DE102013214039A1 - Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung und Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für Verbrennungsmotor - Google Patents

Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung und Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für Verbrennungsmotor Download PDF

Info

Publication number
DE102013214039A1
DE102013214039A1 DE102013214039.8A DE102013214039A DE102013214039A1 DE 102013214039 A1 DE102013214039 A1 DE 102013214039A1 DE 102013214039 A DE102013214039 A DE 102013214039A DE 102013214039 A1 DE102013214039 A1 DE 102013214039A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
amount
purge gas
parameter
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102013214039.8A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichiro Shinozaki
Yosuke Kosaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of DE102013214039A1 publication Critical patent/DE102013214039A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/01—Internal exhaust gas recirculation, i.e. wherein the residual exhaust gases are trapped in the cylinder or pushed back from the intake or the exhaust manifold into the combustion chamber without the use of additional passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0261—Controlling the valve overlap
    • F02D13/0265—Negative valve overlap for temporarily storing residual gas in the cylinder
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor, die dazu der Lage ist, eine Spülgasmenge (GegrSca) unter Bedingungen, unter denen Spülgase während einer Ventilüberschneidungsdauer produziert werden, genau zu berechnen, und eine Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für den Motor, die dazu in der Lage ist, eine Interne-AGR-Menge (Gegr_int) unter Verwendung der so berechneten Spülgasmenge (GegrSca) zu berechnen. Die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung umfasst eine ECU. Die ECU berechnet eine Basis-Gasrückleitungsmenge (GegrRV_Base) unter Verwendung von einem mittleren Einlassdruck, einem maximalen Auslassdruck und einem Korrektur-Koeffizienten (S6), berechnet eine Spülgasmenge (GegrSca) unter Verwendung von dem mittleren Einlassdruck, einen minimalen Auslassdruck und einem Spülverhältnis (S8), berechnet eine Gasrückleitungsmenge (GegrRV), indem die Basis-Gasrückleitungsmenge (GegrRV_Base) mit der Spülgasmenge (GegrSca) korrigiert wird (S11), und berechnet die Interne-AGR-Menge (Gegr_int) entsprechend der Gasrückleitungsmenge (GegrRV) (S12).

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor, die eine Spülgasmenge berechnet, und auf eine Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung, die eine Interne-AGR-Menge unter Verwendung der Spülgasmenge berechnet.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Üblicherweise ist eine Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor bekannt, wie sie in der (ungeprüften) japanischen Patentanmeldung-Offenlegungsschrift mit der Nummer JP 2004251182 A offenbart ist. In dieser Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung wird eine Interne-AGR-Menge (interne Abgasrückführungsmenge) berechnet, indem die Menge von zurück geleiteten Gasen (Gasrückleitungsmenge) zu der Menge von übrig gebliebenen verbrannten Gasen addiert wird. Die Menge von übrig gebliebenen verbrannten Gasen stellt die Menge von verbrannten Gasen dar, die in einem Zylinder verbleiben, und wird insbesondere unter Verwendung der Gas-Zustandsgleichung berechnet.
  • Weiterhin stellt die Menge zurück geleiteter Gase die Menge von verbrannten Gasen dar, die in den Zylinder zurück geleitet werden, nachdem die verbrannten Gase aufgrund einer Druckdifferenz zwischen einer Einlassleitung und einer Auslassleitung während einer Ventilüberschneidungsdauer von der Auslassleitung in die Einlassleitung strömen. Die Menge zurück geleiteter Gase wird unter Verwendung einer Berechnungsgleichung berechnet, auf welche die Düsengleichung angewendet wird, wobei ein Pfad, durch welchen verbrannte Gase strömen, als eine Düse betrachtet wird.
  • Die Düsengleichung umfasst einen Zeit-Integralwert Σ (μA) einer effektiven Öffnungsfläche. Der Zeit-Integralwert Σ (μA) der effektiven Öffnungsfläche wird insbesondere berechnet, in dem ein Kurbelwinkel-Integralwert f1 (OL) berechnet wird, indem die effektive Öffnungsfläche in Bezug auf einen Kurbelwinkel integriert wird und der Kurbelwinkel-Integralwert f1 (OL) durch eine Drehzahl (Rotationsgeschwindigkeit) NE des Motors dividiert wird.
  • Wie vorstehend erwähnt, werden die zurück geleiteten Gase während der Ventilüberschneidungsdauer aufgrund einer Druckdifferenz zwischen der Einlassleitung und der Auslassleitung produziert, und daher geschieht es in Abhängigkeit von der Beziehung zwischen einem Druck innerhalb der Einlassleitung (nachfolgend bezeichnet als der Einlassdruck) und einem Druck innerhalb der Auslassleitung (nachfolgend bezeichnet als der Auslassdruck) manchmal, dass die Menge zurück geleiteter Gase abnimmt oder keine zurück geleiteten Gase produziert werden. Beispielsweise in einem Fall, in welchem die Ventilüberschneidungsdauer relativ lang ist, wenn der Motor sich im Hochlast-Betrieb befindet, oder wenn der Motor ein mit einem Auflader ausgestatteter Motor ist, der sich im Aufladebetrieb befindet, wird der Einlassdruck manchmal höher als der Auslassdruck. In solch einem Fall werden verbrannte Gase in dem Zylinder durch in den Zylinder strömende Luft in die Auslassleitung gespült. Nachfolgend werden verbrannte Gase, die von innerhalb des Zylinders in die Auslassleitung gespült werden, als Spülgase bezeichnet. Die Interne-AGR-Menge, die in der japanischen (ungeprüften) Patentanmeldung-Offenlegungsschrift mit der Nummer JP 2004251182 A offenbart ist, berücksichtigt solche Spülgase nicht, und daher ist unter Bedingungen, unter welchen Spülgase produziert werden, die Berechnungsgenauigkeit der Interne-AGR-Menge reduziert.
  • Überblick über die Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, die dazu in der Lage ist, eine Spülgasmenge unter Bedingungen, unter welchen Spülgase produziert werden, während einer Ventilüberschneidungsdauer, mit Genauigkeit zu berechnen, und eine Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, die dazu in der Lage ist, eine Interne-AGR-Menge mit Genauigkeit unter Verwendung der so berechneten Spülgasmenge zu berechnen.
  • Um die obige Aufgabe zu lösen ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor vorgesehen, in welchem eine Ventilüberschneidungsdauer von einem Einlassventil und einem Auslassventil eines Zylinders geändert wird, indem eine Ventil-Zeiteinstellung von wenigstens einem von dem Einlassventil und dem Auslassventil geändert wird, umfassend ein Einlassdruckparameter-Beschaffungsmittel, um einen Einlassdruckparameter zu erhalten, der einen Einlassdruck angibt, der ein Druck innerhalb einer Einlassleitung des Motors ist, ein Auslassdruckparameter-Beschaffungsmittel, um einen Auslassdruckparameter zu erhalten, der einen Auslassdruck angibt, der ein Druck innerhalb einer Auslassleitung des Motors ist, ein Zeitdauerparameter-Beschaffungsmittel, um einen Zeitdauerparameter zu erhalten, der eine Länge der Ventilüberschneidungsdauer angibt, und ein Spülgasmenge-Berechnungsmittel, um eine Spülgasmenge zu berechnen, die eine Menge von Gasen ist, die von innerhalb des Zylinders des Motors in die Auslassleitung gespült werden, wenn der Einlassdruck höher als der Auslassdruck während der Ventilüberschneidungsdauer ist, entsprechend dem Einlassdruckparameter, dem Auslassdruckparameter und dem Zeitdauerparameter.
  • Mit der Konfiguration von dieser Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung wird die Spülgasmenge, die eine Menge von Gasen ist, die unter einem Spülzustand des Motors, in welchem während der Ventilüberschneidungsdauer der Einlassdruck höher ist als der Auslassdruck, von innerhalb des Zylinders in die Auslassleitung gespült werden, gemäß dem Einlassdruckparameter, dem Auslassdruckparameter und dem Zeitdauerparameter berechnet. In diesem Fall stellt der Einlassdruckparameter den Einlassdruck dar, der ein Druck innerhalb der Einlassleitung von dem Motor ist, der Auslassdruckparameter stellt den Auslassdruck dar, der ein Druck innerhalb der Auslassleitung des Motors ist, und der Zeitdauerparameter stellt eine Länge der Ventilüberschneidungsdauer dar, und daher ist es möglich, unter Bedingungen, unter welchen der Einlassdruck höher als der Auslassdruck ist, was bewirkt, dass die Spülgase produziert werden, während der Ventilüberschneidungsdauer, die Spülgasmenge zu berechnen, während bewirkt wird, dass die Länge der Ventilüberschneidungsdauer, die stark mit der Spülgasmenge korreliert ist, sich darin widerspiegelt. Dies macht es möglich, die Spülgasmenge mit Genauigkeit unter Bedingungen zu berechnen, unter welchen die Spülgase während der Ventilüberschneidungsdauer produziert werden (es ist zu beachten dass in dieser Beschreibung der Ausdruck erhalten bzw. beschaffen, der in den Ausdrücken „erhalten bzw. beschaffen von einem Einlassdruckparameter”, „erhalten bzw. beschaffen von einem Auslassdruckparameter”, „erhalten bzw. beschaffen von einem Zeitdauerparameter” usw. sowohl die Bedeutung umfassen soll, die Parameter unter Verwendung von Sensoren oder dergleichen direkt zu erfassen, als auch diese Parameter auf Basis von anderen Parametern abzuschätzen.
  • Bevorzugt umfasst das Auslassdruckparameter-Beschaffungsmittel ein Auslassdruck-Minimalwert-Berechnungsmittel, um als den Auslassdruckparameter einen minimalen Auslassdruck zu berechnen, der ein Minimalwert von dem Auslassdruck während der Ventilüberschneidungsdauer ist, gemäß einem Wert, der einen Betriebszustand des Motors angibt, und das Spülgasmenge-Berechnungsmittel umfasst ein Spülgas-Produktionsgradparameter-Berechnungsmittel, um einen Spülgas-Produktionsgradparameter, der ein Ausmaß einer Produktion der Spülgase während der Ventilüberschneidungsdauer angibt, entsprechend dem Zeitdauerparameter zu berechnen, und berechnet die Spülgasmenge gemäß dem Spülgas-Produktionsgradparameter, dem Einlassdruckparameter und dem minimalen Auslassdruck.
  • Mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführungsform wird der minimale Auslassdruck, der der Minimalwert von dem Auslassdruck während der Ventilüberschneidungsdauer ist, als der Auslassdruckparameter gemäß einem Wert berechnet, der einen Betriebszustand von dem Motor angibt, und der Spülgas-Produktionsgradparameter, der ein Ausmaß einer Produktion der Spülgase während der Ventilüberschneidungsdauer angibt, wird entsprechend dem Zeitdauerparameter berechnet. Die Spülgasmenge wird gemäß dem Spülgas-Produktionsgradparameter, dem Einlassdruckparameter und dem minimalen Auslassdruck berechnet. In diesem Fall sind der minimale Auslassdruck und die Länge der Ventilüberschneidungsdauer stark mit der Spülgasmenge während der Ventilüberschneidungsdauer korreliert, wie nachfolgend erläutert werden wird, und daher ist es möglich, die Berechnungsgenauigkeit der Spülgasmenge weiter zu verbessern, indem die Spülgasmenge berechnet wird, während bewirkt wird, dass sich der minimale Auslassdruck, die Länge der Ventilüberschneidungsdauer und der Spülgas-Produktionsgradparameter darin widerspiegeln.
  • Noch mehr bevorzugt umfasst das Auslassdruck-Minimalwert-Berechnungsmittel ein Auslassdruck-Mittelwert-Berechnungsmittel, um einen mittleren Auslassdruck zu berechnen, der ein Mittelwert des Drucks innerhalb der Auslassleitung über eine vorbestimmte Zeitdauer hinweg ist, und ein Minimum-Amplituden-Berechnungsmittel, um eine Minimum-Amplitude zu berechnen, zur Verwendung bei der Berechnung von dem minimalen Auslassdruck, entsprechend dem Wert, der den Betriebszustand des Motors angibt, und berechnet den minimalen Auslassdruck auf Basis von dem mittleren Auslassdruck und der Minimum-Amplitude.
  • Mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführungsform wird der mittlere Auslassdruck berechnet, der ein Mittelwert des Drucks innerhalb der Auslassleitung während einer vorbestimmten Zeitdauer ist, und die Minimum-Amplitude zur Verwendung bei der Berechnung des minimalen Auslassdrucks wird gemäß dem Wert berechnet, der den Betriebszustand von dem Motor angibt. Der minimale Auslassdruck wird auf Basis von dem mittleren Auslassdruck und der Minimum-Amplitude berechnet. Indem ein Kennfeld-Suchverfahren oder eine Berechnungsgleichung als ein Verfahren zur Berechnung der Minimum-Amplitude verwendet wird, ist es daher möglich, einen Berechnungsaufwand zu reduzieren, im Vergleich zu einem Fall, in welchem der Auslassdruck nacheinander mit einer sehr kurzen Sampling-Wiederholungsdauer gesampelt wird und der minimale Auslassdruck auf Basis von Ergebnissen des Sampling berechnet wird.
  • Bevorzugt berechnet das Spülgasmenge-Berechnungsmittel die Spülgasmenge als einen größeren Wert, wenn die Ventilüberschneidungsdauer, die durch den Zeitdauerparameter repräsentiert ist, länger ist.
  • Durch Experimente, die von dem vorliegenden Anmelder durchgeführt wurden, wurde bestätigt, dass in einem Fall, in welchem die Spülgase aufgrund dessen erzeugt werden, dass während der Ventilüberschneidungsdauer der Einlassdruck höher als der Auslassdruck ist, die Spülgasmenge zunimmt, wenn die Ventilüberschneidungsdauer länger ist (vergleiche 3A bis 5B, auf die nachfolgend Bezug genommen wird). Daher wird bei der Konfiguration der bevorzugten Ausführungsform die Spülgasmenge als ein entsprechend größerer Wert berechnet, wenn die Spülgasmenge wahrscheinlicher zunimmt. Im Ergebnis ist es möglich, eine hervorragende Berechnungsgenauigkeit sicherzustellen.
  • Um die obige Aufgabe zu lösen, ist gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor vorgesehen, umfassend die Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung die gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen ist, wobei der Motor so konfiguriert ist, dass eine Interne-AGR-Menge davon entsprechend einer Änderung der Ventilüberschneidungsdauer geändert wird, wobei die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung ein Gasrückleitungsmenge-Berechnungsmittel umfasst, um eine Gasrückleitungsmenge zu berechnen, die eine Menge von Gasen ist, die zeitweise aus dem Zylinder in wenigstens eines von einem Einlass-System und einem Auslass-System strömen und danach wieder zurück in den Zylinder strömen, ein korrigierte-Gasrückleitungsmenge-Berechnungsmittel, um eine korrigierte Gasrückleitungsmenge zu berechnen, indem die Gasrückleitungsmenge mit der Spülgasmenge korrigiert wird, und ein Interne-AGR-Menge-Berechnungsmittel, um die Interne-AGR-Menge entsprechend der korrigierten Gasrückleitungsmenge zu berechnen.
  • Mit der Konfiguration von dieser Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung werden die Spülgasmenge und die Gasrückleitungsmenge berechnet, wie vorstehend beschrieben, und die korrigierte Gasrückleitungsmenge wird berechnet, indem die Gasrückleitungsmenge mit der Spülgasmenge korrigiert wird. Daher liefert die korrigierte Gasrückleitungsmenge einen Wert, der erhalten wird, indem bewirkt wird, dass die Spülgasmenge sich in der Gasrückleitungsmenge widerspiegelt. Daher wird die Interne-AGR-Menge entsprechend der so korrigierten Gasrückleitungsmenge berechnet und daher ist es möglich, die Interne-AGR-Menge zu berechnen, während bewirkt wird, dass die Spülgasmenge sich darin widerspiegelt. Dies macht es möglich, die Berechnungsgenauigkeit der Interne-AGR-Menge im Vergleich zu der (ungeprüften) japanischen Patentanmeldung-Offenlegungsschrift mit der Nummer JP 2004251182 A zu verbessern, in welcher die Spülgasmenge bei der Berechnung der Interne-AGR-Menge nicht berücksichtigt wird.
  • Bevorzugt umfasst das Auslassdruckparameter-Beschaffungsmittel ein Auslassdruck-Maximalwert-Berechnungsmittel, um als den Auslassdruckparameter einen maximalen Auslassdruck zu berechnen, der ein Maximalwert von dem Auslassdruck während der Ventilüberschneidungsdauer ist, entsprechend dem Wert, der den Betriebszustand des Motors angibt, und das Gasrückleitungsmenge-Berechnungsmittel berechnet (umfasst) einen Gasrückleitung-Produktionsgradparameter, der ein Ausmaß einer Produktion der zurück geleiteten Gase während der Ventilüberschneidungsdauer angibt, entsprechend dem Zeitdauerparameter, und berechnet die Gasrückleitungsmenge entsprechend dem Gasrückleitung-Produktionsgradparameter, dem Einlassdruckparameter und dem maximalen Auslassdruck.
  • In einem Fall, in dem die Gasrückleitungsmenge für einen Verbrennungsmotor berechnet wird, der eine Ventilüberschneidungsdauer aufweist, da die zurück geleiteten Gase unter einer Bedingung produziert werden, dass der Auslassdruck höher als der Einlassdruck ist, ist im Allgemeinen die Gasrückleitungsmenge stark mit dem Maximalwert von dem Auslassdruck während der Ventilüberschneidungsdauer korreliert. Daher wird bei der Konfiguration von dieser bevorzugten Ausführungsform der maximale Auslassdruck, der der Maximalwert von dem Auslassdruck während der Ventilüberschneidungsdauer ist, als der Auslassdruckparameter berechnet und der Gasrückleitung-Produktionsgradparameter, der ein Ausmaß einer Produktion der zurück geleiteten Gase während der Ventilüberschneidungsdauer angibt, wird entsprechend dem Zeitdauerparameter berechnet. Weiter wird die Gasrückleitungsmenge gemäß dem Gasrückleitung-Produktionsgradparameter, dem Einlassdruckparameter und dem maximalen Auslassdruck berechnet. Daher ist es möglich, die Berechnungsgenauigkeit der Gasrückleitungsmenge weiter zu verbessern. Da weiter die Gasrückleitungsmenge entsprechend dem maximalen Auslassdruck berechnet wird, ist es möglich, die Gasrückleitungsmenge auf einfachere Weise zu berechnen und dadurch den Berechnungsaufwand im Vergleich zu einem Verfahrens zu verringern, das in der (ungeprüften) japanischen Patentanmeldung-Offenlegungsschrift Nummer JP 2004251182 A offenbart ist, welches eine Integral-Berechnung der effektiven Öffnungsfläche durchführt.
  • Bevorzugt umfasst das Auslassdruck-Maximalwert-Berechnungsmittel ein Auslassdruck-Mittelwert-Berechnungsmittel, um einen mittleren Auslassdruck zu berechnen, der ein Mittelwert von dem Druck innerhalb der Auslassleitung während einer vorbestimmten Zeitdauer ist, und ein Maximum-Amplituden-Berechnungsmittel, um eine Maximum-Amplitude zur Verwendung bei der Berechnung des maximalen Auslassdrucks zu berechnen, entsprechend dem Wert, der den Betriebszustand von dem Motor angibt, und es berechnet den maximalen Auslassdruck entsprechend dem mittleren Auslassdruck und der Maximum-Amplitude.
  • Mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführungsform wird der mittlere Auslassdruck berechnet, der ein Mittelwert von dem Druck in der Auslassleitung während einer vorbestimmten Zeitdauer ist, und die Maximum-Amplitude zur Verwendung bei der Berechnung des maximalen Auslassdrucks wird gemäß den Wert berechnet, der den Betriebszustand des Motors angibt. Der maximale Auslassdruck wird gemäß dem mittleren Auslassdruck und der Maximum-Amplitude berechnet. Durch Verwendung eines Kennfeld-Suchverfahrens oder einer Berechnungsgleichung als ein Berechnungsverfahren für die Maximum-Amplitude ist es daher möglich, den Berechnungsaufwand im Vergleich zu einem Fall zu reduzieren, in welchem der Auslassdruck nacheinander mit einer sehr kurzen Sampling-Wiederholungsperiode gesampelt wird, und der maximale Auslassdruck auf Basis der Sampling-Resultate berechnet wird.
  • Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, zusammen genommen mit den begleitenden Figuren, noch deutlicher.
  • Kurzbeschreibung der Figuren
  • 1 ist ein schematisches Diagramm von einer Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung und einer Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sowie von einem Verbrennungsmotor, auf welchen die Berechnungseinrichtungen angewendet werden.
  • 2 ist ein 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 Diagramm, welches Ventilhub-Kurven zeigt, die während, und vor und nach einer Ventilüberschneidungsdauer erhalten werden, wenn CAIN = CAEX = 0 gilt.
  • 3B ist ein Diagramm, welches ein Beispiel von einem Messergebnis für den Einlassdruck und den Auslassdruck zeigt, das während und vor und nach der Ventilüberschneidungsdauer erhalten wird, wenn CAIN = CAEX = 0 gilt.
  • 4A ist ein Diagramm, welches Ventilhub-Kurven zeigt, die während und vor und nach der Ventilüberschneidungsdauer erhalten werden, wenn CAIN = CAEX = CAREF gilt.
  • 4B ist ein Diagramm, das ein Beispiel von einem Messergebnis für den Einlassdruck und den Auslassdruck zeigt, das vor und während und nach der Ventilüberschneidungsdauer erhalten wird, wenn CAIN = CAEX = CAREF gilt.
  • 5A ist ein Diagramm, welches Ventilhub-Kurven zeigt, die während und vor und nach der Ventilüberschneidungsdauer erhalten werden, wenn CAIN = CAIN_ad und CAEX = CAEX_rt gilt.
  • 5B ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Messergebnis für den Einlassdruck und den Auslassdruck zeigt, das während und vor und nach der Ventilüberschneidungsdauer erhalten wird, wenn CAIN = CAIN_ad und CAEX = CAEX_rt gilt.
  • 6 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Messwert einer Gasrückleitungsmenge und einem Überschneidungswinkel zeigt.
  • 7 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur Berechnung einer Interne-AGR-Menge zeigt.
  • 8 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Berechnung einer Basis-Gasrückleitungsmenge zeigt.
  • 9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Kennfeld zur Verwendung bei der Berechnung eines Funktionswerts zeigt.
  • 10 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel von einem Kennfeld zur Verwendung bei der Berechnung eines Kennfeld-Werts von einem maximalen Auslassdruck, eines Kennfeld-Werts von einem mittleren Auslassdruck und eines Kennfeld-Werts von einem minimalen Auslassdruck zeigt.
  • 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von einem Kennfeld zur Verwendung bei der Berechnung eines Korrektur-Koeffizienten zeigt.
  • 12 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Berechnung einer Spülgasmenge zeigt.
  • 13 ist ein Diagramm, das ein Kennfeld zur Verwendung bei der Berechnung eines Spülverhältnis zeigt.
  • 14 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel für einen Berechnungsfehler zeigt, der in einem Fall bewirkt wird, in welchem die Interne-AGR-Menge durch ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet wird, und
  • 15 ist ein Diagramm, welches zum Vergleich ein Beispiel für einen Berechnungsfehler zeigt, der bewirkt wird, wenn die Interne-AGR Menge in einem Fall berechnet wird, in welchem eine Spülgasmenge = 0 gesetzt ist.
  • 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. Die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient auch als eine Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung, und, wie in 1 gezeigt, umfasst die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung 1 eine ECU 2. Die ECU 2 berechnet eine Spülgasmenge und eine Interne-AGR-Menge durch ein Verfahren, das nachfolgend beschrieben ist, und steuert/regelt Betriebszustände des Verbrennungsmotors 3 (nachfolgend als der Motor bezeichnet).
  • Der Motor 3 ist ein Vierzylinder-Benzin-Reihenmotor mit vier Paaren von Zylindern 3a und Kolben 3b (von denen nur ein Paar gezeigt ist), und ist an einem nicht dargestellten Fahrzeug installiert. 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, um diese zu öffnen und zu schließen, einen Auslassventil-Betätigungsmechanismus 20, um die Auslassventile 5 zu betätigen, um diese zu öffnen und zu schließen, usw..
  • Der Einlassventil-Betätigungsmechanismus 10 umfasst eine Einlassnockenwelle 11 zur Betätigung der Einlassventile 4 und einen Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12. Der Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 ändert stufenlos (das heißt 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 einer Seite in Richtung spät, um dadurch die Ventil-Zeiteinstellung von jedem Einlassventil 4 zu ändern. Der Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 ist an einem Ende der Einlassnockenwelle 11 zu einem Einlass-Ritzel hin angeordnet (nicht gezeigt).
  • Obwohl der Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 insbesondere ähnlich konfiguriert ist, wie derjenige, der durch den vorliegenden Anmelder in der (ungeprüften) japanischen Patentanmeldung-Offenlegungsschrift mit der Nummer JP 2007100522 A vorgeschlagen wird, und daher eine detaillierte Beschreibung davon ausgelassen wird, umfasst der Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 ein Einlassnockenphase-Steuer-/Regelventil 12a. In dem Fall von dem Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 wird das Einlassnockenphase-Steuer-/Regelventil 12a durch ein Treibersignal von der ECU 2 gesteuert/geregelt, wodurch die Einlassnockenphase CAIN kontinuierlich zwischen einem vorbestimmten ursprünglichen Wert CAIN_0 und einem vorbestimmten, am weitesten in Richtung früh verstellten Wert CAIN ad variiert wird. Dies ändert in stufenloser Weise die Ventil-Zeiteinstellung von jedem Einlassventil 4 zwischen einer ursprünglichen Zeiteinstellung, die in 2 durch eine durchgezogene Linie angegeben ist, und der am weitesten in Richtung früh verstellten Zeiteinstellung, die in 2 durch eine Punkt-Strich-Linie dargestellt ist. Es ist festzuhalten, dass in 2 ein oberer Auslass-Totpunkt als Auslass-TDC bezeichnet wird. Dies gilt auch für die Figuren, auf die nachfolgend Bezug genommen wird.
  • In diesem Fall ist der vorbestimmte ursprüngliche Wert CAIN_0 auf Null eingestellt, und der vorbestimmte, am weitesten in Richtung früh verstellte Wert CAIN_ad ist auf einen vorbestimmten positiven Wert eingestellt.
  • Wenn daher die Einlassnockenphase CAIN von Null aus vergrößert wird, wird die Ventil-Zeiteinstellung von jedem Einlassventil 4 zu einer weiter in Richtung früh verstellten Zeiteinstellung als der ursprünglichen Zeiteinstellung geändert, wodurch eine Ventilüberschneidungsdauer von jedem Einlassventil 4 und jedem Auslassventil 5 länger wird.
  • Der Auslassventil-Betätigungsmechanismus 20 umfasst eine Auslassnockenwelle 21, um die Auslassventile 5 zu betätigen, und einen Auslassnockenphase-Variationsmechanismus 22. Der Auslassnockenphase-Variationsmechanismus 22 ändert stufenlos (das heißt kontinuierlich) eine Phase CAEX der Auslassnockenwelle 21 in Bezug auf die Kurbelwelle 3c (nachfolgend als die Auslassnockenphase CAEX bezeichnet) zu der Seite in Richtung früh oder zu der Seite in Richtung spät, um dadurch die Ventil-Zeiteinstellung von jedem Auslassventil 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. Bei 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 einem vorbestimmten ursprünglichen Wert CAEX_0 und einem vorbestimmten, am weitesten in Richtung spät verstellten Wert CAEX_rt variiert wird. Dies ändert in stufenloser Weise die Ventil-Zeiteinstellung von jedem Auslassventil 5 zwischen einer ursprünglichen Zeiteinstellung, die in 2 durch eine durchgezogene Linie angegeben ist, und der am weitesten in Richtung spät verstellten Zeiteinstellung, die durch eine unterbrochene Linie in 2 dargestellt ist.
  • In diesem Fall ist der vorbestimmte ursprüngliche Wert CAEX_0 auf Null eingestellt, und der vorbestimmte, am weitesten in Richtung spät verstellte Wert CAEX_rt ist auf den oben erwähnten positiven Wert eingestellt. Wenn daher die Auslassnockenphase CAEX von Null aus vergrößert wird, wird die Ventil-Zeiteinstellung von jedem Auslassventil 5 zu einer weiter in Richtung spät verstellten Zeiteinstellung geändert als die ursprüngliche Zeiteinstellung, wodurch die Ventilüberschneidungsdauer länger wird.
  • Es ist festzuhalten, dass dann, wenn es eine solche Ventilüberschneidungsdauer gibt, wie nachfolgend beschrieben, ein Phänomen auftritt, bei dem verbrannte Gase zeitweise aus dem Zylinder 3a in eine Auslassleitung 9 (Auslass-System) und danach wieder in den Zylinder 3a hineinströmen, oder ein Phänomen, bei dem verbrannte Gase zeitweise durch den Zylinder 3a in eine Einlassleitung 8 (Einlass-System) strömen und danach wieder in den Zylinder 3a strömen. Bei der folgenden Beschreibung werden solche verbrannten Gase, die zeitweise aus dem Zylinder 3a in die Auslassleitung 9 und danach schließlich wieder zurück in den Zylinder 3a strömen, vor der Schließzeit von dem Einlassventil 4, wie oben beschrieben, als zurück geleitete Gase bezeichnet, und die Menge der zurück geleiteten Gase wird als die Gasrückleitungsmenge bezeichnet werden.
  • Weiter, wie nachfolgend beschrieben, tritt während der Ventilüberschneidungsdauer, wenn der Druck innerhalb der Einlassleitung 8 höher wird als der Druck innerhalb der Auslassleitung 9, ein Phänomen auf, bei dem verbrannte Gase innerhalb des Zylinders 3a durch Gase innerhalb der Einlassleitung 8 in die Auslassleitung 9 gespült werden. In der folgenden Beschreibung werden verbrannte Gase, die von innerhalb des Zylinders 3a in die Auslassleitung 9 gespült werden, als Spülgase bezeichnet, und die Menge von Spülgasen wird als die Spülgasmenge bezeichnet.
  • Weiter ist der Motor 3 mit Zündkerzen 6, Kraftstoff-Einspritzventilen 7, einem Kurbelwinkel-Sensor 30 und einem Turbolader 40 versehen. 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 an einem Einlassverteiler montiert, so dass Kraftstoff in die Einlassanschlüsse von den jeweiligen Zylindern 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 der eine Mixtur durch jede Zündkerze 6 gezündet wird, werden durch die ECU 2 gesteuert/geregelt. Das heißt, eine Steuerung/Regelung der Kraftstoff-Einspritzung und eine Steuerung/Regelung der Zünd-Zeiteinstellung werden durchgeführt.
  • Der Kurbelwinkel-Sensor 30 (Zeitdauerparameter-Beschaffungsmittel) liefert ein CRK-Signal und ein TDC-Signal, die beide gepulste Signale sind, an die ECU 2, zusammen mit einer Drehung der Kurbelwelle 3c. Ein Puls des CRK-Signals wird jedes Mal dann erzeugt, wenn sich die Kurbelwelle 3c um einen vorbestimmten Kurbelwinkel (zum Beispiel 1°) dreht. Die ECU 2 berechnet eine Drehzahl NE des Motors 3 (nachfolgend bezeichnet als die Motordrehzahl NE) auf Basis von dem CRK-Signal. Weiterhin gibt das TDC-Signal an, dass sich der Kolben 3b in einem der Zylinder 3a in einer vorbestimmten Kurbelwinkel-Position kurz vor der TDC-Position von dem Einlass-Hub befindet, und bei dem Vierzylinder-Motor 3 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird ein Puls davon immer dann geliefert, wenn sich die Kurbelwelle um 180° dreht.
  • Andererseits umfasst der Turbolader 40 eine in einem nicht gezeigten Kompressor-Gehäuse aufgenommene Kompressor-Schaufel 41, vorgesehen an einem Zwischenabschnitt von der Einlassleitung 8, eine Turbinenschaufel 42, die in einem nicht gezeigten Turbinengehäuse aufgenommen ist, vorgesehen an einem Zwischenabschnitt von der Auslassleitung 9, eine Welle 43, welche die zwei Schaufeln 41 und 42 integral verbindet, und ein Bypass-Ventil 44 (Wastegate-Ventil).
  • Da die Turbinenschaufel 42 zur Rotation durch Abgase angetrieben wird, welche durch die Auslassleitung 9 strömen, dreht sich bei dem Turbolader 40 die Kompressorschaufel 41, die integral mit der Turbinenschaufel 42 vorgesehen ist, zusammen mit einer Drehung von der Turbinenschaufel 42, wodurch Einlass-Luft innerhalb der Einlassleitung 8 komprimiert wird, also wird ein Auflade-Vorgang durchgeführt.
  • Das Bypass-Ventil 44 öffnet und schließt eine Bypass-Auslassleitung 9a, welche die Turbinenschaufel 42 in der Auslassleitung 9 umgeht, und ist durch ein elektromagnetisches Steuer-/Regelventil implementiert, welches elektrisch mit der ECU 2 verbunden ist. Das Bypass-Ventil 44 ändert seinen Ventil-Öffnungsgrad entsprechend einem Steuer-/Regel-Eingabesignal von der ECU 2, um dadurch die Strömungsrate von Abgasen zu ändern, welche durch die Bypass-Auslassleitung 9a strömen, das heißt, die Strömungsrate von Abgasen, um die Turbinenschaufel 42 anzutreiben. Dies steuert/regelt den Auflade-Vorgang von dem Turbolader 40.
  • Weiterhin sind ein Luftströmungssensor 31, ein Einlassdruck-Sensor 32, ein Einlasslufttemperatur-Sensor 33, ein Auslassdruck-Sensor 34, ein Abgastemperatur-Sensor 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, welche durch die Einlassleitung 8 strömt, und gibt ein Signal an die ECU 2 aus, weiches die erfasste Strömungsrate von frischer Luft angibt. Die ECU 2 berechnet eine Einlassluftmenge GAIR (einen Wert, der einen Betriebszustand von dem Motor angibt) auf Basis von dem Erfassungssignal von dem Luftströmungssensor 31.
  • Der Einlassdruck-Sensor 32 (Einlassdruckparameter-Beschaffungsmittel) erfasst einen Druck Pin innerhalb der Einlassleitung 8 (nachfolgend bezeichnet als der Einlassdruck Pin) und liefert ein Signal an die ECU 2, welches den erfassten Einlassdruck Pin angibt. Der Einlassdruck Pin wird als ein absoluter Druck erfasst. Weiterhin erfasst der Einlasslufttemperatur-Sensor 33 eine Temperatur Tin von Luft innerhalb der Einlassleitung 8 (nachfolgend bezeichnet als die Einlasslufttemperatur Tin) und liefert ein Signal an die ECU 2, welches die erfasste Einlasslufttemperatur Tin angibt. Die Einlasslufttemperatur Tin wird als eine absolute Temperatur erfasst.
  • Andererseits erfasst der Auslassdruck-Sensor 34 (Auslassdruckparameter-Beschaffungsmittel) einen Druck Pex innerhalb der Auslassleitung 9 (nachfolgend als der Auslassdruck Pex bezeichnet) und liefert ein Signal an die ECU 2, welches den erfassten Auslassdruck Pex angibt. Der Auslassdruck Pex wird als ein absoluter Druck erfasst. Weiter erfasst der Abgastemperatur-Sensor 35 eine Temperatur Tex von Abgasen (Auslass-Gasen), welche durch die Auslassleitung 9 strömen (nachfolgend als die Abgastemperatur Tex bezeichnet) und liefert ein Signal an die ECU 2, welches die erfasste Abgastemperatur Tex anzeigt. Die Abgastemperatur Tex wird als eine absolute Temperatur erfasst.
  • Weiterhin ist der Einlassnockenwinkel-Sensor 36 (Zeitdauerparameter-Beschaffungsmittel) an einem Ende der Einlassnockenwelle 11 auf einer Seite davon angeordnet, die von dem Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 entfernt ist, und liefert ein Einlassnocken-Signal, das ein Pulssignal ist, zusammen mit der Drehung von der Einlassnockenwelle 11 an die ECU 2, immer dann, wenn sich die Einlassnockenwelle 11 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 (Zeitdauerparameter-Beschaffungsmittel) an einem Ende der Auslassnockenwelle 21 auf einer Seite davon angeordnet, die von dem Auslassnockenphase-Variationsmechanismus 22 entfernt ist, und liefert ein Auslassnocken-Signal, das ein Pulssignal ist, zusammen mit einer Rotation von der Auslassnockenwelle 21 an die ECU 2, immer dann, wenn sich die Auslassnockenwelle 21 um einen vorbestimmten Nockenwinkel (zum Beispiel 1°) dreht. Die ECU 2 berechnet die Auslassnockenphase CAEX auf Basis von dem Auslassnocken-Signal und dem oben beschriebenen CRK-Signal.
  • Die ECU 2 ist durch einen Mikrocomputer implementiert, welcher eine CPU, RAM, ROM, und eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle aufweist (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, des Auslassnockenphase-Steuer-/Regelventils 22a und des Bypass-Ventils 44.
  • Es ist festzuhalten, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ECU 2 dem Einlassdruckparameter-Beschaffungsmittel, dem Auslassdruckparameter-Beschaffungsmittel, dem Zeitdauerparameter-Beschaffungsmittel, dem Spülgasmenge-Berechnungsmittel, dem Spülgas-Produktionsgradparameter-Berechnungsmittel, dem Auslassdruck-Mittelwert-Berechnungsmittel, dem Auslassdruck-Minimalwert-Berechnungsmittel, dem Minimum-Amplituden-Berechnungsmittel, dem Gasrückleitungsmenge-Berechnungsmittel, dem korrigierte-Gasrückleitungsmenge-Berechnungsmittel, dem Interne-AGR-Menge-Berechnungsmittel, dem Auslassdruck-Maximalwert-Berechnungsmittel, dem Gasrückleitung-Produktionsgradparameter-Berechnungsmittel (Gasrückleitung-Produktionsgrad-Berechnungsmittel) und dem Maximum-Amplituden-Berechnungsmittel usw. entspricht.
  • Nachfolgend wird eine Beschreibung der Prinzipien und Gesichtspunkte eines Verfahrens zur Berechnung der Interne-AGR-Menge gegeben, welches durch die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel durchgeführt wird.
  • Zunächst wird die Beziehung zwischen der Länge der Ventilüberschneidungsdauer und der Strömung von Gasen durch den Zylinder 3a unter Bezugnahme auf 3A, 3B bis 5A, 5B beschrieben. In 3A und 3B bis 5A und 5B gezeigte Betriebsbeispiele sind solche, bei denen der Auflade-Vorgang durch den oben erwähnten Turbolader 40 durchgeführt wird.
  • Zunächst, wie in 3A gezeigt, wenn CAIN = CAEX = 0 eingestellt ist, das heißt, wenn sowohl die Einlassventil-Zeiteinstellung als auch die Auslassventil-Zeiteinstellung auf jeweilige Referenz-Zeiteinstellungen eingestellt sind, die durch durchgezogene Linien in 2 angegeben sind, überschreitet der Auslassdruck Pex den Einlassdruck Pin während einer gesamten Region während der Ventilüberschneidungsdauer, wie in 3B gezeigt, und deswegen werden die oben erwähnten Spülgase nicht erzeugt und die oben erwähnten zurück geleiteten Gase werden erzeugt. In diesem Fall repräsentiert ein schraffierter Bereich in 3B einen Bereich, in dem zurück geleitete Gase produziert werden.
  • Als nächstes wird ein Fall beschrieben, in dem, wie in 4A gezeigt, CAIN = CAEX = CAREF eingestellt ist. Der Wert CAREF ist ein vorbestimmter Wert der 0 < CAREF < CAIN_rt und 0 < CAREF < CAEX_ad erfüllt, und entsprechend wird in dem Fall eines Betriebsbeispiels, das in 4A gezeigt ist, die Einlassventil-Zeiteinstellung auf eine um den Betrag von dem vorbestimmten Wert CAREF weiter in Richtung früh verstellte Zeiteinstellung eingestellt als ihre Referenz-Zeiteinstellung, und die Auslassventil-Zeiteinstellung wird auf eine um den Betrag von dem vorbestimmten Wert CAREF weiter in Richtung spät verstellte Zeiteinstellung als ihre Referenz-Zeiteinstellung eingestellt, wodurch die Ventilüberschneidungsdauer länger wird als in dem in den 3A und 3B gezeigten Fall.
  • Bis ein Mittelpunkt der ersten Hälfte der Ventilüberschneidungsdauer erreicht ist, ist Pex < Pin erfüllt, wodurch Spülgase produziert werden, und nachdem Pex > Pin erfüllt ist, werden entsprechend zurück geleitete Gase produziert, wie in 4B gezeigt. In diesem Fall stellt ein gekreuzt schraffierter Bereich in 4B einen Bereich dar, in welchem die Spülgase produziert werden. In dem Fall, in dem die Spülgase und die zurück geleiteten Gase so produziert werden, wird die Interne-AGR-Menge um die Menge der Spülgase reduziert.
  • Wenn, wie in 5A gezeigt, CAIN = CAIN_ad und CAEX = CAEX_rt) eingestellt sind, wird weiter die Ventilüberschneidungsdauer am längsten, und entsprechend, wie in 5B gezeigt, ist Pex < Pin erfüllt, bis ein Mittelpunkt der zweiten Hälfte der Ventilüberschneidungsdauer erreicht ist, wodurch Spülgase produziert werden, und nachdem Pex > Pin erfüllt ist, werden zurück geleitete Gase produziert. In einem Fall, in dem so sowohl die Spülgase als auch die zurück geleiteten Gase produziert werden, ist die Interne-AGR-Menge um die Menge der Spülgase reduziert.
  • Wie oben beschrieben, ändert sich ein Verhältnis zwischen der Gasrückleitungsmenge und der Spülgasmenge entsprechend der Änderung der Ventilüberschneidungsdauer. Insbesondere nimmt die Gasrückleitungsmenge ab und die Spülgasmenge nimmt zu, wenn die Ventilüberschneidungsdauer länger ist.
  • Hierbei ergab die Messung der Gasrückleitungsmenge auf Basis der Auslass-Strömungsrate Messergebnisse, die in 6 gezeigt sind. In 6 ist ein Überschneidungswinkel OVL (Zeitdauerparameter) auf der horizontalen Achse die Summe aus der Einlassnockenphase CAIN und der Auslassnockenphase CAEX, und ein Wert OVLref ist ein vorbestimmter Wert von dem Überschneidungswinkel OVL, der größer als 0 ist. Weiter ist ein Wert OVLmax der Maximalwert von dem Überschneidungswinkel OVL, wobei OVLmax = CAIN_ad + CAEX_rt gilt. Da in diesem Fall die Einlassnockenphase CAIN und die Auslassnockenphase CAEX wie oben beschrieben eingestellt sind, wird der Überschneidungswinkel OVL als ein größerer Wert berechnet, wenn die Ventilüberschneidungsdauer länger ist.
  • Wie in 6 gezeigt, hat die Gasrückleitungsmenge in einem Bereich von OVL < OVLref einen positiven Wert, und weist in einem Bereich von OVLref < OVL ≤ OVLmax einen negativen Wert auf. Wie vorstehend beschrieben, nimmt, wenn der Überschneidungswinkel OVL groß ist, das heißt, wenn die Ventilüberschneidungsdauer lang ist, die Gasrückleitungsmenge ab und die Spülgasmenge nimmt zu, und daher wird angenommen, dass aufgrund dessen ein Zustand auftritt, in welchem die Spülgasmenge die Gasrückleitungsmenge in dem Bereich von OVLref < OVL ≤ OVLmax überschreitet.
  • Aus den oben beschriebenen Gründen wird bei dem Ausführungsbeispiel die Gasrückleitungsmenge GegrRV wie in der folgenden Gleichung (1) berechnet, indem ein Korrekturterm dGegr_OVL zu einem Wert addiert wird, der berechnet wird, indem eine Spülgasmenge GegrSca von einer Basis-Gasrückleitungsmenge GegrRV_Base subtrahiert wird. GegrRV = GegrRV_Base – GegrSca + dGegr_OVL (1)
  • Wie in der obigen Gleichung (1) gezeigt, wird die Gasrückleitungsmenge GegrRV berechnet, indem die Basis-Gasrückleitungsmenge GegrRV_Base mit der Spülgasmenge GegrSca korrigiert wird. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht die Gasrückleitungsmenge GegrRV einer korrigierten Gasrückleitungsmenge und die Basis-Gasrückleitungsmenge GegrRV_Base entspricht einer Gasrückleitungsmenge. Weiterhin werden die Bedeutung und ein Berechnungsverfahren für den Korrekturterm dGegr_OVL nachfolgend beschrieben.
  • Die Basis-Gasrückleitungsmenge GegrRV_Base in der obigen Gleichung (1) ist ein Wert, welcher der Gasrückleitungsmenge entspricht, wenn CAIN = CAEX = 0 gilt, das heißt, wenn der Überschneidungswinkel OVL gleich Null ist, und wird durch die folgenden Gleichungen (2) bis (4) berechnet. Die folgenden Gleichungen (2) bis (4) werden unter Verwendung einer Düsengleichung abgeleitet, indem die zurück geleiteten Gase (das heißt verbrannten Gase) als eine adiabatische Strömung eines kompressiblen Fluids betrachtet werden und zu der gleichen Zeit ein Pfad, durch welchen die zurück geleiteten Gase strömen, als eine Düse betrachtet wird. Ein Verfahren zum Ableiten der Gleichungen (2) bis (4) ist das gleiche, wie das, das beispielsweise in der (ungeprüften) japanischen Patentanmeldung-Offenlegungsschrift mit der Nummer JP 2011140895 A durch den vorliegenden Anmelder beschrieben ist, und daher wird eine Beschreibung davon weggelassen.
  • Figure DE102013214039A1_0002
  • In der Gleichung (2) stellt PexMAX einen maximalen Auslassdruck dar, CdA stellt einen Funktionswert dar, PinAve stellt einen mittleren Einlassdruck dar, Re stellt eine Gaskonstante dar, ψ stellt eine Strömungsfunktion dar und Krv stellt einen Korrektur-Koeffizienten dar, und in den Gleichungen (3) und (4) stellt κ ein spezifisches-Wärme-Verhältnis dar. Der maximale Auslassdruck PexMAX (Auslassdruckparameter) ist ein geschätzter Maximalwert von dem Auslassdruck Pex während der Ventilüberschneidungsdauer und wird durch ein Verfahren berechnet, das nachfolgend beschrieben wird.
  • Der Grund zur Berechnung der Basis-Gasrückleitungsmenge GegrRV_Base unter Verwendung eines solchen maximalen Auslassdrucks PexMAX ist wie folgt: wie durch Bezug auf die oben beschriebenen 3B bis 5B klar ist, werden die zurück geleiteten Gase in dem schraffierten Bereich während der Ventilüberschneidungsdauer produziert, das heißt in dem Bereich, in dem der Auslassdruck Pex den Einlassdruck Pin überschreitet und daher weist die Gasrückleitungsmenge die Eigenschaft auf, dass sie stark mit dem maximalen Auslassdruck PexMAX korreliert, der ein Maximalwert von dem Auslassdruck Pex während der Ventilüberschneidungsdauer ist. Entsprechend wird in dem Ausführungsbeispiel die Basis-Gasrückleitungsmenge GegrRV_Base unter Verwendung dieses maximalen Auslassdrucks PexMAX berechnet.
  • Weiterhin ist der Funktionswert CdA ein Wert, welcher dem Produkt einer wirksamen Öffnungsfläche und eines Strömungskoeffizienten entspricht, und wird entsprechend dem Überschneidungswinkel OVL durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren berechnet. Weiterhin ist der mittlere Einlassdruck PinAve (Einlassdruckparameter) ein gleitender Mittelwert von dem Einlassdruck Pin und wird wie nachfolgend beschrieben berechnet.
  • Weiterhin wird der Korrektur-Koeffizient Krv entsprechend der Motordrehzahl NE und entsprechend dem Überschneidungswinkel OVL durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren berechnet. Der Grund zur Berechnung der Basis-Gasrückleitungsmenge GegrRV_Base unter Verwendung dieses Korrektur-Koeffizienten Krv sind wie folgt: wie vorstehend erklärt, ändert sich die Basis-Gasrückleitungsmenge entsprechend der Änderung der Länge von der Ventilüberschneidungsdauer, und zusätzlich dazu ändert sich die Basis-Gasrückleitungsmenge auch entsprechend der Änderung der Motordrehzahl, und daher wird der Korrektur-Koeffizient Krv verwendet, um zu bewirken, dass sich Einflüsse dieser Änderungen in dem Berechnungsergebnis der Basis-Gasrückleitungsmenge GegrRV_Base widerspiegeln.
  • Andererseits wird die oben erwähnte Spülgasmenge GegrSca durch die folgenden Gleichungen (5) und (6) auf Basis der Gas-Zustandsgleichung berechnet. GegrScaALL = (PinAve – PexMin)·Vcyl / Re·Tex (5) GegrScaA = GegrScaALL·R_Sca (6)
  • In der obigen Gleichung (5) stellt GegrScaALL eine gesamte Spülgasmenge dar, PexMIN stellt einen minimalen Auslassdruck dar, und Vcyl stellt ein Zylinder-Volumen dar, und in der Gleichung (6) stellt R_Sca ein Spülverhältnis dar. Die gesamte Spülgasmenge GegrScaALL ist die gesamte Menge der Spülgase, die geschätzt produziert werden, wenn Pin > Pex erfüllt ist, unabhängig davon ob dies während der Ventilüberschneidungsdauer geschieht. Weiterhin ist der minimale Auslassdruck PexMIN (Auslassdruckparameter) ein geschätzter Minimalwert von dem Auslassdruck Pex während der Ventilüberschneidungsdauer und wird durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren berechnet.
  • Wie in der obigen Gleichung (5) gezeigt, wird bei der Berechnung der gesamten Spülgasmenge GegrScaALL der Differenz-Druck zwischen dem mittleren Einlassdruck PinAve und dem minimalen Auslassdruck PexMIN verwendet. Der Grund hierfür ist wie folgt: wie unter Bezug auf die vorstehend erwähnten 4B und 5B klar ist, werden die Spülgase in dem gekreuzt schraffierten Bereich während der Ventilüberschneidungsdauer produziert, das heißt in dem Bereich, in welchem der Auslassdruck Pex unterhalb von dem Einlassdruck Pin liegt, und daher ist es charakteristisch für die Spülgasmenge, dass sie stark mit dem Differenz-Druck zwischen dem Einlassdruck Pin und dem minimalen Auslassdruck PexMIN korreliert ist, der ein Minimalwert von dem Auslassdruck Pex während der Ventilüberschneidungsdauer ist. Entsprechend wird bei dem Ausführungsbeispiel die gesamte Spülgasmenge GegrScaALL unter Verwendung von dem Differenz-Druck zwischen dem mittleren Einlassdruck PinAve und dem minimalen Auslassdruck PexMIN berechnet. Weiterhin stellt das Zylinder-Volumen Vcyl in der Gleichung (5) eine Volumen-Kapazität des Zylinders 3a bei einer Ventilöffnungszeit von dem Einlassventil 4 dar, und wird durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren berechnet.
  • Weiterhin ist das Spülverhältnis R_Sca in der Gleichung (6) ein Wert, der ein Verhältnis der Menge von Spülgasen, die während der Ventilüberschneidungsdauer produziert werden, zu der gesamten Spülgasmenge GegrScaALL ist, und wird entsprechend der Motordrehzahl NE und dem Überschneidungswinkel OVL durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren berechnet. Weiterhin wird, wie in der obigen Gleichung (6) gezeigt, die Spülgasmenge GegrSca berechnet, indem die gesamte Spülgasmenge GegrScaALL mit dem Spülverhältnis R_Sca multipliziert wird. Der Grund hierfür ist wie folgt:
    Die gesamte Spülgasmenge GegrScaALL ist die Menge von Spülgasen, die abgeschätzt produziert werden, wenn Pin > Pex erfüllt ist, unabhängig davon, ob dies während der Ventilüberschneidungsdauer geschieht. Tatsächlich ist jedoch durch Bezug auf die oben erwähnten 3B bis 5B klar, dass die Spülgase nur in dem Bereich produziert werden, in dem Pin > Pex während der Ventilüberschneidungsdauer erfüllt ist. Um daher ein Verhältnis von einem Bereich, in welchem die Spülgase tatsächlich während der Ventilüberschneidungsdauer produziert werden, zu einem gesamten Bereich zu reflektieren, wo Pin > Pex erfüllt ist, wird in dem Ausführungsbeispiel die Spülgasmenge GegrSca berechnet, indem die gesamte Spülgasmenge GegrScaALL mit dem Spülverhältnis R_Sca multipliziert wird.
  • Auf Basis der oben beschriebenen Prinzipien und Gesichtspunkte wird bei der Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel ein Verfahren zur Berechnung der Interne-AGR-Menge durchgeführt, wie in 7 gezeigt ist. Dieses Berechnungsverfahren wird insbesondere durch die ECU 2 mit einer Wiederholungsperiode durchgeführt, die synchron zu der Zeiteinstellung einer Erzeugung von dem TDC-Signal ist.
  • Unter Bezugnahme auf 7 wird zunächst in einem Schritt 1 (als S1 in abgekürzter Form in 7 gezeigt, wobei die folgenden Schritte auch in abgekürzter Form dargestellt werden) der mittlere Auslassdruck PexAve berechnet. Der mittlere Auslassdruck PexAve wird insbesondere als ein gleitender Mittelwert von dem aktuellen Wert und den vorhergehenden drei Zeitserien-Werten einschließlich dem unmittelbar vorangegangenen Wert von dem Auslassdruck Pex berechnet. Das heißt, der mittlere Auslassdruck PexAve wird berechnet als ein gleitender Mittelwert von 4 Zeitserien-Datenelementen (das heißt Datenelementen von einem Verbrennungszyklus) von dem Auslassdruck Pex, gesampelt synchron zu der Zeiteinstellung einer Erzeugung von dem TDC-Signal.
  • Danach schreitet das Verfahren fort zu einem Schritt 2, worin der mittlere Einlassdruck PinAve berechnet wird. Der mittlere Einlassdruck PinAve wird insbesondere als ein gleitender Mittelwert von dem aktuellen Wert und den vorangegangenen drei Zeitserien-Werten einschließlich von dem unmittelbar vorangegangenen Wert von dem Einlassdruck Pin berechnet. Das heißt, der mittlere Einlassdruck PinAve wird berechnet als ein gleitender Mittelwert von vier Zeitserien-Datenelementen (das heißt, Datenelementen von einem Verbrennungszyklus) von dem Einlassdruck Pin, gesampelt synchron zu der Zeiteinstellung einer Erzeugung von dem TDC-Signal.
  • Als nächstes wird in einem Schritt 3 der Überschneidungswinkel OVL auf die Summe (CAIN + CAEX) von der Einlassnockenphase CAIN und der Auslassnockenphase CAEX eingestellt.
  • In einem auf den Schritt 3 folgenden Schritt 4 wird das Zylinder-Volumen Vcyl berechnet, indem ein nicht gezeigtes Kennfeld entsprechend der Einlassnockenphase CAIN durchsucht wird.
  • Danach schreitet das Verfahren weiter zu einem Schritt 5, wobei eine Restgasmenge Gegrd durch die folgende Gleichung (7) berechnet wird. Die Restgasmenge Gegrd entspricht einer Menge von verbrannten Gasen, die innerhalb des Zylinders 3a verbleiben, unmittelbar bevor das Einlassventil 4 geöffnet wird. Gegrd = PexAve·Vcyl / Re·Tex (7)
  • Als nächstes, in einem Schritt 6, wird die Basis-Gasrückleitungsmenge GegrRV_Base berechnet. Ein Verfahren zur Berechnung der Basis-Gasrückleitungsmenge GegrRV_Base wird insbesondere wie in 8 gezeigt durchgeführt. Unter Bezugnahme auf 8 wird zunächst, in einem Schritt 20, der Funktionswert CdA berechnet, indem ein in 9 gezeigtes Kennfeld entsprechend dem Überschneidungswinkel OVL durchsucht wird.
  • Als nächstes schreitet das Verfahren fort zu einem Schritt 21, worin ein Kennfeld-Wert PexMAX_map von dem maximalen Auslassdruck berechnet wird, indem ein in 10 gezeigtes Kennfeld entsprechend der Einlassluftmenge GAIR durchsucht wird.
  • In einem Schritt 22, welcher auf den Schritt 21 folgt, wird ein Kennfeld-Wert PexAve_map von dem mittleren Auslassdruck berechnet, indem das in 10 gezeigte Kennfeld entsprechend der Einlassluftmenge GAIR durchsucht wird.
  • Als nächstes geht das Verfahren weiter zu einem Schritt 23, in welchem eine Maximum-Amplitude DPexMAX auf eine Differenz (PexMAX_map – PexAve_map) zwischen dem Kennfeld-Wert PexMAX_map von dem maximalen Auslassdruck und dem Kennfeld-Wert PexAve_map von dem mittleren Auslassdruck eingestellt wird.
  • Als nächstes wird, in einem Schritt 24, der maximale Auslassdruck PexMAX auf die Summe (PexAve + DPexMAX) von dem mittleren Auslassdruck PexAve und der Maximum-Amplitude DPexMAX eingestellt.
  • In einem auf den Schritt 24 folgenden Schritt 25 wird die Strömungsfunktion Ψ durch die oben erwähnten Gleichungen (3) und (4) berechnet.
  • Danach schreitet das Verfahren fort zu einem Schritt 26, in welchem der Korrektur-Koeffizient Krv berechnet wird, indem ein in 11 gezeigtes Kennfeld entsprechend dem Überschneidungswinkel OVL und der Motordrehzahl NE durchsucht wird. In 11 sind OVL1 bis OVLi (i ist eine positive ganze Zahl) vorbestimmte Werte von dem Überschneidungswinkel OVL, wobei OVL1 < ... < OVLi erfüllt ist, und NE1 bis NEj (j ist eine positive ganze Zahl) sind vorbestimmte Werte der Motordrehzahl NE, wobei NE1 < ... < NEj erfüllt ist. In diesem Kennfeld wird der Korrektur-Koeffizient Krv (Gasrückleitung-Produktionsgradparameter) auf einen kleineren Wert eingestellt, wenn der Überschneidungswinkel OVL größer ist. Dies ist so, da, wie zuvor erklärt, wenn der Überschneidungswinkel OVL zunimmt, das heißt, die Ventilüberschneidungsdauer länger ist, die Gasrückleitungsmenge abnimmt.
  • Dann wird schließlich, in einem Schritt 27, die Basis-Gasrückleitungsmenge GegrRV_Base durch die oben erwähnte Gleichung (2) berechnet, gefolgt davon, dass das vorliegende Verfahren beendet wird.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 7 schreitet das Verfahren fort zu einem Schritt 7, nachdem die Basis-Gasrückleitungsmenge GegrRV_Base in dem Schritt 6, wie oben beschrieben, berechnet wurde, wobei bestimmt wird, ob ein Spül-Beurteilung-Flag F_SCAV gleich 1 ist, oder nicht. In einem nicht gezeigten Beurteilungsverfahren wird das Spül-Beurteilung-Flag F_SCAV unter einer Bedingung auf 1 eingestellt, bei welcher die Spülgase produziert werden, und wird unter einer Bedingung auf Null eingestellt, unter welcher die Spülgase nicht produziert werden. Insbesondere in dem Fall des Motors 3 von dem Ausführungsbeispiel wird während einer Durchführung des Aufladevorgangs durch den Turbolader 40 oder während einem Hochlast-Betrieb F_SCAV = 1 eingestellt.
  • Wenn die Antwort auf die Frage im Schritt 7 zustimmend ist (JA), das heißt, falls die Bedingung vorliegt, unter welcher die Spülgase produziert werden, schreitet das Verfahren fort zu einem Schritt 8, in welchem die Spülgasmenge GegrSca berechnet wird. Ein Verfahren zur Berechnung der Spülgasmenge GegrSca wird insbesondere durchgeführt, wie in 12 gezeigt. Unter Bezugnahme auf 12, wird zunächst, wie einem Schritt 30, ein Kennfeld-Wert PexMIN_map von dem minimalen Auslassdruck berechnet, indem das oben erwähnte Kennfeld, welches in 10 gezeigt ist, entsprechend der Einlassluftmenge GAIR durchsucht wird.
  • Als nächstes schreitet das Verfahren fort zu einem Schritt 31, in welchem eine Minimum-Amplitude DPexMIN auf eine Differenz (PexAve_map – PexMin_map) zwischen dem Kennfeld-Wert PexAve_map von dem mittleren Auslassdruck und dem Kennfeld-Wert PexMin_map von dem minimalen Auslassdruck eingestellt wird.
  • Danach, in einem Schritt 32, wird der minimale Auslassdruck PexMIN auf eine Differenz (PexAve – DPexMIN) zwischen dem mittleren Auslassdruck PexAve und der Minimum-Amplitude DPexMIN eingestellt.
  • In einem auf den Schritt 32 folgenden Schritt 33 wird die gesamte Spülgasmenge GegrScaALL durch die oben erwähnte Gleichung (5) berechnet.
  • Danach schreitet das Verfahren fort zu einem Schritt 34, in welchem das Spülverhältnis R_Sca berechnet wird, indem ein in 13 gezeigtes Kennfeld entsprechend dem Überschneidungswinkel OVL und der Motordrehzahl NE berechnet wird. In diesem Kennfeld wird das Spülverhältnis R_Sca (Spülgas-Produktionsgradparameter) auf einen größeren Wert eingestellt, wenn der Überschneidungswinkel OVL größer ist. Dies ist so, da, wie oben erklärt, wenn der Überschneidungswinkel OVL zunimmt, das heißt, wenn die Ventilüberschneidungsdauer länger ist, die Spülgasmenge zunimmt.
  • Dann, schließlich, wird in einem Schritt 35 die Spülgasmenge GegrSca durch die oben erwähnte Gleichung (6) berechnet, gefolgt davon, dass das vorliegende Verfahren beendet wird.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 7 schreitet das Verfahren, nachdem die Spülgasmenge GegrSca in dem Schritt 8, wie oben beschrieben, berechnet wurde, zu einem Schritt 10 weiter, auf den nachfolgend Bezug genommen wird.
  • Wenn andererseits die Antwort auf die Frage im Schritt 7 negativ ist (NEIN), das heißt, unter der Bedingung, unter welcher Spülgase nicht produziert werden, schreitet das Verfahren weiter zu einem Schritt 9, in welchem die Spülgasmenge GegrSca auf Null eingestellt wird, und dann geht das Verfahren weiter zu dem Schritt 10. In dem auf den obigen Schritt 8 oder 9 folgenden Schritt 10 wird der Korrekturterm dGegr_OVL berechnet. Der Korrekturterm dGegr_OVL dient zur Korrektur einer Änderung der Gasrückleitungsmenge GegrRV, die durch die Änderung des Überschneidungswinkels OVL bewirkt wird und er wird, obwohl nicht gezeigt, insbesondere so berechnet, wie nachfolgend beschrieben.
  • Zunächst wird der Korrektur-Koeffizient KGegr berechnet, indem ein nicht gezeigtes Kennfeld entsprechend dem Überschneidungswinkel OVL und der Einlassluftmenge GAIR durchsucht wird. Weiterhin wird eine Überschneidung-Mittelposition OVL_Center auf Basis von der Auslassnockenphase CAEX und der Einlassnockenphase CAIN berechnet. Die Überschneidung-Mittelposition OVL_Center entspricht einer Kurbelwinkel-Position an einem Mittelpunkt zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt der Ventilüberschneidungsdauer. Dann wird der Korrekturterm dGegr_OVL berechnet, indem die Überschneidung-Mittelposition OVL_Center mit dem Korrektur-Koeffizienten KGegr multipliziert wird.
  • Nachdem der Korrekturterm dGegr_OVL in dem Schritt 10 wie oben beschrieben berechnet wurde, geht das Verfahren weiter zu einem Schritt 11, in welchem die Gasrückleitungsmenge GegrRV durch die oben erwähnte Gleichung (1) berechnet wird.
  • Dann geht das Verfahren weiter zu einem Schritt 12, in welchem die Interne-AGR-Menge Gegr_int durch die folgende Gleichung (8) berechnet wird, gefolgt davon, dass das vorliegende Verfahren beendet wird. Das heißt, die Interne-AGR-Menge Formel wird berechnet als die Summe von der Restgas menge Gegrd und der Gasrückleitungsmenge GegrRV. Gegr_int = Gegrd + GegrRV (8)
  • Als nächstes wird die Genauigkeit von dem Berechnungsergebnis der Interne-AGR-Menge Gegr_int gemäß der Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf, 14 und 15 erläutert. 14 stellt eine Beziehung zwischen einem Berechnungsfehler der Interne-AGR-Menge Gegr_int durch die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel und dem Überschneidungswinkel OVL dar, und dieser Berechnungsfehler drückt den Unterschied zwischen dem Berechnungsergebnis der Interne-AGR-Menge Gegr_int und einem tatsächlichen Wert als ein Prozentsatz aus. Weiter zeigt 15 zum Vergleich die Beziehung zwischen dem Berechnungsfehler der Interne-AGR-Menge Gegr_int und dem Überschneidungswinkel OVL, der bewirkt wird, wenn die Spülgasmenge GegrSca = 0 und die Gasrückleitungsmenge GegrRV = GegrRV_Base + dGegr_OVL eingestellt sind.
  • Zunächst versteht sich, dass dann, wenn die Interne-AGR-Menge Gegr_int unter Verwendung der Spülgasmenge GegrSca berechnet wird, wie in 14 gezeigt, der Berechnungsfehler in einem Bereich von ± N% liegt (wobei N eine ganze Zahl ist), unabhängig von der Größe von dem Überschneidungswinkel OVL. Andererseits ist klar, dass dann, wenn die Interne-AGR-Menge Gegr_int berechnet wird, indem die Spülgasmenge GegrSca gleich Null gesetzt wird, wie in 15 gezeigt, der Absolutwert von dem Berechnungsfehler in einem Bereich größer als der Wert N ist, in dem der Überschneidungswinkel OVL groß ist, das heißt in einem Bereich, in welchem die Ventilüberschneidungsdauer lang ist, was bedeutet, dass die Berechnungsgenauigkeit reduziert ist. Das heißt, wie oben erläutert, unter der Bedingung, bei welcher die Ventilüberschneidungsdauer lang ist und die Spülgase produziert werden, wenn die Spülgasmenge GegrSca = 0 eingestellt ist, ist aufgrund der Produktion von Spülgasen die Berechnungsgenauigkeit der Interne-AGR-Menge Gegr_int reduziert. Daher ist klar, dass bei der Berechnung der Interne-AGR-Menge Gegr_int durch Korrektur der Basis-Gasrückleitungsmenge GegrRV Base um die Spülgasmenge GegrSca, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, es möglich ist, die Berechnungsgenauigkeit der Interne-AGR-Menge Gegr_int zu verbessern, wenn die Ventilüberschneidungsdauer lang ist.
  • Wie oben beschrieben, wird gemäß der Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung 1 des Ausführungsbeispiels die Spülgasmenge GegrSca berechnet, indem der mittlere Einlassdruck PinAve, der mittlere Auslassdruck PexAve und das Spülverhältnis R_Sca verwendet werden, wie in den obigen Gleichungen (5) und (6) gezeigt ist. Da in diesem Fall das Spülverhältnis R_Sca entsprechend dem Überschneidungswinkel OVL berechnet wird, wird es als ein Wert berechnet, in welchem sich die Länge der Ventilüberschneidungsdauer widerspiegelt.
  • Weiterhin, wie oben erwähnt, weist der minimale Auslassdruck PexMIN eine Eigenschaft auf, dass er stark mit der Spülgasmenge während der Ventilüberschneidungsdauer korreliert ist.
  • Durch Verwendung dieses minimalen Auslassdrucks PexMIN und des Spülverhältnis R_Sca unter der Bedingung, unter welcher die Spülgase während der Ventilüberschneidungsdauer produziert werden, kann daher die Spülverhältnis-Gasmenge GegrSca berechnet werden, während bewirkt wird, dass die Länge der Ventilüberschneidungsdauer und der minimale Auslassdruck PexMIN, die stark mit der Spülgasmenge GegrSca korreliert sind, sich darin widerspiegeln. Dies macht es möglich, die Berechnungsgenauigkeit der Spülgasmenge GegrSca zu verbessern.
  • Weiterhin wird in dem Kennfeld zur Verwendung bei der Berechnung von dem Spülverhältnis R_Sca, wie in 13 gezeigt, das Spülverhältnis R_Sca auf einen größeren Wert eingestellt, wenn der Überschneidungswinkel OVL größer ist, das heißt, wenn die Ventilüberschneidungsdauer länger ist. Da die Spülgase mit größerer Wahrscheinlichkeit produziert werden, aufgrund dessen, dass die Ventilüberschneidungsdauer lang ist, kann die Spülgasmenge GegrSca daher entsprechend als ein größerer Wert berechnet werden. Im Ergebnis kann die Berechnungsgenauigkeit der Spülgasmenge GegrSca weiter verbessert werden.
  • Weiterhin wird der minimale Auslassdruck PexMIN als die Differenz (PexAve – DPexMIN) zwischen dem mittleren Auslassdruck PexAve und der Minimum-Amplitude DPexMIN berechnet, und die Minimum-Amplitude DPexMIN wird als die Differenz (PexAve_map – PexMIN_map) von dem Kennfeld-Wert PexAve_map des mittleren Auslassdrucks und dem Kennfeld-Wert PexMIN_map von dem minimalen Auslassdruck berechnet, und daher ist es möglich, einen Berechnungsaufwand im Vergleich zu dem Fall zu reduzieren, in welchem der Auslassdruck Pex nacheinander mit einer sehr kurzen Sampling-Wiederholungsdauer gesampelt wird und der minimale Auslassdruck PexMIN auf Basis von Resultaten dieses Sampling berechnet wird.
  • Weiterhin wird die Gasrückleitungsmenge GegrRV berechnet, indem die Basis-Gasrückleitungsmenge GegrRV_Base um die Spülgasmenge GegrSca korrigiert wird, und die Interne-AGR-Menge Gegr_int wird berechnet, indem die Gasrückleitungsmenge GegrRV zu der Restgasmenge Gegrd addiert wird, und daher ist es möglich, die Interne-AGR-Menge Gegr_int zu berechnen, während bewirkt wird, dass die Spülgasmenge GegrSca sich darin widerspiegelt. Entsprechend ist möglich, die Berechnungsgenauigkeit der Interne-AGR-Menge Gegr_int im Vergleich zu dem Fall zu verbessern, der in der (ungeprüften) japanischen Patentanmeldung-Offenlegungsschrift mit der Nummer JP 2004251182 A offenbart ist, bei der die Spülgasmenge GegrSca bei der Berechnung der Interne-AGR-Menge Gegr_int nicht berücksichtigt wird.
  • Weiterhin werden in die zurück geleiteten Gase unter der Bedingung produziert, dass der Auslassdruck Pex den Einlassdruck Pin übersteigt, und daher ist die Gasrückleitungsmenge stark mit dem maximalen Auslassdruck PexMAX während der Ventilüberschneidungsdauer korreliert. In Anbetracht hiervon wird die Basis-Gasrückleitungsmenge GegrRV_Base durch die Gleichungen (2) bis (4) unter Verwendung von dem maximalen Auslassdruck PexMAX, dem mittleren Einlassdruck PinAve, dem Korrektur-Koeffizienten Krv usw. berechnet, und daher ist es möglich, die Basis-Gasrückleitungsmenge GegrRV Base mit Genauigkeit zu berechnen.
  • Weiterhin wird der maximale Auslassdruck PexMAX als die Summe (PexAve + DPexMAX) von dem mittleren Auslassdruck PexAve und der Maximum-Amplitude DPexMAX berechnet, und die Maximum-Amplitude DPexMAX wird als die Differenz (PexMAX_map – PexAve_map) zwischen dem Kennfeld-Wert PexMAX_map von dem maximalen Auslassdruck und dem Kennfeld-Wert PexAve_map von dem mittleren Auslassdruck berechnet, und daher ist es möglich, einen Berechnungsaufwand im Vergleich zu dem Fall zu reduzieren, in welchem der Auslassdruck Pex nacheinander mit einer sehr kurzen Sampling-Wiederholungsperiode gesampelt wird und der maximale Auslassdruck PexMAX auf Basis von Ergebnissen dieses Sampling berechnet wird.
  • Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Motor 3, welcher den Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 und den Auslassnockenphase-Variationsmechanismus 22 umfasst, beispielhaft als ein Verbrennungsmotor verwendet wird, der dazu der Lage ist, die Ventil-Zeiteinstellung von wenigstens einem von jedem Einlassventil 4 und Auslassventil 5 zu berechnen, ist der Motor, auf welchen die vorliegende Erfindung angewendet wird, nicht darauf beschränkt, sondern jeder geeignete Motor kann verwendet werden, insofern er die Ventil-Zeiteinstellung von wenigstens einem von den Einlass- und Auslassventilen ändern kann. Beispielsweise kann als der Motor 3 ein Verbrennungsmotor verwendet werden, der (nur) einen von dem Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 und dem Auslassnockenphase-Variationsmechanismus 22 umfasst, oder ein Verbrennungsmotor, der die Ventil-Zeiteinstellung von wenigstens einem von den Einlassventilen 4 und Auslassventilen 5 unter Verwendung von einem Mechanismus ändert, der ein anderer als der Einlassnockenphase-Variationsmechanismus 12 und der Auslassnockenphase-Variationsmechanismus 22 ist. Beispielsweise kann als ein Mechanismus zum Ändern der Nockenphase ein Nockenphase-Variationsmechanismus verwendet werden, der gebildet ist, indem ein Elektromotor und ein Zahnradmechanismus kombiniert werden, ein elektromagnetischer Ventil-Betätigungsmechanismus, der ein Ventilelement aufweist, welches durch einen Hubmagneten betätigt wird, oder ein Ventil-Zeiteinstellung-Änderungsmechanismus zur mechanischen Änderung der Ventil-Zeiteinstellung unter Verwendung von einem dreidimensionalen Nocken.
  • Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der mittlere Einlassdruck PinAve als der Einlassdruckparameter verwendet wird, ist weiterhin der Einlassdruckparameter in der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern jeder geeignete Einlassdruckparameter kann verwendet werden, insoweit er den Einlassdruck repräsentiert. Beispielsweise kann als der Einlassdruckparameter der Mittelwert von dem Einlassdruck während der Ventilüberschneidungsdauer verwendet werden.
  • Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der mittlere Einlassdruck PinAve als ein gleitender Mittelwert von vier Zeitserien-Datenelementen berechnet wird, die synchron mit der Zeiteinstellung einer Erzeugung von dem TDC-Signal gesampelt werden, ist der mittlere Einlassdruck in der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern jeder geeignete Mittelwert von dem Einlassdruck kann verwendet werden. Beispielsweise kann der mittlere Einlassdruck berechnet werden als ein gleitender Mittelwert von fünf oder mehr Zeitserien-Datenelementen, oder der mittlere Einlassdruck kann als ein gleitender Mittelwert von dem Einlassdruck berechnet werden, der mit einer Sampling-Wiederholungsperiode gesampelt wird, die sich von der Zeiteinstellung einer Erzeugung von dem TDC-Signal unterscheidet. Weiterhin kann der mittlere Einlassdruck durch ein Berechnungsverfahren für einen arithmetischen Mittelwert anstelle von dem Berechnungsverfahren für den gleitenden Mittelwert berechnet werden.
  • Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der minimale Auslassdruck PexMin beispielhaft als der Auslassdruckparameter verwendet wird, ist andererseits der Auslassdruckparameter in der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern jeder geeignete Auslassdruckparameter kann verwendet werden, insoweit er den Druck in der Auslassleitung repräsentiert und eine genaue Berechnung von der Spülgasmenge ermöglicht. Beispielsweise kann als der Auslassdruckparameter der Mittelwert von dem Auslassdruck in einem Bereich verwendet werden, welcher einem vorbestimmten Kurbelwinkel (bzw. Kurbelwinkel-Bereich) nahe an dem Startpunkt der Ventilüberschneidungsdauer entspricht.
  • Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der maximale Auslassdruck PexMAX als der Auslassdruckparameter verwendet wird, ist der Auslassdruckparameter in der vorliegenden Erfindung weiterhin nicht darauf beschränkt, sondern jeder geeignete Auslassdruckparameter kann verwendet werden, insoweit er den Druck in der Auslassleitung repräsentiert und eine genaue Berechnung der Gasrückleitungsmenge ermöglicht. Beispielsweise kann als der Auslassdruckparameter der Mittelwert von dem Auslassdruck in einem Bereich verwendet werden, welcher einem vorbestimmten Kurbelwinkel (bzw. Kurbelwinkel-Bereich) ausgehend von einem Mittelpunkt der Ventilüberschneidungsdauer oder dessen Umgebung entspricht.
  • Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der minimale Auslassdruck PexMIN durch das Verfahren berechnet wird, bei dem die Minimum-Amplitude DPexMIN, welche durch eine Kennfeld-Suche berechnet wird, von dem mittleren Auslassdruck PexAve abgezogen wird, ist das Verfahren zum Berechnen von dem minimalen Auslassdruck PexMIN in der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern jedes geeignete Verfahren kann eingesetzt werden, insofern es den Minimalwert von dem Auslassdruck während der Ventilüberschneidungsdauer entsprechend einem Wert berechnen kann, der einen Betriebszustand von dem Motor angibt. Beispielsweise kann der minimale Auslassdruck PexMIN direkt durch eine Kennfeld-Suche entsprechend dem Wert berechnet werden, welcher den Betriebszustand des Motors angibt.
  • Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der maximale Auslassdruck PexMAX durch das Verfahren berechnet wird, indem die Maximum-Amplitude DPexMAX, die durch eine Kennfeld-Suche berechnet wurde, von dem mittleren Auslassdruck PexAve abgezogen wird, ist das Verfahren zur Berechnung von dem maximalen Auslassdruck PexMAX in der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern jedes geeignete Verfahren kann verwendet werden, insofern es eine genaue Berechnung von dem Maximalwert des Auslassdrucks während der Ventilüberschneidungsdauer ermöglicht, entsprechend einem Wert, der einen Betriebszustand des Motors angibt. Beispielsweise kann der maximale Auslassdruck PexMAX direkt durch eine Kennfeld-Suche entsprechend dem Wert berechnet werden, welcher den Betriebszustand des Motors angibt.
  • Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der mittlere Auslassdruck PexAve als ein gleitender Mittelwert von vier Zeitserien-Datenelementen von dem Auslassdruck Pex berechnet wird, der synchron zu der Zeiteinstellung einer Erzeugung von dem TDC-Signal gesampelt wird, ist der mittlere Auslassdruck in der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern jeder geeignete Mittelwert von dem Auslassdruck kann verwendet werden. Beispielsweise kann der mittlere Auslassdruck als ein gleitender Mittelwert von fünf oder mehr Zeitserien-Datenelementen berechnet werden, oder der mittlere Auslassdruck kann als ein gleitender Mittelwert von dem Auslassdruck berechnet werden, der mit einer Sampling-Wiederholungsdauer gesampelt wird, die sich von der Zeiteinstellung einer Erzeugung von dem TDC-Signal unterscheidet. Weiterhin kann der mittlere Auslassdruck mit einem Berechnungsverfahren für einen arithmetische Mittelwert anstelle von dem Verfahren zur Berechnung eines gleitenden Mittelwerts berechnet werden.
  • Obwohl andererseits in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Überschneidungswinkel OVL als ein Zeitdauerparameter verwendet wird, ist der Zeitdauerparameter gemäß der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern jeder geeignete Zeitdauerparameter kann verwendet werden, insofern er die Länge der Ventilüberschneidungsdauer repräsentiert. Beispielsweise kann eine Kurbelwinkel-Position zu der Zeit einer Öffnung von dem Einlassventil 4 und eine Kurbelwinkel-Position zu der Zeit der Schließung von dem Auslassventil 5 jeweils auf Basis von der Einlassnockenphase CAIN und der Auslassnockenphase CAEX berechnet werden, und die Ventilüberschneidungsdauer, die aus diesen Kurbelwinkel-Positionen berechnet wird, kann als der Zeitdauerparameter verwendet werden.
  • Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel das Spülverhältnis R_Sca beispielhaft als der Spülgas-Produktionsgradparameter verwendet wird, ist der Spülgas-Produktionsgradparameter in der vorliegenden Erfindung weiterhin nicht darauf beschränkt, sondern jeder geeignete Spülgas-Produktionsgradparameter kann verwendet werden, insofern er ein Ausmaß der Spülgasproduktion während der Ventilüberschneidungsdauer repräsentiert. Beispielsweise kann als der Spülgas-Produktionsgradparameter ein Produktionsverhältnis der Spülgase während der Ventilüberschneidungsdauer, berechnet in Prozent, verwendet werden.
  • Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Korrektur-Koeffizient Krv als der Gasrückleitung-Produktionsgradparameter verwendet wird, ist der Gasrückleitung-Produktionsgradparameter in der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern jeder geeignete Gasrückleitung-Produktionsgradparameter kann verwendet werden, insofern er ein Ausmaß der Produktion zurück geleiteter Gase während der Ventilüberschneidungsdauer repräsentiert. Beispielsweise kann als der Gasrückleitung-Produktionsgradparameter ein Produktionsverhältnis der zurück geleiteten Gase während der Ventilüberschneidungsdauer, berechnet in Prozent, verwendet werden.
  • Obwohl andererseits in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Einlassluftmenge GAIR als der Wert verwendet wird, der den Betriebszustand des Motors angibt, ist der Wert, der den Betriebszustand des Motors angibt, in der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern jeder geeignete Wert kann verwendet werden, insofern er den Betriebszustand des Motors repräsentiert. Beispielsweise kann als der Wert, welcher den Betriebszustand des Motors angibt, eine Gaspedal-Einstellung oder die Kühlmitteltemperatur des Motors verwendet werden.
  • Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung und die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf den Motor für ein Fahrzeug angewendet werden, ist es selbstverständlich, dass die Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung und die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt sind, sondern auf einen Verbrennungsmotor für Schiffe oder andere industrielle Maschinen angewendet werden können.
  • Obwohl weiterhin in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung und Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf einen Motor angewendet werden, der mit einem Turbolader ausgestattet ist, sind die Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung und die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern sie können auf einen Verbrennungsmotor mit einem mechanischen Auflader (Kompressor) oder auf einen Verbrennungsmotor mit Selbstansaugung angewendet werden. Im Falle des Verbrennungsmotors mit Selbstansaugung werden Spülgase während dem Hochlast-Betrieb produziert, und daher ist es nur erforderlich, die Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung so zu konfigurieren, dass die Spülgase während einem solchen Hochlast-Betrieb berechnet werden.
  • Es ist weiter für Fachleute klar, dass das Vorstehende sich auf bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung bezieht, und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von dem Grundgedanken und dem Umfang der Erfindung abzuweichen, der durch die Ansprüche angegeben ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor, die dazu der Lage ist, eine Spülgasmenge (GegrSca) unter Bedingungen, unter denen Spülgase während einer Ventilüberschneidungsdauer produziert werden, genau zu berechnen, und eine Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für den Motor, die dazu in der Lage ist, eine Interne-AGR-Menge (Gegr_int) unter Verwendung der so berechneten Spülgasmenge (GegrSca) zu berechnen. Die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung umfasst eine ECU (Steuer-/Regeleinrichtung). Die ECU berechnet eine Basis-Gasrückleitungsmenge (GegrRV_Base) unter Verwendung von einem mittleren Einlassdruck, einem maximalen Auslassdruck und einem Korrektur-Koeffizienten (S6), berechnet eine Spülgasmenge (GegrSca) unter Verwendung von dem mittleren Einlassdruck, einen minimalen Auslassdruck und einem Spülverhältnis (S8), berechnet eine Gasrückleitungsmenge (GegrRV), indem die Basis-Gasrückleitungsmenge (GegrRV_Base) mit der Spülgasmenge (GegrSca) korrigiert wird (S11), und berechnet die Interne-AGR-Menge (Gegr_int) entsprechend der Gasrückleitungsmenge (GegrRV) (S12).
  • 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 2004251182 A [0002, 0005, 0016, 0018, 0116]
    • JP 2007100522 A [0043]
    • JP 2011140895 A [0074]

Claims (7)

  1. Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung (2) für einen Verbrennungsmotor (3), bei welchem eine Ventilüberschneidungsdauer von einem Einlassventil (4) und einem Auslassventil (5) eines Zylinders (3a) geändert wird, indem eine Ventil-Zeiteinstellung von wenigstens einem von dem Einlassventil (4) und dem Auslassventil (5) geändert wird, umfassend: ein Einlassdruckparameter-Beschaffungsmittel (2, 32), um einen Einlassdruckparameter (PinAve) zu erhalten (S2), der einen Einlassdruck (Pin) angibt, der ein Druck innerhalb einer Einlassleitung (8) des Motors (3) ist, ein Auslassdruckparameter-Beschaffungsmittel (2, 34), um einen Auslassdruckparameter (PexMIN) zu erhalten (S1), der einen Auslassdruck (Pex) angibt, der ein Druck innerhalb einer Auslassleitung (9) des Motors (3) ist, ein Zeitdauerparameter-Beschaffungsmittel (2, 36, 37), um einen Zeitdauerparameter (OVL) zu erhalten (S3), der eine Länge der Ventilüberschneidungsdauer angibt, und ein Spülgasmenge-Berechnungsmittel (2), um in Abhängigkeit von dem Einlassdruckparameter (PinAve), dem Auslassdruckparameter (PexMIN) und dem Zeitdauerparameter (OVL) eine Spülgasmenge (GegrSca) zu berechnen (S8), welche eine Menge von Gasen ist, die von innerhalb des Zylinders (3a) des Motors (3) in die Auslassleitung (9) gespült werden, wenn während der Ventilüberschneidungsdauer der Einlassdruck (Pin) höher als der Auslassdruck (Pex) ist.
  2. Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung (2) nach Anspruch 1, wobei das Auslassdruckparameter-Beschaffungsmittel (2, 34) ein Auslassdruck-Minimalwert-Berechnungsmittel (2) umfasst, um in Abhängigkeit von einem Wert (GAIR), der einen Betriebszustand des Motors (3) angibt, als den Auslassdruckparameter (PexMIN) einen minimalen Auslassdruck (PexMIN) zu berechnen (S32), der ein Minimalwert von dem Auslassdruck während der Ventilüberschneidungsdauer ist, und wobei das Spülgasmenge-Berechnungsmittel (2) ein Spülgas-Produktionsgradparameter-Berechnungsmittel (2) umfasst, um in Abhängigkeit von dem Zeitdauerparameter (OVL) einen Spülgas-Produktionsgradparameter (R_Sca) zu berechnen (S34), der ein Ausmaß einer Produktion der Spülgase während der Ventilüberschneidungsdauer angibt, und es die Spülgasmenge (GegrSca) in Abhängigkeit von dem Spülgas-Produktionsgradparameter (R_Sca), dem Einlassdruckparameter (PinAve) und dem minimalen Auslassdruck (PexMIN) berechnet (S35).
  3. Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung (2) nach Anspruch 2, wobei das Auslassdruck-Minimalwert-Berechnungsmittel (2) umfasst: ein Auslassdruck-Mittelwert-Berechnungsmittel (2), um einen mittleren Auslassdruck (PexAve) zu berechnen (S1), der ein Mittelwert von dem Druck innerhalb der Auslassleitung (9) über eine vorbestimmte Zeitdauer hinweg ist, und ein Minimum-Amplituden-Berechnungsmittel (2), um eine Minimum-Amplitude (DPexMIN) zur Verwendung bei der Berechnung von dem minimalen Auslassdruck (PexMIN) zu berechnen (S31), in Abhängigkeit von dem Wert (GAIR), der den Betriebszustand des Motors (3) angibt, und es den minimalen Auslassdruck (PexMIN) auf Basis von dem mittleren Auslassdruck (PexAve) und der Minimum-Amplitude (DPexMIN) berechnet (S32).
  4. Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Spülgasmenge-Berechnungsmittel (2) die Spülgasmenge (GegrSca) als einen größeren Wert berechnet, wenn die Ventilüberschneidungsdauer, die durch den Zeitdauerparameter (OVL) repräsentiert ist, länger ist.
  5. Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung (2) für einen Verbrennungsmotor (3), umfassend die Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, und wobei der Motor (3) dazu ausgebildet ist, dass eine Interne-AGR-Menge davon gemäß einer Änderung der Ventilüberschneidungsdauer geändert wird, wobei die Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung (2) umfasst: ein Gasrückleitungsmenge-Berechnungsmittel (2), um eine Gasrückleitungsmenge (GegrRV_Base) zu berechnen (S6), die eine Menge von Gasen ist, die zeitweise aus dem Zylinder (3a) in wenigstens eines von einem Einlass-System (8) und einem Auslass-System (9) strömen und danach wieder zurück in den Zylinder (3a) strömen, ein korrigierte-Gasrückleitungsmenge-Berechnungsmittel (2), um eine korrigierte Gasrückleitungsmenge (GegrRV) zu berechnen (S11), indem die Gasrückleitungsmenge (GegrRV_Base) mit der Spülgasmenge (GegrSca) korrigiert wird und ein Interne-AGR-Menge-Berechnungsmittel (2), um die Interne-AGR-Menge in Abhängigkeit von der korrigierten Gasrückleitungsmenge (GegrRV) zu berechnen (S12).
  6. Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung (2) nach Anspruch 5, wobei das Auslassdruckparameter-Beschaffungsmittel (2) ein Auslassdruck-Maximalwert-Berechnungsmittel (2) umfasst, um als den Auslassdruckparameter (PexMAX) einen maximalen Auslassdruck (PexMAX) zu berechnen (S24), der ein Maximalwert von dem Auslassdruck (Pex) während der Ventilüberschneidungsdauer ist, in Abhängigkeit von dem Wert (GAIR), der den Betriebszustand des Motors (3) angibt, wobei das Gasrückleitungsmenge-Berechnungsmittel (2) ein Gasrückleitung-Produktionsgradparameter-Berechnungsmittel (2) umfasst, um einen Gasrückleitung-Produktionsgradparameter (Krv) zu berechnen (S26), der ein Ausmaß einer Produktion der zurück geleiteten Gase während der Ventilüberschneidungsdauer angibt, in Abhängigkeit von dem Zeitdauerparameter (OVL), und es die Gasrückleitungsmenge (GegrRV_Base) in Abhängigkeit von dem Gasrückleitung-Produktionsgradparameter (Krv), dem Einlassdruckparameter (PinAve) und dem maximalen Auslassdruck (PexMAX) berechnet (S6).
  7. Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung (2) nach Anspruch 6, wobei das Auslassdruck-Maximalwert-Berechnungsmittel (2) umfasst: ein Auslassdruck-Mittelwert-Berechnungsmittel (2), um einen mittleren Auslassdruck (PexAve) zu berechnen (S1), der ein Mittelwert von dem Druck innerhalb der Auslassleitung (9) während einer vorbestimmten Zeitdauer ist, und ein Maximum-Amplituden-Berechnungsmittel (2), um eine Maximum-Amplitude (DPexMAX) zur Verwendung bei der Berechnung von dem maximalen Auslassdruck (PexMAX) zu berechnen (S23), in Abhängigkeit von dem Wert (GAIR), der den Betriebszustand von dem Motor (3) angibt, und es den maximalen Auslassdruck (PexMAX) in Abhängigkeit von dem mittleren Auslassdruck (PexAve) und der Maximum-Amplitude (DPexMAX) berechnet (S24).
DE102013214039.8A 2012-07-17 2013-07-17 Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung und Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für Verbrennungsmotor Withdrawn DE102013214039A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-158322 2012-07-17
JP2012158322A JP5844227B2 (ja) 2012-07-17 2012-07-17 内燃機関の掃気ガス量算出装置および内部ｅｇｒ量算出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013214039A1 true DE102013214039A1 (de) 2014-01-23

Family

ID=49880058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013214039.8A Withdrawn DE102013214039A1 (de) 2012-07-17 2013-07-17 Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung und Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für Verbrennungsmotor

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10240563B2 (de)
JP (1) JP5844227B2 (de)
DE (1) DE102013214039A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013225452B4 (de) * 2012-12-18 2015-09-24 Honda Motor Co., Ltd. Innere-AGR-Menge-Berechnungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010044164B4 (de) * 2010-11-19 2022-07-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
US9359942B2 (en) * 2012-04-04 2016-06-07 Ford Global Technologies, Llc Turbocharger waste gate
DE102016204539A1 (de) 2016-03-18 2017-09-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Steuervorrichtung zum Bestimmen einer Menge einer Füllungskomponente in einem Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine
KR101956030B1 (ko) * 2016-11-11 2019-03-08 현대자동차 주식회사 엔진 시스템 제어 방법 및 장치
US10683817B2 (en) * 2016-12-16 2020-06-16 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10221794B1 (en) * 2017-11-07 2019-03-05 Fca Us Llc Measurement, modeling, and estimation of scavenging airflow in an internal combustion engine
KR102692479B1 (ko) * 2018-12-17 2024-08-07 현대자동차주식회사 가변 밸브 듀레이션 기구 및 액티브 퍼지 시스템을 구비한 차량의 공연비 제어 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004251182A (ja) 2003-02-19 2004-09-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の内部ｅｇｒ量推定装置
JP2007100522A (ja) 2005-09-30 2007-04-19 Honda Motor Co Ltd 内燃機関のｅｇｒ制御装置
JP2011140895A (ja) 2010-01-06 2011-07-21 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の吸入空気量パラメータ算出装置および制御装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3539759B2 (ja) * 1994-04-26 2004-07-07 東邦瓦斯株式会社 エンジンの故障予知診断装置
EP1211402B1 (de) 2000-12-01 2007-05-16 Nissan Motor Co., Ltd. Interne Abgasrückführungsmengenschätzung zur Steuerung von Gaswechselventilen und Zündung
US6840235B2 (en) * 2002-09-19 2005-01-11 Nissan Motor Co., Ltd. Internal exhaust gas recirculation amount estimation system of internal combustion engines
JP4148024B2 (ja) * 2003-05-23 2008-09-10 日産自動車株式会社 内燃機関の排気圧力推定装置及びこれを用いた内部ｅｇｒ量推定装置
JP4225234B2 (ja) * 2004-04-20 2009-02-18 日産自動車株式会社 エンジンの吹抜ガス量算出装置及び内部ｅｇｒ量推定装置
JP2005307803A (ja) * 2004-04-20 2005-11-04 Nissan Motor Co Ltd エンジンの弁開口面積算出装置及び内部ｅｇｒ量推定装置
JP4432594B2 (ja) * 2004-04-20 2010-03-17 日産自動車株式会社 エンジンの弁開口面積算出装置及び内部ｅｇｒ量推定装置
JP2006194112A (ja) * 2005-01-12 2006-07-27 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射量制御装置
JP4306642B2 (ja) * 2005-05-17 2009-08-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御システム
US7275516B1 (en) * 2006-03-20 2007-10-02 Ford Global Technologies, Llc System and method for boosted direct injection engine
JP4779757B2 (ja) * 2006-03-30 2011-09-28 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置及び制御方法
JP4253339B2 (ja) * 2006-09-21 2009-04-08 株式会社日立製作所 内燃機関の制御装置
JP2008240675A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
WO2010073353A1 (ja) 2008-12-26 2010-07-01 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004251182A (ja) 2003-02-19 2004-09-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の内部ｅｇｒ量推定装置
JP2007100522A (ja) 2005-09-30 2007-04-19 Honda Motor Co Ltd 内燃機関のｅｇｒ制御装置
JP2011140895A (ja) 2010-01-06 2011-07-21 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の吸入空気量パラメータ算出装置および制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013225452B4 (de) * 2012-12-18 2015-09-24 Honda Motor Co., Ltd. Innere-AGR-Menge-Berechnungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Also Published As

Publication number Publication date
JP5844227B2 (ja) 2016-01-13
US10240563B2 (en) 2019-03-26
US20140020656A1 (en) 2014-01-23
JP2014020241A (ja) 2014-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013214039A1 (de) Spülgasmenge-Berechnungseinrichtung und Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für Verbrennungsmotor
DE112011102101B4 (de) Steuersystem für Verbrennungsmotor
DE112006003205B4 (de) Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE102015201061B4 (de) Pumpverlustberechnungsvorrichtung für Verbrennungsmotor
DE102014204434B4 (de) Zünd-Steuer/Regeleinrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE102015200432A1 (de) Verbrennungskraftmaschinen-EGR-Flussraten-Schätzvorrichtung und Verbrennungskraftmaschinen-Steuervorrichtung
DE102013204684A1 (de) Schätzvorrichtung zu der Einlassluftmenge und interne Agr-Rate in Innenverbrennungsmotor
DE102014204879A1 (de) Bypass-Ventil-Steuervorrichtung für Verbrennungskraftmaschine und Bypass-Ventil-Steuerverfahren für Verbrennungskraftmaschine
DE102015219684A1 (de) Steuervorrichtung und Steuerverfahren für einen Innenverbrennungsmotor
DE102012203538A1 (de) Verfahren zur steuerung eines motors
DE102012222378A1 (de) Verfahren zum Verringern der Empfindlichkeit für Kraftmaschinenspülung
DE102013218469A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines variablen Ventilsteuerungsmechanismus
DE102011086531A1 (de) Verfahren zum Diagnostizieren von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen
DE102013212988A1 (de) Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für Verbrennungsmotor
DE102016101067A1 (de) Verfahren und System zur Vorzündungssteuerung
DE112009002079T5 (de) Brennkraftmaschinensystemsteuerungsvorrichtung
DE102005035239B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102013212993A1 (de) Interne-AGR-Menge-Berechnungseinrichtung für Verbrennungsmotor
DE102019103810A1 (de) System und verfahren zur diagnose eines agr-systems
DE102013225452B4 (de) Innere-AGR-Menge-Berechnungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE112009002454T5 (de) Zündzeitpunkt-Steuervorrichtung und -Verfahren für Verbrennungsmotor
DE102014212745A1 (de) System und verfahren zum lernen aus der rückmeldung von fehlern in nichtlinearen systemen
DE102015121096A1 (de) Verfahren und System zum Bestimmen von Kompressor-Rückführungsventil-Schlamm
EP2162802B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer verbrennungskraftmaschine
DE102008043315A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: PATENTANWAELTE WEICKMANN & WEICKMANN, DE

Representative=s name: WEICKMANN & WEICKMANN PATENTANWAELTE - RECHTSA, DE

Representative=s name: WEICKMANN & WEICKMANN PATENT- UND RECHTSANWAEL, DE

R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R163 Identified publications notified
R163 Identified publications notified

Effective date: 20140328

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee