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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgas-Reinigungssystem für eine interne Verbrennungskraftmaschine.
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Es ist allgemein bekannt, dass eine Dieselmaschine mit einer Abgas-Rückführ(AGR)-Vorrichtung ausgestattet ist, welche Abgas von einer Abgasleitung zu einer Einlassleitung zurückführt, um den in dem Abgas enthaltenen NOx-Betrag zu reduzieren. Wenn die AGR-Vorrichtung eine Abgas-Rückführung durchführt, wird ein Fluid-Durchlassbereich einer AGR-Leitung durch ein AGR-Ventil derart angepasst, dass der NOx-Betrag geeignet reduziert wird.
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Die AGR-Vorrichtung kann mit einer Niederdruck-AGR-Leitung und einer Hochdruck-AGR-Leitung vorgesehen sein. Die Niederdruck-AGR-Leitung ist zum Rückführen des Abgases von stromabwärts einer Turbine eines Turboladers nach stromaufwärts eines Verdichters des Turboladers. Die Hochdruck-AGR-Leitung ist zum Rückführen des Abgases von stromaufwärts der Turbine nach stromabwärts des Verdichters. Gemäß der vorstehenden Konfiguration kann das Abgas, selbst wenn die Abgasmenge, welche durch die Hochdruck-AGR-Leitung zurückgeführt werden kann, bei einer Hochlast-Bedingung unzureichend ist, ebenso durch die Niederdruck-AGR-Leitung zurückgeführt werden.
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Eine Reaktionsgeschwindigkeit der Abgas-Rückführung durch die Niederdruck-AGR-Leitung ist relativ langsam. Daher ist es notwendig, soviel Abgas wie möglich durch die Hochdruck-AGR-Leitung zurückzuführen, wenn der gesamte AGR-Betrag erhöht werden muss. Die
JP-2010-203282A zeigt ein AGR-Steuersystem, bei welchem ein Dieselpartikelfilter (DPF), der Partikel (PM) aufnimmt, in einer Abgasleitung vorgesehen ist. Insbesondere, wenn der durch den DPF aufgenommene PM-Betrag klein ist und die Aufnahmefähigkeit des DPF groß ist, wird die Rate des Rückführens von Abgas durch die Hochdruck-AGR-Leitung erhöht.
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Gemäß der vorliegenden Untersuchung des Erfinders strömt umso weniger Abgas durch den DPF und der Druck stromaufwärts des DPF, das heißt, der Druck stromaufwärts der Hochdruck-AGR-Leitung wird höher, je höher der durch den DPF aufgenommene PM-Betrag ist. Wohingegen der Druck stromaufwärts der Hochdruck-AGR-Leitung niedriger wird, je kleiner der durch den DPF aufgenommene PM-Betrag ist. Dadurch kann angenommen werden, dass, wenn der durch den DPF aufgenommene PM-Betrag klein ist, die durch die Hochdruck-AGR-Leitung zurückströmende Abgasmenge nicht auf einfache Art und Weise zu erhöhen ist.
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Jedoch wird bei dem in der
JP-2010-203282A gezeigten System, wenn der durch den DPF aufgenommene PM-Betrag klein ist, dieses in einer Art und Weise gesteuert, dass die Abgasmenge, welche durch die Hochdruck-AGR-Leitung zurückströmt, erhöht wird. Dadurch ist es wahrscheinlich, dass, wenn der durch den DPF aufgenommene PM-Betrag klein ist, die durch die Hochdruck-AGR-Leitung zurückströmende Abgasmenge nicht hin zu einer Zielmenge erhöht werden kann.
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Wenn der durch den DPF aufgenommene PM-Betrag klein ist, ist es erforderlich, das Verhältnis zwischen der durch die Hochdruck-AGR-Leitung strömenden Abgasmenge und der Abgasmenge, welche durch die Niederdruck-Abgas-Rückführleitung strömt, geeignet zu definieren.
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Wenn der durch den DPF aufgenommene PM-Betrag groß ist, ist es nicht schwierig, die durch die Hochdruck-AGR-Leitung strömende Abgasmenge zu erhöhen. Jedoch wird der auf die Turbine aufgebrachte Abgasdruck durch Erhöhen der durch die Hochdruck-AGR-Leitung strömenden Abgasmenge reduziert. Es ist wahrscheinlich, dass der Ladedruck durch den Turbolader unzureichend sein kann. Daher ist es notwendig, die Ziel-AGR-Menge basierend auf den vorstehend beschriebenen Problemen zu definieren.
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehenden Probleme gemacht und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abgas-Reinigungssystem für eine interne Verbrennungskraftmaschine vorzusehen, welches in der Lage ist, eine Hochdruck-AGR-Menge und eine Niederdruck-AGR-Menge geeignet zu steuern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein Abgas-Reinigungssystem: eine Hochdruck-Abgas-Rückführleitung, durch welche ein Abgas von stromaufwärts einer Turbine eines Turboladers nach stromabwärts eines Verdichters des Turboladers zurückgeführt wird; und eine Niederdruck-Abgas-Rückführleitung, durch welche das Abgas von stromabwärts der Turbine nach stromaufwärts des Verdichters zurückgeführt wird. Das System enthält ferner: einen Filter zum Aufnehmen von in dem Abgas enthaltenen Partikeln, welcher in dem Abgas-Durchlass angeordnet ist; einen Speicher, welcher einen Abgas-Rückführbetrag, der gemäß eines Betrages der durch den Filter aufgenommenen Partikel in der Hochdruck-Abgas-Rückführleitung physikalisch sichergestellt werden kann, speichert; und eine Steuerungseinheit.
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Die Steuerungseinheit schafft einen ersten Ziel-Abgas-Rückführbetrag, welcher durch die Hochdruck-Abgas-Rückführleitung strömt, gemäß dem Betrag der durch den Filter aufgenommenen Partikel in einer Art und Weise, dass der Ziel-Abgas-Rückführbetrag den physikalisch sichergestellten Abgas-Rückführbetrag, welcher in dem Speicher gespeichert ist, in einem Fall, bei dem der Betrag der durch den Filter aufgenommenen Partikel kleiner als ein spezifizierter Betrag ist, nicht überschreitet. Die Steuerungseinheit schafft einen zweiten Ziel-Abgas-Rückführbetrag, welcher durch die Niederdruck-Abgas-Rückführleitung strömt, gemäß dem ersten Ziel-Abgas-Rückführbetrag.
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Die vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, welche mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen ausgeführt ist, offensichtlicher. In den Abbildungen zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Abgas-Reiningungssystems für eine interne Verbrennungskraftmaschine;
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2 ein Flussdiagramm, welches eine Steuerverarbeitung bezüglich einer Bestimmung eines PM-Betrages zeigt;
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3 ein Flussdiagramm, welches eine Berechnungsverarbeitung zum Berechnen eines Hochdruck-AGR-Betrages und eines Niederdruck-AGR-Betrages zeigt;
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4 ein Flussdiagramm, welches eine Berechnungsverarbeitung zum Berechnen eines AGR-Öffnungsgrades zeigt;
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5 eine Abbildung, welches eine Beziehung zwischen einem Hochdruck-AGR-Betrag, einem Niederdruck-AGR-Betrag und einem PM-Betrag zeigt;
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6 ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen dem Hochdruck-AGR-Betrag und einem Hochdruck-AGR-Ventil-Öffnungsgrad zeigt; und
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7 eine Abbildung, welche eine Beziehung zwischen dem Hochdruck-AGR-Betrag, dem Niederdruck-AGR-Betrag und dem PM-Betrag zeigt.
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Nachfolgend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Abbildungen beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht eines Abgas-Reinigungssystems 1 für eine interne Verbrennungskraftmaschine.
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Die interne Verbrennungskraftmaschine ist eine Dieselmaschine. Das System 1 weist eine Maschine 2, eine Einlassleitung 3, eine Abgasleitung 4, einen Auflader (Turbolader) 5, einen DPF 6, eine Niederdruck-AGR-Leitung 7, eine Hochdruck-AGR-Leitung 8 und eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 9 auf.
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Frischluft wird durch die Einlassleitung 3 zu der Maschine 2 geführt. Abgas von der Maschine 2 wird durch die Abgasleitung 4 abgegeben. Die Einlassleitung 3 ist mit einer Einlassluftdrossel 30, einem Luft-Strömungsmesser 31, einem Zwischenkühler 32, einem Temperatursensor 33 und einem Drucksensor 34 vorgesehen. Gemäß einer Position bzw. Stellung der Einlassluftdrossel 30 wird die Einlassluft-Strömungsrate angepasst. Der Luft-Strömungsmesser 31 erfasst eine Einlassluft-Strömungsrate. Der Zwischenkühler 32 kühlt die verdichtete Luft, so dass ein großer Betrag von Luft zu der Maschine 2 geführt werden kann. Der Temperatursensor 33 erfasst die Temperatur in einem Einlasskrümmer. Der Drucksensor 34 erfasst den Druck in dem Einlasskrümmer.
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Die Abgasleitung 4 ist mit einem Drucksensor 40 vorgesehen. Der Drucksensor 40 erfasst einen Druck in einem Abgaskrümmer. Der Auflader (Turbolader) 5 besteht aus einer Turbine 50 in der Abgasleitung 4 und einem Verdichter 51 in der Einlassleitung 4. Der Verdichter 51 verdichtet die Einlassluft.
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Der DPF 6 ist ein Filter, welcher die von der Maschine 2 abgegebene PM aufnimmt. Der DPF 6 ist eine Wabenkonstruktion, in welcher der Einlass und der Auslass wechselseitig blockiert sind. Das von der Maschine 2 abgegebene Abgas enthält Partikel (PM). Wenn das Abgas durch den DPF 6 strömt, werden die PM durch ein Inneres oder eine Oberfläche der DPF-Wand aufgenommen. Der DPF 6 trägt einen Oxidationskatalysator.
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Wenn bestimmt wird, dass ein Bestimmungswert des PM-Betrages, welcher durch den DPF 6 aufgenommen wird, einen spezifizierten Wert überschreitet, wird in einem Zylinder nach einer Haupteinspritzung eine Nacheinspritzung durchgeführt, wodurch der DPF 6 Hitze erzeugt, um die aufgenommenen PM zu verbrennen. Der DPF wird regeneriert. Um den durch den DPF 6 aufgenommenen PM-Betrag zu bestimmen, wird eine Druckdifferenz zwischen einem Einlass und einem Auslass des DPF 6 gemessen. Basierend auf einem vorbestimmten Kennfeld, welches die Beziehung zwischen der Druckdifferenz und dem PM-Betrag angibt, kann der durch den DPF 6 aufgenommene PM-Betrag bestimmt werden.
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Der DPF 6 ist mit einem Differenzdrucksensor 60 und Temperatursensoren 61 und 62 vorgesehen. Der Differenzdrucksensor 60 misst einen Differenzdruck zwischen stromaufwärts und stromabwärts des DPF 6. Der Temperatursensor 61 misst eine Abgastemperatur stromaufwärts des DPF 6. Der Temperatursensor 62 misst eine Abgastemperatur stromabwärts des DPF 6.
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Die Niederdruck-AGR-Leitung 7 und die Hochdruck-AGR-Leitung 8 sind Leitungen zum Rückführen des Abgases von der Abgasleitung zu der Einlassleitung. Durch Rückführen des Abgases durch die AGR-Leitung wird die Verbrennungstemperatur in der Maschine gesenkt und der Abgabebetrag von NOx kann reduziert werden. Die Niederdruck-AGR-Leitung 7 ist zum Rückführen des Abgases von stromabwärts der Turbine 50 nach stromaufwärts des Verdichters 51. Die Hochdruck-AGR-Leitung 8 ist zum Rückführen des Abgases von stromaufwärts der Turbine 50 nach stromabwärts des Verdichters 51.
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Wenn die Maschinenlast hoch ist, benötigt der Turbolader 5 einen spezifizierten Betrag von Abgas. Daher ist es wahrscheinlich, dass das Abgas, welches durch die Hochdruck-AGR-Leitung rezirkuliert bzw. rückgeführt wird, nicht sichergestellt werden kann. Um keinen Einfluss von dem Ladedruck durch den Turbolader 5 zu erhalten, wird das Abgas durch die Niederdruck-AGR-Leitung 7 rückgeführt. Dadurch kann selbst in einem Zustand, bei dem die Einlassluft aufgeladen bzw. komprimiert wird, während die Maschinenlast hoch ist, der AGR-Betrag ausreichend sichergestellt werden.
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Sowohl die Niederdruck-AGR-Leitung 7 als auch die Hochdruck-AGR-Leitung 8 sind mit einem Niederdruck-AGR-Ventil 70 und einem Hochdruck-AGR-Ventil 80 vorgesehen. Die rezirkulierende bzw. rückgeführte Abgasmenge wird durch die Ventile 70 und 80 angepasst. Darüber hinaus ist sowohl die Niederdruck-AGR-Leitung 7 als auch die Hochdruck-AGR-Leitung 8 mit AGR-Kühlern 71 und 81 vorgesehen, so dass ein großer Betrag von zurückgeführtem Abgas gekühlt wird.
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Die ECU 9 enthält einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem RAM und dergleichen. Die ECU 9 steuert das System 1. In 1 stellen unterbrochene Linien Signalübertragungen zwischen der ECU 9 und jedem Teil des Systems 1 dar. Die ECU 9 steuert beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzung, eine Position bzw. Stellung der Einlassluftdrossel 30, einen Öffnungsgrad des Niederdruck-AGR-Ventils 70, einen Öffnungsgrad des Hochdruck-AGR-Ventils 80 und dergleichen.
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Darüber hinaus erhält die ECU 9 den Messwert des Luft-Strömungsmessers 31, des Temperatursensors 33, der Drucksensoren 34, 40, des Differenzdrucksensors 60 und der Temperatursensoren 61, 62. Die ECU 9 besitzt einen nichtflüchtigen Speicher 90, um Programme und Daten zum Steuern des Systems 1 zu speichern.
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Das System 1 führt Steuerungen bezüglich der Abgasmenge, welche durch die Niederdruck-AGR-Leitung 7 und die Hochdruck-AGR-Leitung 8 strömt, und der Position bzw. Stellung der Ventile gemäß den in den 2 bis 4 gezeigten Flussdiagrammen durch. Die in den 2 und 3 gezeigten Abläufe werden im Vorhinein programmiert und in dem Speicher 90 gespeichert. Die ECU 9 führt die Abläufe bei einem spezifizierten Intervall automatisch durch, während die Maschine 2 in Betrieb ist.
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In S10 wird ermittelt, ob ein Anstieg ΔQ der Frischluftmenge kleiner als eine spezifizierte Schwelle „TQ” ist. Die Frischluftmenge wird durch den Luft-Strömungsmesser 31 erfasst. Der Anstieg ΔQ der Frischluftmenge stellt einen Anstieg der Frischluftmenge von dieser, wenn ein vorhergehender Ablauf durchgeführt wird, dar. Wenn die Antwort in S10 JA ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S20. Wenn die Antwort in S10 NEIN ist, endet der Ablauf.
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In S20 wird ermittelt, ob ein Anstieg ΔT der Differenztemperatur zwischen stromaufwärts und stromabwärts des DPF 6 kleiner als eine spezifizierte Schwelle „TTE” ist. Die Differenztemperatur zwischen stromaufwärts und stromabwärts des DPF 6 entspricht einer Differenz zwischen erfassten Werten des Temperatursensors 61 und der Temperatursensors 62. Wenn die Antwort in S20 JA ist, schreitet der Ablauf zu S30 voran. Wenn die Antwort in S20 NEIN ist, endet der Ablauf.
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In S30 wird ermittelt, ob ein Anstieg ΔP des Differenzdrucks zwischen stromaufwärts und stromabwärts des DPF 6 kleiner als eine spezifizierte Schwelle „TP” ist. Der Differenzdruck zwischen stromaufwärts und stromabwärts des DPF 6 entspricht einem Messwert des Differenzdrucksensors 60. Wenn die Antwort in S30 JA ist, schreitet der Ablauf zu S40 voran. Wenn die Antwort in S30 NEIN ist, endet der Ablauf.
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Wie vorstehend, sind in einem Fall, bei dem der Ablauf zu S40 voranschreitet, die Frischluftmenge, die Differenztemperatur und der Differenzdruck stabil. Solch eine Situation ist zum Bestimmen des durch den DPF 6 aufgenommenen PM-Betrages bevorzugt. Daher bestimmt die ECU 9 in S40 den durch den DPF 6 aufgenommenen PM-Betrag basierend auf dem in dem Speicher 90 gespeicherten Kennfeld und einem tatsächlichen Differenzdruck, welcher durch den Differenzdrucksensor 60 gemessen wird.
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Die Basiswerte des AGR-Betrages, welcher durch die Niederdruck-AGR-Leitung 7 und die Hochdruck-AGR-Leitung 8 strömt, sind Anpassungswerte, welche durch Anpassung erhalten werden. Das Verhältnis des AGR-Betrages, welcher durch die Niederdruck-AGR-Leitung 7 und die Hochdruck-AGR-Leitung 8 strömt, wird im Vorhinein definiert und dann kann der Anpassungswert des Gesamt-AGR-Betrages durch das vorstehende Verhältnis geteilt werden. Es ist anzumerken, dass die Anpassung eine Abstimmung der ECU 9 durch wiederholtes Durchführen eines Maschinen-Steuertests ist, so dass die Maschine optimal gesteuert werden kann.
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In einem Fall, bei dem der durch den DPF 6 aufgenommene PM-Betrag klein ist, wird der Druck stromaufwärts des DPF 6 in der Hochdruck-AGR-Leitung 8 nicht auf einfache Art und Weise erhöht. Der Hochdruck-AGR-Betrag kann unzureichend sein. Daher wird in diesem Fall der Hochdruck-AGR-Betrag von dem Anpassungswert so stark wie möglich gesenkt. Der Niederdruck-AGR-Betrag wird durch einen Betrag entsprechend der Abnahme des Hochdruck-AGR-Betrages erhöht. Ein Gesamt-AGR-Betrag wird von dem Anpassungswert nicht verändert. Der vorstehende Ablauf wird lediglich dann durchgeführt, wenn der durch den DPF 6 aufgenommene PM-Betrag kleiner als der spezifizierte Betrag ist.
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In einem Fall, bei dem der durch den DPF 6 aufgenommene PM-Betrag größer als der spezifizierte Betrag ist, werden der Hochdruck-AGR-Betrag und der Niederdruck-AGR-Betrag auf den Anpassungswerten gehalten. Unter Bezugnahme auf 3 wird der vorstehende Ablauf nachfolgend detaillierter erläutert.
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In S100 ermittelt die ECU 9, ob der durch den DPF 6 aufgenommene PM-Betrag kleiner als der spezifizierte Betrag ist. Dieser spezifizierte Betrag kann gleich dem PM-Betrag sein, welcher erhalten wird, wenn der Anpassungswert des AGR-Betrages berechnet wird. Wenn die Antwort in S100 JA ist, schreitet der Ablauf zu S110 voran. Wenn die Antwort in S100 NEIN ist, schreitet der Ablauf zu S160 voran.
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In S110 berechnet die ECU 9 die maximale Abgasmenge, welche physikalisch durch die Hochdruck-AGR-Leitung 8 strömen kann. Die maximale Abgasmenge, welche physikalisch sichergestellt werden kann, entspricht der Menge, wenn das Hochdruck-AGR-Ventil 80 vollständig geöffnet ist.
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5 ist eine Abbildung, welche eine Beziehung zwischen dem AGR-Betrag und dem PM-Betrag zeigt. Der in S100 genannte spezifizierte Betrag wird in 5 durch „P0” bezeichnet. Die maximale Abgasmenge, welche physikalisch sichergestellt werden kann, wird durch eine gepunktete Linie „E” bezeichnet. Während der durch den DPF 6 aufgenommene PM-Betrag größer wird, wird der Druck stromaufwärts des DPF 6 höher und die maximale Abgasmenge in der Hochdruck-AGR-Leitung 8 wird größer.
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Daher steigt die gepunktete Linie „E” mit einem Anstieg des PM-Betrages linear an, wie in 5 gezeigt ist. Die gepunktete Linie „E” kann praktisch jedoch eine Kurvenlinie sein. Die Charakteristik der gepunkteten Linie „E” wird in dem Speicher 90 gespeichert.
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In S120 berechnet die ECU 9 die maximale Abgasmenge in der Hochdruck-AGR-Leitung 8, welche als ein Zielwert definiert werden kann. Die maximale Abgasmenge, welche als ein Zielwert definiert werden kann, wird durch Subtrahieren einer Differenz von der maximalen Abgasmenge, welche physikalisch sichergestellt werden kann, erhalten. Dadurch wird die maximale Abgasmenge, welche als ein Zielwert definiert werden kann, in 5 durch eine gestrichelte Linie „A” bezeichnet. Die Differenz wird durch „M” bezeichnet.
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In S130 berechnet die ECU 9 die maximale Abgasmenge, welche in der Hochdruck-AGR-Leitung 8 als ein Zielwert definiert werden kann, gemäß dem aktuellen PM-Betrag, welcher durch den DPF 6 aufgenommen ist. Der aktuelle PM-Betrag, welcher durch den DPF 6 aufgenommen ist, wird in 5 durch „P1” bezeichnet. Die maximale Abgasmenge, welche entsprechend dem aktuellen PM-Betrag als ein Zielwert definiert werden kann, wird in 5 durch „Ad” bezeichnet.
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In S140 stellt die ECU 9 den Ziel-AGR-Betrag in der Hochdruck-AGR-Leitung 8 ein.
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In S150 stellt die ECU 9 den Ziel-AGR-Betrag „B” in der Niederdruck-AGR-Leitung 7 ein. Die Anpassungswerte des Hochdruck-AGR-Betrages und des Niederdruck-AGR-Betrages werden in 5 entsprechend durch „C” und „D” bezeichnet. Durch Ausführen des Schrittes in S140 wird der Ziel-AGR-Betrag in der Hochdruck-AGR-Leitung 8 als „Ad” geschaffen. Das heißt, der Ziel-AGR-Betrag in der Hochdruck-AGR-Leitung 8 ist der Betrag, welcher durch einen Betrag von „C – Ad” kleiner als der Anpassungswert ist.
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In S150 wird der Ziel-AGR-Betrag in der Niederdruck-AGR-Leitung 7 von dem Anpassungswert durch den Wert entsprechend der Abnahme des Ziel-AGR-Betrages in der Hochdruck-AGR-Leitung 8 von dem Anpassungswert erhöht. Dadurch wird der Gesamtbetrag des Hochdruck-AGR-Betrages und des Niederdruck-AGR-Betrages gleich dem Anpassungswert.
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Wenn der durch den DPF 6 aufgenommene PM-Betrag größer als der spezifizierte Betrag „P0” ist, werden die Ziel-AGR-Beträge in der Hochdruck-AGR-Leitung 8 und der Niederdruck-AGR-Leitung 7 in S160 und S170 auf die Anpassungswerte eingestellt. Das heißt, die ECU 9 stellt in S160 den Ziel-AGR-Betrag in der Hochdruck-AGR-Leitung 8 auf den Anpassungswert „C” ein. Dann stellt die ECU 9 in S170 den Ziel-AGR-Betrag in der Niederdruck-AGR-Leitung 7 auf den Anpassungswert „D” ein. Dadurch werden, wenn der durch den DPF 6 aufgenommene PM-Betrag größer als der Betrag „P0” ist, der Ziel-AGR-Betrag in der Hochdruck-AGR-Leitung 8 und der Ziel-AGR-Betrag in der Niederdruck-AGR-Leitung 7 entsprechend durch durchgehende Linien „H” und „L” bezeichnet, wie in 5 gezeigt ist.
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Eine Tendenz der in 3 gezeigten Bearbeitung kann durch eine Abbildung dargestellt werden, welche in 7 gezeigt ist. 7 ist ein Balkendiagramm, welches den Hochdruck-AGR-Betrag auf der linken Seite und den Niederdruck-AGR-Betrag auf der rechten Seite zeigt. Eine durch eine gestrichelte Linie dargestellter Rahmen entspricht dem maximalen AGR-Betrag „E”, welcher physikalisch sichergestellt werden kann. Wenn der PM-Betrag erhöht ist, ist der Hochdruck-AGR-Betrag „H” ebenso erhöht, bis der PM-Betrag „P0” wird. Nachdem der PM-Betrag „P0” wird, wird der Hochdruck-AGR-Betrag „H” auf dem Anpassungswert konstant. Der Niederdruck-AGR-Betrag „L” wird gesenkt, bis der PM-Betrag „P0” wird. Nachdem der PM-Betrag „P0” wird, wird der Niederdruck-AGR-Betrag „L” auf dem Anpassungswert konstant.
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Wie vorstehend beschrieben ist, kann der Hochdruck-AGR-Betrag, wenn der PM-Betrag nicht kleiner als „P0” ist, auf einen Wert eingestellt werden, welcher physikalisch verfügbar ist. Daher kann vermieden werden, dass der tatsächliche Hochdruck-AGR-Betrag den Ziel-Betrag nicht erreicht. Außerdem kann der AGR-Betrag, wenn der PM-Betrag nicht kleiner als „P0” ist, derart eingestellt werden, dass der Ladedruck nicht zur Neige geht bzw. abnimmt. Dadurch wird, wenn der PM-Betrag kleiner als „P0” ist, der Hochdruck-AGR-Betrag kleiner als der Anpassungswert eingestellt und der Niederdruck-AGR-Betrag wird größer als der Anpassungswert eingestellt.
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Das System 1 schafft einen Öffnungsgrad des Hochdruck-AGR-Ventils 80 gemäß einer in 4 gezeigten Verarbeitung. In S200 wählt die ECU 9 ein Kennfeld aus, welches eine Beziehung zwischen dem AGR-Betrag und der Ventilöffnung zeigt. 6 zeigt ein Beispiel des Kennfeldes.
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Das in 6 gezeigte Kennfeld zeigt eine Charakteristik zwischen dem Öffnungsgrad des Hochdruck-AGR-Ventils 80 und dem AGR-Betrag, welcher durch die Hochdruck-AGR-Leitung 8 strömt, mit Bezug auf den durch den DPF 6 aufgenommenen PM-Betrag. Der PM-Betrag wird insbesondere zwischen 10 g, 20 g, 30 g und 40 g verändert. Wenn der PM-Betrag zwischen 20 g und 30 g verändert wird, während der Hochdruck-AGR-Betrag konstant ist, variiert der Öffnungsgrad des Hochdruck-AGR-Ventils 80, wie in 6 durch einen Pfeil gezeigt ist. Das Kennfeld wird gemäß der Antriebsbedingung der Maschine 2 definiert. Das Kennfeld ist vorherbestimmt und in dem Speicher 90 gespeichert.
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In S210 berechnet die ECU 9 einen Ziel-Öffnungsgrad des Hochdruck-AGR-Ventils 80, so dass der Ziel-Hochdruck-AGR-Betrag erhalten werden kann.
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Die ECU 9 weist das Hochdruck-AGR-Ventil 80 derart an, dass dieses auf dem Ziel-Öffnungsgrad positioniert ist.
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Alternativ kann der tatsächliche Wert des Hochdruck-AGR-Betrages nach dem vorstehenden Befehl durch Feedback gesteuert werden, um sich dem in S140 geschaffenen Zielwert anzunähern. Insbesondere wird ein Bestimmungswert des Hochdruck-AGR-Betrages berechnet. Dann wird eine Differenz zwischen dem Bestimmungswert und dem Zielwert des Hochdruck-AGR-Betrages, welcher in S140 erhalten wird, berechnet. Eine Feedback- bzw. Rückführ-Steuervorrichtung berechnet einen Öffnungs-Befehlswert für das Hochdruck-AGR-Ventil 80 basierend auf der Differenz.
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Beim Durchführen der vorstehenden Feedback- bzw. Rückführ-Steuerung ist der Befehl zu dem Hochdruck-AGR-Ventil 80 ein Feedforward- bzw. Aufschaltungs-Betrag. Die vorstehende Rückführ-Steuerung und die Feedforward-Steuerung bzw. Störgrößenaufschaltung sind programmiert, um in dem Speicher 90 gespeichert zu werden.
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Die Bestimmung des Hochdruck-AGR-Betrages wird wie folgt durchgeführt. Zunächst wird eine Einlassluft-Strömungsrate, welche in den Zylinder der Maschine 2 gesaugt wird, gemäß der nachfolgenden Gasgleichung (1) berechnet. Die Gasgleichung (1) wird auf einen Einlasskrümmer angewendet, um die Einlassluft-Strömungsrate zu berechnen. Mcld = (η·Pim·Vcld)/(R·Tim) (1)
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In der Gasgleichung (1) stellen „Pim” und „Tim” entsprechend einen Druckwert und eine absolute Temperatur in dem Einlasskrümmer dar, welche durch den Drucksensor 34 und den Temperatursensor 33 erfasst werden. „Vcld” stellt ein Zylindervolumen der Maschine 2 dar und „R” stellt eine Gaskonstante dar. „η” stellt die Menge von Gas pro Mol, welche in den Zylinder der Maschine gesaugt wird, oder einen Wert, der einen Einlass-Wirkungsgrad des Zylinders wiederspiegelt, dar. Der Einlass-Wirkungsgrad des Zylinders kann gemäß eines zweidimensionalen Kennfeldes, das eine Drehzahl und „Pim” zeigt, erhalten werden.
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Dann wird der Gesamt-AGR-Betrag berechnet. Der Gesamt-AGR-Betrag ist die Summe des Hochdruck-AGR-Betrages und des Niederdruck-AGR-Betrages. Die Summe des Gesamt-AGR-Betrages und des Erfassungswertes des Luft-Strömungsmessers 31 entspricht einer Einlassluft-Strömungsrate, welche in den Zylinder gesaugt wird. Dadurch kann der Gesamt-AGR-Betrag durch Subtrahieren des Erfassungswerts des Luft-Strömungsmessers 31 von der Einlassluft-Strömungsrate, welche wie vorstehend erhalten wird, berechnet werden.
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Dann wird der Hochdruck-AGR-Betrag (Bestimmungswert) berechnet. Das Prinzip von Bernoulli wird auf die Hochdruck-AGR-Leitung 8 angewendet. Dadurch wird der Hochdruck-AGR-Betrag gemäß der nachfolgenden Formel (2) berechnet. Mhp = {(Pex – Pim)·2·g/γ}1/2 (2)
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In der Formel (2) stellt „Pex” einen Druck in dem Abgaskrümmer dar, welcher durch den Drucksensor 40 erfasst wird, „Pim” stellt einen Druck in dem Einlasskrümmer dar, welcher durch den Drucksensor 34 erfasst wird, „g” stellt die Erdbeschleunigung dar und „γ” stellt das spezifische Gewicht des zurückgeführten Gases dar.
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Dann wird der Niederdruck-AGR-Betrag (Bestimmungswert) berechnet. Wie vorstehend beschrieben, ist der Gesamt-AGR-Betrag die Summe des Hochdruck-AGR-Betrages und des Niederdruck-AGR-Betrages. Dadurch wird der Niederdruck-AGR-Betrag (Bestimmungswert) durch Subtrahieren des Hochdruck-AGR-Betrages von dem Gesamt-AGR-Betrag berechnet.
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Bezüglich des Niederdruck-AGR-Betrages kann eine Rückführ-Steuerung in ähnlicher Art und Weise zu der vorstehend beschriebenen durchgeführt werden. Insbesondere wird ein Bestimmungswert des Niederdruck-AGR-Betrages berechnet. Dann wird eine Differenz zwischen dem Bestimmungswert und dem Zielwert des Niederdruck-AGR-Betrages, welcher in S140 und S170 erhalten wird, berechnet. Eine Rückführ-Steuervorrichtung berechnet einen Öffnungs-Befehlswert für das Niederdruck-AGR-Ventil basierend auf der Differenz.
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Wie vorstehend beschrieben, kann das System 1 mit der Rückführ-Steuervorrichtung vorgesehen sein.
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Der Hochdruck-AGR-Betrag kann ein beliebiger Wert sein, solange der Hochdruck-AGR-Betrag einen AGR-Betrag, welcher physikalisch sichergestellt werden kann, nicht überschreitet. Der Niederdruck-AGR-Betrag wird gemäß dem Hochdruck-AGR-Betrag geschaffen. Darüber hinaus kann der spezifizierte Betrag „P0” ein beliebiger Wert sein.
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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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- JP 2010-203282 A [0004, 0006]
