Ansaugluft, welche mittels des Drucks der Ansaugluft berechnet ist, festgelegt (bzw. bestimmt) ist.
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Das Verhältnis des AGR-Gases für (z. B. bezüglich des) das Gesamtvolumen(s) des Ansaugkrümmers kann unter Verwendung der Druckänderung (z. B. Druckschwankung) innerhalb des Ansaugkrümmers berechnet werden.
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Das Verhältnis des AGR-Gases für das (bzw. bezüglich des) Gesamtvolumen(s) des Ansaugkrümmers kann berechnet werden basierend auf einer Annahme, dass die Druckänderung innerhalb des Ansaugkrümmers entsprechend einer Veränderung in der Öffnung eines AGR-Ventils (z. B. des Öffnungswinkels bzw. der Stellung eines AGR-Ventils) erzeugt wird, welches dazu eingerichtet ist, die Flussrate des AGR-Gases, welches von einem Abgaskrümmer zu dem Ansaugkrümmer rückgeführt wird, einzustellen bzw. anzupassen.
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Gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Menge an AGR-Gas, welches zu dem Ansaugkrümmer rückgeführt wird, unter Verwendung des Ansaugkrümmerabsolutdrucksensor/Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors), welcher in dem Ansaugkrümmer angebracht ist, zu berechnen, und es ist nicht notwendig, einen Luftmassensensor (MAF-Sensor) und dergleichen zum Messen der Menge an AGR-Gas zu installieren.
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Da es nicht notwendig ist, den MAF-Sensor und dergleichen zum Messen der Menge an AGR-Gas separat zu installieren, ist es möglich einen Aufbau des Verbrennungsmotors zu vereinfachen und Produktionskosten zu reduzieren.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Blockdiagramm, welches eine beispielhafte Abgasrückführungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 ist ein Flussdiagramm, welches ein beispielhaftes Abgasrückführungssteuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüchen definiert, enthalten sein können.
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In der Beschreibung kennzeichnen die gleichen Bezugszeichnen durchgehend die gleichen (oder ähnlichen) Elemente/Bestandteile.
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Wenn in dieser Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen beschrieben ist, dass ein Element mit einem anderen Element „verbunden” ist, dann kann das Element „direkt verbunden” mit dem anderen Element oder „elektrisch verbunden” mit dem anderen Element mittels eines dritten Elements sein. Ferner ist, sofern nicht explizit anderslautend beschrieben, das Wort „aufweisen” oder „umfassen” und zahlreiche Abwandlungen, wie z. B. „weist auf” oder „aufweisend”, derart zu verstehen, dass es die Einbeziehung der genannten Elemente bedeutet/impliziert, jedoch nicht den Ausschluss von irgendwelchen anderen Elementen.
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1 ist ein Blockdiagramm, welches eine beispielhafte Abgasrückführungssteuervorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Bezugnehmend auf 1 weist eine Abgasrückführungssteuervorrichtung 100 auf: ein Abgasrückführungsventil (kurz: AGR-Ventil) 10, einen Ansaugkrümmerabsolutdrucksensor/Krümmerabsolutdrucksensor (MAP-Sensor) 30, eine Drosselklappe 60 zum Steuern der Menge an einströmender Luft (z. B. Ansaugluft), eine Zündvorrichtung 110 zum Steuern der Verbrennung in einem Verbrennungsmotor, einen Einspritzer (z. B. ein Einspritzventil) 120 zum Einspritzen von Kraftstoff, einen Gaspedalpositionssensor 130 zum Messen eines Gaspedalwinkels, einen Kurbelwellenpositionssensor 140 zum Messen der Umdrehungen pro Minute des Verbrennungsmotors (bzw. der Drehzahl des Verbrennungsmotors), einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 150 zum Messen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und einen Steuerabschnitt (bzw. eine Steuervorrichtung) 70.
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Der Steuerabschnitt 70 kann eine Motorsteuereinheit (ECU) zum Steuern eines allgemeinen Betriebs eines Verbrennungsmotors sein.
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Das AGR-Ventil 10 ist an einem AGR-Rohr 11 installiert, welches einen Abgaskrümmer 80 und einen Ansaugkrümmer 20 verbindet. Das AGR-Ventil 10 stellt bzw. passt einen AGR-Gasstrom, welcher von dem Abgaskrümmer 80 zu dem Ansaugkrümmer 20 rückgeführt wird, gemäß der Steuerung des Steuerabschnitts 70 ein bzw. an. Das AGR-Ventil 10 kann mittels einer Elektromagnetmethode oder einer Gleichstrommotormethode betätigt werden.
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Der MAP-Sensor 30 ist in dem Ansaugkrümmer 20 installiert, um den Druck Pim innerhalb des Ansaugkrümmers 20 zu messen und um ein zugehöriges Signal an den Steuerabschnitt 70 zu übertragen bzw. zu übermitteln.
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Der Ansaugkrümmer 20 führt einem Brennraum des Verbrennungsmotors gleichmäßig Luft, welche durch einen Luftfilter 40 einströmt, zu.
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Die Drosselklappe 60 ist stromaufwärts des Ansaugkrümmers 20 installiert. Die Drosselklappe 60 stellt bzw. passt eine Flussrate (bzw. einen Massendurchsatz, bzw. einen Volumenstrom) ṁthr, der Ansaugluft, welche dem Ansaugkrümmer 20 zugeführt wird, gemäß der Steuerung des Steuerabschnitts 70 ein bzw. an.
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Der Steuerabschnitt 70 kann einen Druckwert Pim des Ansaugkrümmers 20 von dem MAP-Sensor 30 erhalten bzw. empfangen, und kann eine Flussrate (bzw. einen Massendurchsatz, bzw. einen Volumenstrom) ṁagr des AGR-Abgases unter Verwendung des erhaltenen Druckwerts Pim berechnen.
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Ferner steuert der Steuerabschnitt 70 einen Betrieb der Zündvorrichtung 110 durch Kompensieren (bzw. Korrigieren bzw. Anpassen) eines Zündzeitpunkts gemäß der eingestellten Flussrate ṁagr des AGR-Abgases.
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Zusätzlich kann der Steuerabschnitt 70 eine Flussrate ṁthr der Ansaugluft, welche dem Ansaugkrümmer 20 zugeführt wird, unter Verwendung des Drucks Pim innerhalb des Ansaugkrümmers 20 berechnen. Ferner spritzt der Steuerabschnitt 70 durch Steuern eines Betriebs des Einspritzers 120 gemäß der eingestellten Flussrate ṁthr der Ansaugluft, einer Last des Verbrennungsmotors und einer Drehzahl eine vorbestimmte Flussrate (bzw. einen Massendurchsatz, bzw. einen Volumenstrom) an Kraftstoff ṁcps in den Ansaugkrümmer 20 ein. In einem Verbrennungsmotor mit Benzindirekteinspritzung (GDI-Motor), kann der Brennstoff direkt in den Brennraum 90 eingespritzt werden.
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Der Gaspedalpositionssensor 130 misst eine Position eines Gaspedal, welches von einem Fahrer getreten bzw. betätigt wird, und liefert bzw. übermittelt ein zugehöriges Signal an den Steuerabschnitt 70.
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Der Kurbelwellenpositionssensor 130 misst die Umdrehungen pro Minute (bzw. die Drehzahl) einer Kurbelwelle und liefert bzw. übermittelt ein zugehöriges Signal, d. h. ein Drehzahlsignal, an den Steuerabschnitt 70.
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Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 150 misst eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs und liefert bzw. übermittelt ein zugehöriges Signal an den Steuerabschnitt 70.
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Die Abgasrückführungssteuervorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ferner einen AGR-Kühler 50 (z. B. einen Kühler für das rückgeführte Abgas) aufweisen, welcher an dem AGR-Rohr 11 bereitgestellt ist.
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Nachstehend wird ein Abgasrückführungssteuerverfahren, welches die Abgasrückführungssteuervorrichtung 100 verwendet, beschrieben.
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2 ist ein Flussdiagramm, welches ein beispielhaftes Abgasrückführungssteuerverfahren gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Wenn, bezugnehmend auf 2, der Verbrennungsmotor gestartet ist (S110), dann ermittelt der Steuerabschnitt 70, ob eine AGR-Aktivierungsbedingung erfüllt ist (S120). Wenn die AGR-Aktivierungsbedingung einen Fall bzw. eine Bedingung erfüllt, in welchem eine Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher einer vorbestimmten Geschwindigkeit, z. B. 20 km/h, ist, in welchem die Umdrehungen pro Minute (1/min) des Verbrennungsmotors (bzw. die Drehzahl des Verbrennungsmotors) gleich oder höher einem vorbestimmten Wert der Umdrehungen pro Minute (bzw. einer vorbestimmten Drehzahl), z. B. 800 1/min, ist und in welchem eine Flussrate ṁcps des Kraftstoffs, welcher entsprechend der Menge an Ansaugluft eingespritzt wird, gleich oder größer einem Bezugswert ist, dann kann der Steuerabschnitt 70 ermitteln, dass die AGR-Aktivierungsbedingung erfüllt ist.
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Wenn die AGR-Aktivierungsbedingung nicht erfüllt ist, dann schließt der Steuerabschnitt 70 das AGR-Ventil 10 durch Steuern eines Betriebs des AGR-Ventils 10 (S125).
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Wenn die AGR-Aktivierungsbedingung erfüllt ist, dann stellt der Steuerabschnitt 70 einen AGR-Zielpunkt ein (S130). Der AGR-Zielpunkt stellt eine Zielflussrate (bzw. einen Zielmassendurchsatz, bzw. einen Zielvolumenstrom) des AGR-Gases dar, welches von dem Abgaskrümmer 40 zu dem Ansaugkrümmer 20 rückgeführt werden soll. In diesem Fall öffnet der Steuerabschnitt 70 das AGR-Ventil 10, um das AGR-Gas in den Ansaugkrümmer 20 einströmen zu lassen.
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Die Zielflussrate des AGR-Gases kann mittels eines vorbestimmten Kennfelds gemäß dem Gaspedalpositionssensor 130, dem Kurbelwellenpositionssensor 140, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 150, der Flussrate ṁcps des Kraftstoffs und dergleichen ermittelt werden.
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Entsprechend der Einströmung des AGR-Gases und der Ansaugluft in den Ansaugkrümmer 20 steigt der Druck Pim innerhalb des Ansaugkrümmers 20. Der Druck Pim innerhalb des Ansaugkrümmers 20 ist eine Summe des Drucks des AGR-Gases und des Drucks entsprechend der Ansaugluft. Der Druck Pim innerhalb des Ansaugkrümmers 20 wird mittels des MAP-Sensors 30 gemessen.
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Der Steuerabschnitt 70 berechnet ein Verhältnis des AGR-Gases in einem Gesamtvolumen des Ansaugkrümmers 20 (S140).
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Der Steuerabschnitt 70 berechnet den Druck des AGR-Gases durch Multiplizieren des Drucks Pim innerhalb des Ansaugkrümmers 20, welcher mittels des MAP-Sensors gemessen ist/wird, mit dem Verhältnis des AGR-Gases (S150).
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Der Steuerabschnitt 70 berechnet die Flussrate ṁagr des AGR-Gases unter Verwendung des Drucks des AGR-Gases (S155).
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Der Steuerabschnitt 70 berechnet eine Temperatur Tim des Ansaugkrümmers 20 beispielsweise unter Verwendung des Drucks des AGR-Gases und eines vorbestimmten Gesamtvolumens Vim des Ansaugkrümmers 20 unter Verwendung einer Gleichung für ein ideales Gas.
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Die Flussrate ṁthr der Ansaugluft kann berechnet werden unter Verwendung des Gesamtvolumens Vim des Ansaugkrümmers 20, der Temperatur Tim innerhalb des Ansaugkrümmers 20 und des Drucks der Ansaugluft von dem Druck innerhalb des Ansaugkrümmers 20. Ferner kann eine Temperatur des AGR-Gases und des frischen Gases (z. B. der Frischluft) durch Einbeziehen eines separaten Temperatursensors in dem Ansaugkrümmer 20 gemessen werden.
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Der Steuerabschnitt 70 kann ein Verhältnis des AGR-Gases innerhalb des Ansaugkrümmers 20 unter Verwendung einer Flussratenfunktion gemäß einer geöffneten Fläche (bzw. einem geöffneten Bereich) des AGR-Ventils 10 berechnen.
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Gleichung 1 stellt eine Flussratenfunktion gemäß einer geöffneten Fläche (bzw. einem geöffneten Bereich) des AGR-Ventils 10 dar. ṁ = A × P × C × Ψ Gleichung 1 (Gleichung von St. Venant)
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Hierbei stellt ṁ eine Flussrate (bzw. einen Massendurchsatz) eines Gases dar, A stellt eine geöffnete Fläche des Ventils (z. B. die Fläche eines geöffneten Bereichs des Ventils) dar, P stellt einen Druck des Gases dar, C stellt eine Temperaturkonstante dar und Ψ ist ein Druckverhältnis.
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Gleichung 1 kann als eine Flussratenfunktion entsprechend einer geöffneten Fläche (bzw. einem geöffneten Bereich) des AGR-Ventils 10 verwendet werden. In diesem Fall ist die geöffnete Fläche des AGR-Ventils 10 ein Wert, welcher entsprechend der Steuerung des Steuerabschnitts 70 festgelegt bzw. bestimmt ist, und die Temperaturkonstante C kann durch ein vorgegebenes Kennfeld ermittelt werden (z. B. festgelegt bzw. bestimmt sein).
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Ein Volumen des Abgaskrümmer 80 hat einen vorbestimmten Wert, und der Druck und die Temperatur des Abgaskrümmers 80 können durch ein mittels eines Experiments vorgegebenes Kennfeld entsprechend einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors, d. h. entsprechend einer Drehzahl, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und der Kraftstoffflussrate ṁcps, ermittelt werden (z. B. festgelegt bzw. bestimmt sein).
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Ferner kann das Druckverhältnis Ψ des Abgases des AGR-Gases, welches von dem Abgaskrümmer 80 ausgelassen wird und durch das AGR-Ventil 10 strömt, durch ein mittels eines Experiments vorgegebenes Kennfeld ermittelt werden (z. B. festgelegt bzw. bestimmt sein).
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Sogar wenn ferner der AGR-Kühler 50, welcher in dem AGR-Rohr 11 vorhanden ist, vorhanden ist, kann das Druckverhältnis Ψ des Abgases durch ein mittels eines Experiments vorgegebene Kennfeld ermittelt werden (z. B. festgelegt bzw. bestimmt sein).
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Folglich ist es möglich, eine Flussrate des AGR-Gases durch Anwenden des Drucks des AGR-Gases auf die Flussratenfunktion der Gleichung 1 zu berechnen.
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Wenn der Steuerabschnitt 70 das Öffnen des AGR-Ventils 10 durch Einstellen des AGR-Zielpunkts (S130) steuert, dann wird der Druck innerhalb des Ansaugkrümmers 20 geändert, und der geänderte Druck wird als eine Druckänderung des AGR-Gases berechnet, um ein Verhältnis des AGR-Gases innerhalb des Ansaugkrümmers 20 zu ermitteln. Das Verhältnis des AGR-Gases innerhalb des Ansaugkrümmers 20 kann ermittelt werden durch Umrechnen einer Druckänderung aufgrund des Öffnens des AGR-Ventils in das Verhältnis des AGR-Gases im Gas, welches innerhalb des Ansaugkrümmers 20 ist, gemäß dem Kennfeld, welches mittels des Experiments vorgegeben ist.
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Der Steuerabschnitt 70 berechnet den Druck des AGR-Gases durch Multiplizieren des Drucks Pim innerhalb des Ansaugkrümmers 20, welcher mittels des MAP-Sensors 30 gemessen wird, mit dem Verhältnis des AGR-Gases (S150).
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Ferner kann eine Flussrate ṁagr des AGR-Gases durch Einsetzen des berechneten Drucks des AGR-Gases in Gleichung 1 (S155) berechnet werden.
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Der Steuerabschnitt 70 kompensiert einen Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors, durch (z. B. zeitlich) nach vorne verlegtes Steuern eines Betriebs der Zündvorrichtung 110 (z. B.
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frühzeitiges Entzünden des Gasgemischs) entsprechend der Flussrate ṁagr des AGR-Gases (S160).
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Der Steuerabschnitt 70 berechnet den Druck der Ansaugluft durch Subtrahieren des Drucks des AGR-Gases von dem Druck des Ansaugkrümmers 20, welcher mittels des MAP-Sensors 30 gemessen wird (S170).
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Der Steuerabschnitt 70 berechnet eine Temperatur Tim des Ansaugkrümmers 20 unter Verwendung des Drucks des AGR-Gases und des ermittelten (bzw. festgelegten) Gesamtvolumens Vim des Ansaugkrümmers 20 beispielsweise mittels einer Gleichung für ein ideales Gas.
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Der Steuerabschnitt 70 kann eine Flussrate ṁthr der Ansaugluft mittels des Drucks und der Temperatur Tim der Ansaugluft berechnen (S175).
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Falls der MAP-Sensor 30 ein Sensor ist, welcher in der Lage ist, eine Temperatur zu messen, dann kann der MAP-Sensor 30 die Flussrate ṁthr der Ansaugluft durch Messen der Temperatur Tim des Ansaugkrümmers 20 (S175) berechnen.
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Der Steuerabschnitt 70 kann die Flussrate ṁthr der Ansaugluft, welche in den Ansaugkrümmer 20 einströmt, für eine Zeiteinheit unter Verwendung der Temperatur des Ansaugluft, des Volumens des Ansaugkrümmers 20 und des Drucks der Ansaugluft berechnen.
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Der Steuerabschnitt 70 steuert den Betrieb des Einspritzers 120 durch Ermitteln der Kraftstoffmenge, welche entsprechend der Flussrate ṁthr der Ansaugluft festgelegt (bzw. bestimmt) ist (S180).
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Der Steuerabschnitt 70 ermittelt, ob der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist (S190).
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Wenn der Verbrennungsmotors nicht abgeschaltet ist, dann steuert der Steuerabschnitt 70 die Abgasrückführungsvorrichtung adaptiv bzw. anpassungsfähig an eine Änderung der Betriebsbedingung des Fahrzeugs durch wiederholtes (bzw. erneutes/fortlaufendes) Durchführen von Schritt S120 des Ermittelns, ob die AGR-Aktivierungsbedingung erfüllt ist, bis Schritt S180 des Einspritzens des Kraftstoffs.
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Gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich die Anzahl der Sensoren zum Steuern einer Flussrate des AGR-Gases und eines Zündzeitpunkts und die Menge an eingespritzten Kraftstoff zu reduzieren, wodurch die Kosten des Fahrzeugs sinken.
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Die vorhergehende Beschreibung von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung diente dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2012-0031163 [0001]