DE102013222497A1 - Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

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Tomokazu Makino
Hideki Hagari
Takuo Watanuki
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Abstract

Es wird eine Steuervorrichtung für eine Verbrennungsmaschine bereitgestellt, die eine Abgasrückführbetrag-Ermittlungseinheit aufweist, welche die Beziehung zwischen einem Abgasrückführventil-Öffnungsquerschnitt, der von einer Abgasrückführventil-Öffnungsquerschnitt-Berechnungseinheit berechnet wird, und einem Öffnungsgrad des Abgasrückführventils lernt und einen zurückzuführenden Betrag von Abgas, der zur Steuerung eines Verbrennungsmotors genutzt wird, basierend auf der Beziehung zwischen dem Abgasrückführventil-Öffnungsquerschnitt und dem Öffnungsgrad des Abgasrückführventils ermittelt.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und genauer gesagt eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die mit einer Abgasrückführbetrag-Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln eines Betrags bzw. einer Menge der Abgasrückführung in einem Verbrennungsmotor vorgesehen ist.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Um einen Verbrennungsmotor (auch als Motor im Folgenden bezeichnet) sachgemäß zu steuern, ist es wichtig, eine Zylinderströmungsrate als die Menge von Luft, die in einen Zylinder des Motors eingebracht wird, genau zu berechnen und eine Kraftstoffsteuerung und eine Zündzeitpunktsteuerung entsprechend der Zylinderströmungsrate durchzuführen. Betreffend die Kraftstoffsteuerung, wenn eine Rückkopplungssteuerung auf eine solche Weise ausgeführt werden kann, dass in erster Linie Kraftstoff, dessen Betrag ein gewünschtes Luft-/Kraftstoffverhältnis für eine Zylinderströmungsrate bewirkt, eingebracht bzw. eingespritzt wird, kann beinahe eine ausgezeichnete Steuerbarkeit erhalten werden; allerdings muss die Zündzeitpunktsteuerung bei einem Zündvorschubwinkel durchgeführt werden, der eine maximale Ausgabe bewirkt (im Folgenden als MBT (Minimum Spark Advance for Best Torque) bezeichnet), unter Berücksichtigung nicht nur der Motordrehgeschwindigkeit und des Betrags von Luft, die in einen Zylinder gebracht wird, sondern auch unter Berücksichtigung anderer Faktoren, wie beispielsweise der Motortemperatur, ob ein oder kein Klopfen aufgetreten ist, der Kraftstoffeigenschaft und des Abgasrückführverhältnisses (im Folgenden als AGR-Verhältnis bezeichnet), welches das Verhältnis des Abgasrückführbetrags (im Folgenden als ein AGR-(Abgasrückführ)-Betrag bezeichnet) zur Zylinderströmungsrate ist.
  • Unter den vorgenannten Faktoren, die Wirkungen bezüglich des MBT bereitstellen, können beispielsweise die Motortemperatur und ob ein oder kein Klopfen aufgetreten ist, entsprechend durch einen Motorkühltemperatursensor und einen Klopfsensor detektiert werden; bezüglich der Kraftstoffeigenschaft kann bestimmt werden, ob der Kraftstoff reguläres Benzin oder Benzin mit hoher Oktanzahl ist, basierend darauf, ob ein oder kein Klopfen aufgetreten ist.
  • Bezüglich des AGR-Verhältnisses gibt es zwei Verfahren, das heißt, ein Verfahren (das auch als externe AGR bezeichnet wird) in dem ein Abgasrückführventil (im Folgenden als ein AGR-Ventil bezeichnet) in einem Abgasrückführweg (im Folgenden als AGR-Weg bezeichnet) vorgesehen ist, der eine Abgasleitung mit einer Ansaugleitung verbindet und wobei der AGR-Betrag basierend auf dem Öffnungsbetrag des AGR-Ventils gesteuert wird, und ein Verfahren (im Folgenden als eine interne AGR bezeichnet), in dem ein variabler Ventilsteuerungsmechanismus (im Folgenden als VVT (Variable Valve Timing Mechanism) bezeichnet), bei dem die Öffnungszeiten eines Ansaugventils und eines Abgasventils variabel sind, vorgesehen ist, und wobei in Abhängigkeit der Öffnungs-/Schließzeiten des VVTs eine Überlappungsperiode, während der das Ansaugventil und das Abgasventil gleichzeitig geöffnet werden, so geändert wird, dass der Betrag des AGRs, der von dem verbleibenden Abgas in dem Zylinder bewirkt wird, gesteuert wird; wobei in einigen Fälle beide Verfahren gleichzeitig angewendet werden. Bei dem externen AGR-Steuerverfahren kann das AGR-Verhältnis aus dem Öffnungsgrad des AGR-Ventils, des Abgasdrucks und des Luftansaugleitungsdrucks näherungsweise berechnet werden. In der folgenden Erläuterung bezeichnen AGR und ein AGR-Verhältnis, wenn diese vereinfacht auf diese Weise bezeichnet werden, entsprechend eine externe AGR und ein externes AGR-Verhältnis.
  • In jüngster Zeit war es üblich, dass eine Motorsteuerung unter Verwendung des Ausgabedrehmoments eines Motors als ein Index ausgeführt wurde; selbst wenn das Ausgabedrehmoment abgeschätzt wird, ändert sich die thermische Effizienz gemäß der Zylinderströmungsrate und dem AGR-Verhältnis. Folglich, um das vorgenannte MBT zu berechnen und ferner, um das Drehmoment und die thermische Effizienz zu ermitteln bzw. abzuschätzen, ist es erforderlich, die Zylinderströmungsrate und das AGR-Verhältnis genau zu berechnen. Um das AGR-Verhältnis genau zu erhalten, ist es erforderlich, die AGR-Strömungsrate genau zu berechnen.
  • Patentdokument 1 offenbart eine AGR-Verhältnis-Ermittlungsvorrichtung, welche die AGR-Strömungsrate berechnet und das AGR-Verhältnis ermittelt bzw. abschätzt, basierend auf einem Abgasbetrag, der von dem Öffnungsquerschnitt eines AGR-Ventils erhalten wird, und einem Abgasbetrag, der aus einem Öffnungsquerschnittsbefehlswert für das AGR-Ventil erhalten wird. Mit einem einfachen Aufbau kann die Vorrichtung, die in dem Patentdokument 1 offenbart ist, eine AGR-Strömungsrate berechnen, durch Anwenden einer Charakteristik aus einem vorläufig bereitgestellten Öffnungsgrad des AGR-Ventils und der Strömungsrate und des Öffnungsquerschnitts eines AGR-Ventils.
  • [Stand der Technik]
  • [Patentdokument]
    • [Patentdokument 1] Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. H7-279774
  • In dem Fall der herkömmlichen Vorrichtung, die im Patentdokument 1 offenbart ist, bestand ein Problem darin, dass, wenn aufgrund einer Änderung im Verlauf der Zeit, sich die Öffnungsgradcharakteristik des AGR-Ventils ändert, die vorläufig bereitgestellte Strömungsratencharakteristik und die tatsächliche Strömungsratencharakteristik sich voneinander unterscheiden und folglich die Ermittlungsgenauigkeit verschlechtert ist. Die Charakteristik aus Öffnungsgrad und Strömungsrate eines AGR-Ventils kann sich in Abhängigkeit nicht nur von Unterschieden zwischen den Produkten, sondern auch des Zustands des eingebauten Motors ändern.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde implementiert, um die oben genannten Probleme der herkömmlichen Vorrichtung zu lösen; wobei die Aufgabe derselben darin liegt, eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, die eine AGR-Strömungsrate genau ermitteln kann, selbst wenn sich aufgrund einer Änderung im Verlauf der Zeit die Charakteristik aus Öffnungsgrad und Strömungsrate eines AGR-Ventils ändert.
  • Eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass diese enthält: eine Ansaugluftbetrag-Detektionseinheit, welche eine Menge bzw. einen Betrag von Luft detektiert, die durch ein Drosselventil, das in einer Ansaugleitung eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist, tritt und in den Verbrennungsmotor eingebracht wird; einen Abgasrückführweg, der eine Ansaugleitung auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Drosselventils mit einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors verbindet; ein Abgasrückführventil, das den Abgasrückführweg öffnet oder schließt, um eine Rückführmenge bzw. einen Rückführbetrag von Abgas zu steuern, das durch den Abgasrückführweg tritt; eine Ansaugleitungsdruck-Detektionseinheit, die einen Druck in dem Ansaugleitung auf der stromabwärts gelegenen Seite des Drosselventils detektiert; eine Volumeneffizienzkorrespondenzwert-Berechnungseinheit, die einen Volumeneffizienzkorrespondenzwert als einen Index berechnet, der einen Betrag von Luft kennzeichnet, die von der Ansaugleitung auf der stromabwärts gelegenen Seite des Drosselventils in einen Zylinder des Verbrennungsmotors strömt; eine Zylinderströmungsrate-Berechnungseinheit, die eine Zylinderströmungsrate als einen Betrag von Luft berechnet, die von der Ansaugleitung auf der stromabwärts gelegenen Seite des Drosselventils in den Zylinder strömt, basierend auf dem Druck in der Ansaugleitung und dem Volumeneffizienzkorrespondenzwert; eine Abgasrückführbetrag-Berechnungseinheit, die den Rückführbetrag von Abgas basierend auf einem Ansaugluftbetrag, der von der Ansaugleitungsdruck-Detektionseinheit detektiert wurde, und einer Zylinderströmungsrate, die von der Zylinderströmungsrate-Berechnungseinheit berechnet wurde, berechnet; eine Abgasrückführventilöffnungsquerschnitt-Berechnungseinheit, die einen Abgasrückführventilöffnungsquerschnitt entsprechend dem Öffnungsgrad des Abgasrückführventils basierend auf dem Rückführbetrag von Abgas, der von der Abgasrückführbetrag-Berechnungseinheit erhalten wird, berechnet; und eine Abgasrückführbetrag-Ermittlungseinheit, welche eine Beziehung zwischen dem Abgasrückführventilöffnungsquerschnitt, der von der Abgasrückführventilöffnungsquerschnitt-Berechnungseinheit berechnet wurde, und dem Öffnungsgrad des Abgasrückführventils lernt und einen Rückführbetrag des Abgases, der zur Steuerung des Verbrennungsmotors verwendet wird, basierend auf der Beziehung zwischen dem Abgasrückführventilöffnungsquerschnitt und dem Öffnungsgrad des Abgasrückführventils ermittelt.
  • Eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass, selbst wenn aufgrund von Ablagerungen, wie beispielsweise Ruß und dergleichen, die Strömungsratencharakteristik sich ändert oder selbst wenn aufgrund einer Änderung im Verlauf der Zeit das AGR-Ventil nicht arbeitet, die Charakteristik aus dem Öffnungsgrad des AGR-Ventils und dem Öffnungsquerschnitt gelernt werden kann; somit ermöglicht das Resultat des Lernens eine genaue Bestimmung der AGR-Strömungsrate.
  • Die obige und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung deutlicher werden, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Aufbaudiagramm, das schematisch ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor darstellt, das eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 2 ist ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf darstellt, mit dem das Lernen eines Öffnungsgrads des AGR-Ventils in einer Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
  • 4 ist eine Tabelle für Volumeneffizienzkoeffizienten in einer Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist eine Tabelle für einen Öffnungsgrad des AGR-Ventils und einen Öffnungsquerschnitt in einer Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 6 ist eine Tabelle für einen Öffnungsgrad des AGR-Ventils und eines Lernwerts in einer Steuervorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf darstellt, mit dem eine Filterverarbeitung bezüglich einer AGR-Strömungsrate in einer Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung angewendet wird; und
  • 8 ist ein Graph, der einen Fall darstellt, in dem die Filterverarbeitung für eine AGR-Strömungsrate in einer Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausführungsform 1
  • Im Folgenden wird eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Aufbaudiagramm, das schematisch ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor darstellt, das eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung enthält. In 1 ist ein Luftströmungssensor (im Folgenden als ein AFS (Air Flow Sensor) bezeichnet) 2 als eine Ansaugluftbetrag-Detektionseinheit, welche den Betrag von angesaugter Luft misst, auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Ansaugsystems eines Motors 1 vorgesehen. Auf der Seite des Motors 1, das heißt auf der stromabwärts gelegenen Seite des AFS 2, ist eine elektronisch gesteuerte Drossel 4 vorgesehen, die elektrisch gesteuert werden kann, um den Betrag bzw. die Menge von angesaugter Luft einzustellen.
  • Um den Öffnungsgrad der elektronisch gesteuerten Drossel 4 zu messen, ist ein Drosselöffnungsgradsensor 3 vorgesehen. Es kann vorgesehen sein, dass anstelle des AFS 2 eine andere Einheit benutzt wird, die den Betrag der angesaugten Luft misst, beispielsweise auf eine solche Weise, dass der Betrag der angesaugten Luft abgeschätzt wird, basierend auf dem Drosselventilöffnungsgrad. Ferner sind ein Ansaugstückdrucksensor 7 als eine Ansaugleitungsdruck-Detektionseinheit, die den Druck in einem Raum, der einen Ausgleichsbehälter 5 und ein Ansaugstück 6 enthält, der auf der stromabwärts gelegenen Seite der elektronisch gesteuerten Drossel 4 vorgesehen ist, das heißt den Ansaugstückdruck misst; und ein Ansauglufttemperatursensor 8, der die Temperatur in dem Ansaugstück (im Folgenden kurz als eine Ansaugstücktemperatur bezeichnet), vorgesehen.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass anstelle des Bereitstellens des Ansauglufttemperatursensors 8, der eine Ansaugstücktemperatur misst, ein Temperatursensor, wie beispielsweise ein Temperatursensor, der in dem AFS 2 enthalten ist, der ungefähr die Außenluft misst, benutzt wird und die Ansaugstücktemperatur aus der Temperatur der Außenluft abgeschätzt wird, wenngleich genau genommen die abgeschätzte Temperatur sich von der Temperatur, die unter Verwendung des Ansauglufttemperatursensors 8 gemessen wird, unterscheidet.
  • Eine Einspritzdüse 9 zum Einspritzen von Kraftstoff ist in der Umgebung des Ansaugventils, darunter sind enthalten das Ansaugstück 6 und der Innenbereich des Verbrennungsmotors 1, vorgesehen; ferner sind ein Einlassventil VVT 10 als ein Einlassventil, dessen Ventiltiming bzw. Ventilzeitsteuerung variabel ist, und ein Abgasventil VVT 11 als ein Abgasventil, dessen Ventilzeitsteuerung variabel ist, vorgesehen. Ferner ist eine Zündspule 12 zum Betreiben einer Zündkerze, die einen Funken in einem Zylinder erzeugt, an einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors 1 vorgesehen. Ein nicht dargestellter Katalysator und ein O2-Sensor als eine Sauerstoffdetektionseinheit sind in einem Abgasstück 13 vorgesehen.
  • Ein Abgasrückführweg (im Folgenden als AGR-Weg bezeichnet) 14 verbindet ein Abgasstück 13 mit dem Ausgleichsbehälter 5. Ein Abgasrückführventil (im Folgenden als AGR-Ventil bezeichnet) 16 zum Steuern der AGR-Strömungsrate ist in dem AGR-Weg 14 vorgesehen; wobei der Öffnungsgrad des AGR-Ventils 16 mittels eines AGR-Ventilöffnungsgradsensors 15 als eine Abgasrückführventilöffnungsgrad-Detektionseinheit gemessen wird. In dem Verbrennungsmotor-Steuerungssystem, das in 1 dargestellt ist, sind, wenngleich nicht dargestellt, eine ansaugleitungsseitige Druckdetektionseinheit zum Detektieren eines ansaugleitungsseitigen Drucks in dem AGR-Weg 14, eine abgasleitungsseitige Temperaturdetektionseinheit zum Detektieren einer abgasseitigen Temperatur des AGR-Wegs 14, eine abgasleitungsseitige Druckdetektionseinheit zum Detektieren eines abgasleitungsseitigen Drucks in dem AGR-Weg 14, eine abgasleitungsseitige Schallgeschwindigkeits-Berechnungseinheit zum Berechnen einer abgasleitungsseitigen Schallgeschwindigkeit basierend auf der abgasleitungsseitigen Temperatur, die von der abgasleitungsseitigen Temperaturdetektionseinheit gemessen wird, und eine abgasleitungsseitige Dichte-Berechnungseinheit zum Berechnen einer abgasleitungsseitigen Dichte basierend auf dem abgasleitungsseitigen Druck, der von der abgasleitungsseitigen Druckdetektionseinheit detektiert wird, und der abgasleitungsseitigen Temperatur, die von der abgasleitungsseitigen Temperaturdetektionseinheit detektiert wird, vorgesehen.
  • 2 ist ein Blockdiagramm einer Steuereinheit für eine Verbrennungsmaschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. In 2 werden ein Ansaugluftbetrag Qa, der von dem AFS 2 gemessen wird, ein Öffnungsgrad θ der elektronisch gesteuerten Drossel 4, der von dem Drosselöffnungsgradsensor 3 gemessen wird, ein Ansaugstückdruck Pb, der von dem Ansaugstückdrucksensor 7 gemessen wird, eine Ansaugstücktemperatur Tb, die von dem Ansauglufttemperatursensor 8 gemessen wird, ein Öffnungsgrad Est des AGR-Ventils 16, der von dem AGR-Ventilöffnungsgradsensor 15 gemessen wird, und ein äußerer bzw. atmosphärischer Druck Pa, der von einem Atmosphäre-Drucksensor 17 gemessen wird, in eine elektronische Steuereinheit (im Folgenden als eine ECU (Electronic Control Unit) bezeichnet) 20 eingegeben. Anstelle des Atmosphäre-Drucksensors 17 zum Messen eines atmosphärischen Drucks können entweder eine Einheit zum Bestimmen eines atmosphärischen Drucks oder ein Atmosphäre-Drucksensor, der in der ECU enthalten ist, genutzt werden. Es werden auch Messwerte von verschiedenen Sensoren 18 in die ECU 20 eingebracht (darunter sind enthalten ein Beschleunigungsöffnungsgradsensor und ein Kurbelwinkelsensor).
  • Die ECU 20 ist vorgesehen mit einer Volumeneffizienzkoeffizienten-Berechnungseinheit 21, welche einen Volumeneffizienzkoeffizienten Kv berechnet, einer Zylinderströmungsrate-Berechnungseinheit 22, welche eine Zylinderströmungsrate Qa_all unter Verwendung des Volumeneffizienzkoeffizienten Kv, des Ansaugstückdrucks Pb und der Ansaugstücktemperatur Tb berechnet, einer AGR-Strömungsrate-Berechnungseinheit 23, die eine AGR-Strömungsrate Qae unter Verwendung der Zylinderströmungsrate Qa_all und des Ansaugluftbetrags Qa berechnet, einer AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Berechnungseinheit 24, welche einen AGR-Ventilöffnungsquerschnitt Segr aus der AGR-Strömungsrate Qae und dem Ansaugstückdruck Tb berechnet, einer AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitt-Berechnungseinheit 25, welche einen AGR-Ventilbasisöffnungs-Querschnitt Segr_bse aus dem AGR-Ventilöffnungsgrad Est berechnet, und einer AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwert-Berechnungseinheit 26, welche einen AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwert Klrn unter Verwendung des AGR-Ventilöffnungsquerschnitts Segr und des AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitts Segr_bse berechnet. Die Volumeneffizienzkoeffizienten-Berechnungseinheit 21 entspricht einer Berechnungseinheit für einen entsprechenden Wert der Volumeneffizienz, die einen Volumeneffizienzkorrespondenzwert als einen Index berechnet, der den Luftbetrag kennzeichnet, der aus der Ansaugleitung auf der stromabwärts gelegenen Seite des Drosselventils in einen Zylinder des Verbrennungsmotors strömt.
  • Die ECU 20 ist ferner vorgesehen mit einer Lernwert-Speichereinheit 27, die einen AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwert Klrn gemäß dem AGR-Ventilöffnungsgrad Est speichert, einer Steuer-AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Berechnungseinheit 28, welche einen Steuer-AGR-Ventilöffnungsquerschnitt Segr_ctl aus dem AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwert Klrn, der in der Lernwert-Speichereinheit 27 gespeichert wird, und dem AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitt Segr_bse berechnet, einer Steuer-AGR-Strömungsrate-Berechnungseinheit 29, die eine Steuer-AGR-Strömungsrate Qae_ctl aus dem Steuer-AGR-Ventilöffnungsquerschnitt Segr_ctl berechnet, einer AGR-Verhältnis-Berechnungseinheit 30, welche ein AGR-Verhältnis aus dem berechneten Qae_ctl und dem Ansaugluftbetrag Qa berechnet, und einer Steuerbetrag-Berechnungseinheit 31, welche Betätigungsbeträge (driving amounts) für die Einspritzdüse 9, die Zündspule 12 und dergleichen basierend auf dem berechneten AGR-Verhältnis berechnet.
  • Die ECU 20 berechnet ein gewünschtes Drehmoment des Verbrennungsmotors 1 basierend auf den eingegebenen verschiedenen Arten von Daten, wie beispielsweise des Gaspedalöffnungsgrads und dergleichen, und berechnet einen gewünschten Zylinderansaugluftbetrag zum Erzielen des berechneten gewünschten Drehmoments. Anschließend berechnet die ECU 20 einen gewünschten Drosselventilöffnungsgrad, einen gewünschten Ansaug-VVT-Phasenwinkel und einen gewünschten Abgas-VVT-Phasenwinkel auf eine solche Weise, dass der gewünschte Zylinderansaugluftbetrag erhalten wird, und steuert den Öffnungsgrad der elektronisch gesteuerten Drossel 4 und den Phasenwinkel des Ansaug-VVT 10 und des Abgas-VVT 11 bezüglich dieser gewünschten Werte. Ferner werden auch andere Arten von Aktuatoren 19 gesteuert, je nach Erfordernis.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf zeigt, mit dem das Lernen des AGR-Ventilöffnungsgrads in einer Abgasrückführbetrag-Ermittlungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird; dieser Ablauf wird gemäß einer Unterbrechungsverarbeitung (interrupt processing) ausgeführt (beispielsweise BTDC75degCA-Unterbrechungsverarbeitung) in dem Zyklus eines bestimmten Kurbelwinkels. Mit Bezug auf das Flussdiagramm, das in 3 dargestellt ist, wird der Prozess, der die Verarbeitung in der Volumeneffizienzkoeffizienten-Berechnungseinheit 21 durch die Verarbeitung in der Steuer-AGR-Strömungsrate-Berechnungseinheit 29 enthält, im Detail beschrieben.
  • In 3 berechnet in einem ersten Schritt, im Schritt 301, die Volumeneffizienzkoeffizienten-Berechnungseinheit 21, die in 2 dargestellt ist, den Volumeneffizienzkoeffizienten Kv. Diese Berechnung wird basierend auf der Motordrehgeschwindigkeit Ne und dem Verhältnis des äußeren Drucks Pa zum Ansaugstückdruck Pb ausgeführt, der beispielsweise aus einer Tabelle, die in 4 dargestellt ist, erhalten wird. Das heißt, 4 zeigt eine Volumeneffizienzkoeffizienten-Tabelle in einer Abgasrückführbetrag-Ermittlungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Wie es aus der Tabelle, die in 4 dargestellt ist, ersichtlich ist, wenn die Motordrehgeschwindigkeit Ne 3000 U/min beträgt und das Verhältnis des äußeren Drucks Pa zum Ansaugstückdruck Pb 0,6 beträgt, ist der Volumeneffizienzkoeffizient Kv 0,9.
  • Da der Volumeneffizienzkoeffizient Kv sich in Abhängigkeit der Ventilsteuerzeit ändert, ist eine Tabelle, die der Änderung der variablen Ventilsteuerzeit entspricht, erforderlich. Wenn jeder der Änderungsbereiche des Ansaugventils und des Abgasventils von 0 degCA bis 50 degCA reicht und eine Tabelle für alle 10 degCA erstellt wird, sind 36 (6 × 6) Tabellen erforderlich. Im Allgemeinen werden zwei Tabellen erstellt, das heißt, eine Tabelle, die der gewünschten Ventilsteuerzeit in Abhängigkeit des Fahrzustands entspricht, und eine Tabelle der Zeit, wenn die variable Ventilsteuerzeit keine Anwendung findet. Es versteht sich von selbst, dass der Volumeneffizienzkoeffizient Kv nicht aus einer Tabelle, sondern durch Berechnung erhalten werden kann.
  • Als nächstes wird im Schritt 302 die Zylinderströmungsrate Qa_all mittels der Gleichung (1) unten berechnet, basierend auf dem Volumeneffizienzkoeffizienten Kv und dem Ansaugstückdruck Pb. Diese Berechnung wird von der Zylinderströmungsrate-Berechnungseinheit 22, die in 2 dargestellt ist, ausgeführt. Qa_all = Pb·Vc·Kv / T(n)·R·(Tb + 273) (1) wobei Qa_all, Vc, T(n) und R entsprechend die Zylinderströmungsrate [g/s], das Zylindervolumen [L], die 180°-Kurbelwinkelperiode [s] und die Gaskonstante [kJ/(kg∙K)] sind.
  • Die Zylinderströmungsrate Qa_all und der Volumeneffizienzkoeffizient Kv werden von der Gleichung (1) gegeben; folglich, wenn der Volumeneffizienzkoeffizient Kv berechnet wurde, wird die Zylinderströmungsrate Qa_all berechnet.
  • Danach berechnet im Schritt 303 die AGR-Strömungsrate-Berechnungseinheit 23 die AGR-Strömungsrate Qae. Die AGR-Strömungsrate Qae ist die Differenz zwischen der Zylinderströmungsrate Qa_all, die im Schritt 302 erhalten wird, und dem Ansaugluftbetrag Qa. Im Schritt 304 wird eine Filterverarbeitung, beispielsweise eine Nachlauffilterverarbeitung erster Ordnung (first-order-lag filter processing) auf die berechnete AGR-Strömungsrate Qae angewendet. Diese Berechnung wird in der AGR-Strömungsrate-Berechnungseinheit 23, die in 2 dargestellt ist, ausgeführt.
  • In vielen Fällen geraten minimale Messrauschkomponenten in die Ausgabe eines Sensors, wie beispielsweise eines Ansaugstückdrucksensors 7, die zur Berechnung mittels der Gleichung (1) genutzt wird. Folglich, wenn die AGR-Strömungsrate Qae basierend auf der Zylinderströmungsrate Qa_all berechnet wird, die unter Verwendung der Gleichung (1) berechnet wird, kann ein Fehler in die berechnete AGR-Strömungsrate Qae eingebracht werden. Somit wird im Schritt 304 eine Filterverarbeitung an der AGR-Strömungsrate Qae, die im Schritt 303 berechnet wird, angewendet, so dass die Messgeräuschkomponenten, die in der AGR-Strömungsrate Qae enthalten sind, verringert werden. Die AGR-Strömungsrate Qae, deren Messrauschkomponenten verringert wurden, wird in der folgenden Berechnungsverarbeitung genutzt, so dass die Wirkung eines kleinen Detektionsfehlers, der in einem Sensor enthalten ist, eliminiert werden kann. Die Details der Filterverarbeitung werden später beschrieben.
  • Im Schritt 305 wird bestimmt, ob ein oder kein AGR-Ventilöffnungsgrad-Lernunterbindungsflag, das später beschrieben wird, gesetzt wurde. Diese Bestimmung im Schritt 305 wird in der AGR-Ventilöffnungsquerschnitts-Berechnungseinheit 24, die in 2 dargestellt ist, ausgeführt. In dem Fall, in dem im Schritt 305 bestimmt wird, dass das AGR-Ventilöffnungsgrad-Lernunterbindungsflag nicht gesetzt wurde (NEIN), wird das Lernen des AGR-Ventilöffnungsgrads gestattet, und folglich folgt dem Schritt 305 der Schritt 306; in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass das AGR-Ventilöffnungsgrad-Lernunterbindungsflag gesetzt wurde (JA), wird das Lernen des AGR-Ventilöffnungsgrads unterbunden, und folglich folgt dem Schritt 305 der Schritt 309. Das AGR-Ventilöffnungsgrad-Lernunterbindungsflag wird beispielsweise gesetzt, wenn sich der Wassertemperaturzustand oder der AGR-Ventilöffnungsgrad ändert; wenn sich weder der Wassertemperaturzustand noch der AGR-Ventilöffnungsgrad ändert, wird das AGR-Ventilöffnungsgrad-Lernunterbindungsflag nicht gesetzt.
  • In dem Schritt 306 wird der AGR-Ventilöffnungsquerschnitt Segr mittels der Gleichung (2) unten berechnet, basierend auf der AGR-Strömungsrate Qae. Diese Berechnung wird in der AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Berechnungseinheit 24, die in 2 dargestellt ist, durchgeführt.
    Figure DE102013222497A1_0002
    wobei Segr, Qae, αe, σe und ρe entsprechend der AGR-Ventilöffnungsquerschnitt [mm2], die AGR-Strömungsrate [g/s], die Innerabgasleitungs-Schallgeschwindigkeitskonstante [m/s], die dimensionslose Strömungsratenkonstante und die Innerabgasleitungs-Dichtekonstante sind.
  • Die Gleichung (2) findet zwischen dem AGR-Ventilöffnungsquerschnitt Segr und der AGR-Strömungsrate Qae statt; folglich, wenn die Innerabgasleitungs-Schallgeschwindigkeitskonstante αe, die dimensionslose Strömungsratenkonstante σe und die Innerabgasleitungs-Dichtekonstante ρe erhalten werden, wird der AGR-Ventilöffnungsquerschnitt Segr erhalten. Die Innerabgasleitungs-Schallgeschwindigkeitskonstante αe [m/s] wird von der Gleichung (3) unten definiert. αe = √κ·R·Tex (3) wobei κ, R und Tex entsprechend das spezifische Wärmeverhältnis (1,4, wenn das Gas die Luft ist), die Gaskonstante [kJ/(kg∙K)] und die Innerabgasleitungstemperatur sind.
  • Die Innerabgasleitungstemperatur Tex kann mittels eines Temperatursensors, der in der Abgasleitung vorgesehen ist, gemessen werden oder kann beispielsweise aus einer Tabelle berechnet werden, welche die Motordrehgeschwindigkeit Ne und eine Motorfülleffizienz Ec (berechnet aus dem Ansaugluftbetrag) enthält. Da die Innerabgasleitungs-Schallgeschwindigkeitskonstante αe eine Funktion der Abgastemperatur ist, ist es zulässig, dass die Berechnung mittels der Gleichung (3) nicht in der ECU durchgeführt wird und Resultate in Form einer Tabelle betreffend die Temperatur von im Voraus durchgeführten Berechnungen erstellt werden.
  • Da es sich um die Konstante handelt, die einem Gas entspricht, wird die Gaskonstante R im Voraus definiert. Die Zusammensetzung des Gases in der Abgasleitung ändert sich in Abhängigkeit des Verbrennungszustands; allerdings kann zum Zweck der Einfachheit die Gaskonstante von Luft eingestellt werden; alternativ kann es zulässig sein, dass der Verbrennungszustand ermittelt bzw. abgeschätzt wird und die Gaskonstante R als Variable angenommen wird.
  • Die dimensionslose Strömungsratenkonstante σe wird von der Gleichung (4) unten definiert.
    Figure DE102013222497A1_0003
    wobei κ, Pb und Pex entsprechend das spezifische Wärmeverhältnis (1,4, wenn das Gas Luft ist), der Ansaugstückdruck [kPa] und der Innerabgasleitungsdruck [kPa] sind.
  • Der Innerabgasleitungsdruck Pex kann mittels eines Drucksensors gemessen werden, der in der Abgasleitung vorgesehen ist, oder kann beispielsweise aus einer Tabelle berechnet werden, welche die Motordrehgeschwindigkeit Ne und die Motorfülleffizienz Ec (berechnet aus dem Ansaugluftbetrag) enthält. Die dimensionslose Strömungsratenkonstante σe ist einen Funktion des Verhältnisses des Innerabgasleitungsdrucks Pex zum Ansaugstückdruck Pb; folglich kann es zulässig sein, dass die Berechnung über die Gleichung (4) nicht in der ECU ausgeführt wird und eine Tabelle genutzt wird, die durch vorheriges Berechnen des Verhältnisses des Innerabgasleitungsdrucks Pex zum Ansaugstückdruck Pb erzeugt wird.
  • Die Innerabgasleitungs-Dichtekonstante ρe wird von der Gleichung (5) unten definiert. ρe = Pex / R·Tex (5) wobei Pex, R und Tex entsprechend der Innerabgasleitungsdruck [kPa], die Gaskonstante [kJ/(kg∙K)] und die Innerabgasleitungstemperatur sind. Der Innerabgasleitungsdruck Pex wird wie in dem Fall der Gleichung (4) erhalten; die Innerabgasleitungstemperatur Tex wird wie in dem Fall der Gleichung (3) erhalten.
  • In dem Schritt 307 wird der AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitt Segr_bse aus dem AGR-Ventilöffnungsgrad Est berechnet. Im Schritt 307 wird die Berechnung des AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitts Segr_bse in der AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitts-Berechnungseinheit 25, die in 2 dargestellt ist, ausgeführt. 5 zeigt eine Tabelle zwischen dem AGR-Ventilöffnungsgrad und dem Öffnungsquerschnitt in einer Abgasrückführbetrag-Ermittlungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Im Schritt 307 wird unter Verwendung der im Voraus erstellten Tabelle zwischen dem AGR-Ventilöffnungsgrad und dem Öffnungsquerschnitt der AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitt Segr_bse aus dem AGR-Ventilöffnungsgrad Est berechnet.
  • Wie es in der Gleichung (2) dargelegt ist, sind der Öffnungsquerschnitt und die Strömungsrate proportional zueinander; folglich kann der AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitt Segr_bse aus der Charakteristik zwischen dem AGR-Ventilöffnungsgrad und der Strömungsrate erhalten werden.
  • Im Schritt 308 wird der AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwert Klrn basierend auf dem AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitt Segr-bse und dem AGR-Ventilöffnungsquerschnitt Segr berechnet. Mit anderen Worten wird die Differenz zwischen dem AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitt Segr_bse und dem AGR-Ventilöffnungsquerschnitt Segr berechnet; wobei die berechnete Differenz der AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwert Klrn ist. Im Schritt 308 wird die Berechnung des AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwerts Klrn durch die AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwert-Berechnungseinheit 26, die in 2 dargestellt ist, ausgeführt.
  • Anstelle der Differenz zwischen dem AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitt Segr_bse und dem AGR-Ventilöffnungsquerschnitt Segr kann ein anderer Wert, wie beispielsweise das Verhältnis oder dergleichen, genutzt werden, solang der Wert den AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitt Segr_bse von dem AGR-Ventilöffnungsquerschnitt Segr unterscheidet. Der AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwert Klrn wird in einem Lernbereich gespeichert, der dem AGR-Ventilöffnungsgrad Est entspricht, das heißt in der Lernwert-Speichereinheit 27, die in 2 dargestellt ist. Der zu speichernde Wert kann der AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwert Klrn selbst oder ein Wert sein, der durch Multiplizieren des AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwerts Klrn mit einem bestimmten Zuwachs oder durch Addieren des bestimmten Zuwachses zum AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwert Klrn erhalten wird. 6 zeigt eine Tabelle zwischen einem AGR-Ventilöffnungsgrad und dem Lernwert in einer Abgasrückführbetrag-Ermittlungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Die Inhalte des oben dargelegten Lernbereichs sind beispielsweise die der Tabelle, die in 6 dargestellt ist.
  • Wie es oben beschrieben ist, wird der AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwert Klrn in dem Lernbereich gespeichert, der dem AGR-Ventilöffnungsgrad Est entspricht, so dass ein Feinlernen (fine learning) ermöglicht wird; folglich ist eine Ermittlung der AGR-Strömungsrate mit hoher Genauigkeit möglich, selbst wenn ein Lernen unterbunden wird. Fernern kann der berechnete Wert, so wie er ist, genutzt werden, ohne in dem Lernbereich gespeichert zu werden.
  • In dem Fall, in dem das Resultat der Bestimmung im Schritt 305 „JA“ ist und anschließend nach dem Schritt 305 der Schritt 307 durchgeführt wird, wird der AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitt Segr_bse wie im Fall des Schritts 307 berechnet; anschließend folgt dem Schritt 309 der Schritt 310.
  • Als nächstes wird im Schritt 310 der Steuer-AGR-Ventilöffnungsquerschnitt Segr_ctl, der zur Steuerung genutzt wird, aus dem AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwert Klrn, der gespeichert wurde, und dem AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitt Segr_bse berechnet. In dem Fall, in dem die Differenz zwischen dem AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitt Segr_bse und dem AGR-Ventilöffnungsquerschnitt Segr als ein AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwert gespeichert wird, kann der Steuer-AGR-Ventilöffnungsquerschnitt Segr_ctl durch Addieren des AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwerts zum AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitt berechnet werden. Die Verarbeitungskonfiguration im Schritt 310, in dem der AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwert zum AGR-Ventilbasisöffnungsquerschnitt addiert wird, so dass der Steuer-AGR-Ventilöffnungsquerschnitt Segr_ctl berechnet wird, entspricht einer Öffnungsquerschnitt-Korrektureinheit, welche einen Abgasrückführventil-Öffnungsquerschnitt, der zum Steuern des Verbrennungsmotors genutzt wird, korrigiert wird, basierend auf dem AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwert, der von der AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Lernwert-Berechnungseinheit 26 berechnet wird. Die Verarbeitung im Schritt 310 wird durch die Steuer-AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Berechnungseinheit 28, die in 2 dargestellt ist, ausgeführt.
  • Im Schritt 311 wird die Steuer-AGR-Strömungsrate Qae_ctl, die zur Steuerung benutzt wird, aus dem Steuer-AGR-Ventilöffnungsquerschnitt Segr_ctl berechnet. Ein Zusammenhang vergleichbar der Gleichung (2) besteht zwischen dem Steuer-AGR-Ventilöffnungsquerschnitt Segr_ctl und der Steuer-AGR-Strömungsrate Qae_ctl; somit wird die Steuer-AGR-Strömungsrate Qae_ctl erhalten. Die Verarbeitung im Schritt 311 wird durch die Steuer-AGR-Strömungsrate-Berechnungseinheit 29, die in 2 dargestellt ist, ausgeführt.
  • Im Schritt 312 wird das AGR-Verhältnis aus der Steuer-AGR-Strömungsrate Qae_ctl und dem Ansaugluftbetrag Qa berechnet; anschließend wir die Verarbeitung abgeschlossen. Die Verarbeitung im Schritt 312 wird durch die AGR-Verhältnisberechnungseinheit 30, die in 2 dargestellt ist, ausgeführt.
  • Wie es oben beschrieben ist, wird der AGR-Ventilöffnungsquerschnitt gelernt, so dass die Änderung über die Jahre des AGR-Ventils ausgeglichen werden kann; folglich wird ein Vorteil darin erhalten, dass die Steuer-AGR-Strömungsrate, die zur Steuerung genutzt wird, genau ermittelt werden kann, und folglich ist es nicht erforderlich, die Differenz zwischen der Zylinderströmungsrate und der Strömungsrate, die durch das Drosselventil tritt, zu nutzen, die sich mit hoher Wahrscheinlichkeit ändert.
  • Als nächstes wird die Filterverarbeitung, die im Schritt 304 in 3 ausgeführt wird, das heißt, die Verarbeitung, die von der AGR-Ventilöffnungsquerschnitt-Berechnungseinheit 24 in der ECU 20 ausgeführt wird, im Detail beschrieben. 7 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf darstellt, bei dem die Filterverarbeitung für eine AGR-Strömungsrate in einer Abgasrückführbetrag-Ermittlungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung angewendet wird. In dem Flussdiagramm der 7 wird eine Unterbrechungsverarbeitung (interrupt processing) in dem Zyklus beispielsweise eines bestimmten Kurbelwinkels, das heißt, beispielsweise die Unterbrechungsverarbeitung in dem Zyklus von BTDC75degCA ausgeführt.
  • In 7 wird die AGR-Strömungsrate Qae, die im Schritt 303 durch die AGR-Strömungsrate-Berechnungseinheit 23 in 3 berechnet wird, im Schritt 701 erhalten. Danach wird im Schritt 702 bestimmt, ob oder ob nicht der AGR-Ventilöffnungsgrad sich um einen bestimmten Wert oder mehr von dem unmittelbar vorangegangenen Wert geändert hat. In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der AGR-Ventilöffnungsgrad sich nicht um einen bestimmten Wert oder mehr von dem unmittelbar vorangegangenen Wert geändert hat (JA), folgt nach dem Schritt 702 der Schritt 703; in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der AGR-Ventilöffnungsgrad sich um einen bestimmten Wert oder mehr von dem unmittelbar vorangegangenen Wert geändert hat (NEIN), folgt nach dem Schritt 702 der Schritt 704.
  • Im Schritt 703 wird bestimmt, ob oder ob nicht der unmittelbar vorangegangene AGR-Ventilöffnungsgrad sich nicht um den bestimmten Wert oder mehr von dem vor-vorangegangenen AGR-Ventilöffnungsgrad geändert hat. In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der unmittelbar vorangegangene AGR-Ventilöffnungsgrad sich nicht um den bestimmten Wert oder mehr von dem vor-vorangegangenen AGR-Ventilöffnungsgrad geändert hat (JA), folgt dem Schritt 703 der Schritt 705; in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der unmittelbar vorangegangene AGR-Ventilöffnungsgrad sich um denselben Wert oder mehr von dem vor-vorangegangenen AGR-Ventilöffnungsgrad geändert hat (NEIN), folgt nach dem Schritt 703 der Schritt 704. In dem Fall, in dem nach dem Schritt 703 der Schritt 704 folgt, wird das AGR-Ventilöffnungsgrad-Lernunterbindungsflag gesetzt; anschließend folgt nach dem Schritt 704 der Schritt 707. In dem Fall, in dem nach dem Schritt 703 der Schritt 705 folgt, wird das AGR-Ventilöffnungsgrad-Lernunterbindungsflag gelöscht; anschließend folgt nach dem Schritt 705 der Schritt 706.
  • Im Schritt 706 wird eine Filterverarbeitung gemäß der Gleichung (6) unten für die AGR-Strömungsrate Qae, die von der AGR-Strömungsrate-Berechnungseinheit 23 erhalten wird, angewendet. Qaef(n) = K1·Qae(n – 1) + (1 – K1)·Qae(n) (6) wobei Qaef(n), Qae(n), Qae(n – 1) und K1 entsprechend die gefilterte AGR-Strömungsrate [g/s], die gegenwärtige AGR-Strömungsrate [g/s], die unmittelbar vorangegangene AGR-Strömungsrate [g/s] und der Filterkoeffizient (beispielsweise wird ein Wert ungefähr zwischen 0,9 und 0,99 genutzt) sind.
  • Um die Berechnung gemäß der Gleichung (6) durchzuführen, ist die unmittelbar vorangegangene AGR-Strömungsrate Qae(n – 1) erforderlich. Folglich wird im Schritt 707 die gefilterte AGR-Strömungsrate Qaef(n), was das Resultat der gefilterten Verarbeitung ist, als aktuelle bzw. gegenwärtige AGR-Strömungsrate Qae(n) gespeichert. In dem Fall, in dem im Schritt 703 bestimmt wird, dass der AGR-Ventilöffnungsgrad sich um den bestimmten Wert oder mehr geändert hat (NEIN), wird das AGR-Ventilöffnungsgrad-Lernunterbindungsflag im Schritt 704 des Flussdiagramms, das in 7 dargestellt ist, gesetzt, und die AGR-Strömungsrate Qae(n), für die die Filterverarbeitung nicht angewendet wurde, wird wie sie ist gespeichert.
  • Im Schritt 707 wird die gefilterte AGR-Strömungsrate Qaef(n), welche das Resultat der Filterverarbeitung ist, als aktuelle AGR-Strömungsrate Qae(n) gespeichert; anschließend folgt auf den Schritt 707 der Schritt 708, in dem die AGR-Strömungsrate, die im Schritt 707 gespeichert wurde, als unmittelbar vorangegangener Wert Qae(n – 1) gespeichert wird. Damit wird ermöglicht, dass in der Filterverarbeitung im Schritt 706 die AGR-Strömungsrate Qae(n – 1) aus der unmittelbar vorangegangenen AGR-Strömungsrate Qae(n) erhalten wird, die im Schritt 708 gespeichert wurde, und dass der erhaltene Wert als unmittelbar vorangegangener Wert Qae(n – 1) der AGR-Strömungsrate in der aktuellen Verarbeitung genutzt wird. Die vorangegangene Filterverarbeitung, die in 7 dargestellt ist, kann die Wirkung eines kleinen Detektionsfehlers des Sensors eliminieren.
  • 8 ist ein Graph, der einen Fall darstellt, in dem die Filterverarbeitung für eine AGR-Strömungsrate in einer Abgasrückführbetrag-Ermittlungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung angewendet wird; wobei auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate die AGR-Strömungsrate aufgetragen sind. In 8 bezeichnen X (eine gestrichelte Linie), Y (eine unterbrochene Linie) und Z (eine durchgezogene Linie) entsprechend die ungefilterte AGR-Strömungsrate, die gefilterte AGR-Strömungsrate und die AGR-Strömungsrate zur Zeit, wenn die AGR-Strömungsrate, die in der Filterverarbeitung genutzt wird, jedes Mal aktualisiert wird, wenn sich der AGR-Ventilöffnungsgrad ändert. In dem Fall, in dem, wie es durch Y dargestellt ist, die Filterverarbeitung konstant ausgeführt wird, tritt eine Strömungsratendifferenz, wie es durch den schraffierten Bereich dargestellt ist, von der ungefilterten AGR-Strömungsrate, die durch X dargestellt ist, in einer Zeit zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2 auf.
  • In der Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird eine Änderung des AGR-Ventilöffnungsgrads detektiert, wird das Lernen der AGR-Ventilöffnung unterbunden, während sich der AGR-Ventilöffnungsgrad ändert, und wird die unmittelbar vorangegangene AGR-Strömungsrate, die bei der Filterverarbeitung genutzt wird, aktualisiert; folglich wird die Strömungsrate, die durch Z in 8 dargestellt ist, erhalten, und folglich kann die Strömungsratendifferenz, die durch den schraffierten Bereich dargestellt ist, verringert werden. Als Folge davon kann vermieden werden, dass das Lernen des AGR-Ventilöffnungsgrads fälschlicherweise ausgeführt wird, während sich der AGR-Ventilöffnungsgrad ändert. Wie es oben beschrieben ist, wird es in dem Fall, in dem eine Abgasrückführbetrag-Ermittlungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung angewendet wird, möglich, einem Fall gerecht zu werden, bei dem sich die Strömungsrate plötzlich ändert, wie es in 8 dargestellt ist.
  • Wie es oben dargelegt wurde, ermöglicht die Abgasrückführbetrag-Ermittlungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, dass, selbst wenn aufgrund von Ablagerungen, wie beispielsweise Ruß und dergleichen, sich die AGR-Strömungsratencharakteristik ändert oder selbst wenn aufgrund einer Änderung im Verlauf der Zeit das AGR-Ventil nicht arbeitet, die Charakteristik zwischen AGR-Ventilöffnungsgrad und Strömungsrate (Öffnungsquerschnittcharakteristik) gelernt werden kann; folglich ermöglicht das Resultat des Lernens eine genaue Ermittlung bzw. Abschätzung der AGR-Strömungsrate, und folglich können die Steuerbeträge gemäß der ermittelten AGR-Strömungsrate festgelegt werden.
  • Verschiedene Modifikationen und Abwandlungen dieser Erfindung sind für den Fachmann ersichtlich, ohne sich vom Gegenstand dieser Erfindung zu entfernen, und es versteht sich, dass diese nicht auf die hier dargelegten Ausführungsformen begrenzt ist.
  • 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 7-279774 [0007]

Claims (6)

  1. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die aufweist: eine Ansaugluftbetrag-Detektionseinheit (2), welche einen Betrag von Luft detektiert, die durch eine Drossel (4), die in einer Ansaugleitung eines Verbrennungsmotors (1) vorgesehen ist, tritt und in den Verbrennungsmotor (1) eingebracht wird; einen Abgasrückführweg (14), der eine Ansaugleitung auf der stromabwärts gelegenen Seite der Drossel (4) mit einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors (1) verbindet; ein Abgasrückführventil (16), welches den Abgasrückführweg (14) öffnet oder schließt, so dass eine Steuerung des zurückgeführten Betrags von Abgas, das durch den Abgasrückführweg (14) tritt, vorgenommen wird; eine Ansaugleitungsdruck-Detektionseinheit (7), welche einen Druck in der Ansaugleitung auf der stromabwärts gelegenen Seite der Drossel (4) detektiert; eine Volumeneffizienzkorrespondenzwert-Berechnungseinheit (21), welche einen Volumeneffizienzkorrespondenzwert als einen Index berechnet, der einen Betrag von Luft kennzeichnet, die von der Ansaugleitung auf der stromabwärts gelegenen Seite der Drossel (4) in einen Zylinder des Verbrennungsmotors (1) strömt; eine Zylinderströmungsrate-Berechnungseinheit (22), welche eine Zylinderströmungsrate als einen Betrag von Luft berechnet, die von der Ansaugleitung auf der stromabwärts gelegenen Seite der Drossel (4) in den Zylinder strömt, basierend auf dem Druck in der Ansaugleitung und dem Volumeneffizienzkorrespondenzwert; eine Abgasrückführbetrag-Berechnungseinheit (23), welche den zurückzuführenden Betrag von Abgas basierend auf dem Ansaugluftbetrag, der von der Ansaugleitungsdruck-Detektionseinheit (11) detektiert wird, und einer Zylinderströmungsrate, die von der Zylinderströmungsrate-Berechnungseinheit (22) berechnet wird, berechnet; eine Abgasrückführventilöffnungsquerschnitt-Berechnungseinheit (24), welche einen Abgasrückführventilöffnungsquerschnitt berechnet, der dem Öffnungsgrad des Abgasrückführventils (16) entspricht, basierend auf dem zurückzuführenden Betrag von Abgas, der von der Abgasrückführbetrag-Berechnungseinheit (23) erhalten wird; und eine Abgasrückführbetrag-Ermittlungseinheit (20), die eine Beziehung zwischen dem Abgasrückführventilöffnungsquerschnitt, der von der Abgasrückführventilöffnungsquerschnitt-Berechnungseinheit (24) berechnet wird, und dem Öffnungsgrad des Abgasrückführventils (16) lernt und einen zurückzuführenden Betrag von Abgas ermittelt, der zum Steuern des Verbrennungsmotors (1) genutzt wird, basierend auf dem Verhältnis zwischen dem Abgasrückführventilöffnungsquerschnitt und dem Öffnungsgrad des Abgasrückführventils.
  2. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, die ferner aufweist: eine ansaugleitungsseitige Druckdetektionseinheit, welche einen ansaugleitungsseitigen Druck in dem Abgasrückführweg detektiert; eine abgasleitungsseitige Temperaturdetektionseinheit, welche eine abgasleitungsseitige Temperatur in dem Abgasrückführweg detektiert; eine abgasleitungsseitige Druckdetektionseinheit, die einen abgasleitungsseitigen Druck in dem Abgasrückführweg detektiert; eine abgasleitungsseitige Schallgeschwindigkeits-Berechnungseinheit, welche eine abgasleitungsseitige Schallgeschwindigkeit basierend auf der abgasleitungsseitigen Temperatur, die von der abgasleitungsseitigen Temperaturdetektionseinheit detektiert wird, berechnet; und eine abgasleitungsseitige Dichte-Berechnungseinheit, welche eine abgasleitungsseitige Dichte basierend auf dem abgasleitungsseitigen Druck, der von der abgasleitungsseitigen Druckdetektionseinheit detektiert wird, und der abgasleitungsseitigen Temperatur, die von der abgasleitungsseitigen Temperaturdetektionseinheit detektiert wird, berechnet, wobei die Abgasrückführventilöffnungsquerschnitt-Berechnungseinheit (24) den Abgasrückführventilöffnungsquerschnitt basierend auf dem Öffnungsgrad des Abgasrückführventils (16), dem ansaugleitungsseitigen Druck, der von der ansaugleitungsseitigen Druckdetektionseinheit detektiert wird, dem abgasleitungsseitigen Druck, der von der abgasleitungsseitigen Druckdetektionseinheit detektiert wird, der abgasleitungsseitigen Schallgeschwindigkeit, die von der abgasleitungsseitigen Schallgeschwindigkeits-Berechnungseinheit berechnet wird, der abgasleitungsseitigen Dichte, die von der abgasleitungsseitigen Dichte-Berechnungseinheit berechnet wird, und dem zurückzuführenden Betrag von Abgas, der von der Abgasrückführbetrag-Berechnungseinheit 23 berechnet wird, berechnet.
  3. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, die ferner aufweist: eine Abgasrückführventil-Basisöffnungsquerschnitt-Berechnungseinheit (25), welche einen Abgasrückführventil-Basisöffnungsquerschnitt, der einem Öffnungsgrad des Abgasrückführventils (15) entspricht, basierend auf einer Tabelle für einen Abgasrückführventil-Öffnungsgrad berechnet, die eine Beziehung zwischen dem Abgasrückführventil-Basisöffnungsquerschnitt und dem Öffnungsgrad des Abgasrückführventils (16) kennzeichnet; eine Abgasrückführventil-Öffnungsquerschnitt-Lernwert-Berechnungseinheit (26), die einen Abgasrückführventil-Öffnungsquerschnitt-Lernwert basierend auf dem Abgasrückführventil-Öffnungsquerschnitt und dem Abgasrückführventil-Basisöffnungsquerschnitt berechnet; und eine Öffnungsquerschnitt-Korrektureinheit, welche einen Abgasrückführventil-Öffnungsquerschnitt, der zur Steuerung des Verbrennungsmotors (1) genutzt wird, basierend auf dem Abgasrückführventil-Öffnungsquerschnitt-Lernwert, der von der Abgasrückführventil-Öffnungsquerschnitt-Lernwert-Berechnungseinheit (26) berechnet wird, korrigiert.
  4. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Filterverarbeitung an den zurückzuführenden Betrag des Abgases, der von der Abgasrückführbetrag-Berechnungseinheit (23) berechnet wird, angewendet wird.
  5. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, bei der in dem Fall, in dem der Öffnungsgrad des Abgasrückführventils (16) sich ändert, die Filterverarbeitung auf eine solche Weise ausgeführt wird, dass als ein Ausgangswert ein zurückzuführender Betrag von Abgas genutzt wird, der mit der Abgasrückführbetrag-Berechnungseinheit (23) berechnet wird, nachdem die Änderung des Öffnungsgrads des Abgasrückführventils abgeschlossen wurde.
  6. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei diese ferner eine Lernwertspeichereinheit (27) enthält, welche einen Abgasrückführventil-Öffnungsquerschnitt-Lernwert gemäß dem Öffnungsgrad des Abgasrückführventils (16) speichert, wobei der Abgasrückführventil-Öffnungsquerschnitt-Lernwert als eine Tabelle, die einem Öffnungsgrad des Abgasrückführventils (16) entspricht, in der Lernwertspeichereinheit (27) gespeichert wird.
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