DE102013212993A1

DE102013212993A1 - Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102013212993A1
Application number: DE102013212993.9A
Authority: DE
Inventors: Yosuke Kosaka; Koichiro Shinozaki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2014-01-09
Also published as: US10677201B2; JP2014013024A; US20140007854A1; JP5844225B2

Abstract

Eine Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor, die auch dann, wenn eine Ventil-Zeiteinstellung von wenigstens einem von einem Einlassventil und einem Auslassventil geändert wird, dazu in der Lage ist, eine Interne-AGR-Menge in geeigneter und einfacher Weise zu berechnen, entsprechend der Änderung in der Ventit-Zeiteinstellung, und wobei die Berechnungsgenauigkeit der Interne-AGR-Menge vergrößert wird. Die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung umfasst eine ECU. Die ECU berechnet eine Menge von verbrannten Gasen, in einem Zylinder verbleiben, wenn die Ventil-Zeiteinstellung eine vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung ist, als eine Referenz-Interne-AGR-Menge. Die ECU berechnet eine Änderung in der Menge von verbrannten Gasen, die in den oder aus dem Zylinder strömen, in Bezug auf die Menge von verbrannten Gasen, die in den oder aus dem Zylinder strömen, wenn die Ventil-Zeiteinstellung die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung ist, als einen Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrag. Dann berechnet die ECU die Interne-AGR-Menge, indem der Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrag zu der Referenz-Interne-AGR-Menge addiert wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor, um eine Interne-AGR-Menge von dem Motor zu berechnen.
Beschreibung des Standes der Technik
Üblicherweise ist eine Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor bekannt, wie sie aus der (ungeprüften) japanischen Patentanmeldung-Offenlegungsschrift mit der Nummer JP 2004251182 A bekannt ist. Bei dieser Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung wird eine Interne-AGR-Menge (interne Abgasrückführungsmenge) berechnet, indem die Menge von zurück geleiteten Gasen zu der Menge von übrig gebliebenen verbrannten Gasen addiert wird.
Die Menge der übrig gebliebenen verbrannten Gase stellt die Menge von verbrannten Gasen dar, die in einem Zylinder verbleiben, und sie wird insbesondere unter Verwendung einer Zylinderkapazität und dergleichen durch die Gas-Zustandsgleichung berechnet.
Weiterhin stellt die Menge von zurück geleiteten Gasen die Menge von verbrannten Gasen dar, die in den Zylinder zurück geleitet werden, nachdem die verbrannten Gase aus einer Auslassleitung in eine Einlassleitung strömen, aufgrund einer Druckdifferenz zwischen der Einlassleitung und der Auslassleitung, während einer Ventilüberschneidungsdauer. Die Menge von zurück geleiteten Gasen wird unter Verwendung der Düsengleichung berechnet, indem ein Pfad, durch welchen verbrannte Gase strömen, als eine Düse betrachtet wird.
Die Düsengleichung umfasst einen Zeit-Integralwert Σ (μA) einer effektiven Öffnungsfläche. Dieser Zeit-Integralwert Σ (μA) der wirksamen Öffnungsfläche wird berechnet, indem insbesondere ein Kurbelwinkel-Integralwert f1(OL) berechnet wird, indem die wirksame Öffnungsfläche in Bezug auf den Kurbelwinkel integriert wird, und indem der Kurbelwinkel-Integralwert f1(OL) durch eine Drehzahl NE des Motors dividiert wird.
Im Allgemeinen wird im Fall des Motors dann, wenn die Ventil-Zeiteinstellung von einem Einlassventil oder/und einem Auslassventil davon geändert wird, die Menge von Gasen geändert, die während der Ventilöffnungsdauern von dem Einlassventil und dem Auslassventil in den oder aus dem Zylinder strömen (nachfolgend bezeichnet als die ”Zylinder Gas-Zufluss/Abfluss-Menge”). Andererseits berücksichtigt die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung, die in der (ungeprüften) japanischen Patentanmeldung-Offenlegungsschrift mit der Nummer JP 2004251182 A offenbart ist, nur die Menge von Gasen, die während der Ventilüberschneidungsdauer in den Zylinder zurück geleitet werden, ohne eine Änderung in der Zylinder-Gas-Zufluss/Abfluss-Menge zu berücksichtigen, die durch solch eine Änderung in der Ventil-Zeiteinstellung bewirkt wird. Wenn daher die Zylinder-Gas-Zufluss/Abfluss-Menge durch eine Änderung in der Ventil-Zeiteinstellung geändert wird, ist die Berechnungsgenauigkeit der Interne-AGR-Menge manchmal um die Änderung in der Zylinder-Gas-Zufluss/Abfluss-Menge reduziert. Zusätzlich dazu umfasst eine Gleichung zur Berechnung der Menge der zurück geleiteten Gase den Zeit-Integralwert Σ (μA) der effektiven Öffnungsfläche, und daher ist es notwendig, wenn der Zeit-Integralwert Σ (μA) berechnet wird, die effektive Öffnungsfläche in Bezug auf den Kurbelwinkel zu integrieren, was einen Berechnungsaufwand vergrößert.
Übersicht über die Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, die auch dann, wenn eine Ventil-Zeiteinstellung von einem Einlassventil oder/und einem Auslassventil geändert wird, dazu in der Lage ist, eine Interne-AGR-Menge in geeigneter und einfacher Weise entsprechend der Änderung in der Ventil-Zeiteinstellung zu berechnen, wodurch es ermöglicht wird, die Berechnungsgenauigkeit der Interne-AGR-Menge zu verbessern.
Um die obige Aufgabe zu lösen stellt die vorliegende Erfindung eine Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor bereit, der eine Interne-AGR-Menge ändert, die eine Menge von verbrannten Gasen ist, welche in einem Zylinder verbleiben, indem eine Ventil-Zeiteinstellung von einem Einlassventil oder/und einem Auslassventil geändert wird, umfassend ein Ventil-Zeiteinstellung-Beschaffungsmittel, um die Ventil-Zeiteinstellung zu erhalten, ein Referenz-Zylinder-Gasmenge-Berechnungsmittel, um eine Referenz-Zylinder-Gasmenge zu berechnen, die eine Menge von verbrannten Gasen ist, die in dem Zylinder verbleiben, wenn die Ventil-Zeiteinstellung auf eine vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, ein Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel, um einen Änderungsbetrag in einer Menge von in den oder aus dem Zylinder strömenden verbrannten Gasen während Ventilöffnungsdauern von dem Einlassventil und dem Auslassventil zu berechnen, in Bezug auf eine Menge von in den oder aus dem Zylinder strömenden verbrannten Gasen, wenn die Ventil-Zeiteinstellung auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, als einen Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag, entsprechend der Ventil-Zeiteinstellung, und ein Interne-AGR-Menge-Berechnungsmittel, um die Interne-AGR-Menge auf Basis von der Referenz-Zylinder-Gasmenge und dem Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag zu berechnen.
Mit der Konfiguration von dieser Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung wird die Interne-AGR-Menge auf Basis von der Referenz-Zylinder-Gasmenge und dem Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag berechnet. In diesem Fall wird der Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag als ein Änderungsbetrag in der Menge von verbrannten Gasen berechnet, die während Ventilöffnungsdauern von dem Einlassventil und dem Auslassventil in den oder aus dem Zylinder strömen, in Bezug auf die Menge von verbrannten Gasen, die in den oder aus dem Zylinder strömen, wenn die Ventil-Zeiteinstellung auf eine vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, entsprechend der Ventil-Zeiteinstellung. Andererseits ist die Referenz-Zylinder-Gasmenge eine Menge von verbrannten Gasen, die in dem Zylinder verbleiben, wenn die Ventil-Zeiteinstellung auf eine vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist. Indem die Interne-AGR-Menge auf Basis von dieser Referenz-Zylinder-Gasmenge und dem oben erwähnten Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag berechnet wird, ist es daher möglich, die Interne-AGR-Menge in geeigneter und genauer Weise zu berechnen, während bewirkt wird, dass eine Änderung in der Menge von in den oder aus dem Zylinder strömenden verbrannten Gasen, die durch eine Änderung in der Ventil-Zeiteinstellung bewirkt wird, sich darin widerspiegelt. Dies macht es möglich, die Berechnungsgenauigkeit von der Interne-AGR-Menge zu verbessern.
Bevorzugt umfasst die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung weiter ein Abgastemperatur-Beschaffungsmittel, um eine Abgastemperatur zu erhalten, die eine Temperatur von Abgasen in einer Auslassleitung des Motors ist, ein Abgasdruck-Beschaffungsmittel, um einen Abgasdruck zu erhalten, der ein Druck von Abgasen in der Auslassleitung des Motors ist, und ein Referenz-Zylinderkapazität-Beschaffungsmittel, um eine Referenz-Zylinderkapazität zu erhalten, die eine Kapazität von dem Zylinder ist, welche dann erhalten wird, wenn die Ventil-Zeiteinstellung auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, und das Referenz-Zylinder-Gasmenge-Berechnungsmittel berechnet die Referenz-Zylinder-Gasmenge auf Basis von der Abgastemperatur, dem Abgasdruck und der Referenz-Zylinderkapazität unter Verwendung einer Gas-Zustandsgleichung.
Mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführungsform wird die Referenz-Zylinder-Gasmenge auf Basis von der Abgastemperatur, dem Abgasdruck und der Referenz-Zylinderkapazität unter Verwendung der Gas-Zustandsgleichung berechnet. In dem Fall von einem allgemeinen Verbrennungsmotor ist das Auslassventil zu der Zeit offen, wenn das Einlassventil sich zu öffnen beginnt, so dass der Druck und die Temperatur von Gasen in dem Zylinder jeweils im Wesentlichen gleich dem Abgasdruck und der Abgastemperatur werden.
Durch Berechnen der Referenz-Zylinder-Gasmenge unter Verwendung von der Abgastemperatur und dem Abgasdruck ist es daher möglich, die Referenz-Zylinder-Gasmenge genau zu berechnen. Dies macht es möglich, die Berechnungsgenauigkeit der Interne-AGR-Menge bei einem hohen Niveau zu halten (es ist festzuhalten, dass bei der Beschreibung der Ausdruck „erhalten” oder „beschaffen”, der in den Ausdrücken „erhalten/beschaffen der Abgastemperatur”, „erhalten/beschaffen des Abgasdrucks” und „erhalten/beschaffen der Referenz-Zylinderkapazität” verwendet wird, die Bedeutung umfassen soll, unter Verwendung von Sensoren oder dergleichen Parameter direkt zu erfassen, welche die Abgastemperatur, den Abgasdruck und die Referenz-Zylinderkapazität angeben, wie auch diese Parameter auf Basis von anderen Parametern abzuschätzen bzw. zu berechnen).
Bevorzugt ist die Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil so konfiguriert, dass sie variabel ist, und das Ventil-Zeiteinstellung-Beschaffungsmittel erhält die Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil, wobei die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung weiter ein Gas-Abfluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel umfasst, um auf Basis der Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil einen Änderungsbetrag in einer Menge von aus dem Zylinder strömenden verbrannten Gasen zu berechnen, in Bezug auf einen Wert der Menge von aus dem Zylinder strömenden verbrannten Gasen, der erhalten wird, wenn die Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, als einen Gas-Abfluss-Änderungsbetrag, wobei das Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel den Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag auf Basis von dem Gas-Abfluss-Änderungsbetrag berechnet.
Bei der Konfiguration der bevorzugten Ausführungsform wird eine Änderung in der Menge von aus dem Zylinder strömenden verbrannten Gasen in Bezug auf einen Wert der Menge von aus dem Zylinder strömenden verbrannten Gasen, der erhalten wird, wenn die Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, auf Basis von der Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil als der Gas-Abfluss-Änderungsbetrag berechnet, und der Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag wird auf Basis von dem Gas-Abfluss-Änderungsbetrag berechnet. Dann wird die Interne-AGR-Menge auf Basis von der Referenz-Zylinder-Gasmenge und dem Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag berechnet. In diesem Fall ist die Referenz-Zylinder-Gasmenge die Menge von verbrannten Gasen, die in dem Zylinder verbleiben, wenn die Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, und der Gas-Abfluss-Änderungsbetrag wird auf Basis der Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil berechnet, und daher können die Referenz-Zylinder-Gasmenge, der Gas-Abfluss-Änderungsbetrag, der Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag und die Interne-AGR-Menge in einem einzigen Berechnungsverfahren berechnet werden. Dies macht es möglich, die Interne-AGR-Menge auf einfachere Weise zu berechnen als durch ein Berechnungsverfahren, das in der (ungeprüften) japanische Patentanmeldung-Offenlegungsschrift mit der Nummer JP 2004251182 A offenbart ist, die ein Integral-Berechnungsverfahren erfordert, wodurch es möglich gemacht wird, einen Berechnungsaufwand bei der Berechnung der Interne-AGR-Menge zu verringern. Im Ergebnis ist es möglich, eine Vermarktbarkeit zu erhöhen.
Bevorzugt ist die Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil so konfiguriert, dass sie variabel ist, und das Ventil-Zeiteinstellung-Beschaffungsmittel erhält die Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil, wobei die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung ferner ein Gas-Zufluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel umfasst, um auf Basis der Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil eine Änderung in einer Menge von in den Zylinder strömenden verbrannten Gasen zu berechnen, in Bezug auf einen Wert der Menge von in den Zylinder strömenden verbrannten Gasen, der erhalten wird, wenn die Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, als einen Gas-Zufluss-Änderungsbetrag, wobei das Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel den Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag auf Basis von dem Gas-Zufluss-Änderungsbetrag berechnet.
Mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführungsform wird eine Änderung in der Menge von in den Zylinder strömenden verbrannten Gasen in Bezug auf einen Wert der Menge von in den Zylinder strömenden verbrannten Gasen, der erhalten wird, wenn die Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, auf Basis von der Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil als der Gas-Zufluss-Änderungsbetrag berechnet, und der Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag wird auf Basis von dem Gas-Zufluss-Änderungsbetrag berechnet. Dann wird die Interne-AGR-Menge auf Basis von der Referenz-Zylinder-Gasmenge und dem Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag berechnet. In diesem Fall ist die Referenz-Zylinder-Gasmenge die Menge von verbrannten Gasen, die in dem Zylinder verbleiben, wenn die Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, und der Gas-Zufluss-Änderungsbetrag wird auf Basis von der Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil berechnet, und daher können die Referenz-Zylinder-Gasmenge, der Gas-Zufluss-Änderungsbetrag, der Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag und die Interne-AGR-Menge in einem einzigen Berechnungsverfahren berechnet werden. Dies macht es möglich, die Interne-AGR-Menge auf einfachere Weise zu berechnen als in dem Berechnungsverfahren, das in der (ungeprüften) japanische Patentanmeldung-Offenlegungsschrift mit der Nummer JP 2004251182 A offenbart ist, das ein Integral-Berechnungsverfahren erfordert, wodurch es ermöglicht wird, einen Berechnungsaufwand bei der Berechnung der Interne-AGR-Menge zu reduzieren. Im Ergebnis ist es möglich, die Vermarktbarkeit zu verbessern.
Bevorzugt sind die Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil und die Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil so konfiguriert, dass sie variabel sind, und das Ventil-Zeiteinstellung-Beschaffungsmittel erhält sowohl die Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil als auch die Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil, die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung umfasst ferner ein Gas-Abfluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel, um auf Basis der Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil eine Änderung in einer Menge von aus dem Zylinder strömenden verbrannten Gasen zu berechnen, in Bezug auf einen Wert der Menge von aus dem Zylinder strömenden verbrannten Gasen, der erhalten wird, wenn die Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, als einen Gas-Abfluss-Änderungsbetrag, und ein Gas-Zufluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel, um auf Basis der Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil eine Änderung in einer Menge von in den Zylinder strömenden verbrannten Gasen in Bezug auf einen Wert der Menge von in den Zylinder strömenden verbrannten Gasen, der erhalten wird, wenn die Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, als einen Gas-Zufluss-Änderungsbetrag zu berechnen, wobei das Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel den Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag auf Basis von dem Gas-Abfluss-Änderungsbetrag und dem Gas-Zufluss-Änderungsbetrag berechnet.
Mit der Konfiguration von der bevorzugten Ausführungsform wird eine Änderung in der Menge von verbrannten Gasen, die aus dem Zylinder strömen, in Bezug auf einen Wert der Menge von aus dem Zylinder strömenden verbrannten Gasen, der erhalten wird, wenn die Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, auf Basis von der Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil als der Gas-Abfluss-Änderungsbetrag berechnet, und eine Änderung in der Menge von verbrannten Gasen, die in den Zylinder strömen, in Bezug auf einen Wert der Menge von in den Zylinder strömenden verbrannten Gasen, der erhalten wird, wenn die Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, wird auf Basis von der Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil als der Gas-Zufluss-Änderungsbetrag berechnet. Dann wird der Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag auf Basis von dem Gas-Abfluss-Änderungsbetrag und dem Gas-Zufluss-Änderungsbetrag berechnet. In diesem Fall ist die Referenz-Zylinder-Gasmenge die Menge von verbrannten Gasen, die in dem Zylinder verbleiben, wenn die Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil und diejenige von dem Einlassventil auf jeweiligen vorbestimmten Referenz-Zeiteinstellungen eingestellt sind, und der Gas-Abfluss-Änderungsbetrag und der Gas-Zufluss-Änderungsbetrag werden jeweils auf Basis von der Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil und der Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil berechnet, und daher können die Referenz-Zylinder-Gasmenge, der Gas-Abfluss-Änderungsbetrag, der Gas-Zufluss-Änderungsbetrag, der Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag und die Interne-AGR-Menge in einem einzigen Berechnungsverfahren berechnet werden. Dies ermöglicht es, die Interne-AGR-Menge auf einfachere Weise zu berechnen als durch das Berechnungsverfahren, das in der (ungeprüften) japanischen Patentanmeldung-Offenlegungsschrift mit der Nummer JP 2004251182 A offenbart ist, das ein Integral-Berechnungsverfahren erfordert, wodurch ermöglicht wird, einen Berechnungsaufwand bei der Berechnung der Interne-AGR-Menge zu reduzieren. Im Ergebnis ist es möglich, eine Vermarktbarkeit zu verbessern.
Die obige und andere Aufgaben Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den begleitenden Figuren noch deutlicher.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 ist eine schematisches Diagramm von einer Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorlegenden Erfindung und von einem Verbrennungsmotor, an welchem die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung angewendet wird.
2 ist eine Diagramm von Ventilhub-Kurven, das Änderungen in Ventil-Zeiteinstellungen von einem Einlassventil und einem Auslassventil zeigt, die durch einen Einlassnockenphase-Variationsmechanismus und einen Auslassnockenphase-Variationsmechanismus bewirkt werden.
3A ist ein schematisches Diagramm einer Strömung von verbrannten Gasen, die bewirkt wird, wenn sich ein Kolben vor einem oberen Totpunkt befindet, wenn CAIN = CAEX = 0 gilt.
3B ist ein schematisches Diagramm einer Strömung von verbrannten Gasen, nachdem der Kolben den oberen Totpunkt passiert hat, wenn CAIN = CAEX = 0 gilt.
4 ist ein Diagramm, das eine Interne-AGR-Menge, die erhalten wird, wenn CAIN = CAEX = 0 gilt, eine Menge von aus einem Zylinder strömenden Gasen und eine Menge von in den Zylinder strömenden Gasen zeigt.
5 ist ein Diagramm, das Ventilhub-Kurven von dem Einlassventil und dem Auslassventil zeigt, die erhalten werden, wenn CAIN = 0 und CAEX > 0 gelten.
6A ist eine schematisches Diagramm einer Strömung von verbrannten Gasen, die bewirkt wird, wenn sich der Kolben vor dem oberen Totpunkt befindet, wenn CAIN = 0 und CAEX > 0 gelten.
6B ist ein schematisches Diagramm einer Strömung von verbrannten Gasen, nachdem der Kolben den oberen Totpunkt passiert hat, wenn CAIN = 0 und CAEX > 0 gelten.
7 ist ein Diagramm, welches die Interne-AGR-Menge, die erhalten wird, wenn CAIN = 0 und CAEX > 0 gilt, die Menge von verbrannten Gasen, die aus dem Zylinder strömen, und die Menge von in den Zylinder strömenden verbrannten Gasen zeigt.
8 ist ein Diagramm, welches bei der Erklärung eines Änderungsbetrags in einer Zylinderkapazität nützlich ist, der auftritt, wenn CAIN = 0 und CAEX > 0 gelten.
9 ist ein Diagramm, das Ventilhub-Kurven von dem Einlassventil und dem Auslassventil zeigt, die erhalten werden, wenn CAIN > 0 und CAEX = 0 gelten.
10A ist ein schematisches Diagramm einer Strömung von verbrannten Gasen, die auftritt, wenn sich der Kolben vor dem oberen Totpunkt befindet, wenn CAIN > 0 und CAEX = 0 gelten.
10B ist ein schematisches Diagramm einer Strömung von verbrannten Gasen, die auftritt, nachdem der Kolben den oberen Totpunkt passiert hat, wenn CAIN > 0 und CAEX = 0 gelten.
11 ist ein Diagramm, welches die Interne-AGR-Menge, die erhalten wird, wenn CAIN > 0 und CAEX = 0 gelten, die Menge von verbrannten Gasen, die aus dem Zylinder strömen, und die Menge von in den Zylinder strömenden verbrannten Gasen zeigt.
12 ist eine Diagramm, das nützlich dazu ist, einen Änderungsbetrag in der Zylinderkapazität zu erklären, der auftritt, wenn CAIN > 0 und CAEX = 0 gelten.
13 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Berechnung der Interne-AGR-Menge.
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von einem Kennfeld zur Verwendung bei der Berechnung von einem Einlass-Kennfeld-Wert der Zylinderkapazität zeigt.
15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von einem Kennfeld zeigt, zur Verwendung bei der Berechnung von einem Auslass-Kennfeld-Wert der Zylinderkapazität.
16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von einem Berechnungsfehler zeigt, der auftritt, wenn die Interne-AGR-Menge durch ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet wird, und
17 ist eine Diagramm, welches zum Vergleich ein Beispiel von einem Berechnungsfehler der Interne-AGR-Menge zeigt, welcher auftritt, wenn ein Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrag auf Null gesetzt wird.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Nachfolgend wird eine Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Wie in 1 gezeigt, umfasst die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung 1 eine ECU 2. Die ECU 2 berechnet eine Interne-AGR-Menge durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren und steuert/regelt Betriebszustände von dem Verbrennungsmotor 3 (nachfolgend bezeichnet als der ”Motor”).
Der Motor 3 ist ein Vierzylinder-Benzin-Reihenmotor, der vier Paare von Zylindern 3a und Kolben 3b aufweist (von denen nur ein Paar gezeigt ist), und der an einem nicht gezeigten Fahrzeug installiert ist. Der Motor 3 umfasst Einlassventile 4 (von denen nur eines gezeigt ist), die für die jeweiligen Zylinder 3a vorgesehen sind, Auslassventile 5 (von denen nur eines gezeigt ist), die für die jeweiligen Zylinder 3a vorgesehen sind, einen Einlassventil-Betätigungsmechanismus 10, um die Einlassventile 4 zu betätigen, so dass sie geöffnet und geschlossen werden, einen Auslassventil-Betätigungsmechanismus 20, um die Auslassventile 5 zu betätigen, um diese zu öffnen und schließen, usw..
Der Einlassventil-Betätigungsmechanismus 10 umfasst eine Einlassnockenwelle 11, um die Einlassventile 4 zu betätigen, und einen Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12. Der Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 ändert stufenlos (d. h. kontinuierlich) eine Phase CAIN der Einlassnockenwelle 11 in Bezug auf eine Kurbelwelle 3c (nachfolgend bezeichnet als die ”Einlassnockenphase CAIN”) zu einer Seite in Richtung früh oder in Richtung spät, um dadurch die Ventil-Zeiteinstellung der Einlassventile 4 zu ändern. Der Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 ist an einem Ende von der Einlassnockenwelle 11 zu einem Einlass-Ritzel hin angeordnet (nicht gezeigt).
Obwohl der Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 insbesondere ähnlich zu einem konfiguriert ist, wie er von dem vorliegenden Anmelder in der (ungeprüften) japanischen Patentanmeldung-Offenlegungsschrift mit der Nummer JP 2007100522 A beschrieben ist, und daher eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird, umfasst der Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 ein Einlassnockenphase-Steuer-/Regelventil 12a. In dem Fall des Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 wird das Einlassnockenphase-Steuer-/Regelventil 12a durch ein Treibersignal von der ECU 2 gesteuert/geregelt, wodurch die Einlassnockenphase CAIN kontinuierlich zwischen Null und einem vorbestimmten, am weitesten in Richtung früh verstellten Wert CAIN_ad variiert wird. Dies ändert in stufenloser Weise die Ventil-Zeiteinstellung der Einlassventile 4 zwischen einer durch eine durchgezogene Linie in 2 angezeigten Referenz-Zeiteinstellung und einer am weitesten in Richtung früh verstellten Zeiteinstellung, die durch eine Punkt-Strich-Linie in 2 angegeben ist. Es ist festzuhalten, dass in 2 ein Auslass-Totpunkt durch „Auslass-TDC” dargestellt wird. Dies gilt auch für die nachfolgend beschriebenen Figuren.
In diesem Fall ist der vorbestimmte, am weitesten in Richtung früh verstellte Wert CAIN_ad auf einen vorbestimmten positiven Wert eingestellt. daher wird die Ventil-Zeiteinstellung von den Einlassventilen 4 weiter in Richtung früh eingestellt als die Referenz-Zeiteinstellung, wenn sich die Einlassnockenphase CAIN von Null aus vergrößert. Dies verlängert eine Ventilüberschneidungsdauer der Einlassventile 4 und der Auslassventile 5. Weiterhin wird bei der folgenden Beschreibung die Ventil-Zeiteinstellung der Einlassventile 4 als die Einlassventil-Zeiteinstellung bezeichnet.
Der Auslassventil-Betätigungsmechanismus 20 umfasst eine Auslassnockenwelle 21, um die Auslassventile 5 zu betätigen, und einen Auslassnockenphase-Variationsmechanismus 22. Der Auslassnockenphase-Variationsmechanismus 22 ändert in stufenloser (d. h. kontinuierlicher) Preise eine Phase CAEX der Auslassnockenwelle 21 in Bezug auf die Kurbelwelle 3c (nachfolgend bezeichnet als die „Auslassnockenphase CAEX”) in Richtung früh oder in Richtung spät, um dadurch die Ventil-Zeiteinstellung der Auslassventile 5 zu ändern. Der Auslassnockenphase-Variationsmechanismus 22 ist an einem Ende der Auslassnockenwelle 21 zu einem Auslass-Ritzel hin angeordnet (nicht gezeigt).
Der Auslassnockenphase-Variationsmechanismus 22 ist ähnlich zu dem oben beschriebenen Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 konfiguriert und umfasst ein Auslassnockenphase-Steuer-/Regelventil 22a. In dem Fall von dem Auslassnockenphase-Variationsmechanismus 22 wird das Auslassnockenphase-Steuer-/Regelventil 22a durch ein Treibersignal von der ECU 2 gesteuert/geregelt, wodurch die Auslassnockenphase CAEX kontinuierlich zwischen 0 und einem vorbestimmten am weitesten in Richtung spät verstellten Wert CAEX_r1 variiert wird. Dies ändert in stufenloser Weise die Ventil-Zeiteinstellung der Auslassventile 5 zwischen einer Referenz-Zeiteinstellung, die in 2 durch eine durchgezogene Linie angezeigt ist, und einer am weitesten in Richtung spät verstellten Zeiteinstellung, die durch eine gestrichelte Linie in 2 dargestellt ist.
In diesem Fall ist der vorbestimmte, am weitesten in Richtung spät verstellte Wert CAEX_rt auf einen vorbestimmten positiven Wert eingestellt.
Daher wird die Ventil-Zeiteinstellung von den Auslassventilen 5 zu einer weiter in Richtung spät verstellten Zeiteinstellung geändert, wenn sich die Referenz-Zeiteinstellung der Auslassnockenphase CAEX von Null aus vergrößert. Dies verlängert die Ventilüberschneidungsdauer der Einlassventile 4 und der Auslassventile 5. Es ist festzuhalten, dass in der folgenden Beschreibung die Ventil-Zeiteinstellung der Auslassventile 5 als die „Auslassventil-Zeiteinstellung” bezeichnet wird.
Weiterhin ist der Motor 3 mit Zündkerzen 6, Kraftstoff-Einspritzventilen 7 und einem Kurbelwinkel-Sensor 30 ausgestattet. Die Zündkerzen 6 und die Kraftstoff-Einspritzventile 7 sind für die jeweiligen Zylinder 3a vorgesehen (von denen jeweils nur einer gezeigt ist). Die Kraftstoff-Einspritzventile 7 sind in einem Einlassverteiler montiert, so dass Kraftstoff in Einlassanschlüsse der jeweiligen Zylinder 3a eingespritzt wird. Sowohl die Zündkerzen 6 als auch die Kraftstoff-Einspritzventile 7 sind elektrisch mit der ECU 2 verbunden, und eine Kraftstoff-Einspritzmenge und eine Kraftstoff-Einspritz-Zeiteinstellung von Kraftstoff, der von jedem Kraftstoff-Einspritzventil 7 eingespritzt wird, und eine Zünd-Zeiteinstellung, bei welcher eine Mixtur durch jede Zündkerze 6 gezündet wird, werden durch die ECU 2 gesteuert/geregelt. Das heißt, es wird eine Steuerung/Regelung der Kraftstoff-Einspritzung und der Zünd-Zeiteinstellung durchgeführt.
Der Kurbelwinkel-Sensor 30 liefert ein CRK-Signal, das ein Puls-Signal ist, an die ECU 2, zusammen mit einer Rotation der Kurbelwelle 3c. Ein Puls von dem CRK-Signal wird immer dann erzeugt, wenn die Kurbelwelle 3c um einen vorbestimmten Kurbelwinkel (zum Beispiel 1°) rotiert. Die ECU 2 berechnet eine Drehzahl NE von dem Motor 3 (nachfolgend bezeichnet als die Motordrehzahl NE) auf Basis von dem CRK-Signal.
Andererseits sind ein Luftströmungssensor 31, ein Einlassdrucksensor 32, ein Einlass-Luft-Temperatursensor 33, ein Abgasdrucksensor 34, ein Abgastemperatursensor 35, ein Einlassnockenwinkel-Sensor 36 und ein Auslassnockenwinkel-Sensor 37 elektrisch mit der ECU 2 verbunden. Der Luftströmungssensor 31 erfasst die Strömungsrate von frischer Luft, die durch eine Einlassleitung 8 strömt, und liefert ein Signal, das die erfasste Strömungsrate frischer Luft anzeigt, an die ECU 2. Die ECU 2 berechnet eine Einlass-Luft-Menge GAIR auf Basis von dem Erfassungssignal von dem Luftströmungssensor 31.
Der Einlassdrucksensor 32 erfasst einen Druck Pin innerhalb der Einlassleitung 8 (nachfolgend bezeichnet als der Einlassdruck Pin) und liefert ein Signal, welches den erfassten Einlassdruck Pin anzeigt, an die ECU 2. Der Einlassdruck Pin wird als ein absoluter Druck erfasst. Weiterhin erfasst der Einlass-Luft-Temperatursensor 33 eine Temperatur Tin von Luft innerhalb von der Einlassleitung 8 (nachfolgend bezeichnet als die Einlass-Luft-Temperatur Tin) und liefert ein Signal an die ECU 2, welches die erfasste Einlass-Luft-Temperatur Tin anzeigt. Die Einlass-Luft-Temperatur Tin wird als eine absolute Temperatur erfasst.
Andererseits erfasst der Abgasdrucksensor 34 einen Druck Pex innerhalb einer Auslassleitung 9 (nachfolgend bezeichnet als der Abgasdruck Pex) und liefert ein Signal an die ECU 2, welches den erfassten Abgasdruck Pex anzeigt. Der Abgasdruck Pex wird als ein absoluter Druck erfasst. Weiterhin erfasst der Abgas-Temperatursensor 35 eine Temperatur Tex von Abgasen, die durch die Auslassleitung 9 strömen (nachfolgend bezeichnet als Abgastemperatur Tex) und liefert ein Signal an die ECU 2, welches die erfasste Abgastemperatur Tex anzeigt. Die Abgastemperatur Tex wird als eine absolute Temperatur erfasst. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der Abgas-Drucksensor 34 dem Abgasdruck-Beschaffungsmittel, und der Abgas Temperatursensor 35 entspricht dem Abgastemperatur-Beschaffungsmittel.
Weiterhin ist der Einlassnockenwinkel-Sensor 36 an einem Ende der Einlassnockenwelle 11 auf einer Seite davon angeordnet, die von dem Einlassnockenphase-Variationsmechanismus entfernt ist, und liefert ein Einlassnocken-Signal an die ECU 2, das ein Pulssignal ist, zusammen mit einer Rotation der Einlassnockenwelle 11, immer dann, wenn die Einlassnockenwelle 11 sich um einen vorbestimmten Nockenwinkel (zum Beispiel 1°) dreht. Die ECU 2 berechnet die Einlassnockenphase CAIN auf Basis von dem Einlassnocken-Signal und dem oben erwähnten CRK-Signal.
Weiterhin ist der Auslassnockenwinkel-Sensor 37 einem Ende der Auslassnockenwelle 21 auf einer Seite davon angeordnet, die von dem Auslassnockenphase-Variationsmechanismus 22 entfernt ist, und liefert ein Auslassnockenphase Signal, das ein Pulssignal ist, an die ECU 2 zusammen mit einer Rotation der Auslassnockenwelle 21, immer dann, wenn die Auslassnockenwelle 21 sich um einen vorbestimmten Nockenwinkel (zum Beispiel 1°) dreht. Die ECU 2 berechnet die Auslassnockenphase CAEX auf Basis von dem Auslassnockenphase-Signal und dem oben erwähnten CRK-Signal. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entsprechen der Kurbelwinkel-Sensor 30, der Einlassnockenwinkel-Sensor 36 und der Auslassnockenwinkel-Sensor 37 dem Ventil-Zeiteinstellung-Beschaffungsmittel. Weiterhin entspricht die Einlassnockenphase CAIN einem Wert, der die Ventil-Zeiteinstellung von jedem Einlassventil 4 repräsentiert, und die Auslassnockenphase CAEX entspricht einem Wert, der die Ventil-Zeiteinstellung von jedem Auslassventil 5 repräsentiert.
Andererseits ist die ECU 2 durch einen Mikrocomputer implementiert, welcher eine CPU, ein RAM, ein ROM und eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle umfasst (von denen nichts genauer gezeigt ist). Weiterhin führt die ECU 2 ein Verfahren durch, um eine Interne-AGR-Menge auf Basis der Erfassungssignale von den vorgenannten Sensoren 30 bis 37 zu berechnen, wie nachfolgend beschrieben, und steuert/regelt die Betätigungen der Zündkerzen 6, der Kraftstoff-Einspritzventile 7, des Einlassnockenphase-Steuer-/Regelventils 12a und des Auslassnockenphase-Steuer-/Regelventils 22a.
Es ist festzuhalten, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ECU 2 dem Ventil-Zeiteinstellung-Beschaffungsmittel, dem Referenz-Zylinder-Gasmenge-Berechnungsmittel, dem Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel, dem Interne-AGR-Menge-Berechnungsmittel, dem Referenz-Zylinderkapazität-Beschaffungsmittel, dem Gas-Abfluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel und dem Gas-Zufluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel entspricht.
Nachfolgend wird eine Beschreibung der Prinzipien und Gesichtspunkte eines Berechnungsverfahrens der Interne-AGR-Menge gegeben, das durch die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchgeführt wird.
Zuerst wird unter Bezugnahme auf 3A und 3B eine Beschreibung der Strömung von verbrannten Gasen gegeben, die auftritt, wenn CAIN = CAEX = 0 eingestellt ist, das heißt, wenn sowohl die Einlassventil-Zeiteinstellung als auch die Auslassventil-Zeiteinstellung auf die Referenz-Zeiteinstellungen eingestellt sind, wie durch die jeweiligen durchgezogenen Linien in 2 angegeben ist, auf die vorstehend Bezug genommen wurde.
Es ist festzuhalten, dass in 3A eine schraffierter Pfeil die Strömung von verbrannten Gasen angibt, die aus dem Zylinder 3a in die Einlassleitung 8 und die Auslassleitung 9 strömen, und in 3B gibt ein gekreuzt schraffierter Pfeil die Strömung von verbrannten Gasen an, die aus der Einlassleitung 8 und der Auslassleitung 9 in den Zylinder 3a strömen. Das gleiche gilt für die 6A und 6B und die 10A und 10B, auf die nachfolgend Bezug genommen wird.
Wie in 3A gezeigt, ist das Auslassventil 5 in einem Zustand offen, in welchem der Kolben 3b noch nicht den oberen Totpunkt erreicht hat, und der Abgasdruck Pex ist niedriger als der Druck innerhalb des Zylinders 3a, wodurch verbrannte Gasen aus dem Zylinder 3a in die Auslassleitung 9 strömen. Nach der Zeit, zu der das Einlassventil 4 beginnt, sich zu öffnen, ist der Einlassdruck Pin zusätzlich kleiner als der Druck innerhalb des Zylinders 3a, wodurch verbrannte Gasen auch aus dem Zylinder 3a in die Einlassleitung 8 strömen. In diesem Fall ist der Hub von dem Auslassventil 5 größer als der Hub von dem Einlassventil 4, und daher wird die Abfluss-Menge von verbrannten Gasen in die Auslassleitung 9 hinein größer als die Abfluss-Menge von verbrannten Gasen in die Einlassleitung 8 hinein.
Weiter, wie in 3B gezeigt, sind das Einlassventil 4 und das Auslassventil 5 offen, nachdem der Kolben 3b den oberen Totpunkt erreicht hat, wodurch verbrannte Gase aus der Einlassleitung 8 und der Auslassleitung 9 in den Zylinder 3a strömen. Dann, nachdem das Auslassventil 5 geschlossen wurde, strömen verbrannte Gase nur aus der Einlassleitung 8 in den Zylinder 3a, wodurch die Zufluss-Menge von verbrannten Gasen aus der Einlassleitung 8 größer wird als die Zufluss-Menge von verbrannten Gasen aus der Auslassleitung 9.
Gemäß den oben beschriebenen Betriebsprinzipien ist in dem Fall des Motors 3 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dann, wenn sowohl die Einlassventil-Zeiteinstellung als auch die Auslassventil-Zeiteinstellung jeweils auf die Referenz-Zeiteinstellungen eingestellt sind, wie in 4 gezeigt, die Abfluss-Menge von verbrannten Gasen aus dem Zylinder 3a heraus und die Zufluss-Menge von verbrannten Gasen in den Zylinder 3a hinein einander gleich, und eine Interne-AGR-Menge GEGR1 wird gleich einer Referenz-Interne-AGR-Menge GEGR1_0, auf die nachfolgend Bezug genommen wird. Es ist festzuhalten, dass in 4 die Länge eines schraffierten Pfeils die Zufluss-Menge von verbrannten Gasen in den Zylinder 3a hinein angibt, und die Länge von einem gekreuzt schraffierten Pfeil gibt die Abfluss-Menge von verbrannten Gasen aus dem Zylinder 3a hinaus an. Das gleiche gilt für 7 und 11.
Andererseits, wie in 5 gezeigt, wird dann, wenn CAIN = 0 und CAEX > 0 eingestellt sind, das heißt dann, wenn die Einlassventil-Zeiteinstellung auf ihre Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist und die Auslassventil-Zeiteinstellung auf einem weiter in Richtung spät verstellte Zeiteinstellung eingestellt ist als ihre Referenz-Zeiteinstellung, die Strömung von verbrannten Gasen so, wie in den 6A und 6B gezeigt. Es ist festzuhalten, dass in 5 eine Ventilhub-Kurve von dem Auslassventil 5, die durch eine durchgezogene Linie angegeben ist, erhalten wird, wenn CAEX > 0 gilt, und eine Ventilhub-Kurve von dem Auslassventil 5, die durch eine Punkt-Punkt-Strich-Linie zu Referenz-Zwecken angegeben ist, wird erhalten, wenn CAEX = 0 gilt.
Zunächst ist, unter Bezugnahme auf 6A, in einem Zustand, in dem der Kolben 3b noch nicht den oberen Totpunkt erreicht hat, ähnlich zu dem oben beschriebenen, in 3A gezeigten Fall, das Auslassventil 5 offen, und der Abgasdruck Pex ist niedriger als der Druck innerhalb des Zylinders 3a, wodurch verbrannte Gase aus dem Zylinder 3a in die Auslassleitung 9 strömen. Zusätzlich ist nach der Zeit, zu der das Einlassventil 4 beginnt, sich zu öffnen, der Einlassdruck Pin niedriger als der Druck innerhalb des Zylinders 3a, wodurch verbrannte Gase auch aus dem Zylinder 3a in die Einlassleitung 8 fließen. In diesem Fall, da CAIN = 0 gilt, wird die Abfluss-Menge von verbrannten Gasen In die Einlassleitung 8 gleich derjenigen von verbrannten Gasen in dem Fall, der in 3a gezeigt ist.
Weiterhin, wie in 6B gezeigt, sind sowohl das Einlassventil 4 als auch das Auslassventil 5 offen, nachdem der Kolben 3b den oberen Totpunkt erreicht hat, ähnlich zu dem oben beschriebenen, in 3B gezeigten Fall, wodurch verbrannte Gase aus der Einlassleitung 8 und der Auslassleitung 9 in den Zylinder 3a strömen. Dann, nachdem das Auslassventil 5 geschlossen wurde, strömen verbrannte Gase nur aus der Einlassleitung 8 in den Zylinder 3a. In diesem Fall, da CAEX > 0 gilt, was bedeutet, dass die Ventilschließzeit von dem Auslassventil weiter in Richtung spät verschoben ist, als wenn CAEX = 0 gilt, wird die Zufluss-Menge von verbrannten Gasen aus der Auslassleitung 9 größer als in dem Fall, der in 3b gezeigt ist.
Wie nachfolgend beschrieben, ist in dem Motor 3 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn CAIN = 0 und CAEX > 0 eingestellt sind, die Abfluss-Menge verbrannter Gase aus dem Zylinder 3a heraus die gleiche, aber die Zufluss-Menge von verbrannten Gasen in den Zylinder 3a wird größer, im Vergleich zu dem Fall, in dem CAIN = CAEX = 0 eingestellt ist. Im Ergebnis, wie in 7 gezeigt, wird die Interne-AGR-Menge GEGR1 gleich einem Wert GEGR1_EX, der erhalten wird, indem ein Zunahme-Betrag DGEGR1_EX zu der oben erwähnten Referenz-Interne-AGR-Menge GEGR1_0 addiert wird. Dies bedeutet, dass, da die Auslassventil-Zeiteinstellung zu einer weiter in Richtung spät verschobenen Ventil-Zeiteinstellung eingestellt ist als ihre Referenz-Zeiteinstellung, wie in 8 gezeigt, sich die Zylinderkapazität, das heißt die Kapazität des Zylinders in einem Zustand befindet, in welchem sie so betrachtet werden kann, dass sie um einen Zunahme-Betrag DVcylex1 zugenommen hat (das Volumen eines gekreuzt schraffierten Bereichs in 8), im Vergleich zu dem Fall, in dem die Auslassventil-Zeiteinstellung auf auf die Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist.
Weiter wird, wie in 9 gezeigt, die Strömung von verbrannten Gasen so, wie in 10 gezeigt, wenn CAIN > 0 und CAEX = 0 eingestellt sind, das heißt, wenn die Einlassventil-Zeiteinstellung zu einer weiter in Richtung früh verstellten Zeiteinstellung eingestellt ist als ihre Referenz-Zeiteinstellung, und die Auslassventil-Zeiteinstellung auf ihre Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist. Es ist festzuhalten, dass in 9 eine Ventilhub-Kurve von dem Einlassventil 4, die durch eine durchgezogene Linie angegeben ist, erhalten wird, wenn CAIN > 0 gilt, und eine Ventilhub-Kurve von dem Einlassventil 4, die durch eine Punkt-Punkt-Strich-Linie zu Referenz-Zwecken angegeben ist, erhalten wird, wenn CAIN = 0 gilt.
Zuerst, wie in 10A gezeigt, in einem Zustand, in welchem der Kolben 3b noch nicht den oberen Totpunkt erreicht hat, ähnlich zu dem oben beschriebenen, in 3A gezeigten Fall, ist das Auslassventil 5 offen und der Abgasdruck Pex ist niedriger als der Druck innerhalb des Zylinders 3a, wodurch verbrannte Gase aus dem Zylinder 3a in die Auslassleitung 9 strömen. Zusätzlich ist nach der Zeit, zu der das Einlassventil 4 beginnt, sich zu öffnen, der Einlassdruck Pin niedriger als der Druck innerhalb des Zylinders 3a, wodurch verbrannte Gase auch aus dem Zylinder 3a in die Einlassleitung 8 strömen. In diesem Fall, da CAIN > 0 gilt, was bedeutet, dass die Ventilöffnungszeit von dem Einlassventil 4 weiter in Richtung früh verstellt ist, als dann wenn CAIN = 0 gilt, wird die Abfluss-Menge von verbrannten Gasen in die Einlassleitung 8 größer als in dem Fall, der in 3A gezeigt ist.
Weiter, wie in 10B gezeigt, sind sowohl das Einlassventil 4 als auch das Auslassventil 5 offen, nachdem der Kolben 3b den oberen Totpunkt erreicht hat, ähnlich zu dem oben beschriebenen Fall, der in 3B gezeigt ist, wodurch verbrannte Gase aus der Einlassleitung 8 und der Auslassleitung 9 in den Zylinder 3a strömen. Dann, nachdem das Auslassventil 5 geschlossen wurde, strömen verbrannte Gase nur aus der Einlassleitung 8 in den Zylinder 3a. In diesem Fall, da CAEX = 0 gilt, wird die Zufluss-Menge von verbrannten Gasen gleich derjenigen Zufluss-Menge von verbrannten Gasen in dem Fall, der in 3B gezeigt ist.
Wie oben beschrieben ist bei dem Motor 3 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn CAIN > 0 und CAEX = 0 eingestellt sind, die Zufluss-Menge von verbrannten Gasen in den Zylinder 3a die gleiche, aber die Abfluss-Menge von verbrannten Gasen aus dem Zylinder 3a heraus wird größer im Vergleich zu dem Fall, in dem CAIN = CAEX = 0 eingestellt ist. Im Ergebnis, wie in 11 gezeigt, wird die Interne-AGR-Menge GEGR1 gleich einem Wert GEGR1_IN, der erhalten wird, indem ein Abnahmebetrag DGEGR1_IN von der oben erwähnten Referenz-Interne-AGR-Menge GEGR1_0 abgezogen wird. Dies bedeutet, dass, da die Einlassventil-Zeiteinstellung auf eine weiter in Richtung früh verstellte Zeiteinstellung eingestellt ist als ihre Referenz-Zeiteinstellung, wie in 12 gezeigt, sich die Zylinderkapazität in einem Zustand befindet, indem sie so betrachtet werden kann, dass sie um einen Abnahmebetrag DVcylin1 reduziert wurde (das Volumen einer gekreuzt schraffierten Fläche in 12), im Vergleich zu einem Fall, in dem die Einlassventil-Zeiteinstellung auf die Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist.
Auf Basis der oben beschriebenen Prinzipien und Gesichtspunkte wird in der Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung 1, wie in 13 gezeigt, das Verfahren zum Berechnen der Interne-AGR-Menge durchgeführt. Insbesondere wird dieses Verfahren durch die ECU 2 mit einer vorbestimmten Wiederholungsperiode durchgeführt.
Unter Bezugnahme auf 13 werden in einem Schritt 1 (in abgekürzter Form in 12 als S1 bezeichnet. Die folgenden Schritte werden auch in abgekürzter Form bezeichnet) die Werte von zwei Referenz-Zylinder kapazitäten Vcylin_0 und Vcylex_0 ausgelesen, die im ROM gespeichert sind. Diese Referenz-Zylinderkapazitäten Vcylin_0 und Vcylex_0 stellen Zylinderkapazitäten dar, die erhalten werden, wenn CAIN = CAEX = 0 gilt, das heißt, wenn sowohl die Einlassventil-Zeiteinstellung als auch die Auslassventil-Zeiteinstellung auf die jeweiligen Referenz-Zeiteinstellungen eingestellt sind und auf den gleichen Wert eingestellt sind.
Danach geht das Verfahren werter zu einem Schritt 2, in welchem die Referenz-Interne-AGR-Menge Formel GEGR1_0 (Referenz-Zylinder-Gasmenge) durch die folgende Gleichung (1) berechnet wird: GEGR1_0 = Pex·Vcylin_0 / Re·Tex (1)
Diese Gleichung (1) ist die Gas-Zustandsgleichung, und Re in der obigen Gleichung (1) stellt eine Gaskonstante dar.
In einem auf den Schritt 2 folgenden Schritt 3 wird ein Einlass-Kennfeld-Wert Vcylin_map der Zylinderkapazität berechnet, indem ein Kennfeld, das in 14 gezeigt ist entsprechend der Einlassnockenphase CAIN durchsucht wird. Der Einlass-Kennfeld-Wert Vcylin_map wird erhalten, indem ein Betrag einer Zunahme in einem Abfluss von verbrannten Gasen aus dem Zylinder 3a heraus, die bewirkt wird, indem die Einlassventil-Zeiteinstellung auf eine weiter in Richtung früh verstellte Zeiteinstellung eingestellt wird als die Referenz-Zeiteinstellung, zu der Referenz-Zylinderkapazität Vcylin_0 addiert wird. Wie in 14 gezeigt, wird der Einlass-Kennfeld-Wert Vcylin_map auf einen größeren Wert eingestellt, wenn die Einlassnockenphase CAIN größer ist. Der Grund hierfür ist, dass wenn die Einlassnockenphase CAIN größer ist, die Einlassventil-Zeiteinstellung auf eine weiter in Richtung früh verstellte Zeiteinstellung eingestellt ist als die Referenz-Zeiteinstellung, was die Abfluss-Menge von verbrannten Gasen aus dem Zylinder 3a heraus vergrößert.
Dann geht das Verfahren weiter zu einem Schritt 4, in welchem der Abnahmebetrag DVcylin1 durch die folgende Gleichung (2) berechnet wird. Dieser Abnahmebetrag DVcylin1 ist ein Wert, der als ein Betrag einer Abnahme in der Zylinderkapazität betrachtet werden kann, die durch die Tatsache bewirkt wird, dass die Einlassventil-Zeiteinstellung weiter in Richtung früh verstellt ist, als die Referenz-Zeiteinstellung, wie oben beschrieben. DVcylin1 = Vcylin_map – Vcylin_0 (2)
Danach, in einem Schritt 5, wird ein Auslass-Kennfeld-Wert Vcylex_map der Zylinderkapazität berechnet, indem ein in 15 gezeigtes Kennfeld entsprechend der Auslassnockenphase CAEX durchsucht wird. Der Auslass-Kennfeld-Wert Vcylex_map wird erhalten, indem ein Betrag einer Zunahme in dem Zufluss von verbrannten Gasen in den Zylinder 3a, die bewirkt wird, indem die Auslassventil-Zeiteinstellung auf eine weiter in Richtung spät verstellte Zeiteinstellung eingestellt wird als die Referenz-Zeiteinstellung, zu der Referenz-Zylinderkapazität Vcylex_0 addiert wird. Wie in 15 gezeigt, wird der Auslass-Kennfeld-Wert Vcylex_map auf einen größeren Wert eingestellt, wenn die Auslassnockenphase CAEX größer ist. Der Grund hierfür ist, dass, wenn die Auslassnockenphase CAEX größer ist, die Auslassventil-Zeiteinstellung auf eine weiter in Richtung spät verstellte Zeiteinstellung eingestellt ist als die Referenz-Zeiteinstellung, was die Zufluss-Menge von verbrannten Gasen in den Zylinder 3a vergrößert.
Dann schreitet das Verfahren fort zu einem Schritt 6, in welchem der Zunahmebetrag DVcylex1 durch die folgende Gleichung (3) berechnet wird. Der Zunahmebetrag DVcylex1 ist ein Wert, der betrachtet werden kann als ein Betrag einer Zunahme in der Zylinderkapazität, die durch die Tatsache bewirkt wird, dass die Auslassventil-Zeiteinstellung weiter in Richtung spät eingestellt ist, als Referenz-Zeiteinstellung, wie oben beschrieben. DVcylex1 = Vcylex_map – Vcylex_0 (3)
In einem auf den Schritt 6 folgenden Schritt 7 wird ein Gas-Abfluss Zunahmebetrag DGEGR1_IN (Gas-Abfluss-Änderungsbetrag) durch die folgende Gleichung (4) berechnet. Diese Gleichung (4) basiert auf der Gas-Zustandsgleichung, und der Gas-Abfluss-Zunahmebetrag DGEGR1_IN entspricht einem Betrag einer Zunahme in dem Abfluss verbrannter Gase aus dem Zylinder 3a heraus, die bewirkt wird, wenn die Einlassventil-Zeiteinstellung weiter in Richtung früh verstellt ist als die Referenz-Zeiteinstellung. DGEGR1_IN = Pex·DVcylin1 / Re·Tex (4)
Dann geht das Verfahren weiter zu einem Schritt 8, in welchem ein Gas-Zufluss-Zunahmebetrag DGEGR1_EX (Gas-Zufluss-Änderungsbetrag) durch die folgende Gleichung (5) berechnet wird. Diese Gleichung (5) basiert auf der Gas-Zustandsgleichung und der Gas-Zufluss-Zunahmebetrag DGEGR1_EX entspricht einem Betrag einer Zunahme in dem Zufluss verbrannter Gase in den Zylinder 3a, die bewirkt wird, wenn die Auslassventil-Zeiteinstellung weiter in Richtung spät eingestellt ist als die Referenz-Zeiteinstellung DGEGR1_EX = Pex·DVcylex1 / Re·Tex (5)
Danach, in einem Schritt 9, wird ein Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrag DGEGR1 (Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag) durch die folgende Gleichung (6) berechnet: DGEGR1 = DGEGR1_EX – DGEGR1_IN (6)
Dann, schließlich, wird in einem Schritt 10 die Interne-AGR-Menge GEGR1 durch die folgende Gleichung (7) berechnet, gefolgt von einer Beendigung des vorliegenden Verfahrens. GEGR1 = GEGR1_0 + DGEGR1 (7)
Als nächstes wird die Genauigkeit des Ergebnisses einer Berechnung der Interne-AGR-Menge GEGR1 durch die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 16 und 17 erläutert. In den 16 und 17 wird ein Überschneidungswinkel OVL auf der horizontalen Achse als die Summe aus der Einlassnockenphase CAIN und der Auslassnockenphase CAEX berechnet. Weiterhin gibt ein Wert OVLmax den Maximalwert von dem Überschneidungswinkel OVL an, der berechnet wird, in dem CAIN_ad zu CAEX_rt addiert wird (OVLmax = CAIN_ad + CAEX_rt). Da die Einlassnockenphase CAIN und die Auslassnockenphase CAEX wie oben beschrieben eingestellt sind, wird in diesem Fall der Überschneidungswinkel OVL als ein größerer Wert berechnet, wenn die Ventilüberschneidungsdauer länger ist.
16 zeigt die Beziehung zwischen dem Berechnungsfehler der Interne-AGR-Menge GEGR1 durch die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und dem Überschneidungswinkel OVL. Der Berechnungsfehler drückt eine Differenz zwischen dem Ergebnis einer Berechnung der Interne-AGR-Menge GEGR1 und einem tatsächlichen Wert als ein Prozentsatz aus. Weiterhin zeigt 17 zum Vergleich die Beziehung zwischen dem Berechnungsfehler der Interne-AGR-Menge GEGR1 und dem Überschneidungswinkel OVL, der auftritt, wenn der Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrag DEGR1 = 0 und die Interne-AGR-Menge GEGR1 = GEGR1_0 eingestellt sind.
Zunächst, wie in 16 gezeigt, versteht sich, dass, wenn die Interne-AGR-Menge GEGR1 berechnet wird, indem die Referenz-Interne-AGR-Menge GEGR1_0 unter Verwendung von dem Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrag DGEGR1 korrigiert wird, der Berechnungsfehler in einem Bereich von ±N% liegt (N ist eine ganze Zahl) unabhängig von der Größe des Überschneidungswinkels OVL. Andererseits, wie in 17 gezeigt, versteht sich, dass dann, wenn die Interne-AGR-Menge GEGR1 als ein Wert berechnet wird, der gleich der Referenz-Interne-AGR-Menge GEGR1_0 ist, indem der Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrag DGEGR1 = 0 gesetzt wird, der Absolutwert von dem Berechnungsfehler größer ist als der Wert N, und die Berechnungsgenauigkeit reduziert ist. Das heißt, es versteht sich, dass dann, wenn die Interne-AGR-Menge GEGR1 so berechnet wird, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, die Berechnungsgenauigkeit der Interne-AGR-Menge GEGR1 verbessert wird, indem die Referenz-Interne-AGR-Menge GEGR1_0 unter Verwendung des Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrags DGEGR1 korrigiert wird.
Gemäß der Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird, wie oben beschrieben, die Referenz-Interne-AGR-Menge GEGR1_0 auf Basis von der Referenz-Zylinderkapazität Vcylin_0, der Abgastemperatur Tex und dem Abgasdruck Pex unter Verwendung der Gas-Zustandsgleichung berechnet. In diesem Fall ist zu der Zeit, bei der das Einlassventil 4 beginnt, sich zu öffnen, das Auslassventil 5 offen, so dass der Druck und die Temperatur der Gase im Zylinder jeweils im Wesentlichen gleich dem Abgasdruck Pex und der Abgastemperatur Tex werden.
Daher ist es durch Berechnen der Referenz-Interne-AGR-Menge GEGR1_0 unter Verwendung von dem Abgasdruck Pex und der Abgastemperatur Tex möglich, die Referenz-Interne-AGR-Menge GEGR1_0 in genauer Weise als die Interne-AGR-Menge zu berechnen, die dann zu erhalten ist, wenn sowohl die Einlassventil-Zeiteinstellung als auch die Auslassventil-Zeiteinstellung auf die jeweiligen Referenz-Zeiteinstellungen eingestellt sind.
Weiterhin wird durch Subtrahieren des Gas-Abfluss-Zunahmebetrags DGEGR1_In von dem Gas-Zufluss-Zunahmebetrag DGEGR1_EX der Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrag DGEGR1 berechnet, und indem der Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrag DGEGR1 zu der Referenz-Interne-AGR-Menge GEGR1_0 addiert wird, wird die Interne-AGR-Menge GEGR1 berechnet. In diesem Fall entspricht der Gas-Abfluss-Zunahmebetrag DGEGR1_IN dem Betrag einer Zunahme in dem Abfluss von verbrannten Gasen aus dem Zylinder 3a, die bewirkt wird, wenn die Einlassventil-Zeiteinstellung weiter in Richtung früh verstellt ist als die Referenz-Zeiteinstellung, und der Gas-Zufluss-Zunahmebetrag DGEGR1_EX entspricht dem Betrag einer Zunahme in dem Zufluss von verbrannten Gasen in den Zylinder 3a, die bewirkt wird, wenn die Auslassventil-Zeiteinstellung weiter in Richtung spät verstellt ist als die Referenz-Zeiteinstellung. Dies bedeutet, dass der Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrag DGEGR1 berechnet wird als ein Betrag einer Änderung in dem Zufluss oder Abfluss verbrannter Gase in den oder aus dem Zylinder 3a, in Bezug auf einen Wert von dem Zufluss oder Abfluss verbrannter Gase, der erhalten wird, wenn sowohl die Einlassventil-Zeiteinstellung als auch die Auslassventil-Zeiteinstellung auf die Referenz-Zeiteinstellungen eingestellt sind. Daher wird die Interne-AGR-Menge GEGR1 berechnet, indem der Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrag DGEGR1, der so berechnet wurde, zu der Referenz-Interne-AGR-Menge GEGR1_0 addiert wird, so dass es möglich ist, die Interne-AGR Menge GEGR1 geeignet und genau zu berechnen, während bewirkt wird, dass eine durch eine Änderung in der Zeiteinstellung von dem Einlassventil oder/und dem Auslassventil bewirkte Änderung in der Menge verbrannter Gase, die in den oder aus dem Zylinder 3a strömen, sich in der Interne-AGR-Menge GEGR1 widerspiegelt. Dies macht es möglich, die Berechnungsgenauigkeit der Interne-AGR-Menge zu verbessern.
Weiterhin können, wie zuvor beschrieben, die Referenz-Interne-AGR-Menge GEGR1_0, der Gas-Zufluss-Zunahmebetrag DGEGR1_EX, der Gas-Abfluss Zunahmebetrag DGEGR1_IN, der Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrag DGEGR1 und die Interne-AGR-Menge GEGR1 in einem einzigen Berechnungsverfahren berechnet werden, und daher ist es möglich, die Interne-AGR-Menge auf einfachere Weise zu berechnen als durch ein Berechnungsverfahren, das in (ungeprüften) der japanischen Patent-Offenlegungsschrift mit der Nummer JP 2004251182 A beschrieben ist, welches ein Integral-Berechnungsverfahren erfordert, wodurch es möglich gemacht wird, einen Berechnungsaufwand bei der Berechnung der Interne-AGR-Menge GEGR1 zu verringern. Im Ergebnis ist es möglich, eine Vermarktbarkeit zu erhöhen.
Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Motor 3, der den Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 und den Auslassnockenphase-Variationsmechanismus 22 umfasst, als Beispiel als ein Verbrennungsmotor verwendet wird, bei welchem die Ventil-Zeiteinstellung von wenigstens einem von den Einlassventilen 4 und den Auslassventilen 5 variabel ist, ist der Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern es kann jeder beliebige geeignete Verbrennungsmotor eingesetzt werden kann, insofern er die Ventil-Zeiteinstellung von wenigstens einem von den Einlassventilen und den Auslassventilen ändern kann.
Beispielsweise kann die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf einen Verbrennungsmotor angewendet werden, der nur den variablen Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 umfasst. In diesem Fall ist es lediglich erforderlich, die Schritte 5, 6 und 8 in dem oben beschriebenen Berechnungsverfahren in 13 auszulassen und in Gleichung (6) DGEGR1_EX = 0 zu setzen, um den Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrag DGEGR1 im Schritt 9 zu berechnen.
Weiterhin kann die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf einen Verbrennungsmotor angewendet werden, der nur den Auslassnockenphase-Variationsmechanismus 22 umfasst. In diesem Fall ist es nur erforderlich, die Schritte 3, 4 und 7 in dem oben beschriebenen Berechnungsverfahren in 13 auszulassen, und in der Gleichung (6) DGEGR1_IN = 0 zu setzen, um den Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrag DGEGR1 im Schritt 9 zu berechnen.
Weiterhin kann ein Verbrennungsmotor verwendet werden, bei dem ein anderer Mechanismus als der Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 und der Auslassnockenphase-Variationsmechanismus 22 die Ventil-Zeiteinstellung von wenigstens einem der Einlassventile 5 und der Auslassventile 5 ändert. Beispielsweise kann als ein Mechanismus zum Ändern der Ventil-Zeiteinstellung ein Nockenphase-Variationsmechanismus verwendet werden, der gebildet wird, indem ein Elektromotor und ein Zahnradmechanismus kombiniert werden, ein elektromagnetischer Ventilbetätigungsmechanismus, der Ventil-Elemente durch zugeordnete Hubmagnete betätigt, ein Ventil-Zeiteinstellung-Änderungsmechanismus zum mechanischen Ändern der Ventil-Zeiteinstellung unter Verwendung eines dreidimensionalen Nocken, oder ein Ventil-Zeiteinstellung-Änderungsmechanismus zum Ändern der Ventil-Zeiteinstellung, indem der Hub von wenigstens einem der Einlassventile 4 und der Auslassventile 5 geändert wird.
Weiterhin kann die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf einen Verbrennungsmotor angewendet werden, der nicht nur den Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 und den Auslassnockenphase-Variationsmechanismus 22 sondern auch einen Hub-Variationsmechanismus umfasst, um den Ventilhub von wenigstens einem der Einlassventile 4 und Auslassventile 5 zu ändern. In diesem Fall, ist es nur erforderlich, die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung so zu konfigurieren, dass die zwei Werte Vcylin_map und Vcylex_map unter Verwendung von N (N ist eine ganze Zahl nicht kleiner als 2) Kennfeldern berechnet werden, in welchen die Beziehung zwischen dem Einlass-Kennfeld-Wert Vcylin_map und der Einlassnockenphase CAIN und die Beziehung zwischen dem Auslass-Kennfeld-Wert Vcylex_map und der Auslassnockenphase CAEX in einer Weise eingestellt sind, die mit N Ventilhub-Werten verbunden sind, anstatt der oben beschriebenen Kennfelder, die den 14 und 15 gezeigt sind. Weiterhin kann die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung so konfiguriert sein, dass die zwei Werte Vcylin_map und Vcylex_map unter Verwendung von zwei Kennfeldern berechnet werden, in welchen jeweils die Beziehung zwischen den zwei Werten Vcylin_map und Vcylex_map und den zwei Nockenphasen CAIN und CAEX und dem Ventilhub definiert sind, anstelle der oben beschriebenen, in 14 und 15 gezeigten Kennfelder.
Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die ECU 2, der Kurbelwinkel-Sensor 30, der Einlassnockenwinkel-Sensor 36 und der Auslassnockenwinkel-Sensor 37 beispielhaft als das Ventil-Zeiteinstellung-Beschaffungsmittel verwendet werden, ist das Ventil-Zeiteinstellung-Beschaffungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern ein beliebiges geeignetes Ventil-Zeiteinstellung-Beschaffungsmittel kann verwendet werden, insofern es dazu in der Lage ist, die Ventil-Zeiteinstellung zu erhalten. Beispielsweise kann die Ventil-Zeiteinstellung so konfiguriert sein, dass die Ventil-Zeiteinstellung unter Verwendung der ECU 2 und einem anderen Sensor als den oben beschriebenen Sensoren erfasst wird.
Weiterhin ist, obwohl bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Abgas-Drucksensor 34 beispielhaft als das Abgasdruck-Beschaffungsmittel verwendet wird, das Abgasdruck-Beschaffungsmittel der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern jedes beliebige geeignete Abgasdruck-Beschaffungsmittel kann eingesetzt werden, insofern es dazu in der Lage ist, den Abgasdruck zu erhalten. Beispielsweise kann das Abgasdruck-Beschaffungsmittel so konfiguriert sein, dass ein Schätzwert von dem Abgasdruck durch einen abschätzendes Berechnungsverfahren unter Verwendung einer Modellgleichung berechnet wird.
Andererseits ist, obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Abgas-Temperatursensor 35 beispielhaft als das Abgastemperatur-Beschaffungsmittel verwendet wird, das Abgastemperatur-Beschaffungsmittel der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern jedes beliebige Abgastemperatur-Beschaffungsmittel kann eingesetzt werden, insofern es dazu in der Lage ist, die Abgastemperatur zu erhalten. Beispielsweise kann das Abgastemperatur-Beschaffungsmittel so konfiguriert sein, dass ein Schätzwert der Abgastemperatur durch ein abschätzendes Berechnungsverfahren unter Verwendung einer Modellgleichung berechnet wird.
Weiterhin ist, obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft auf den Motor 3 angewendet wird, der in einem Fahrzeug installiert ist, dies nicht beschränkend, sondern sie kann auf einen Verbrennungsmotor angewendet werden, der an einem Schiff oder anderen industriellen Maschinen installiert ist.
Weiterhin ist es für Fachleute selbstverständlich, dass vorstehend bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden, und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Grundgedanken und dem Bereich der Erfindung abzuweichen.
Eine Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor, die auch dann, wenn eine Ventil-Zeiteinstellung von wenigstens einem von einem Einlassventil und einem Auslassventil geändert wird, dazu in der Lage ist, eine Interne-AGR-Menge in geeigneter und einfacher Weise zu berechnen, entsprechend der Änderung in der Ventil-Zeiteinstellung, und wobei die Berechnungsgenauigkeit der Interne-AGR-Menge vergrößert wird. Die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung umfasst eine ECU. Die ECU berechnet eine Menge von verbrannten Gasen, die in einem Zylinder verbleiben, wenn die Ventil-Zeiteinstellung eine vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung ist, als eine Referenz-Interne-AGR-Menge. Die ECU berechnet eine Änderung in der Menge von verbrannten Gasen, die in den oder aus dem Zylinder strömen, in Bezug auf die Menge von verbrannten Gasen, die in den oder aus dem Zylinder strömen, wenn die Ventil-Zeiteinstellung die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung ist, als einen Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrag. Dann berechnet die ECU die Interne-AGR-Menge, indem der Interne-AGR-Menge-Zunahme/Abnahme-Betrag zu der Referenz-Interne-AGR-Menge addiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004251182 A [0002, 0006, 0014, 0016, 0018, 0090]
JP 2007100522 A [0043]

Claims

Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor, welcher eine Interne-AGR-Menge ändert, die eine Menge von verbrannten Gasen ist, welche in einem Zylinder verbleiben, indem eine Ventil-Zeiteinstellung von wenigstens einem vom einem Einlassventil und einem Auslassventil geändert wird, umfassend: ein Ventil-Zeiteinstellung-Beschaffungsmittel, um die Ventil-Zeiteinstellung zu erhalten, ein Referenz-Zylinder-Gasmenge-Berechnungsmittel, um eine Referenz-Zylinder-Gasmenge zu berechnen, die eine Menge von verbrannten Gasen ist, welche in dem Zylinder verbleiben, wenn die Ventil-Zeiteinstellung auf eine vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, ein Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel, um einen Änderungsbetrag in einer Menge von verbrannten Gasen zu berechnen, die während Ventilöffnungsdauern von dem Einlassventil und dem Auslassventil in den oder aus dem Zylinder strömen, in Bezug auf eine Menge von verbrannten Gasen, die in den oder aus dem Zylinder strömen, wenn die Ventil-Zeiteinstellung auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, als einen Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag, entsprechend der Ventil-Zeiteinstellung, und ein Interne-AGR-Menge-Berechnungsmittel, um die Interne-AGR-Menge auf Basis von der Referenz-Zylinder-Gasmenge und dem Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag zu berechnen.
Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein Abgastemperatur-Beschaffungsmittel, um eine Abgastemperatur zu erhalten, die eine Temperatur von Abgasen in einer Auslassleitung von dem Motor ist, ein Abgasdruck-Beschaffungsmittel, um einen Abgasdruck zu erhalten, der ein Druck von Abgasen in der Auslassleitung des Motors ist und ein Referenz-Zylinderkapazität-Beschaffungsmittel, um eine Referenz-Zylinderkapazität zu erhalten, die eine Kapazität des Zylinders ist, die erhalten wird, wenn die Ventil-Zeiteinstellung auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, wobei das Referenz-Zylinder-Gasmenge-Berechnungsmittel die Referenz-Zylinder-Gasmenge auf Basis von der Abgastemperatur, dem Abgasdruck und der Referenz-Zylinderkapazität unter Verwendung einer Gas-Zustandsgleichung berechnet.
Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil so konfiguriert ist, dass sie variabel ist und wobei das Ventil-Zeiteinstellung-Beschaffungsmittel die Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil erhält, wobei die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung werter ein Gas-Abfluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel umfasst, um auf Basis von der Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil einen Änderungsbetrag in einer Menge von aus dem Zylinder strömenden verbrannten Gasen zu berechnen, in Bezug auf einen Wert der Menge von aus dem Zylinder strömenden verbrannten Gasen, die erhalten wird, wenn die Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, als einen Gas-Abfluss-Änderungsbetrag, wobei das Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel den Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag auf Basis von dem Gas-Abfluss-Änderungsbetrag berechnet.
Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil so konfiguriert ist, dass sie variabel ist, und wobei das Ventil-Zeiteinstellung-Beschaffungsmittel die Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil erhält, wobei die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung weiter ein Gas-Zufluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel umfasst, um auf Basis von der Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil eine Änderung in einer Menge von in den Zylinder strömenden verbrannten Gasen zu berechnen, in Bezug auf einen Wert der Menge von in den Zylinder strömenden verbrannten Gasen, der erhalten wird, wenn die Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, als einen Gas-Zufluss-Änderungsbetrag, wobei das Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel den Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag auf Basis von dem Gas-Zufluss-Änderungsbetrag berechnet.
Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil und die Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil so konfiguriert sind, dass sie variabel sind, und wobei das Ventil-Zeiteinstellung-Beschaffungsmittel sowohl die Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil als auch die Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil erhält, wobei die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung ferner umfasst: ein Gas-Abfluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel, um auf Basis von der Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil eine Änderung in einer Menge von aus dem Zylinder strömenden verbrannten Gasen zu berechnen, in Bezug auf einen Wert der Menge von aus dem Zylinder strömenden verbrannten Gasen, der erhalten wird, wenn die Ventil-Zeiteinstellung von dem Einlassventil auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, als einen Gas-Abfluss-Änderungsbetrag und ein Gas-Zufluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel, um auf Basis der Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil eine Änderung in einer Menge von in den Zylinder strömenden verbrannten Gasen zu berechnen, in Bezug auf einen Wert der Menge von in den Zylinder strömenden verbrannten Gasen, der erhalten wird, wenn die Ventil-Zeiteinstellung von dem Auslassventil auf die vorbestimmte Referenz-Zeiteinstellung eingestellt ist, als einen Gas-Zufluss-Änderungsbetrag, wobei das Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag-Berechnungsmittel den Gas-Zufluss/Abfluss-Änderungsbetrag auf Basis von dem Gas-Abfluss-Änderungsbetrag und dem Gas-Zufluss-Änderungsbetrag berechnet.