DE102013209723A1

DE102013209723A1 - Abgasrückführeinrichtung für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102013209723A1
Application number: DE102013209723A
Authority: DE
Inventors: Mamoru Yoshioka
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2013-12-05
Also published as: US20130319383A1; JP2013249774A; JP5828806B2; CN103452707B; CN103452707A; US9222441B2

Abstract

Eine AGR-Einrichtung enthält eine AGR-Passage (17), um es einem Teil von von einem Brennraum (16) eines Verbrennungsmotors (1) zu einer Auslasspassage (5) ausgestoßenen Abgas zu ermöglichen, in eine Einlasspassage (3) zu strömen und zurück zu dem Brennraum (16) geführt zu werden, und ein in der AGR-Passage (17) vorgesehenes AGR-Ventil (18), um eine AGR-Passage in dieser Passage (17) zu regulieren. Das AGR-Ventil (18) enthält einen Ventilsitz (32), ein Ventilelement (33), das auf dem Ventilsitz (32) aufsitzbar ist, und einen Schrittmotor (34) zum Antreiben des Ventilelements (33), um sich zu öffnen und zu schließen. Eine elektronische Steuerungsvorrichtung (50) steuert das AGR-Ventil (18), um ein Öffnen und Schließen des Ventilelements (33) zwischen einer geschlossenen Position und einer Kleine-Öffnung-Position zu wiederholen, um Fremdkörper, die an dem Ventilsitz (32) oder einem Ventilelement (33) anhaften, während einer Schubabschaltung des Verbrennungsmotors (1) zu entfernen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDGUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasrückführ-(AGR)-Einrichtung für einen Verbrennungsmotor, um es einem Teil von aus einem Verbrennungsmotor zu einer Auslasspassage ausgestoßenem Abgas zu ermöglichen in eine Einlasspassage zu strömen, um zu dem Verbrennungsmotor zurückgeführt zu werden.
STAND DER TECHNIK
Üblicherweise wird eine Technik vom obigen Typ in einem Fahrzeugverbrennungsmotor angewendet. Eine Abgasrückführ-(AGR)-Einrichtung ist angeordnet, um einen Teil eines Abgases, das von einem Brennraum eines Verbrennungsmotors zu einer Auslasspassage ausgestoßen wird, nach einer Verbrennung durch eine AGR-Passage in eine Einlasspassage einzuführen, so dass das Abgas mit in der Einlasspassage strömender Einlassluft vermischt wird und zu dem Brennraum zurückströmt. AGR-Gas, das in der AGR-Passage strömt, wird durch ein in der AGR-Passage vorgesehenes AGR-Ventil reguliert. Diese AGR kann hauptsächlich Stickoxide (NOx) in dem Abgas reduzieren und einen Kraftstoffverbrauch in einer Teillast des Verbrennungsmotors verbessern.
Abgas von dem Verbrennungsmotor enthält keinen Sauerstoff oder ist in einem sauerstoffarmen Zustand. Somit nimmt die Sauerstoffkonzentration in der Einlassluft ab, wenn ein Teil des Abgases durch eine AGR mit der Einlassluft vermischt wird. In einem Brennraum verbrennt daher Kraftstoff bei einer geringen Sauerstoffkonzentration. Somit wird eine Spitzentemperatur während einer Verbrennung herabgesetzt, und dabei das Auftreten von NOx eingeschränkt. In einem Benzinmotor ist es möglich, einen Pumpverlust des Verbrennungsmotors zu reduzieren, selbst wenn der Sauerstoffgehalt in einer Einlassluft nicht durch AGR erhöht wird und ein Drosselventil um irgendeinen Grad geschlossen ist.
Hierbei ist es bisher vorstellbar, eine AGR in dem gesamten Betriebsbereich des Verbrennungsmotors auszuführen, um einen Kraftstoffverbrauch weiter zu verbessern. Somit ist eine Realisierung einer hohen AGR gefordert. Um die hohe AGR zu realisieren, ist es bei der konventionellen Technik notwendig, den inneren Durchmesser einer AGR-Passage zu erhöhen oder den Öffnungsbereich einer durch ein Ventilelement und einem Ventilsitz eines AGR-Ventils bereitgestellten Durchflusspassage zu erhöhen.
Mittlerweile wird ein elektrisch betriebenes AGR-Ventil, in dem ein Ventilelement durch einen Schrittmotor geöffnet und geschlossen wird, als das AGR-Ventil verwendet, um eine Kleine- oder Feine-Öffnung-Position anzusteuern. In diesem Typ eines AGR-Ventils kann ein Problem auftauchen, bei dem Fremdkörper, wie etwa Kohlepartikel im Abgas, oder Fremdkörper, wie etwa Schneidspäne, zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement deponiert sind oder gefangen werden. Im Falle des Deponierens der Fremdkörper zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement ist es nicht möglich, dass das Ventilelement vollständig auf dem Ventilsitz aufsitzt. Dies kann ein Aus-dem-Tritt-Kommen des Schrittmotors und somit ein Versagen einer AGR-Steuerung verursachen. Wenn der durch das Ventilelement und den Ventilsitz definierte Öffnungsbereich einer Durchflusspassage für eine hohe AGR erhöht wird, kann sich eine Menge von zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz deponierten Fremdkörpern vergrößern.
Im Zusammenhang mit einem solchen Deponieren von Fremdkörpern ist eine in dem nachstehend aufgelisteten Patentdokument 1 offenbarte AGR-Einrichtung angeordnet, vor einem Beginnen des Motoranlassens (vor dem Beginnen des Motorstartens) das Ventilelement des AGR-Ventils zumindest einmal in eine vollständig geöffnete Position zu öffnen, um eine Beseitigungsoperation auszuführen, um die Fremdkörper dazu zu veranlassen, von dem Ventilsitz herunterzufallen. Um genau zu sein, wird das Ventilelement von einer vollständig geschlossenen Position in eine vollständig geöffnete Position bewegt, und danach zu der vollständig geschlossenen Position zurückgeführt. Es ist vorstellbar, dass diese Operation von ”vollständig geschlossen -> vollständig geöffnet -> vollständig geschlossen” einige Male wiederholt wird.
STAND DER TECHNIK DOKUMENTE
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument: JP-A-2003-56411

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Jedoch werden die zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement deponierten Fremdkörper in der in Patentdokument 1 offenbarten AGR-Einrichtung lediglich vor dem Beginnen eines Motoranlassens entfernt. Somit können nach einem Motoranlassen die Fremdkörper wieder zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement gefangen oder deponiert werden. In dieser AGR-Einrichtung verbleiben weiterhin die in dem AGR-Ventil deponierten Fremdkörper nach einem Motoranlassen bis zu einem nächsten Motoranlassen unbeseitigt. Dementsprechend kann ein Deponieren der Fremdkörper nach einem Motoranlassen Spalte zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement erzeugen, was eine Leckage von AGR-Gas verursacht. In dieser Einrichtung wird darüber hinaus das Ventilelement einfach von der vollständig geschlossenen Position in die vollständig geöffneten Position geöffnet, um zu versuchen, die Fremdkörper fallen zu lassen, so dass die Fremdkörper aus dem AGR-Ventil entfernt werden. Somit sind Fremdkörper, die an dem Ventilsitz und dem Ventilelement anhaften, schwer weg zu bekommen, und können nicht beseitigt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der Umstände getätigt, und hat den Zweck, eine Abgasrückführeinrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, um Fremdkörper, die in einem AGR-Ventil an einem Ventilsitz oder einem Ventilelement anhaften oder zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement deponiert sind, zuverlässig zu beseitigen.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Um den obigen Zweck zu erreichen, stellt ein Aspekt der Erfindung eine Abgasrückführeinrichtung für einen Verbrennungsmotor bereit, die aufweist: eine Abgasrückführpassage, um es einem Teil von aus einem Brennraum eines Verbrennungsmotors zu einer Auslasspassage ausgestoßenem Abgas zu ermöglichen, in eine Einlasspassage zu strömen und zu dem Brennraum zurück geführt zu werden; und ein in der Abgasrückführpassage vorgesehenes Abgasrückführventil, um eine Auslassströmungsrate in der Abgasrückführpassage zu regulieren, wobei das Abgasrückführventil einen Ventilsitz, ein Ventilelement, das vorgesehen ist, auf dem Ventilsitz aufsitzbar zu sein, und einen Aktor, um das Ventilelement anzutreiben, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ferner ein Fremdkörperbeseitigungssteuerungsmittel zum Steuern des Abgasrückführventils enthält, um das Ventilelement wiederholt zwischen einer geschlossenen Position und einer geringfügig geöffneten Position zu öffnen und zu schließen, um an dem Ventilsitz oder dem Ventilelement anhaftende Fremdkörper zu beseitigen.
Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der Erfindung ist es möglich, Fremdkörper, die in einem AGR-Ventil an einem Ventilsitz oder einem Ventilelement anhaften oder zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement deponiert sind, zuverlässig zu entfernen.
KURZE BECHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ansicht einer schematischen Konfiguration, die ein mit einem Lader ausgestattetes Motorsystem zeigt, das eine Abgasrückführ-(AGR)-Einrichtung für einen Verbrennungsmotor in einer ersten Ausführungsform enthält;
2 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein AGR-Ventil in der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel von Details einer Abarbeitung einer Fremdkörperablagerungsbestimmung in der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen der Anzahl von Stufen einer feine Ventilöffnung und einer Fremdkörperablagerung-Position in der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel von Details einer Abarbeitung einer Fremdkörperbeseitigungssteuerung in der ersten Ausführungsform zeigt;
6 ist ein Abbild, das ein Verhältnis zwischen der Anzahl von Stufen und Bezugssystemwerten in der ersten Ausführungsform zeigt;
7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die Teile eines Ventilsitzes und eines Ventilelements in der ersten Ausführungsform zeigt;
8 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel von Details einer Abarbeitung einer Ausführungszeitbestimmung in der ersten Ausführungsform zeigt;
9 ist ein Abbild, das ein Verhältnis zwischen einer Kühlwassertemperatur und einem Wassertemperaturkorrekturkoeffizienten in der ersten Ausführungsform zeigt;
10 ist ein Abbild, das ein Verhältnis zwischen einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten in der ersten Ausführungsform zeigt;
11 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel von Details einer Abarbeitung einer Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung in der ersten Ausführungsform zeigt;
12 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel von Details einer Abarbeitung einer Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung in einer zweiten Ausführungsform zeigt; und
13 ist eine Ansicht einer schematischen Konfiguration, die ein mit einem Lader ausgestattetes Motorsystem zeigt, das eine Abgasrückführ-(AGR)-Einrichtung für einen Verbrennungsmotor in einer dritten Ausführungsform enthält.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Eine detaillierte Beschreibung einer bevorzugten ersten Ausführungsform einer Abgasrückführeinrichtung für einen Verbrennungsmotor, die die vorliegende Erfindung verkörpert, wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben.
1 ist eine Ansicht einer schematischen Konfiguration eines mit einem Lader ausgestatteten Motorsystems, das in dieser Ausführungsform eine Abgasrückführ-(AGR)-Einrichtung für einen Verbrennungsmotor enthält. Dieses Motorsystem enthält einen Hubkolbenverbrennungsmotor 1. Dieser Verbrennungsmotor 1 hat eine mit einer Einlasspassage 3 verbundene Einlassöffnung 2 und eine mit einer Auslasspassage 5 verbundene Auslassöffnung 4. Ein Luftfilter 6 ist an einem Einlass der Einlasspassage 3 vorgesehen. In der Einlasspassage 3 ist stromabwärts von dem Luftfilter 6 ein Lader 7 an einer Position zwischen einem Abschnitt der Einlasspassage 3 und einem Abschnitt der Auslasspassage 5 platziert, um den Druck von Einlassluft in der Einlasspassage 3 zu erhöhen.
Der Lader 7 enthält einen in der Einlasspassage 3 platzierten Kompressor 8, eine in der Auslasspassage 5 platzierte Turbine 9 und eine Rotationswelle 10, die den Kompressor 8 und die Turbine 9 verbindet, so dass sie gemeinsam drehbar sind. Der Lader 7 ist konfiguriert, die Turbine 9 mit in der Auslasspassage 5 strömenden Abgas zu rotieren, und durch die Rotationswelle 10 gleichzeitig den Kompressor 8 zu rotieren, um den Druck von Einlassluft in der Einlasspassage 3 zu erhöhen, d. h. ein Aufladen auszuführen.
In der Auslasspassage 5 ist benachbart zu dem Lader 7 eine Auslassumgehungspassage 11 über einen Umweg um die Turbine 9 vorgesehen. In dieser Auslassumgehungspassage 11 ist ein Ladedruckregelventil 12 platziert. Dieses Ladedruckregelventil 12 reguliert Abgas, dem es ermöglicht ist in die Auslassumgehungspassage 11 zu strömen. Somit wird eine Durchflussrate von zu der Turbine 9 zuzuführendem Abgas reguliert, dabei die Drehzahlen der Turbine 9 und des Kompressors 8 gesteuert, und ein Ladedruck des Laders 7 eingestellt.
In der Einlasspassage 3 ist ein Zwischenkühler 13 zwischen dem Kompressor 8 des Laders 7 und dem Verbrennungsmotor 1 vorgesehen. Dieser Zwischenkühler 13 dient dazu, Einlassluft, die einen durch den Kompressor 8 erhöhten Druck und somit eine hohe Temperatur hat, auf eine geeignete Temperatur herunterzukühlen. Ein Ausgleichstank 3a ist in der Einlasspassage 3 zwischen dem Zwischenkühler 13 und dem Verbrennungsmotor 1 vorgesehen. Ferner ist ein elektronisches Drosselventil 14, das ein elektrisch betriebenes Drosselventil ist, stromabwärts von dem Zwischenkühler 13 aber stromaufwärts von dem Ausgleichstank 3a platziert. Dieses Drosselventil 14 enthält ein in der Einlasspassage 3 platziertes klappenförmiges Drosselventil 21, einen Schrittmotor 22, um das Drosselventil 21 anzutreiben sich zu öffnen und zu schließen, und einen Drosselsensor 23, um eine Öffnungsposition (eine Drosselöffnungsposition) TA des Drosselventils 21 zu erfassen. Diese Drosseleinrichtung 14 ist so konfiguriert, dass das Drosselventil 21 durch den Schrittmotor 22 angetrieben wird, um sich entsprechend einer Betätigung eines Gaspedals 26 durch einen Fahrer zu öffnen und zu schließen, um die Öffnungsposition einzustellen. Die Konfiguration dieser Drosseleinrichtung 14 kann zum Beispiel über eine Basiskonfiguration einer in JP-A-2011-252482 , 1 und 2, offenbarten ”Drosseleinrichtung” vorgesehen sein. In der Auslasspassage 5 stromabwärts von der Turbine 9 ist ein Katalysator 15 als ein Abgaskatalysator vorgesehen, um Abgas zu reinigen.
Der Verbrennungsmotor 1 ist ferner mit einer Einspritzvorrichtung 25 versehen, um Kraftstoff in einen Brennraum 16 zuzuführen und einzuspritzen. Die Einspritzvorrichtung 25 ist konfiguriert, von einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) mit dem Kraftstoff versorgt zu werden. Die Einspritzvorrichtung 25 ist ein Beispiel eines Kraftstoffversorgungsmittels der Erfindung, um Kraftstoff zu dem Verbrennungsmotor 1 zuzuführen.
Um eine hohe AGR zu ermöglichen, enthält die AGR-Einrichtung in der vorliegenden Ausführungsform, eine Abgasrückführ-(AGR)-Passage 17, die es einem Teil von aus dem Brennraum 16 des Verbrennungsmotors 1 zu der Auslasspassage 5 ausgestoßenen Abgas ermöglicht in die Einlasspassage 3 zu strömen und zurück zu dem Brennraum 16 geführt zu werden, und ein in der AGR-Passage 17 platziertes Abgasrückführ-(AGR)-Ventil 18, um eine Abgasdurchflussrate (AGR-Durchflussrate) in der AGR-Passage 17 zu regulieren. Die AGR-Passage 17 ist vorgesehen, sich zwischen der Auslasspassage 5 stromaufwärts von der Turbine 9 und dem Ausgleichstank 3a zu erstrecken. Im Speziellen ist ein Auslass 17a der AGR-Passage 17 auf einer stromabwärtigen Seite von dem Drosselventil 21 mit dem Ausgleichstank 3a verbunden, um es einem Teil von in der Auslasspassage 5 strömenden Abgas zu ermöglichen, als AGR-Gas in die Einlasspassage 3 zu strömen und zu dem Brennraum 16 zurück geführt zu werden. Ein Einlass 17b der AGR-Passage 17 ist stromaufwärts von der Turbine 8 mit der Auslasspassage 5 verbunden.
In der Nachbarschaft des Einlasses 17b der AGR-Passage 17 ist ein AGR-Katalysator 19 vorgesehen, um AGR-Gas zu reinigen. In der AGR-Passage 17 ist stromabwärts von diesem AGR-Katalysator 19 ein AGR-Kühler 20 vorgesehen, um in der AGR-Passage 17 strömendes AGR-Gas zu kühlen. In der vorliegenden Ausführungsform ist das AGR-Ventil 18 in der AGR-Passage 17 stromabwärts von dem AGR-Kühler 20 angeordnet.
2 ist eine Querschnittsansicht, die eine schematische Konfiguration des AGR-Ventils 18 zeigt. Wie in 2 gezeigt, ist das AGR-Ventil 18 als ein Tellerventil und ein motorbetriebenes Ventil konfiguriert. Im Speziellen ist das AGR-Ventil 18 mit einem Gehäuse 31, einem in dem Gehäuse 31 vorgesehenen Ventilsitz 32, einem Ventilelement 33, das konfiguriert ist, auf dem Ventilsitz 32 innerhalb des Gehäuses 31 aufzusitzen und sich davon zu entfernen, und einem Schrittmotor 34 versehen, um eine Hubbewegung des Ventilelements 33 auszuführen. Der Schrittmotor 34 ist ein Beispiel eines Aktors der vorliegenden Erfindung. Das Gehäuse 31 enthält einen Einlass 31a, durch den AGR-Gas von der Seite der Auslasspassage 5 (einer Auslassseite) in das AGR-Ventil 18 strömt, einen Auslass 31b, durch den Abgas aus dem Ventil 18 zu der Seite der Einlasspassage 3 (einer Einlassseite) strömt, und eine Verbindungspassage 31c, die den Einlass 31a und den Auslass 31b verbindet. Der Ventilsitz 32 ist in der Mitte der Verbindungspassage 31c vorgesehen. Hierbei wirkt ein in der Auslasspassage 5 erzeugtes Pulsieren des Abgasdrucks des Verbrennungsmotors 1 in der AGR-Passage 17 auf den Einlass 17b, wohingegen ein in dem Ausgleichstank 3a erzeugtes Pulsieren des Einlassdrucks des Verbrennungsmotors 1 auf den Auslass 17a wirkt. Auf das Ventilelement 33 des AGR-Ventils 18 wirkt dementsprechend das Pulsieren des Abgasdrucks über den Einlass 31a auf einer stromaufwärtigen Seite der AGR-Passage 17, wohingegen das Pulsieren eines Einlassdrucks über den Auslass 31b auf einer stromabwärtigen Seite der AGR-Passage 17 wirkt.
Der Schrittmotor 34 enthält eine Ausgangswelle 35, die angeordnet ist, in einer geraden Linie (Hubbewegung) hin- und herzugehen. Das Ventilelement 33 ist an einem führenden Ende der Ausgangswelle 35 befestigt. Diese Ausgangswelle 35 ist durch ein in dem Gehäuse 31 vorgesehenes Lager 36 so gelagert, dass sie eine Hubbewegung ausführen kann. Die Ausgangswelle 35 ist in ihrem oberen Teil mit einem Außengewindeabschnitt 37 gebildet. Die Ausgangswelle 35 ist ferner in ihrem mittleren Teil (näher einem unteren Ende des Außengewindeabschnitts 37) mit einem Federhalter 38 gebildet. Dieser Federhalter 38 hat eine untere Fläche, die als eine Auflage zum Halten einer Druckfeder 39 dient, und eine obere Fläche, die mit einem Anschlag 40 geformt ist.
Das Ventilelement 33 hat eine konische Form und ist so konfiguriert, dass es in einen Kontakt mit und aus einem Kontakt von dem Ventilsitz 32 kommt. Das Ventilelement 33 wird durch die zwischen dem Federhalter 38 und dem Gehäuse 31 platzierte Druckfeder 39 zu dem Schrittmotor 34 hin, d. h. in eine Ventilschließrichtung, gedrängt, um auf dem Ventilsitz 32 aufzusitzen. Wenn das Ventilelement 33 in einem geschlossenen Zustand durch die Ausgangswelle 35 des Schrittmotors 34 gegen die drängende Kraft der Druckfeder 39 hubbewegt wird, wird das Ventilelement 33 von dem Ventilsitz 32 weg zu einem geöffneten Ventilzustand bewegt. Zum Ventilöffnen wird das Ventilelement 33 speziell zu der stromaufwärtigen Seite (Auslassseite) der AGR-Passage 17 bewegt. Wie oben ist das AGR-Ventil 18 konfiguriert, sich durch Bewegen des Ventilelements 33 von dem geschlossenen Zustand, in dem das Ventilelement 33 auf dem Ventilsitz 32 aufsitzt, gegen den Abgasdruck oder einen Einlassdruck des Verbrennungsmotors 1 zu der stromaufwärtigen Seite der AGR-Passage 17 zu bewegen. Andererseits wird das Ventilelement 33 durch die Ausgangswelle 35 des Schrittmotors von dem geöffneten Zustand in der drängenden Richtung der Druckfeder 39 hubbewegt, so dass sich das Ventilelement 33 dem Ventilsitz 32 nähert und in den geschlossenen Zustand kommt. Zum Ventilschließen wird das Ventilelement 33 speziell zu der stromabwärtigen Seite (Einlassseite) der AGR-Passage 17 bewegt.
Durch ein Hub-Bewegen der Ausgangswelle 35 des Schrittmotors 34 wird die Öffnungsposition des Ventilelements 33 bezüglich des Ventilsitzes 32 eingestellt. Die Ausgangswelle 35 des AGR-Ventils 18 ist angeordnet, sich in einem Bereich von dem vollständig geschlossenen Zustand, in dem das Ventilelement 33 auf dem Ventilsitz 32 aufsitzt, zu dem vollständig geöffneten Zustand, in dem das Ventilelement 33 am weitesten von dem Ventilsitz 32 entfernt ist, hubzubewegen. Um eine hohe AGR zu erreichen, ist in der vorliegenden Ausführungsform der Bereich einer Passage, der sich in den Ventilsitz 32 öffnet, größer gewählt als in der konventionellen Technik. Dementsprechend ist das Ventilelement 33 größer als in der konventionellen Technik gestaltet.
Der Schrittmotor 34 enthält eine Spule 41, einen Magnetrotor 42 und einen Umwandlungsmechanismus 43. Der Schrittmotor 34 ist so konfiguriert, dass die Spule 41 durch eine Stromversorgung angeregt wird, um den Magnetrotor 42 um eine vorbestimmte Anzahl von Motorschritten Mst(n) zu drehen, der Umwandlungsmechanismus 43 die Rotationsbewegung des Magnetrotor 42 in die Hubbewegung der Ausgangswelle 35 umwandelt, und dabei das Ventilelement 33 eine Hubbewegung ausführt.
Der Magnetrotor 42 enthält einen aus Harz hergestellten Rotorkörper 44 und einen ringförmigen Plastikmagnet 45. Der Rotorkörper 44 ist in seinem Zentrum mit einem Muttergewindeabschnitt 46, der mit dem Außengewindeabschnitt 37 der Ausgangswelle 35 schraubend in Eingriff ist, gebildet. Wenn der Rotorkörper 44 mit seinem Muttergewindeabschnitt 46, der mit dem Außengewindeabschnitt 37 der Ausgangswelle 35 schraubend im Eingriff ist, gedreht wird, wird die Drehbewegung des Rotorkörpers 44 in eine Hubbewegung der Ausgangswelle 35 umgewandelt. Hierbei bilden der Außengewindeabschnitt 37 und der Innengewindeabschnitt 46 den vorgenannten Umwandlungsmechanismus 43. Der Rotorkörper 44 ist an seinem unteren Ende mit einem Kontaktabschnitt 44a gebildet, gegen den der Anschlag 40 des Federhalters 38 anstößt. Wenn das AGR-Ventil 18 in der vollständig geschlossenen Position platziert ist, kommt die Endfläche des Anschlags 40 in einen Flächenkontakt mit der Endfläche des Kontaktabschnitts 44a, und schränkt dabei die Anfangsposition der Ausgangswelle 35 ein.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Anzahl von Motorschritten Mst(n) des Schrittmotors 34 schrittweise geändert, um die Öffnungsposition des Ventilelements 33 des AGR-Ventils 18 in einem Bereich zwischen vollständig geschlossen und vollständig geöffnet in Stufen fein einzustellen.
Wie in 1 gezeigt, wird in der vorliegenden Ausführungsform zum Ausführen einer Kraftstoffeinspritzsteuerung, einer Einlassmengensteuerung, einer AGR-Steuerung und anderen Steuerungen gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 jedes von der Einspritzvorrichtung 25, dem Schrittmotor 22 der elektronischen Drosseleinrichtung 14 und dem Schrittmotor 34 des AGR-Ventils 18 entsprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 durch eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 50 gesteuert. Die ECU 50 enthält eine zentrale Steuerungseinheit (CPU), verschiedene Speicher, die ein vorbestimmtes Steuerungsprogramm und anderes speichern oder Berechnungsergebnisse der CPU und anderes zeitweise speichern, und einen externen Eingangskreis und einen externen Ausgangskreis, die mit jedem von ihnen verbunden sind. Die ECU 50 entspricht einem Fremdkörperbeseitigungssteuerungsmittel, einem Fremdkörperablagerungsbestimmungsmittel, einem Abgasrückführsteuerungsmittel und einem Abarbeitungsbestimmungsmittel. Mit dem externen Ausgangskreis sind die Einspritzvorrichtung 25 und jeder der Schrittmotoren 22 und 34 verbunden. Mit dem externen Eingangskreis sind der Drosselsensor 23 und verschiedene Sensoren 27 und 51–55, die einem Betriebszustand-Erfassungsmittel entsprechen, verbunden. Diese Sensoren werden verwendet, den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 zu erfassen und verschiedene Motorsignale zu dem externen Eingangskreis zu übertragen. Die ECU 50 ist auch angeordnet, um ein vorbestimmtes Anweisungssignal an den Schrittmotor 34 auszugeben, um den Schrittmotor 34 anzusteuern.
Die in der vorliegenden Ausführungsform vorgesehenen verschiedenen Sensoren enthalten den Beschleunigungssensor 27, den Einlassdrucksensor 51, den Drehzahlsensor 52, den Wassertemperatursensor 53, den Luftdurchflussmesser 54 und den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 55 sowie den Drosselsensor 23. Der Beschleunigungssensor 27 erfasst eine Gaspedalöffnungsposition ACC entsprechend dem Betätigungsaufkommen des Gaspedals 26. Dieses Gaspedal 26 ist ein Beispiel eines Betätigungsmittels, um den Betrieb des Verbrennungsmotors 1 zu steuern. Der Einlassdrucksensor 51 erfasst einen Einlassdruck PM in dem Ausgleichstank 3a. Das heißt, dass der Einlassdrucksensor 51 ein Beispiel eines Einlassdruckerfassungsmittels der Erfindung ist, um den Einlassdruck PM in der Einlasspassage 3 (dem Ausgleichsbehälter 3a) stromabwärts von der Position, in der AGR-Gas von der AGR-Passage 17 zu der Einlasspassage 3 strömt, zu erfassen. Der Drehzahlsensor 52 erfasst den Rotationswinkel (den Kurbelwinkel) der Kurbelwelle 1a des Verbrennungsmotors 1 und erfasst auch Änderungen des Kurbelwinkels als die Drehzahl (Motordrehzahl) NE des Verbrennungsmotors 1. Der Wassertemperatursensor 53 erfasst die Kühlwassertemperatur THW des Verbrennungsmotors 1. Im Speziellen ist der Wassertemperatursensor 53 eines der Beispiele eines Temperaturzustanderfassungsmittel der Erfindung, um die Kühlwassertemperatur THW, die den Temperaturzustand des Verbrennungsmotors 1 repräsentiert, zu erfassen. Der Luftdurchflussmesser 54 ist ein Beispiel eines Einlassmengenmessmittels der Erfindung, um eine Einlassmenge Ga, die direkt stromabwärts von dem Luftfilter 6 in die Einlasspassage 3 strömt, zu erfassen. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 55 ist in der Auslasspassage direkt stromaufwärts von dem Katalysator 15 platziert, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F in dem Abgas zu erfassen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die ECU 50 angeordnet, das AGR-Ventil 18 zu steuern, um AGR entsprechend der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 1 in dem gesamten Betriebsbereich des Verbrennungsmotors 1 zu steuern. Andererseits steuert die ECU 50 während einer Verlangsamung des Verbrennungsmotors 1 und einer Schubabschaltung, bei der eine Kraftstoffversorgung zu dem Verbrennungsmotor 1 abgeschaltet ist, das AGR-Ventil 18, um den Fluss einer AGR vollständig abzustellen. Während der Schubabschaltung steuert die ECU 50 darüber hinaus das AGR-Ventil 18, verschiedene Steuerungen, die später erwähnt werden, unter vorbestimmten Bedingungen auszuführen.
Hierbei kann in dem AGR-Ventil 18 ein Problem auftreten, bei dem Fremdkörper, wie Ablagerungen, zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 anhaften oder sich ablagern. In der vorliegenden Ausführungsform werden daher verschiedene nachstehend erwähnte Steuerungen durch die ECU 50 ausgeführt, um die Fremdkörper von dem Ventilsitz 32 oder dem Ventilelement 33 zu entfernen oder ein Ankleben der Fremdkörper an dem Ventilsitz 32 oder dem Ventilelement 33 zu verhindern.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel von Details der durch die ECU 50 auszuführenden Abarbeitung der Fremdkörperablagerungsbestimmung beschreibt. Die Fremdkörperablagerungsbestimmung ist die Abarbeitung, um die Anwesenheit/Abwesenheit von Fremdkörpern, die in dem AGR-Ventil 18 zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 abgelagert sind, zu bestimmen, und, wenn die abgelagerten Fremdkörper vorliegen, zu bestimmen, an welcher Position (Öffnungsposition) des Ventilelements 33 Fremdkörper abgelagert sind.
Wenn die Abarbeitung zu dieser Routine wechselt, nimmt die ECU 50 in Schritt 100 zuerst verschiedene Motorsignale auf, die den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 darstellen.
In Schritt 101 bestimmt die ECU 50, ob der Verbrennungsmotor 1 in dem Schubabschaltungszustand ist, oder nicht. Im Speziellen bestimmt die ECU 50, ob der Verbrennungsmotor 1 verlangsamt wird und ob die Kraftstoffversorgung von der Einspritzvorrichtung 25 zu dem Verbrennungsmotor abgestellt ist. Die ECU 50 führt die Abarbeitung zu Schritt 100 zurück, wenn ein negatives Ergebnis (NEIN) in Schritt 101 erhalten wird, oder führt die Abarbeitung zu Schritt 102, wenn in Schritt 101 ein positives Ergebnis (JA) erhalten wird.
In Schritt 102 nimmt die ECU 50 einen Einlassdruck PMegr(0) auf, der durch den Einlassdrucksensor 51 erfasst wird wenn das AGR-Ventil 18 vollständig geschlossen ist (eine vollständig geschlossene Position). In der vorliegenden Ausführungsform wird während einer Schubabschaltung des Verbrennungsmotors 1 das AGR-Ventil 18 gesteuert, augenblicklich vollständig zu schließen. Dementsprechend nimmt die ECU 50 den Einlassdruck PM zu dem Zeitpunkt während einem vollständigen Schließen als den Einlassdruck PMegr(0) auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl von Motorschritten Mst(0) während eines vollständigen Schließens des AGR-Ventils 18 zum Beispiel ”5”.
In Schritt 103 bestimmt die ECU 50 danach, ob ein Ausführungsmerker XTGa ”1” ist, oder nicht. Der Ausführungsmerker XTGa wird in dem Fall eines Verhinderns einer Fremdkörperbeseitigungsoperation des AGR-Ventils 18 auf ”0” gesetzt, und in dem Fall, in dem die Fremdkörperbeseitigungsoperation nicht verhindert wird, auf ”1” gesetzt. Dies wird, wie später erwähnt wird, basierend auf einem akkumulierten oder integrierten Wert einer Einlassmenge Ga bestimmt. Der Ausführungsmerker XTGa ist ”1”, wenn, wie später beschrieben wird, von einem Start der AGR-Steuerung der akkumulierte Wert der Einlassmenge Ga ein vorbestimmter Referenzwert A1 oder mehr ist. Wenn in Schritt 103 NEIN vorliegt, führt die ECU 105 die Abarbeitung zu Schritt 104 weiter. Wenn JA in Schritt 103 vorliegt, führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 106 weiter.
In Schritt 104 bestimmt die ECU 50, ob der Einlassdruck PMegr(0) während eines vollständigen Schließens des AGR-Ventils 18 größer als ein vorbestimmter Referenzwert pm0 ist, oder nicht. Dieser Referenzwert pm0 entspricht einem absoluten Wert des Einlassdrucks PM, der während eines vollständigen Schließens des AGR-Ventils 18 erreicht werden sollte. Wenn in Schritt 104 NEIN auftritt, wird es erachtet, dass der vollständig geschlossene Zustand des AGR-Ventils 18 normal ist und kein Fremdkörper angelagert ist, und somit führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 100 zurück.
Wenn in Schritt 104 JA auftritt, wird es erachtet, dass der vollständig geschlossene Zustand des AGR-Ventils 18 nicht normal ist, und dass einige Fremdkörper angelagert sind, und somit stellt die ECU 50 den Fremdkörperablagerungsbestimmungsmerker Xegr in Schritt 105 auf ”1” und führt die Abarbeitung weiter zu Schritt 106.
In Schritt 106, der Schritt 103 oder 105 folgt, zählt die ECU 50, wie später erwähnt, nacheinander einen Wert (n) hoch. In dieser Stufe ist (n) (1).
In Schritt 107 steuert die ECU 50 den Schrittmotor 34, um das AGR-Ventil 18 nacheinander von vollständig geschlossen um eine Stufe (n) fein oder geringfügig zu öffnen, und nimmt den durch den Einlassdrucksensor 51 zu diesem Zeitpunkt erfassten Einlassdruck PM als Einlassdruck PMegr(n) auf. Da in dieser Stufe ”n = 1”, öffnet die ECU 50 das AGR-Ventil 18 von der vollständig geschlossenen Position geringfügig um eine Stufe und nimmt den Einlassdruck PM zu diesem Zeitpunkt als Einlassdruck PMegr(1) auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist, wenn das AGR-Ventil 18 um eine anfängliche erste Stufe geringfügig geöffnet ist, die Anzahl von Motorschritten Mst(1) zum Beispiel ”8(= 5 + 3)”.
In Schritt 108 bestimmt die ECU 50 dann, ob eine Veränderung des Einlassdrucks PMegr(0) während eines vollständigen Schließens des AGR-Ventils 18 auf den Einlassdruck PMegr(n) zu dem Zeitpunkt wenn das AGR-Ventil 18 um n-Stufe(n) geringfügig geöffnet ist größer als ein vorbestimmter Referenzwert β ist, oder nicht, d. h., ob sich der Einlassdruck PM um mehr als einen bestimmten Grad verändert hat. Da zu diesem Zeitpunkt ”n = 1”, bestimmt die ECU 50, ob eine Änderung von dem Einlassdruck PMegr(0) während eines vollständigen Schließens auf den Einlassdruck PMegr(1) zu dem Zeitpunkt eines geringfügigen Öffnens auf eine Stufe größer als der Referenzwert β ist oder nicht. Wenn in Schritt 108 JA vorliegt, d. h. wenn der Einlassdruck PM sich um etwas geändert hat, wird erachtet, dass sich das Ventilelement 33 gerade bewegt hat, und die ECU 50 führt die Abarbeitung zu Schritt 109 weiter.
In Schritt 109 speichert die ECU 50 die Anzahl von Motorschritten Mst(n) zu dem Zeitpunkt eines geringfügigen Öffnens um n-Stufe(n) als die Fremdkörperablagerung-Position AGRst(n) in einem Speicher und führt die Abarbeitung zu Schritt 100 zurück. Hierbei wird die Öffnungsposition des Ventilelements 33, die erhalten wird wenn das Ventilelement 33 geringfügig geöffnet ist und der Einlassdruck PM verändert ist, in dem Speicher als die Fremdkörperablagerung-Position AGRst(n) gespeichert. In dieser Stufe wird die Anzahl von Motorschritten Mst(1) zu dem Zeitpunkt eines geringfügigen Öffnens um eine Stufe, d. h. zum Beispiel ”8”, in dem Speicher als die Fremdkörperablagerung-Position AGRst(1) gespeichert.
Andernfalls wird nicht erachtet, dass sich das Ventilelement 33 bewegt hat, wenn in Schritt 108 NEIN vorliegt, d. h. wenn der Einlassdruck PM sich nicht um etwas geändert hat, und die ECU 50 bestimmt in Schritt 110, ob der vorgenannte Wert (n) größer als ein vorbestimmter Referenzwert a1 ist oder nicht. Hierbei stellt der Referenzwert a1 die maximale Anzahl von Stufen bezüglich einer Kleine-Öffnung des AGR-Ventils 18 dar und ist eine natürliche Zahl. In der vorliegenden Ausführungsform kann der Referenzwert a1 zum Beispiel durch ”7” ausgedrückt werden. Wenn in Schritt 110 NEIN vorliegt, führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 106 zurück.
In Schritt 106 erhöht die ECU 50 den Wert (n) in Schritten von 1. In dieser Stufe ist (n) (2).
In Schritt 107 steuert die ECU 50 den Schrittmotor 34 in einer gleichen Weise wie oben, um das AGR-Ventil 18 erneut um n-Stufe(n) geringfügig zu öffnen, und nimmt einen Einlassdruck PMegr(n) auf, der zu diesem Zeitpunkt durch den Einlassdrucksensor 51 erfasst wird. Da zu diesem Zeitpunkt ”n = 2”, öffnet die ECU 50 das AGR-Ventil 18 um zwei Stufen. In der vorliegenden Ausführungsform ist, wenn das AGR-Ventil 18 auf eine zweite Stufe geringfügig geöffnet ist, die Anzahl von Motorschritten Mst(2) beispielsweise ”11(5 + 6)”.
Danach bestimmt die ECU 50 in Schritt 108, ob eine Veränderung des Einlassdrucks PMegr(0) während eines vollständigen Schließens des AGR-Ventils 18 auf den Einlassdruck PMegr(n) zu dem Zeitpunkt eines geringfügigen Öffnens um n-Stufe(n) größer als der Referenzwert β ist, oder nicht. Da zu diesem Zeitpunkt ”n = 2”, bestimmt die ECU 50, ob eine Veränderung des Einlassdrucks PMegr(0) während eines vollständigen Schließens auf den Einlassdruck PMegr(2) zu dem Zeitpunkt eines geringfügigen Öffnens auf zwei Stufen größer als der Referenzwert β ist oder nicht. Wenn in Schritt 108 JA vorliegt, d. h. wenn sich der Einlassdruck PM um etwas geändert hat, wird erachtet, dass sich das Ventilelement 33 gerade bewegt hat, und die ECU 50 führt die Abarbeitung zu Schritt 109 weiter.
In Schritt 109 speichert die ECU 50 in dem Speicher die Anzahl von Motorschritten Mst(n) zu dem Zeitpunkt eines geringfügigen Öffnens um n-Stufe(n) als die Fremdkörperablagerung-Position AGRst(n), und führt die Abarbeitung zu Schritt 100 zurück. Hierbei wird die Öffnungsposition des Ventilelements 33, die erhalten wird wenn das Ventilelement 33 geringfügig geöffnet ist und sich der Einlassdruck PM geändert hat, als die Fremdkörperablagerung-Position AGRst(n) in dem Speicher gespeichert. In dieser Stufe wird die Anzahl von Motorschritten Mst(2) zu dem Zeitpunkt eines geringfügigen Öffnens um zwei Stufen, d. h. beispielsweise ”11”, in dem Speicher als die Fremdkörperablagerung-Position AGRst(2) gespeichert.
Andernfalls wird, wenn in Schritt 108 NEIN vorliegt, d. h. wenn sich der Einlassdruck PM nicht um etwas geändert hat, erachtet, dass sich das Ventilelement 33 nicht bewegt hat, und die ECU 50 bestimmt in Schritt 110, ob der vorgenannte Wert (n) größer als der Referenzwert a1 ist, oder nicht. Wenn in Schritt 110 NEIN vorliegt, führt die ECU 50 die Abarbeitung wieder zu Schritt 106 zurück.
In Schritt 106 erhöht die ECU 50 den Wert (n) in Schritten von 1. In dieser Stufe ist (n) (3).
In Schritt 107 steuert die ECU 50 nachfolgend den Schrittmotor 34 in einer gleichen Weise zu der obigen, um das AGR-Ventil 18 erneut um n-Stufe(n) zu öffnen und nimmt den Einlassdruck PMegr(n) auf, der zu diesem Zeitpunkt durch den Einlassdrucksensor 51 erfasst wird. Da in dieser Stufe ”n = 3”, öffnet die ECU 50 das AGR-Ventil 18 geringfügig um drei Stufen. In der vorliegenden Ausführungsform ist, wenn das AGR-Ventil 18 geringfügig auf eine dritte Stufe geöffnet ist, die Anzahl von Motorschritten Mst(3) zum Bespiel ”14(5 + 9)”.
In Schritt 108 bestimmt die ECU 50 nachfolgend, ob eine Veränderung von dem Einlassdruck PMegr(0) während eines vollständigen Schließens des AGR-Ventils 18 auf den Einlassdruck PMegr(n), zu dem Zeitpunkt eines geringfügigen Öffnens auf n-Stufe(n) größer als der Referenzwert β ist, oder nicht. Da zu diesem Zeitpunkt ”n = 3”, bestimmt die ECU 50, ob eine Veränderung des Einlassdrucks PMegr(0) während eines vollständigen Schließens auf den Einlassdruck PMegr(3) zu dem Zeitpunkt eines geringfügigen Öffnens um drei Stufen größer als der Referenzwert β ist, oder nicht. Wenn in Schritt 108 JA vorliegt, d. h. wenn sich der Einlassdruck PM um etwas geändert hat, wird erachtet, dass sich das Ventilelement 33 gerade bewegt hat, und die ECU 50 führt die Abarbeitung weiter zu Schritt 109.
In Schritt 109 speichert die ECU 50 die Anzahl von Motorschritten Mst(n) zu dem Zeitpunkt eines geringfügigen Öffnens um n-Stufe(n) als die Fremdkörperablagerung-Position AGRst(n) in dem Speicher, und führt die Abarbeitung zu Schritt 100 zurück. Hierbei wird die Öffnungsposition des Ventilelements 33, die erhalten wird, wenn das Ventilelement 33 geringfügig geöffnet ist und sich der Einlassdruck PM geändert hat, in dem Speicher als die Fremdkörperablagerung-Position AGRst(n) gespeichert. In dieser Stufe ist die Anzahl von Motorschritten Mst(3), zu dem Zeitpunkt eines geringfügigen Öffnens um drei Stufen, d. h. ”14” in dem Speicher als die Fremdkörperablagerung-Position AGRst(3) gespeichert.
Andernfalls wird, wenn in Schritt 108 NEIN vorliegt, d. h. wenn sich der Einlassdruck PM nicht um etwas geändert hat, es nicht erachtet, dass sich das Ventilelement 33 bewegt hat, und die ECU 50 bestimmt in Schritt 110, ob das vorher erwähnte (n) größer als der Referenzwert a1 ist, oder nicht. Wenn in Schritt 110 NEIN vorliegt, führt die ECU 50 die Abarbeitung wieder zu Schritt 106 zurück.
Andererseits bestimmt die ECU 50 in Schritt 111, dass das AGR-Ventil 18 anormal ist und führt die Abarbeitung zu Schritt 100 zurück, wenn in Schritt 110 JA vorliegt.
Hierbei wiederholt die ECU 50 die Abarbeitung in den Schritten 106 bis 110 wenn in Schritt 110 NEIN vorliegt. Dementsprechend wird die Fremdkörperablagerung-Position AGRst(n) bestimmt, um entsprechend der Anzahl von Stufen in einer stufenartigen Weise eine geringfügige oder kleine Öffnung des AGR-Ventils 18 zu vergrößern. 4 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen dieser Anzahl von Stufen von einem kleinen öffnen zu der Fremdkörperablagerung-Position AGRst(n) zeigt.
Bei der Abarbeitung der obigen Fremdkörperablagerungsbestimmung bestimmt die ECU 50 die Öffnungsposition, die erhalten wird, wenn die Öffnungsposition des Ventilelements 33 von vollständig geschlossen in einer stufenartigen Weise geringfügig erhöht wird und der durch den Einlassdrucksensor 51 erfasste Einlassdruck PM entsprechend geändert wird, und stellt die relevante Öffnungsposition als eine Kleine-Öffnung-Position ein, auf die das Ventilelement 33 von vollständig geschlossen geöffnet ist. In der obigen Weise wird die Fremdkörperablagerungsbestimmung (Xegr) zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 in dem AGR-Ventil 18 zu der erfassten Fremdkörperablagerung-Position AGRst(n) ausgeführt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel von Details der Abarbeitung der Fremdkörperbeseitigungssteuerung zeigt, die durch die ECU 50 auszuführen ist. Diese Fremdkörperbeseitigungssteuerung wird ausgeführt, um die Fremdkörper in dem AGR-Ventil 18 von einem Anhaften an dem Ventilsitz 32 oder dem Ventilelement 33 oder von einem Ablagern zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 zu entfernen.
Wenn die Abarbeitung zu dieser Routine wechselt, nimmt die ECU 50 in Schritt 200 zuerst verschiedene Motorsignale auf, die den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 darstellen.
In Schritt 201 bestimmt die ECU 50, ob der Verbrennungsmotor 1 in dem Schubabschaltungszustand ist, oder nicht. Wenn in Schritt 201 NEIN vorliegt, führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 200 zurück. Wenn andernfalls in Schritt 201 JA vorliegt, führt die ECU andernfalls die Abarbeitung zu Schritt 202 weiter.
In Schritt 202 bestimmt die ECU 50, ob der Ausführungsmerker XTGa ”1” ist oder ob der Fremdkörperbestimmungsmerker Xegr ”1” ist, oder nicht. Im Speziellen bestimmt die ECU 50, ob die Fremdkörperbeseitigungsoperation im AGR-Ventil 18 zulässig ist oder ob die Fremdkörper abgelagert sind, oder nicht. Die ECU 50 führt die Abarbeitung zu Schritt 200 zurück, wenn in Schritt 202 NEIN vorliegt, wohingegen sie die Abarbeitung zu Schritt 203 führt, wenn in Schritt 202 JA vorliegt.
In Schritt 203 bestimmt die ECU 50, ob die Fremdkörperablagerungsbestimmung abgeschlossen ist, d. h. ob die Abarbeitung in dem in 3 gezeigten, oben erklärten Ablaufdiagramm abgeschlossen ist. Wenn in Schritt 203 NEIN vorliegt, führt die ECU die Abarbeitung zu Schritt 200 zurück. Wenn in Schritt 203 JA vorliegt, führt die ECU 50 die Abarbeitung andernfalls zu Schritt 204 weiter.
In Schritt 204 steuert die ECU 50 den Schrittmotor 34, das AGR-Ventil 18 auf die zuletzt erfasste Fremdkörperablagerung-Position AGRst(n) zu öffnen. Hierbei wird bei der Abarbeitung der Fremdkörperablagerungsbestimmung die Öffnungsposition des Ventilelements 33, die erfasst wird wenn sich der Einlassdruck PM geändert hat, als die Fremdkörperablagerung-Position AGRst(n) bestimmt, und als die Kleine-Öffnung-Position des Ventilelements 33 für eine Fremdkörperbeseitigung eingestellt. Dementsprechend werden die Fremdkörperablagerung-Position AGRst(n) und die Kleine-Öffnung-Position eine geringfügig gröbere Öffnungsposition als eine Position, in der das Ventilelement 33 aktuell Fremdkörper auffängt.
In Schritt 205 öffnet die ECU 50 wie oben das AGR-Ventil 18 geringfügig, und dann, nach einem Vergehen einer vorbestimmten Zeit, führt sie die Abarbeitung zu Schritt 206 weiter. Hierbei ist zum Beispiel „0,5 Sekunden” als die vorbestimmte Zeit anwendbar.
Nachdem die vorbestimmte Zeit vergangen ist, nimmt die ECU 50 in Schritt 206, während das AGR-Ventil 18 in dem geringfügig geöffneten Zustand ist, einen durch den Einlassdrucksensor 51 erfassten Einlassdruck PMegr(α) auf.
In Schritt 207 steuert die ECU 50 danach den Schrittmotor 34, um das AGR-Ventil 18 in einer geschlossenen Position zu platzieren. In der vorliegenden Ausführungsform meint die geschlossene Position eine vollständig geschlossene Position.
Nachdem das AGR-Ventil 18 in der geschlossenen Position platziert ist, wartet die ECU 50 in Schritt 208 ein Vergehen einer vorbestimmten Zeit ab und führt dann die Abarbeitung zu Schritt 209 weiter. Hierbei ist zum Beispiel ”0,5 Sekunden” als die vorbestimmte Zeit anwendbar.
In Schritt 209 nimmt die ECU 50 einen Einlassdruck PMegr(0) auf, der durch den Einlassdrucksensor 51 erfasst wird nachdem die vorbestimmte Zeit vergangen ist, während das AGR-Ventil in der geschlossenen Position ist.
In Schritt 210 wird ein vorbestimmter Referenzwert β entsprechend dem Wert (n) berechnet. Hierbei entspricht der Wert (n) der Anzahl von Stufen eines oben erwähnten kleinen Öffnens. Die ECU 50 berechnet diesen Referenzwert β unter Bezugnahme auf ein in 6 gezeigtes Abbild. Dieses Abbild zeigt ein Verhältnis zwischen der Anzahl von Stufen (n) und dem Referenzwert β, in dem die Anzahl der Stufen (n) und der Referenzwert β in ein proportionales Verhältnis gesetzt werden.
In Schritt 211 bestimmt die ECU 50, ob ein Wert, der durch Addieren des Referenzwerts β auf den Einlassdruck PMegr(0), der erhalten wird wenn das AGR-Ventil 18 in einer geschlossenen Position platziert ist, erhalten wird, kleiner als der Einlassdruck PMegr(α) ist, der erhalten wird, wenn das AGR-Ventil 18 in einer Kleine-Öffnung-Position geringfügig geöffnet ist, oder nicht. Mit anderen Worten bestimmt die ECU 50, ob eine Veränderung von dem Einlassdruck PMegr(0) während des vollständigen Schließens auf den Einlassdruck PMegr(α) während der kleinen Öffnung größer als der Referenzwert β ist, oder nicht.
Wenn in Schritt 211 NEIN vorliegt, d. h. wenn sich der Einlassdruck PM nicht um etwas geändert hat, wird erachtet, dass sich das Ventilelement 33 nicht bewegt hat, und somit die Fremdkörper unbeseitigt verblieben sind, und somit führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 212 weiter.
In Schritt 212 zählt die ECU 50 die Anzahl von Wiederholungen (Wiederholungszählung) (m) um ”1” hoch. Nachfolgend bestimmt die ECU 50 in Schritt 213, ob die Wiederholungszählung (m) größer als ein vorbestimmter Referenzwert b1 ist, oder nicht. Dieser Referenzwert b1 bedeutet eine obere Grenze der Wiederholungszählung (m). In der vorliegenden Ausführungsform kann der Referenzwert b1 zum Beispiel auf ”30” eingestellt sein.
Wenn in Schritt 213 NEIN vorliegt, führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 204 und wiederholt die Abarbeitung in den Schritten 204 bis 213. Diese Serie von Abarbeitungen wird solange wiederholt, bis in Schritt 211 ein positives Ergebnis erhalten wird, oder wenn in Schritt 213 ein positives Ergebnis erhalten wird.
Wenn die Abarbeitungen wie oben in den Schritten 204 bis 213 wiederholt werden, wiederholt das Ventilelement 33 ein Hin- und Hergehen (Vibration) zwischen der geschlossenen Position und der Kleine-Öffnung-Position. 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die den Ventilsitz 32 und das Ventilelement 33 zeigt. Wenn das Ventilelement 33 wiederholt hin- und herbewegt wird, um, wie in 7 gezeigt, in einen Kontakt mit dem Ventilsitz 32 und davon weg bewegt zu werden, wird durch einen Spalt zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 ein unregelmäßiger Fluss erzeugt. Der unregelmäßige Fluss ist ein Fluss von AGR-Gas, der durch die Wirkung eines Unterdrucks, der in der Einlasspassage 3 während einer Motorverlangsamung auftritt, erzeugt wird. Im Speziellen enthält dieser unregelmäßige Fluss einen Fluss von dem AGR-Ventil 18 zu der Einlasspassage 3 und ferner eine alternative Erzeugung von einem Fluss von dem AGR-Ventil 18 zu der Einlasspassage 3 und von einem Fluss von dem AGR-Ventil 18 zu der Auslasspassage 5. Dies erzeugt zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 einen unregelmäßigen Hochgeschwindigkeitsfluss, einen gestörten Fluss und einen pulsierenden Fluss, die beim Wegnehmen oder Wegblasen von Fremdkörpern wirksam sind.
Wenn in Schritt 211 JA vorliegt, wird es erachtet, dass wie oben das Ventilelement 33 vibriert wurde, und somit die Fremdkörper entfernt wurden, und die ECU 50 bestimmt in Schritt 215, dass die Fremdkörper entfernt wurden (Fremdkörperbeseitigung-Bestimmung) und führt die Abarbeitung zu Schritt 200 zurück.
Wenn in Schritt 213 JA vorliegt, wird es andererseits erachtet, dass die Fremdkörper selbst nach der Abarbeitung in den Stufen 204 bis 213, die mit der erforderlichen Anzahl wiederholt werden, nicht beseitigt wurden, und somit bestimmt die ECU 50 in Schritt 214, dass das AGR-Ventil 18 anormal ist (AGR-Ventil-Anomalitätsbestimmung), und führt die Abarbeitung zu Schritt 200 zurück.
In der Abarbeitung einer oben erwähnten Fremdkörperbeseitigungssteuerung ist die ECU 50 angeordnet, den Schrittmotor 34 des AGR-Ventils 18 zu steuern, ein öffnen und Schließen des Ventilelements 33 zwischen der geschlossenen Position und einer Kleine-Öffnung-Position zu wiederholen, um die an dem Ventilsitz 32 oder dem Ventilelement 33 anhaftenden oder zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 abgelagerten Fremdkörper zu entfernen.
Die vorgenannte Fremdkörperbeseitigungssteuerung wird ausgeführt, um die Fremdkörper zu beseitigen, wenn sie in der Fremdkörperablagerungsbestimmung als in dem AGR-Ventil 18 zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement abgelagert bestimmt werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird darüber hinaus eine Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung ausgeführt. Diese Steuerung wird während eines Betriebs des Verbrennungsmotors 1 ungeachtet des Ergebnisses der Fremdkörperablagerungsbestimmung in bestimmten Zeitintervallen ausgeführt, um die Fremdkörper daran zu hindern, sich in dem AGR-Ventil 18 abzulagern.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel von den Details der Ausführungszeitbestimmung-Abarbeitung zeigt, um die Ausführungszeit der obigen Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung zu bestimmen.
Wenn die Abarbeitung zu dieser Routine wechselt, bestimmt die ECU 50 in Schritt 300 zuerst, ob die AGR eingeschaltet ist, oder nicht. Mit anderen Worten bestimmt die ECU 50, ob die AGR-Steuerung ausgeführt wird, oder nicht. Wenn in Schritt 309 NEIN vorliegt, führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 300 zurück. Wenn in Schritt 300 JA vorliegt, führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 310.
In Schritt 310 nimmt die ECU 50 basierend auf einem Erfassungssignal des Luftdurchflussmessers 54 die Einlassmenge Ga auf.
In Schritt 320 nimmt die ECU 50 nachfolgend basierend auf einem Erfassungssignal des Wassertemperatursensors 53 die Kühlwassertemperatur THW auf.
In Schritt 330 berechnet die ECU 50 basierend auf der erfassten Kühlwassertemperatur THW einen Wassertemperaturkorrekturkoeffizienten Kthw für die Einlassmenge Ga. Die ECU 50 berechnet diesen Wassertemperaturkorrekturkoeffizienten Kthw unter Bezugnahme auf in 9 gezeigte Funktionsdaten (Abbild). In 9 wird ein Verhältnis zwischen der Kühlwassertemperatur THW und dem Wassertemperaturkorrekturkoeffizienten Kthw eingestellt. In dieser Abbildung wird der Wassertemperaturkorrekturkoeffizient Kthw auf einer Seite einer niedrigeren Temperatur höher eingestellt. Dies wird in Anbetracht einer Situation bestimmt, dass, wenn die Temperatur niedriger ist, Kohlenstoff von dem AGR-Gas wahrscheinlicher ausgestoßen wird.
In Schritt 340 berechnet die ECU 50 basierend auf einem Erfassungssignal des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 55 ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F.
In Schritt 350 berechnet die ECU 50 basierend auf dem erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten Kaf für die Einlassmenge Ga. Die ECU 50 berechnet diesen Luft-Kraftstoff-Korrekturkoeffizienten Kaf unter Bezugnahme auf in 10 gezeigten Funktionsdaten (Abbild). In 10 wird ein Verhältnis zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizienten Kaf eingestellt. In diesem Abbild wird der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturkoeffizient Kaf größer eingestellt, wenn er näher an einer fetten Seite und einer mageren Seite ist. Dies wird unter Anbetracht einer Situation bestimmt, dass Kohlenstoff von AGR-Gas wahrscheinlicher ausgestoßen wird, wenn es näher an der fetten und der mageren Seite ist.
In Schritt 360 berechnet die ECU 50 die akkumulierte Einlassmenge TGa. Die ECU 50 berechnet eine neue Einlassmenge TGa durch Addieren eines Ergebnisses, das durch Multiplizieren einer derzeitig gefundenen Einlassmenge Ga mit jedem der Korrekturkoeffizienten Kthw und Kaf erhalten wird, zu einer vorangehend gefundenen akkumulierten Einlassmenge TGa(i).
Danach bestimmt die ECU 50 in Schritt 370, ob die neu gefundene akkumulierte Einlassmenge TGa größer als ein vorbestimmter Referenzwert A1 ist, oder nicht. Dieser Referenzwert A1 entspricht der Zeit, bei der, nachdem die AGR eingeschaltet ist, Fremdkörper, wie etwa Kohlenstoff, immer wahrscheinlicher an dem Ventilsitz 32 des Ventilelements 33 in dem AGR-Ventil 18 anhaften. Wenn in Schritt 370 NEIN vorliegt, führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 300 zurück. Wenn in Schritt 370 JA vorliegt, führt die ECU 50 die Abarbeitung andernfalls zu Schritt 380.
In Schritt 380 schaltet die ECU den Ausführungsmerker XTGa der Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung des AGR-Ventils 18 ein, d. h. setzt diesen Merker auf ”1” und führt dann die Abarbeitung zu Schritt 300 zurück.
In der obigen Ausführungszeitbestimmung-Abarbeitung setzt die ECU 50 den Ausführungsmerker XTGa auf ”1”, um die Fremdkörperbeseitigungssteuerung oder Fremdkörperablagerungsbestimmung zu ermöglichen, wenn, nachdem die ECU 50 eine Steuerung des AGR-Ventils 18 zur Ausführung der AGR-Steuerung beginnt, der durch den Luftdurchflussmesser 54 gemessene akkumulierte Wert TGa der Einlassmenge Ga den vorbestimmten Referenzwert A1 überschreitet. Wenn der akkumulierte Wert TGa der Einlassmenge Ga den Referenzwert A1 nicht überschreitet, setzt die ECU 50 den Ausführungsmerker XTGa auf ”0”, um die Fremdkörperbeseitigungssteuerung oder Fremdkörperablagerungsbestimmung zu verhindern. Darüber hinaus korrigiert die ECU 50. die Einlassmenge Ga entsprechend der durch den Wassertemperatursensor 53 erfassten Kühlwassertemperatur THW, d. h. dem Temperaturzustand des Verbrennungsmotors 1, wenn der akkumulierte Wert der Einlassmenge Ga zu berechnen ist, und korrigiert dann den akkumulierten Wert entsprechend der Einlassmenge Ga.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel von Details der Abarbeitung einer Fremdkörperablagerungsverhinderungssteuerung zeigt, die durch die ECU 50 auszuführen ist.
Wenn die Abarbeitung zu dieser Routine fortschreitet, nimmt die ECU 50 in Schritt 400 zuerst verschiedene Motorsignale, die den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 darstellen, auf.
In Schritt 410 bestimmt die ECU 50, ob der Verbrennungsmotor 1 in dem Schubabschaltungszustand ist, oder nicht. Wenn in Schritt 410 NEIN vorliegt, führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 400 zurück. Wenn in Schritt 410 JA vorliegt, führt die ECU 50 die Abarbeitung andernfalls zu Schritt 420 weiter.
In Schritt 420 bestimmt die ECU 50 dann, ob der Ausführungsmerker XTGa ”1” ist, oder nicht. Wenn in Schritt 420 NEIN vorliegt, führt die ECU 50, unter der Annahme, dass es nicht die Ausführungszeit für die Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung ist, die Abarbeitung zu Schritt 400 weiter. Wenn in Schritt 420 JA vorliegt, führt die ECU 50, unter der Annahme, dass es die Ausführungszeit derselben ist, die Abarbeitung zu Schritt 430 weiter.
In Schritt 430 steuert die ECU 50 den Schrittmotor 34, das AGR-Ventil 18 geringfügig zu öffnen. Die Kleine-Öffnung-Position für eine kleine Ventilöffnung kann auf die in der Fremdkörperablagerungsbestimmung-Abarbeitung berechneten Fremdkörperablagerung-Position AGRst(n) oder jegliche beliebige vorangehend eingestellte Kleine-Öffnung-Position eingestellt werden. Zum Beispiel kann diese beliebige Kleine-Öffnung-Position auf ”11(5 + 6)” eingestellt werden, was die Anzahl von Motorschritten Mst(2) ist, die erhalten wird, wenn das AGR-Ventil 18 von der vollständig geschlossenen Position geringfügig um zwei Stufen geöffnet ist.
Nachfolgend wartet die ECU 50 nach einer feinen Ventilöffnung in Schritt 440 auf ein Ablaufen einer vorbestimmten Zeit und führt dann die Abarbeitung zu Schritt 450 weiter. Diese vorbestimmte Zeit kann zum Beispiel auf 0,5 Sekunden eingestellt sein.
In Schritt 450 steuert die ECU 50 den Schrittmotor 34, um das AGR-Ventil 18 in einer geschlossenen Position zu platzieren. In der vorliegenden Ausführungsform bedeutet die geschlossene Position eine vollständig geschlossene Position.
In Schritt 460 wartet die ECU 50 auf ein Ablaufen einer vorbestimmten Zeit nach einem Schließen in die geschlossene Position und führt dann die Abarbeitung zu Schritt 470 weiter. Diese vorbestimmte Zeit kann zum Beispiel auf 0,5 Sekunden eingestellt sein.
In Schritt 470 setzt die Steuerung 50 den Wiederholungszähler (m) um 1 hoch. Nachfolgend bestimmt die ECU 50 in Schritt 480, ob der Wiederholungszähler (m) größer als ein vorbestimmter Referenzwert c1 ist, oder nicht. Der Referenzwert c1 kann zum Beispiel auf ”20” eingestellt sein. Wenn in Schritt 480 NEIN vorliegt, führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 430 zurück, um die Abarbeitungen in den Schritten 430 bis 480 zu wiederholen. Wenn in Schritt 480 JA vorliegt, führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 490 weiter.
Hierbei werden die Abarbeitungen in den Schritten 430 bis 480 wiederholt, und dabei wird es, wie in 7 gezeigt, dem Ventilelement 33 ermöglicht, ein Hin- und Hergehen zwischen der geschlossenen Position und der Kleine-Ventilöffnung-Position zu wiederholen (Vibration). Dies erzeugt einen unregelmäßigen Hochgeschwindigkeitsfluss, gestörten Fluss und einen pulsierenden Fluss zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33, die beim Wegnehmen oder Wegblasen von Fremdkörpern wirksam sind.
Andernfalls setzt in Schritt 490 die ECU 50 den Ausführungsmerker XTGa auf 0 und führt die Abarbeitung zu Schritt 400 zurück.
In der vorgenannten Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung steuert die ECU 50 den Schrittmotor 34, es dem Ventilelement 33 zu ermöglichen, sich zwischen der geschlossenen Position und der Kleine-Öffnung-Position wiederholt zu öffnen und zu schließen, um Fremdkörper daran zu hindern, an dem Ventilsitz 32 oder dem Ventilelement 33 anzuhaften oder sich zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 abzulagern.
Gemäß der Abgasrückführeinrichtung für einen Verbrennungsmotor in der oben erklärten Ausführungsform wird der Unterdruck in der Einlasspassage 3 während einer Verlangsamung des Verbrennungsmotors 1 erzeugt, und dieser Unterdruck wirkt auf die AGR-Passage 17. Zu diesem Zeitpunkt führt die ECU 50 die Fremdkörperbeseitigungssteuerung aus, um das AGR-Ventil 18 zu steuern, es dem Ventilelement 33 zu ermöglichen, sich zwischen der geschlossenen Position (der vollständig geschlossenen Position) und der Kleine-Öffnung-Position wiederholt zu öffnen und zu schließen. Dementsprechend werden in dem AGR-Ventil 18 zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 ein unregelmäßiger Hochgeschwindigkeitsfluss, ein gestörter Fluss und ein pulsierender Fluss erzeugt, die beim Wegnehmen oder Wegblasen von Fremdkörpern wirksam sind. Dieser Fluss wirkt auf die Fremdkörper, die auf dem Ventilsitz 32 oder dem Ventilelement 33 anhaften oder sich zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 abgelagert haben. Folglich können die in dem AGR-Ventil 18 zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 anhaftenden oder zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 abgelagerten Fremdkörper durch den unregelmäßigen Fluss oder dergleichen von dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 weggenommen oder weggeblasen werden. Somit werden Fremdkörper zuverlässig entfernt. Die obigen Operationen und Wirkungen können selbst in dem Fall einer Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung in gleicher Weise erhalten werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das Ventilelement 33 des AGR-Ventils 18 während einer Schubabschaltung des Verbrennungsmotors 1 wiederholt auf die Kleine-Öffnung-Position geöffnet und geschlossen, um die Fremdkörper von dem Ventilsitz 32 oder dem Ventilelement 33 zu entfernen. Somit ist das Drosselventil 21 während einer Verlangsamung geschlossen, und veranlasst, dass der Unterdruck in dem Ausgleichstank 3a sicher erzeugt wird, und dieser Unterdruck wird auf die AGR-Passage 17 und das AGR-Ventil 18 wirken. Dies kann einen Hochgeschwindigkeitsfluss von AGR-Gas in einem feinen Spalt zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 erzeugen. Dementsprechend können ein unregelmäßiger Fluss, ein gestörter Fluss oder ein pulsierender Fluss in dem kleinen Spiel zuverlässig erzeugt werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird darüber hinaus, während das AGR-Gas von dem AGR-Ventil 18 zu der Einlasspassage 3 strömt, die Kraftstoffversorgung zu dem Verbrennungsmotor 1 abgeschaltet, so dass in dem Brennraum 16 kein Kraftstoff verbrennt. Somit ändert sich oder schwankt eine Verbrennungsbedingung in dem Brennraum 16 nicht, selbst wenn AGR-Gas durch die Einlasspassage 3 in den Brennraum 16 strömt. Dies kann eine Veränderung in dem Betrieb des Verbrennungsmotors 1 oder eine Störung eines Abgases während der Fremdkörperbeseitigungssteuerung oder Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung verhindern.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Einlassdruck PM in der Einlasspassage 3 (dem Ausgleichstank 3a) stromabwärts von einer Position, in der das Abgas von der AGR-Passage 17 in die Einlasspassage 3 strömt, durch den Einlassdrucksensor 51 erfasst. Dementsprechend wird der durch öffnen und Schließen des Ventilelements 33 des AGR-Ventils 18 beeinflusste Einlassdruck PM durch den Einlassdrucksensor 51 erfasst. Hierbei wird die Öffnungsposition des Ventilelements 33 nicht geändert, und somit bleibt der durch den Einlassdrucksensor 51 erfasste Einlassdruck PM während die Fremdkörper zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 abgelagert oder gefangen werden unverändert, selbst wenn die ECU 50 den Schrittmotor 34 antreibt, die Öffnungsposition des Ventilelements 33 von der vollständig geschlossenen Position in einer stufenartigen Weise für die Fremdkörperablagerungsbestimmung-Abarbeitung geringfügig zu vergrößern. Wenn die Öffnungsposition des Ventilelements 33 danach vergrößert wird, wobei die abgelagerten Fremdkörper freigelassen werden, wird die Öffnungsposition des Ventilelements 33 aktuell geändert, und somit wird der durch den Einlassdrucksensor 51 erfasste Einlassdruck PM geändert. Die Öffnungsposition des Ventilelements 33 zu dem Zeitpunkt, in dem der Einlassdruck PM verändert wird, wird als die Fremdkörperablagerung-Position AGRst(n) bestimmt, und als die Kleine-Öffnung-Position zum Entfernen von Fremdkörpern eingestellt. Jedoch sind sie geringfügig größer als die Position des Ventilelements 33, in der das Ventilelement 33 aktuell die Fremdkörper fängt. Daher ist es möglich, die Fremdkörper daran zu hindern, sich zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 sich abzulagern, wenn das Ventil 33 wiederholt auf die Kleine-Öffnung-Position geöffnet und geschlossen wird, um dabei ein Entfernen der Fremdkörper von dem Ventilsitz 32 oder dem Ventilelement 33 zu veranlassen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das AGR-Ventil 18 für die AGR-Steuerung durch die ECU gesteuert, um die AGR-Durchflussrate in der AGR-Passage 17 zu regulieren. Hierbei wird, nachdem die ECU 50 eine Steuerung des AGR-Ventils 18 beginnt, wenn der akkumulierte Wert der durch das Luftdurchflussmessgerät 54 gemessenen Einlassmenge Ga, d. h. die akkumulierte Einlassmenge TGa, den vorbestimmten Referenzwert A1 überschreitet, es der ECU 50 ermöglicht, die Fremdkörperbeseitigungssteuerung, Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung oder Fremdkörperablagerungsbestimmung-Abarbeitung auszuführen, und die ECU 50 setzt den Ausführungsmerker XTGa auf ”1”. Andererseits wird die ECU 50 daran gehindert, die Fremdkörperbeseitigungssteuerung, Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung oder Fremdkörperablagerungsbestimmung-Abarbeitung auszuführen, wenn die akkumulierte Einlassmenge TGa den Referenzwert A1 nicht überschreitet, und die ECU 50 stellt den Ausführungsmerker XTGa auf ”0”. Dementsprechend wird in einem Zeitintervall, das als eine Periode, in der die akkumulierte Einlassmenge TGa den Referenzwert A1 erreicht definiert wird, die Fremdkörperbeseitigungssteuerung, Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung oder Fremdkörperablagerungsbestimmung-Abarbeitung wiederholt. Somit können die Fremdkörperbeseitigungssteuerung, Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung oder Fremdkörperablagerungsbestimmung-Abarbeitung in einem geeigneten Zeitintervall ausgeführt werden, so dass normale Öffnungs- und Schließoperationen des Ventilelements 33 des AGR-Ventils 18 sichergestellt werden können.
In der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn die akkumulierte Einlassmenge TGa in der Ausführungszeitbestimmung-Abarbeitung durch die ECU 50 bestimmt wird, die akkumulierte Einlassmenge TGa entsprechend der Kühlwassertemperatur THW des Verbrennungsmotors 1 korrigiert. Somit wird der Grad eines Ablagerns von Fremdkörpern an dem Ventilsitz 32 oder dem Ventilelement 33, der entsprechend der Kühlwassertemperatur THW, d. h. dem Temperaturzustand des Verbrennungsmotors 1, unterschiedlich ist, in dem Intervall eines Wiederholens der Fremdkörperbeseitigungssteuerung, Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung, oder Fremdkörperablagerungsbestimmung-Abarbeitung widergespiegelt. Insbesondere unterscheidet sich der Anhaftungsgrad an den Ventilsitz 32 oder Ventilelement 33 von Kohlenstoff in dem Abgas entsprechend dem Temperaturzustand des Verbrennungsmotors 1. Somit kann das Wiederholintervall der Fremdkörperbeseitigungssteuerung, Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung oder Fremdkörperablagerungsbestimmung-Abarbeitung entsprechend dem Anhaftungsgrad von Fremdkörpern an dem Ventilsitz 32 oder dem Ventilelement 33 verändert werden. Bei einer niedrigen Temperatur, bei der sich Fremdkörper wahrscheinlich ablagern, kann das Wiederholintervall der Abarbeitung verkürzt werden.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform einer Abgasrückführeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
In der folgenden Erläuterung werden gleiche oder identische Teile zu denen in der ersten Ausführungsform mit denselben Referenzzeichen versehen wie diese in der ersten Ausführungsform. Die folgende Erläuterung ist somit auf Unterschiede zu der ersten Ausführungsform fokussiert.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in den Details der Fremdkörperablagerungsverhinderung-Abarbeitung. 12 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel von den Details der Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung-Abarbeitung, die durch die ECU 50 auszuführen ist, zeigt.
Das in 12 gezeigte Ablaufdiagramm unterscheidet sich von dem in 11 gezeigten Ablaufdiagramm in den Details der Abarbeitung in den Schritten 455 und 500. Der Schritt 455 in dem Ablaufdiagramm in 12 entspricht dem Schritt 450 in dem Ablaufdiagramm in 11. Die Details einer Abarbeitung in 12 in anderen Schritten 400 bis 440 und 460 bis 490 sind dieselben wie diese in dem Ablaufdiagramm in 11.
Wie in 12 gezeigt schließt die ECU 50 in dem Schritt 455, der dem Schritt 440 folgt, das AGR-Ventil 18 auf eine Sehrkleine-Öffnung-Position, die nahe einer vollständig geschlossenen Position ist. Diese Sehr-kleine-Öffnung-Position nahe der vollständig geschlossenen Position ist in der vorliegenden Ausführungsform als eine geschlossene Position definiert. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Anzahl von Motorschritten Mst(0) während eines vollständigen Schließens des AGR-Ventils 18 angenommen, zum Beispiel ”5” zu sein, die Sehr-kleine-Öffnung-Position nahe der vollständig geschlossenen Position kann auf ”8(5 + 3)” eingestellt sein, was die Anzahl von Motorschritten Mst(1) ist, die bestimmt werden, wenn das AGR-Ventil 18 zuerst geringfügig um eine erste Stufe geöffnet wird. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Öffnungsposition des AGR-Ventils 18, wenn es in Schritt 430 gemäß der obigen Sehrkleine-Öffnung-Position nahe der vollständig geschlossenen Position geringfügig geöffnet ist, auf ”14(= 5 + 9)” eingestellt werden, was die Anzahl von Motorschritten Mst(3) ist, die bestimmt werden, wenn das AGR-Ventil 18 von vollständig geschlossen um drei Stufen geringfügig geöffnet wird.
Wie in 12 gezeigt, platziert die ECU 50 in Schritt 500, der dem Schritt 490 folgt, das AGR-Ventil 18 in der geschlossenen Position und führt die Abarbeitung zu Schritt 400 zurück.
In diesem Fall kann die ECU 50 die Anzahl von Motorschritten Mst(0) des Schrittmotors 34 des AGR-Ventils 18 zum Beispiel auf ”5” einstellen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird daher in der Fremdkörperablagerungsverhinderung-Steuerung-Abarbeitung, wenn die ECU 50 das Ventilelement 33 dazu veranlasst, sich wiederholt zwischen der geschlossenen Position und der Kleine-Öffnung-Position zu öffnen und zu schließen, das Ventilelement 33 unter der Bedingung geschlossen, dass die Sehr-kleine-Öffnung-Position nahe der vollständig geschlossenen Position als die geschlossene Position eingestellt ist. Somit berührt das Ventilelement 33 den Ventilsitz 32 nicht oder kollidiert nicht damit, selbst wenn das Ventilelement 33 wiederholt geöffnet und geschlossen wird. In der obigen Steuerung, in der das Ventilelement 33 wiederholt geöffnet und geschlossen wird, ist es daher möglich, die von dem Ventilsitz 32 des Ventilelements 33 getrennten Fremdkörper daran zu hindern, sich wieder zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 abzulagern. Dies kann ein Erzeugen eines Kollisionsgeräuschs zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Ventilelement 33 verhindern.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform, die eine Abgasrückführeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung verkörpert, wird nachstehend im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
13 ist eine Ansicht einer schematischen Konfiguration, die ein mit einem Lader ausgestattetes Motorsystem zeigt, das eine AGR-Einrichtung in dieser Ausführungsform enthält. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und zweiten Ausführungsform in der wie in 13 gezeigten Anordnung der AGR-Einrichtung. In der vorliegenden Ausführungsform ist die AGR-Passage 17 speziell an ihrem Einlass 17b mit der Auslasspassage 5 stromabwärts von dem Katalysator 15 und an ihrem Auslass 17a mit der Einlasspassage 3 stromaufwärts von dem Kompressor 8 des Laders 7 verbunden. Andere Konfigurationen sind identisch mit denen in jeder der obigen Ausführungsformen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wirkt der aus dem aufgeladenen Einlassdruck resultierende Unterdruck durch die Einlasspassage 3 stromaufwärts von dem Kompressors 8 auf den Auslass 17a der AGR-Passage 17, während der Verbrennungsmotor 1 betrieben wird, und auch das AGR-Ventil 18 ist während des Betriebs des Laders 7 geöffnet. Somit wird ein Teil vom Abgas, das in der Auslasspassage 5 stromabwärts von dem Katalysator 15 strömt, über die AGR-Passage 17, den AGR-Kühler 20 und das AGR-Ventil 18 in die Einlasspassage 3 gesaugt. Hierbei wirkt der Katalysator 15 selbst in einem hoch aufgeladenen Bereich als ein Widerstand auf der stromabwärtigen Seite des Katalysators 15 und reduziert dabei einen Gasdruck auf einen bestimmen Grad. Dementsprechend kann AGR durch Veranlassen des sich aus dem aufgeladenen Einlassdruck ergebenden Unterdrucks, auf die AGR-Passage 17 zu wirken, bis zu dem hoch aufgeladenen Bereich ausgeführt werden. Da ein Teil des durch den Katalysator 15 gereinigten Abgases in die AGR-Passage 17 eingeführt wird, kann, verglichen mit der ersten Ausführungsform, die vorliegende Ausführungsform den AGR-Katalysator 19 aus der AGR-Passage 17 weglassen. Die anderen Operationen und Wirkungen in der vorliegenden Ausführungsform sind dieselben wie jene in den obigen Ausführungsformen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf jede der obigen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in anderen spezifischen Formen verkörpert werden, ohne sich von den wesentlichen Charakteristika davon zu entfernen.
Jede der obigen Ausführungsformen wendet die AGR-Einrichtung der Erfindung auf den mit dem Lader 7 ausgestatteten Verbrennungsmotor 1 an. Alternativ kann die AGR-Einrichtung der Erfindung auf einen Motor angewendet werden, der nicht mit einem Lader ausgestattet ist.
In jeder der obigen Ausführungsformen wird der Schrittmotor 34 als ein Aktor verwendet, der das AGR-Ventil 18 erzeugt. Als eine Alternative kann ein anderer Motor als ein Schrittmotor verwendet werden.
Während die vorliegend bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist es so zu verstehen, dass diese Offenbarung zum Zweck einer Verdeutlichung ist, und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen ausgeführt werden können, ohne sich von dem Bereich der Erfindung, wie in den angehängten Ansprüchen erläutert, zu entfernen.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung ist in einem Benzinmotor oder einem Dieselmotor für ein Fahrzeug verwendbar.
Bezugszeichenliste

1: Verbrennungsmotor
2: Einlassöffnung
3: Einlasspassage
3a: Ausgleichstank
4: Auslassöffnung
5: Auslasspassage
16: Brennraum
17: AGR-Passage
17a: Auslass
17b: Einlass
18: AGR-Ventil
32: Ventilsitz
33: Ventilelement
34: Schrittmotor
50: ECU
51: Einlassdrucksensor
53: Wassertemperatursensor
54: Luftdurchflussmesser
55: Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor
PM: Einlassdruck
THW: Kühlwassertemperatur
Ga: Einlassdurchflussrate
TGa: akkumulierte Einlassmenge
A/F: Luft-Kraftstoff-Verhältnis
A1: vorbestimmter Wert
AGRst(n): Fremdkörperablagerung-Position in der n-ten Stufe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

JP 2003-56411 A [0007]
JP 2011-252482 A [0030]

Claims

Abgasrückführeinrichtung für einen Verbrennungsmotor, aufweisend: eine Abgasrückführpassage (17), um es einem Teil eines von einem Brennraum (16) eines Verbrennungsmotors (1) zu einer Auslasspassage (5) ausgestoßenen Abgases zu ermöglichen, in eine Einlasspassage (3) zu strömen und zurück zu dem Brennraum (16) rückgeführt zu werden; und ein Abgasrückführventil (18), das in der Abgasrückführpassage (17) vorgesehen ist, um eine Auslassströmungsrate in der Abgasrückführpassage (17) zu regulieren, wobei das Abgasrückführventil (18) einen Ventilsitz (32), ein Ventilelement (33), das vorgesehen ist, auf dem Ventilsitz (32) aufsitzbar zu sein, und einen Aktor (34) enthält, um das Ventilelement (33) anzutreiben, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ferner ein Fremdkörperbeseitigungssteuerungsmittel (50) zum Steuern des Abgasrückführventils (18) enthält, um das Ventilelement (33) zwischen einer geschlossenen Position und einer Kleine-Öffnung-Position wiederholt zu öffnen und zu schließen, um an dem Ventilsitz (32) oder dem Ventilelement (33) festhaftende Fremdkörper zu entfernen.
Abgasrückführeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, ferner ein Kraftstoffversorgungsmittel (25) zum Versorgen des Verbrennungsmotors (1) mit Kraftstoff aufweisend, wobei das Fremdkörperbeseitigungssteuerungsmittel (50) konfiguriert ist, das Abgasrückführventil (18) zu steuern wenn der Verbrennungsmotor (1) verlangsamt wird und eine Kraftstoffversorgung zu dem Verbrennungsmotor (1) durch das Kraftstoffversorgungsmittel (50) abgeschnitten ist.
Abgasrückführeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die geschlossene Position eine Sehrkleine-Öffnung-Position nahe einer vollständig geschlossenen Position ist.
Abgasrückführeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: ein Einlassdruckerfassungsmittel (51) zum Erfassen eines Einlassdrucks in der Einlasspassage (3) stromabwärts von einer Position, in der Abgas von der Abgasrückführpassage (17) zu der Einlasspassage (3) strömt; und ein Fremdkörperablagerungsbestimmungsmittel (51) zum Vergrößern einer Öffnungsposition des Ventilelements (33) von der geschlossenen Position in einer stufenartigen Weise, und zum Bestimmen einer Öffnungsposition, die erfasst wird, wenn sich der durch das Einlassdruckerfassungsmittel (51) erfasste Einlassdruck entsprechend der vergrößerten Öffnungsposition verändert, als eine Fremdkörperablagerung-Position, und Einstellen der bestimmten Öffnungsposition als die Kleine-Öffnung-Position.
Abgasrückführeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 4, ferner aufweisend: ein Abgasrückführsteuerungsmittel (51) zum Steuern des Abgasrückführventils (18) entsprechend einer Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors (1), um die Auslassströmungsrate zu regulieren; ein Einlassmengenmessmittel (54); das angeordnet ist, eine Einlassmenge von Luft, der ermöglicht wird, in die Einlasspassage (3) zu strömen, zu messen; und ein Abarbeitungsspezifizierungsmittel (50), das angeordnet ist, um, nachdem das Abgasrückführsteuerungsmittel (50) eine Steuerung des Abgasrückführventils (18) startet, eine Steuerung des Fremdkörperbeseitigungssteuerungsmittel (50) zu ermöglichen, wenn ein akkumulierter Wert der durch das Einlassmengenmessmittel (54) gemessenen Einlassmenge einen vorbestimmten Referenzwert überschreitet, aber die Steuerung des Fremdkörperbeseitigungssteuerungsmittels (50) zu verhindern, wenn der akkumulierte Wert des Einlassmenge geringer als der Referenzwert ist.
Abgasrückführeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 4, ferner aufweisend: ein Abgasrückführsteuerungsmittel (51) zum Steuern des Abgasrückführventils (18) entsprechend einer Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors (1), um die Auslassströmungsrate zu regulieren; ein Einlassmengenmessmittel (54), das angeordnet ist, eine Einlassmenge von Luft, der es ermöglicht wird, in die Einlasspassage (3) zu strömen, zu messen; und ein Abarbeitungsspezifizierungsmittel (50), das angeordnet ist, um, nachdem das Abgasrückführsteuerungsmittel (50) eine Steuerung des Abgasrückführventils (18) startet, eine Bestimmung des Fremdkörperablagerungsbestimmungsmittels (50) zu ermöglichen, wenn ein akkumulierter Wert der durch das Einlassmengenmessmittel (54) gemessenen Einlassmenge einen vorbestimmten Referenzwert überschreitet, aber die Bestimmung des Fremdkörperablagerungsbestimmungsmittels (50) zu verhindern, wenn der akkumulierte Wert der Einlassmenge geringer als der Referenzwert ist.
Abgasrückführeinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 5 oder 6, ferner ein Temperaturzustanderfassungsmittel (53) aufweisen, das angeordnet ist, einen Temperaturzustand des Verbrennungsmotors (1) zu erfassen, wobei das Abarbeitungsspezifizierungsmittel (50) einen akkumulierten Wert der Einlassmenge entsprechend dem durch das Temperaturzustanderfassungsmittel (53) erfassten Temperaturzustand korrigiert.