DE102013108797B4 - EGR device and EGR valve property detector - Google Patents
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Abstract
EGR-Vorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine (1) mit einem EGR-Rohr (41), welches ein Abgas von einem Abgasabschnitt der internen Verbrennungsmaschine zu einem Einlassabschnitt der internen Verbrennungsmaschine (1) zirkuliert, wobei die EGR-Vorrichtung eine Flussmenge des Abgases, welches in dem EGR-Rohr (41) zirkuliert wird, steuert, wobei die EGR-Vorrichtung aufweist: ein EGR-Ventil (42), welches eine Passage des EGR-Rohrs (41) öffnet oder schließt; einen Differentialdrucksensor (43), welcher einen EGR-Differentialdruck erfasst, welcher ein Differentialdruck in dem EGR-Rohr (41) zwischen einem Druck des Abgases stromaufwärts des EGR-Ventils (42) und einem Druck des Abgases stromabwärts des EGR-Ventils (42) ist; einen Temperatursensor (44), welcher eine EGR-Gastemperatur erfasst, welche eine Temperatur des Abgases in dem EGR-Rohr (41) ist; einen ersten Berechnungsabschnitt (S101), der eine Ziel-EGR-Flussmenge, welche ein Zielwert der Flussmenge des Abgases in dem EGR-Rohr (41) ist, basierend auf einer Drehgeschwindigkeit der internen Verbrennungsmaschine (1) und einem Drehmoment der internen Verbrennungsmaschine (1), berechnet; einen zweiten Berechnungsabschnitt (S201), welcher einen Ziel-Öffnungsbereich, welcher ein Zielwert eines Öffnungsbereichs des EGR-Ventils (42) ist, basierend auf dem EGR-Differentialdruck, der EGR-Gastemperatur und der Ziel-EGR-Flussmenge, berechnet; einen dritten Berechnungsabschnitt (S103), welcher einen Öffnungsgradbefehlswert basierend auf dem Zielöffnungsbereich und Bereich-Grad-Eigenschaftsdaten, welche eine Beziehung zwischen dem Öffnungsbereich des EGR-Ventils (42) und einem Öffnungsgrad des EGR-Ventils (42) repräsentieren, berechnet, um diesen an das EGR-Ventil (42) auszugeben; einen vierten Berechnungsabschnitt (S105), der eine EGR-Flussmenge berechnet, welche eine Flussmenge des Abgases in dem EGR-Rohr (41) ist; einen fünften Berechnungsabschnitt (S106), der einen Ist-Öffnungsbereich des EGR-Ventils (42) basierend auf dem EGR-Differentialdruck, der EGR-Gastemperatur und der EGR-Flussmenge berechnet; ...An EGR apparatus for an internal combustion engine (1) having an EGR pipe (41) that circulates an exhaust gas from an exhaust portion of the internal combustion engine to an inlet portion of the internal combustion engine (1), the EGR apparatus having a flow amount of the exhaust gas in the EGR pipe (41), the EGR apparatus comprising: an EGR valve (42) opening or closing a passage of the EGR pipe (41); a differential pressure sensor (43) which detects an EGR differential pressure which is a differential pressure in the EGR pipe (41) between a pressure of the exhaust gas upstream of the EGR valve (42) and a pressure of the exhaust gas downstream of the EGR valve (42) is; a temperature sensor (44) which detects an EGR gas temperature which is a temperature of the exhaust gas in the EGR pipe (41); a first calculation section (S101) that sets a target EGR flow amount that is a target value of the flow amount of the exhaust gas in the EGR pipe (41) based on a rotation speed of the internal combustion engine (1) and a torque of the internal combustion engine (1 ), calculated; a second calculation section (S201) that calculates a target opening area that is a target value of an opening area of the EGR valve (42) based on the EGR differential pressure, the EGR gas temperature, and the target EGR flow amount; a third calculating section (S103) which calculates an opening degree command value based on the target opening area and area-degree characteristic data representing a relationship between the opening area of the EGR valve (42) and an opening degree of the EGR valve (42) to output to the EGR valve (42); a fourth calculating section (S105) that calculates an EGR flow amount that is a flow amount of the exhaust gas in the EGR pipe (41); a fifth calculation section (S106) that calculates an actual opening area of the EGR valve (42) based on the EGR differential pressure, the EGR gas temperature, and the EGR flow rate; ...
Description
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine EGR-Vorrichtung und einen Eigenschaftsdetektor für ein EGR-Ventil, welches in der EGR-Vorrichtung verwendet wird. Die EGR-Vorrichtung steuert eine Flussmenge eines Abgases, welches von einem Abgasabschnitt einer internen Verbrennungsmaschine zu einem Einlassabschnitt der internen Verbrennungsmaschine zirkuliert.The present disclosure relates to an EGR device and a property detector for an EGR valve used in the EGR device. The EGR device controls a flow amount of an exhaust gas circulating from an exhaust portion of an internal combustion engine to an intake portion of the internal combustion engine.
Herkömmlicherweise ist, beispielsweise mit Bezug auf die japanische Patentanmeldung mit der Nummer
Gemäß der
Gemäß einer Formel (1–5) in der
Allerdings weist die Bereich-Grad-Beziehung zwischen verschiedenen EGR-Ventilen Schwankungen bzw. Abweichungen auf. Daher ist es schwierig, die EGR-Flussmenge genau zu berechnen oder zu steuern.However, the range-degree relationship between different EGR valves has variations. Therefore, it is difficult to accurately calculate or control the EGR flow rate.
Aus der
Aus der
Die vorliegende Offenbarung wird im Hinblick auf die vorstehende Angelegenheit getätigt, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung eine EGR-Vorrichtung, um die EGR-Flussmenge ohne Rücksicht auf eine Schwankung bzw. Abweichung zwischen verschiedenen EGR-Ventilen genau zu steuern, und einen Eigenschaftsdetektor für ein EGR-Ventil, welches in der EGR-Vorrichtung verwendet wird, vorzusehen.The present disclosure is made in view of the above subject matter, and it is an object of the present disclosure an EGR apparatus to accurately control the EGR flow amount regardless of a variation between different EGR valves, and a characteristic detector for an EGR valve used in the EGR device.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine EGR-Vorrichtung an bzw. auf einer internen Verbrennungsmaschine mit einem EGR-Rohr zum Zirkulieren eines Abgases von einem Abgasabschnitt der internen Verbrennungsmaschine zu einem Einlassabschnitt der internen Verbrennungsmaschine befestigt. Die EGR-Vorrichtung steuert eine Flussmenge des Abgases, welches durch das EGR-Rohr zirkuliert wird. Die EGR-Vorrichtung beinhaltet ein EGR-Ventil, einen Differentialdrucksensor, einen Temperatursensor, einen ersten Berechnungsabschnitt, einen zweiten Berechnungsabschnitt, einen dritten Berechnungsabschnitt, einen vierten Berechnungsabschnitt, einen fünften Berechnungsabschnitt, einen sechsten Berechnungsabschnitt, einen siebten Berechnungsabschnitt, und einen Datenkorrekturabschnitt. According to one aspect of the present disclosure, an EGR device is mounted on an internal combustion engine having an EGR pipe for circulating an exhaust gas from an exhaust portion of the internal combustion engine to an intake portion of the internal combustion engine. The EGR device controls a flow amount of the exhaust gas circulated through the EGR pipe. The EGR device includes an EGR valve, a differential pressure sensor, a temperature sensor, a first calculating section, a second calculating section, a third calculating section, a fourth calculating section, a fifth calculating section, a sixth calculating section, a seventh calculating section, and a data correcting section.
Das EGR-Ventil öffnet oder schließt eine Passage des EGR-Rohrs. Der Differentialdrucksensor detektiert bzw. erfasst einen EGR-Differentialdruck, welcher ein Differentialdruck in dem EGR-Rohr zwischen einem Druck des Abgases stromaufwärts des EGR-Ventils und einem Druck des Abgases stromabwärts des EGR-Ventils ist. Der Temperatursensor erfasst eine EGR-Gastemperatur, welche eine Temperatur des Abgases in dem EGR-Rohr ist. Der erste Berechnungsabschnitt berechnet eine Ziel-EGR-Flussmenge, welche eine Zielmenge der Flussmenge des Abgases in dem EGR-Rohr ist, basierend auf einer Drehgeschwindigkeit der internen Verbrennungsmaschine und basierend auf einem Drehmoment der internen Verbrennungsmaschine. Der zweite Berechnungsabschnitt berechnet einen Zielöffnungsbereich, welcher ein Zielwert eines Öffnungsbereichs eines EGR-Ventils ist, basierend auf dem EGR-Differentialdruck, der EGR-Gastemperatur und der Ziel-EGR-Flussmenge. Der dritte Berechnungsabschnitt berechnet einen Öffnungsgradbefehlswert, um diesen zu dem EGR-Ventil auszugeben, basierend auf dem Zielöffnungsbereich und Bereich-Grad-Eigenschaftsdaten bzw. auf einer Fläche-Grad-Kennlinie, welche eine Beziehung zwischen dem Öffnungsbereich des EGR-Ventils und einem Öffnungsgrad des EGR-Ventils repräsentieren. Ein vierter Berechnungsabschnitt berechnet eine EGR-Flussmenge, welche die Flussmenge des Abgases in dem EGR-Rohr ist. Der fünfte Berechnungsabschnitt berechnet einen Ist-Öffnungsbereich des EGR-Ventils basierend auf dem EGR-Differentialdruck, der EGR-Gastemperatur und der EGR-Flussmenge. Der sechste Berechnungsabschnitt berechnet einen Ist-Öffnungsgrad des EGR-Ventils basierend auf den Bereich-Grad-Eigenschaftsdaten und dem Ist-Öffnungsbereich. Der siebte Berechnungsabschnitt berechnet einen Unterschied zwischen dem Öffnungsgradbefehlswert und dem Ist-Öffnungsgrad. Der Datenkorrekturabschnitt korrigiert die Bereich-Grad-Eigenschaftsdaten basierend auf dem Unterschied, der durch den siebten Berechnungsabschnitt berechnet wird.The EGR valve opens or closes a passage of the EGR pipe. The differential pressure sensor detects an EGR differential pressure which is a differential pressure in the EGR pipe between a pressure of the exhaust gas upstream of the EGR valve and a pressure of the exhaust gas downstream of the EGR valve. The temperature sensor detects an EGR gas temperature, which is a temperature of the exhaust gas in the EGR pipe. The first calculating section calculates a target EGR flow amount that is a target amount of the flow amount of the exhaust gas in the EGR pipe based on a rotational speed of the internal combustion engine and based on a torque of the internal combustion engine. The second calculation section calculates a target opening area that is a target value of an opening area of an EGR valve based on the EGR differential pressure, the EGR gas temperature, and the target EGR flow amount. The third calculating section calculates an opening degree command value to output to the EGR valve based on the target opening area and area-degree characteristic data, and a surface-degree characteristic indicative of a relationship between the opening area of the EGR valve and an opening degree of the EGR valve Represent EGR valve. A fourth calculating section calculates an EGR flow amount which is the flow amount of the exhaust gas in the EGR pipe. The fifth calculation section calculates an actual opening area of the EGR valve based on the EGR differential pressure, the EGR gas temperature, and the EGR flow rate. The sixth calculating section calculates an actual opening degree of the EGR valve based on the area-degree characteristic data and the actual opening area. The seventh calculation section calculates a difference between the opening degree command value and the actual opening degree. The data correction section corrects the area-degree characteristic data based on the difference calculated by the seventh calculation section.
Daher, da der Öffnungsbefehlswert des EGR-Ventils unter Verwendung der Bereich-Grad-Eigenschaftsdaten nach der Korrektur berechnet wird, kann die EGR-Flussmenge ohne einen Effekt auf die Schwankung bzw. Abweichung von bzw. in jedem EGR-Ventil genau gesteuert werden.Therefore, since the opening command value of the EGR valve is calculated using the range-degree characteristic data after the correction, the EGR flow amount can be accurately controlled without an effect on the variation of each EGR valve.
Ferner, sogar obwohl die Bereich-Grad-Beziehung zwischen dem Öffnungsbereich des EGR-Ventils und dem Öffnungsgrad des EGR-Ventils aufgrund einer Adhesion bzw. Anhaftung von Ablagerungen in bzw. an dem EGR-Ventil variiert wird, werden die Bereich-Grad-Eigenschaftsdaten jedes Mal derart korrigiert, dass die EGR-Flussmenge genau gesteuert werden kann.Further, even though the area-degree relationship between the opening area of the EGR valve and the opening degree of the EGR valve is varied due to adhesion of deposits in the EGR valve, the area-degree characteristic data becomes each time corrected so that the EGR flow rate can be accurately controlled.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung deutlicher werden, welche in Bezug auf die beiliegende Zeichnung getätigt wurde. Es zeigt/es zeigen:The foregoing and other objects, features and advantages of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description made with reference to the accompanying drawings. It shows / show:
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend beschrieben werden. Bei den Ausführungsformen kann ein Teil, das einem Gegenstand entspricht, der in einer vorausgegangenen Ausführungsform beschrieben wird, mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und eine redundante Erläuterung dieses Teils kann weggelassen sein. Wenn nur ein Teil einer Konfiguration bei einer Ausführungsform beschrieben ist, kann die vorausgegangene Ausführungsform auf die anderen Teile der Konfiguration angewandt werden. Die Teile können kombiniert werden, sogar falls es nicht explizit beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, sogar falls es nicht explizit beschrieben ist, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, vorausgesetzt, dass die Kombination keinen Schaden auslöst bzw. nicht schädlich ist.Embodiments of the present disclosure will be described below. In the embodiments, a part corresponding to an article described in a previous embodiment may be denoted by the same reference numeral, and a redundant explanation of this part may be omitted. When only a part of a configuration is described in one embodiment, the foregoing embodiment can be applied to the other parts of the configuration. The parts can be combined, even if it is not explicitly described that the parts can be combined. The embodiments may be partially combined, even though it is not explicitly described that the embodiments may be combined, provided that the combination does not cause damage or is detrimental.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben werden. Es wird angemerkt, dass ähnliche Komponenten einer Ausführungsform der vorliegenden Beschreibung, welche ähnlich den Komponenten einer anderen Ausführungsform sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden.Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. It is noted that similar components of an embodiment of the present description, which are similar to the components of another embodiment, are denoted by the same reference numerals.
(Erste Ausführungsform)First Embodiment
Nachstehend wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.Hereinafter, a first embodiment of the present disclosure will be described.
Ein Körperteil bzw. Gehäuseteil
Ein Einlassrohr
Ein Auslass-Gasrohr bzw. ein Abgasrohr der internen Verbrennungsmaschine
Die interne Verbrennungsmaschine
Das EGR-Rohr
Das EGR-Rohr
All die Ausgangssignale der verschiedenen vorstehend erwähnten Sensoren werden zu einer ECU
Bezugnehmend auf
Die ECU
Bei S101 berechnet die ECU
Bei S102 berechnet die ECU einen Zielöffnungsbereich Ao, welcher ein Zielwert eines Öffnungsbereichs des EGR-Ventils
Bei S103 berechnet die ECU
Bei S104 bestimmt die ECU
Bei S105 berechnet die ECU
Bei S106 berechnet die ECU
Bei S107 berechnet die ECU
Bei S108 berechnet die ECU
Bei S109 korrigiert die ECU
Genauer gesagt, wie in
Die Bereich-Grad-Eigenschaftsdaten nach der Korrektur können jedem EGR-Ventil
Daher, da der Öffnungsbefehlswert des EGR-Ventils
Ferner, sogar obwohl die Bereich-Grad-Beziehung zwischen dem Öffnungsbereich des EGR-Ventils
Gemäß der ersten Ausführungsform kann der Unterschied als ein Unterschied bei jedem Öffnungsgrad gespeichert oder korrigiert werden.According to the first embodiment, the difference can be stored or corrected as a difference at each opening degree.
(Zweite Ausführungsform) Second Embodiment
Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben werden. Gemäß der zweiten Ausführungsform wird eine Eigenschaft von jedem EGR-Ventil durch einen Eigenschaftsdetektor erfasst, bevor das EGR-Ventil in der internen Verbrennungsmaschine angebracht wird. Die im Wesentlichen gleichen Teile oder Komponenten wie die in der zweiten Ausführungsform werden mit den gleichen Bezugszeichen angegeben, und die gleichen Beschreibungen hierfür werden nicht wiederholt werden.Hereinafter, a second embodiment of the present disclosure will be described. According to the second embodiment, a characteristic of each EGR valve is detected by a characteristic detector before the EGR valve is mounted in the internal combustion engine. The substantially same parts or components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the same descriptions thereof will not be repeated.
Sowie dies in
Der Eigenschaftsdetektor beinhaltet ein Gebläse
Das Luftrohr
All die Ausgangssignale der vorstehenden verschiedenen Sensoren werden zur Erfassung an eine ECU
Der Mikrocomputer
Bezugnehmend auf
Bei S201 wählt die ECU
Bei S202 berechnet die ECU
Bei S203 erfasst die ECU
Bei S204 berechnet die ECU
Bei S205 berechnet die ECU
Bei S206 berechnet die ECU
Bei S207 speichert die ECU
Die ECU
Das EGR-Ventil
Die ECU
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