DE102016113606A1 - A method of controlling the temperature of an intake manifold of a supercharged internal combustion engine provided with an EGR circuit for returning the exhaust gases at low pressure - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Ansaugkollektors (4) eines aufgeladenen Verbrennungsmotors (1), der mit einem EGR-Kreis (EGRLP) zur Rückführung der Auslassgase mit niedrigem Druck versehen ist, das vorsieht, die Temperatur (TS) an gesättigtem Dampf des von der Ansaugleitung (6) kommenden Gasgemischs, welches den Ansaugkollektor (4) durchströmt, zu bestimmen und die Temperatur des Ansaugkollektors (4) in Abhängigkeit vom Vergleich zwischen der Temperatur (TS) an gesättigtem Dampf des von der Ansaugleitung (6) kommenden Gasgemischs und einem angestrebten Wert der Temperatur des Ansaugkollektors (4) zu steuern.A method of controlling the temperature of an intake manifold (4) of a supercharged internal combustion engine (1) provided with an EGR circuit (EGRLP) for returning the exhaust gases at low pressure, which provides the saturated vapor temperature (TS) of the exhaust gas Suction line (6) coming gas mixture, which flows through the intake collector (4), and determine the temperature of the Ansaugkollektors (4) in dependence on the comparison between the temperature (TS) of saturated vapor of the suction line (6) coming gas mixture and a desired To control the value of the temperature of the intake collector (4).
Description
Bereich der TechnikField of engineering
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Ansaugkollektors eines aufgeladenen Verbrennungsmotors, der mit einem EGR-Kreis zur Rückführung der Auslassgase mit niedrigem Druck versehen ist.The present invention relates to a method for controlling the temperature of an intake manifold of a supercharged internal combustion engine provided with an EGR circuit for returning the exhaust gases at low pressure.
Stand der TechnikState of the art
Wie bekannt ist, enthält ein Verbrennungsmotor, der mittels eines Aufladungssystems mit Turbokompressor aufgeladen ist, eine Anzahl von Zylindern, von denen jeder über zumindest ein Ansaugventil mit einem Ansaugkollektor und über zumindest ein jeweiliges Auslassventil mit einem Auslasskollektor verbunden ist. Der Ansaugkollektor empfängt über eine Ansaugleitung ein Gasgemisch, das sowohl Abgase bzw. Auslassgase als auch Frischluft, d. h. aus einer Umgebung außerhalb stammende Luft, umfasst. An den Auslasskollektor ist schließlich eine Auslassleitung angeschlossen, welche die von der Verbrennung erzeugten Auslassgase an ein Auslasssystem liefert, das die durch die Verbrennung erzeugten Gase in die Atmosphäre abgibt. Der Verbrennungsmotor wird durch ein elektronisches Steuergerät gesteuert, das das Funktionieren aller Komponenten des Verbrennungsmotors überwacht.As is known, an internal combustion engine, which is supercharged by means of a turbocharged supercharging system, includes a number of cylinders, each of which is connected to an intake manifold via at least one intake valve and to an exhaust collector via at least one respective exhaust valve. The intake manifold receives via a suction line, a gas mixture, both exhaust gases and exhaust gases and fresh air, d. H. from outside air. Finally, connected to the outlet collector is an outlet conduit which delivers the exhaust gases produced by the combustion to an exhaust system which discharges the gases produced by the combustion into the atmosphere. The internal combustion engine is controlled by an electronic control unit which monitors the functioning of all components of the internal combustion engine.
Das Aufladungssystem des Verbrennungsmotors umfasst einen Turbokompressor, der mit einer Turbine versehen ist, die längs bzw. in der Auslassleitung angeordnet ist, um sich unter der Wirkung der von den Zylindern ausgestoßenen Auslassgase mit hoher Drehzahl zu drehen, und einen Kompressor, der längs bzw. in der Ansaugleitung angeordnet und mechanisch mit der Turbine verbunden ist, um von der Turbine in Drehung versetzt zu werden, um den Druck der in der Versorgungsleitung vorhandenen Luft zu erhöhen.The supercharging system of the internal combustion engine includes a turbo-compressor provided with a turbine disposed along the exhaust passage to rotate at high speed under the effect of the exhaust gases discharged from the cylinders, and a compressor which is longitudinally driven. disposed in the intake passage and mechanically connected to the turbine to be rotated by the turbine to increase the pressure of existing in the supply line air.
Der Verbrennungsmotor enthält gewöhnlich auch einen EGR-Kreis mit hohem Druck und/oder einen EGR-Kreis mit niedrigem Druck, der seinerseits eine Bypassleitung umfasst, die längs der Auslassleitung vorgesehen und parallel zum Turbokompressor verbunden ist. Genauer gesagt umfasst der Niederdruck-EGRLP-Kreis eine Bypassleitung, die von einer Auslassleitung ausgeht und in der Ansaugleitung mündet; in der Bypassleitung ist ein EGR-Ventil zum Regulieren des Durchsatzes der die Bypassleitung durchströmenden Auslassgase angeordnet, und außerdem ist in der Bypassleitung stromaufwärts des EGR-Ventils ein Wärmetauscher angeordnet, der die Funktion hat, die aus dem Auslasskollektor austretenden und in den Kompressor eintretenden Gase zu kühlen.The internal combustion engine also usually includes a high pressure EGR circuit and / or a low pressure EGR circuit, which in turn includes a bypass line provided along the exhaust passage and connected in parallel with the turbo compressor. More specifically, the low-pressure EGR LP circuit includes a bypass passage that extends from an exhaust passage and opens into the intake passage; In the bypass passage, an EGR valve for regulating the flow rate of the exhaust gases passing through the bypass passage is arranged, and further, in the bypass passage upstream of the EGR valve, there is disposed a heat exchanger having the function of the gases exiting the outlet collector and entering the compressor to cool.
Die bisher beschriebenen Verbrennungsmotoren, die mit dem Niederdruck-EGR-Kreis versehen sind, weisen jedoch den schwerwiegenden Nachteil auf, dass sie durch die Bildung von Kondenswasser gekennzeichnet sind, vor allem in der Ansaugleitung, durch die Wirkung des Durchtritts des Durchsatzes der den Niederdruck-EGR-Kreis durchströmenden Auslassgase; die Bildung von Kondenswasser ist absolut zu vermeiden, da es die Komponenten des Verbrennungsmotors ernsthaft beschädigen kann.However, the combustion engines described so far, which are provided with the low-pressure EGR circuit, have the serious disadvantage that they are characterized by the formation of condensation, especially in the intake, by the effect of passage of the throughput of the low pressure EGR circuit passing exhaust gases; The formation of condensation is absolutely to be avoided as it can seriously damage the components of the internal combustion engine.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Ansaugkollektors eines aufgeladenen Verbrennungsmotors zu realisieren, der mit einem EGR-Kreis zur Rückführung der Auslassgase mit niedrigem Druck versehen ist, und bei dem die Nachteile des Stands der Technik nicht vorhanden sind und der gleichzeitig von einfacher und wirtschaftlicher Implementierung ist.It is an object of the present invention to provide a method for controlling the temperature of an intake manifold of a supercharged internal combustion engine provided with an EGR circuit for returning the exhaust gases at low pressure, and wherein the disadvantages of the prior art are not present and which is at the same time of simple and economical implementation.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Steuern der Temperatur eines Ansaugkollektors eines aufgeladenen Verbrennungsmotors bereitgestellt, der mit einem EGR-Kreis zur Rückführung der Auslassgase mit niedrigem Druck versehen ist, wie in den beigefügten Ansprüchen festgelegt ist.According to the invention, there is provided a method of controlling the temperature of an intake manifold of a supercharged internal combustion engine provided with an EGR circuit for returning the exhaust gases at low pressure, as defined in the appended claims.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezug auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben, die ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel darstellen, in denen:The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings which illustrate a non-limiting embodiment in which:
die
die
die
Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention
In
Der Verbrennungsmotor
Der Ansaugkollektor
Längs bzw. in der Ansaugleitung
Das Versorgungssystem des Verbrennungsmotors
In bzw. längs der Auslassleitung
Der Verbrennungsmotor
Der Verbrennungsmotor
Außerdem kann das elektronische Steuergerät
Der Verbrennungsmotor
Schließlich ist das elektronische Steuergerät
Gemäß Darstellung in
Der Knoten S0 befindet sich in der Ansaugleitung
Abhängig von der Temperatur T0 des angesaugten Frischluftstroms ist es möglich, den Sättigungsdampfdruck PS0 des angesaugten Frischluftstroms über die in
Sobald der Sättigungsdampfdruck PS0 des angesaugten Frischluftstroms ermittelt ist, kann die Feuchte (il titolo) X0 des angesaugten Frischluftstroms in einfacher Weise mittels der folgenden Formel erhalten werden:
- X0
- Feuchte des angesaugten Frischluftstroms;
- φ
- psychometrischer Grad (oder relative Feuchte) des angesaugten Frischluftstroms;
- PS0
- Sättigungsdampfdruck des angesaugten Frischluftstroms.
- X 0
- Humidity of the intake fresh air stream;
- φ
- psychometric degree (or relative humidity) of the intake fresh air flow;
- P S0
- Saturation vapor pressure of the intake fresh air flow.
Wenn die Feuchte x0 des angesaugten Frischluftstroms bekannt ist, ist es möglich, sowohl den Durchsatz m0A an trockener Luft des angesaugten Frischluftstroms als auch den Durchsatz m0V an gesättigtem Dampf des angesaugten Frischluftstroms über die Formeln zu erhalten:
- m0
- Massendurchsatz des angesaugten Frischluftstroms;
- X0
- Feuchte des des angesaugten Frischluftstroms;
- m0A
- Durchsatz an trockener Luft des angesaugten Frischluftstroms; und
- m0V
- Durchsatz an Dampf des angesaugten Frischluftstroms.
- m 0
- Mass flow rate of the intake fresh air flow;
- X 0
- Humidity of the intake fresh air stream;
- m 0A
- Throughput of dry air of the intake fresh air stream; and
- m 0V
- Throughput of steam of the intake fresh air flow.
Der Knoten S3 befindet sich in der Auslassleitung
Im Knoten S3 gilt die Relation:
- m
- Gesamtmassendurchsatz an Luft,
der den Verbrennungsmotor 1 durchströmt; - mt
- Massendurchsatz an feuchter Luft, die in
den Zylindern 3 eingeschlossen ist; und - mSCAV
- Massendurchsatz des ”scavenging” (Spülung); in anderen Worten der Massendurchsatz an Luft, der
von der Ansaugleitung 6 über dieZylinder 3 indie Auslassleitung 10 geführt wird, ohne an der Verbrennung teilzunehmen.
- m
- Total mass flow rate of air, the
internal combustion engine 1 flow through; - m t
- Mass flow of moist air in the
cylinders 3 is included; and - m SCAV
- Mass flow rate of "scavenging"(flushing); in other words, the mass flow rate of air from the
intake pipe 6 over thecylinders 3 in theoutlet pipe 10 guided without participating in the combustion.
Der Durchsatz mCOMBV an durch die Verbrennung erzeugtem gesättigtem Dampf kann wie folgt berechnet werden:
- mCOMBV
- Durchsatz an durch die Verbrennung erzeugtem gesättigtem Dampf;
- mt
- Massendurchsatz an feuchter Luft, die in
den Zylindern 3 eingeschlossen ist; - STECH
- stöchiometrisches Verhältnis zwischen der Masse der Luft und der Masse an in die Zylinder eingespritztem Brennstoff, das eine stöchiometrische Verbrennung des Gemischs liefert;
- λ
vom Sensor 25 gemessenes Verhältnis Luft/Brennstoff der Auslassgase stromaufwärts desKatalysators 11 ;- X
- Feuchte des Gesamtmassendurchsatzes an Luft,
der den Verbrennungsmotor 1 durchströmt; und - á
- molares Verhältnis des Dampfs/verbrannten Brennstoffs, unter Betrachtung von Isooktan als verwendetem Brennstoff und gleich 18H2O/2C8H18.
- m COMBV
- Throughput of saturated vapor produced by the combustion;
- m t
- Mass flow of moist air in the
cylinders 3 is included; - HOLLY
- stoichiometric ratio between the mass of the air and the mass of fuel injected into the cylinders that provides stoichiometric combustion of the mixture;
- λ
- from the
sensor 25 measured ratio air / fuel of the outlet gases upstream of thecatalyst 11 ; - X
- Humidity of the total mass flow rate of air, of the
internal combustion engine 1 flow through; and - á
- molar ratio of steam / burned fuel, considering isooctane as fuel used and equal to 18H 2 O / 2C 8 H 18 .
Der Durchsatz mV an gesättigtem Dampf am Eingang des Verbrennungsmotors
- mV
- Durchsatz an gesättigtem Dampf am
Eingang des Verbrennungsmotors 1 ; - m
- Gesamtmassendurchsatz an Luft,
der den Verbrennungsmotor 1 durchströmt; und - X
- Feuchte des Gesamtmassendurchsatzes an Luft,
der den Verbrennungsmotor 1 durchströmt.
- m V
- Throughput of saturated steam at the entrance of the
internal combustion engine 1 ; - m
- Total mass flow rate of air, the
internal combustion engine 1 flow through; and - X
- Humidity of the total mass flow rate of air, of the
internal combustion engine 1 flows through.
Daher kann der Durchsatz mEXV an gesättigtem Dampf am Auslass (d. h. in Korrespondenz zum Knoten S3) wie folgt berechnet werden:
- mEXV
- Durchsatz an gesättigtem Dampf am Auslass;
- mCOMBV
- Durchsatz an durch die Verbrennung erzeugtem gesättigtem Dampf; und
- mV
- Durchsatz an gesättigtem Dampf am
Eingang des Verbrennungsmotors 1 .
- m EXV
- Throughput of saturated vapor at the outlet;
- m COMBV
- Throughput of saturated vapor produced by the combustion; and
- m V
- Throughput of saturated steam at the entrance of the
internal combustion engine 1 ,
Durch Einsetzen der Gleichungen [5] und [6] in die Gleichung [7] wird der Durchsatz mEXV an gesättigtem Dampf am Auslass wie folgt ausgedrückt:
- mCOMBV
- Durchsatz an durch die Verbrennung erzeugtem gesättigtem Dampf;
- mt
- Massendurchsatz an feuchter Luft, die in
den Zylindern 3 eingeschlossen ist; - STECH
- stöchiometrisches Verhältnis zwischen der Masse der Luft und der Masse an in die Zylinder eingespritztem Brennstoff, das eine stöchiometrische Verbrennung des Gemischs liefert;
- λ
von Sensor 25 gemessenes Verhältnis Luft/Brennstoff der Auslassgase stromaufwärts desKatalysators 11 ;- X
- Feuchte des Gesamtmassendurchsatzes an Luft,
der den Verbrennungsmotor 1 durchströmt; - á
- molares Verhältnis des Dampfs/verbrannten Brennstoffs, unter Betrachtung von Isooktan als verwendetem Brennstoff und gleich 18H2O/2C8H18.
- mV
- Durchsatz an gesättigtem Dampf am
Eingang des Verbrennungsmotors 1 ; - m
- Gesamtmassendurchsatz an Luft,
der den Verbrennungsmotor 1 durchströmt; und - X
- Feuchte des Gesamtmassendurchsatzes an Luft, die
den Verbrennungsmotor 1 durchströmt.
- m COMBV
- Throughput of saturated vapor produced by the combustion;
- m t
- Mass flow of moist air in the
cylinders 3 is included; - HOLLY
- stoichiometric ratio between the mass of the air and the mass of fuel injected into the cylinders that provides stoichiometric combustion of the mixture;
- λ
- from
sensor 25 measured ratio air / fuel of the outlet gases upstream of thecatalyst 11 ; - X
- Humidity of the total mass flow rate of air, of the
internal combustion engine 1 flow through; - á
- molar ratio of steam / burned fuel, considering isooctane as fuel used and equal to 18H 2 O / 2C 8 H 18 .
- m V
- Throughput of saturated steam at the entrance of the
internal combustion engine 1 ; - m
- Total mass flow rate of air, the
internal combustion engine 1 flow through; and - X
- Humidity of the total mass flow rate of air, the
internal combustion engine 1 flows through.
Der Durchsatz mEXA an trockener Luft am Auslass (d. h. in Korrespondenz mit dem Knoten S3 kann wie folgt berechnet werden:
- mEXA
- Durchsatz an trockener Luft am Auslass;
- mt
- Massendurchsatz an feuchter Luft, die in
den Zylindern 3 eingeschlossen ist; - λ
von Sensor 25 gemessenes Verhältnis Luft/Brennstoff der Auslassgase stromaufwärts desKatalysators 11 ;- X
- Feuchte des Gesamtmassendurchsatzes an Luft,
der den Verbrennungsmotor 1 durchströmt.
- m EXA
- Throughput of dry air at the outlet;
- m t
- Mass flow of moist air in the
cylinders 3 is included; - λ
- from
sensor 25 measured ratio air / fuel of the outlet gases upstream of thecatalyst 11 ; - X
- Humidity of the total mass flow rate of air, of the
internal combustion engine 1 flows through.
Der Knoten S4 findet sich in der Bypassleitung
Im Knoten S4 gilt die Relation:
- m
- Gesamtmassendurchsatz an Luft,
der den Verbrennungsmotor 1 durchströmt; - mC
- Durchsatz an in
die Zylinder 3 injiziertem Brennstoff; und - mSCAV
- Massendurchsatz des ”scavenging” (Spülung); in anderen Worten der Massendurchsatz an Luft, der
von der Ansaugleitung 6 über dieZylinder 3 indie Auslassleitung 10 geführt wird, ohne an der Verbrennung teilzunehmen.
- m
- Total mass flow rate of air, the
internal combustion engine 1 flow through; - m C
- Throughput in the
cylinder 3 injected fuel; and - m SCAV
- Mass flow rate of "scavenging"(flushing); in other words, the mass flow rate of air from the
intake pipe 6 over thecylinders 3 in theoutlet pipe 10 guided without participating in the combustion.
Außerdem ist es möglich, sowohl den Durchsatz mEGRA an trockener Luft der Auslassgase, die im EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführt werden, als auch den Durchsatz mEGRV an gesättigtem Dampf der Auslassgase, die im EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführt werden, über die Formeln zu erhalten:
- mEGRA
- Durchsatz an trockener Luft der Auslassgase, die im EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführt werden;
- mEGRV
- Durchsatz an gesättigtem Dampf der Auslassgase, die im EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführt werden;
- mEGR
- Gesamtdurchsatz der Auslassgase, die im EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführt werden;
- mEXA
- Durchsatz an trockener Luft am Auslass;
- mEXV
- Durchsatz an gesättigtem Dampf am Auslass; und
- mEXV
- Durchsatz an gesättigtem Dampf am Auslass.
- in EGRA
- Throughput of dry air of the outlet gases, which are recycled in the low pressure EGR LP circuit;
- in the EGRV
- Throughput of saturated vapor of the outlet gases recycled in the EGR LP circuit at low pressure;
- in EGR
- Total flow rate of the outlet gases recycled in the EGR LP circuit at low pressure;
- m EXA
- Throughput of dry air at the outlet;
- m EXV
- Throughput of saturated vapor at the outlet; and
- m EXV
- Throughput of saturated vapor at the outlet.
Sobald der Durchsatz mEGRA an trockener Luft und der Durchsatz mEGRV an gesättigtem Dampf der Auslassgase, die im EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführt werden, ermittelt sind, ist es möglich, die Feuchte XEGR der Auslassgase, die in dem EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführt werden, mit der folgenden Formel zu ermitteln:
- XEGR
- Feuchte der in dem EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführten Auslassgase;
- mEGRA
- Durchsatz an trockener Luft des Stroms von Auslassgasen, der im EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführt wird;
- mEGRV
- Durchsatz an gesättigtem Dampf des Stroms von Auslassgasen, der im im
- EGRLP-Kreis
- mit niedrigem Druck zurückgeführt wird.
- X EGR
- Humidity of exhaust gases recycled in the EGR LP circuit at low pressure;
- in EGRA
- Dry air flow rate of outlet gases recycled in the EGR LP circuit at low pressure;
- in the EGRV
- Throughput of saturated steam of the stream of outlet gases, which in im
- EGR LP circle
- is returned at low pressure.
Für den Durchsatz mV an gesättigtem Dampf des Stroms unmittelbar stromaufwärts des Kompressors
- mEGRV
- Durchsatz an gesättigtem Dampf des Stroms von Auslassgasen, der im EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführt wird;
- mV
- Durchsatz an gesättigtem Dampf des Gasstroms unmittelbar stromaufwärts des
Kompressors 14 ; und - m0V
- Durchsatz an Dampf des angesaugten Frischluftstroms.
- in the EGRV
- Saturated vapor flow rate of outlet gases recycled in the EGR LP circuit at low pressure;
- m V
- Throughput of saturated vapor of the gas stream immediately upstream of the
compressor 14 ; and - m 0V
- Throughput of steam of the intake fresh air flow.
Für den Durchsatz mA an trockener Luft des Stroms unmittelbar stromaufwärts des Kompressors
- mEGRA
- Durchsatz an trockener Luft des Stroms von Auslassgasen, der im EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführt wird;
- mA
- Durchsatz an trockener Luft des Gasstroms unmittelbar stromaufwärts des
Kompressors 14 ; und - m0A
- Durchsatz an trockener Luft des angesaugten Frischluftstroms.
- in EGRA
- Dry air flow rate of outlet gases recycled in the EGR LP circuit at low pressure;
- m A
- Throughput of dry air of the gas flow immediately upstream of the
compressor 14 ; and - m 0A
- Throughput of dry air of the intake fresh air flow.
Durch Einsetzen der Gleichungen [12] und [3] in die Gleichung [15] kann der Durchsatz mV an gesättigtem Dampf des Stroms unmittelbar stromaufwärts des Kompressors
Durch Einsetzen der Gleichungen [11] und [2] in die Gleichung [16] kann dagegen der Durchsatz mA an trockener Luft des Stroms unmittelbar stromaufwärts des Kompressors
Die Feuchte X des Gasstroms unmittelbar stromaufwärts des Kompressors
- X
- Feuchte des Gasstroms unmittelbar stromaufwärts des
Kompressors 14 ; - mA
- mittels der Formel [16] berechneter Durchsatz an trockener Luft des Gasstroms unmittelbar stromaufwärts des
Kompressors 14 ; und - mV
- mittels der Formel [15] berechneter Durchsatz an gesättigtem Dampf des Gasstroms unmittelbar stromaufwärts des
Kompressors 14 .
- X
- Humidity of the gas flow immediately upstream of the
compressor 14 ; - m A
- throughput of dry air calculated from the formula [16] of the gas flow immediately upstream of the
compressor 14 ; and - m V
- By the formula [15] calculated throughput of saturated vapor of the gas stream immediately upstream of the
compressor 14 ,
Die Feuchte X des Gasstroms unmittelbar stromaufwärts des Kompressors
Sobald die Feuchte X des Gasstroms unmittelbar stromaufwärts des Kompressors
- X
- Feuchte des Gasstroms, der
den Ansaugkollektor 4 durchströmt; - P
- Druck des Gasstroms, der
den Ansaugkollektor 4 durchströmt; und - PS
- Sättigungsdampfdruck des Gasstroms, der
den Ansaugkollektor 4 durchströmt.
- X
- Humidity of the gas flow, the
intake collector 4 flow through; - P
- Pressure of the gas flow, the
intake collector 4 flow through; and - P S
- Saturation vapor pressure of the gas flow, the
suction collector 4 flows through.
Abhängig von dem mittels der Formel [18] berechneten Sättigungsdampfdruck PS des den Ansaugkollektor
Die Temperatur TS des gesättigten Dampfs des den Ansaugkollektor
Nachfolgend wird die Strategie beschrieben, die von dem elektronischen Steuergerät
Das elektronische Steuergerät
Die angestrebte Temperatur Tobj im Inneren des Ansaugkollektors
Nachfolgend wird die vom elektronischen Steuergerät
Um die Bildung von Kondenswasser in Korrespondenz des Knotens S1 zu verhindern, der sich in der Ansaugleitung
- Tmix
- Temperatur des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen;
- mEGR
- Durchsatz des Auslassgasstroms, der in dem EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführt wird;
- m0
- Druchsatz des angesaugten Frischluftstroms;
- TE
- Temperatur des Auslassgasstroms, der in dem EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführt wird; und
- T0
von dem Luftmassenmesser 7* erhaltene Temperatur des angesaugten Frischluftstroms.
- T mix
- Temperature of the mixture of the two gas streams, which unite in correspondence of the node S 1 ;
- in EGR
- Throughput of the outlet gas stream recirculated in the low pressure EGR LP circuit;
- m 0
- Druchsatz of the sucked fresh air flow;
- T E
- Temperature of the outlet gas stream recirculated in the low pressure EGR LP circuit; and
- T 0
- from the
air mass meter 7 * obtained temperature of the sucked fresh air flow.
Abhängig von der Temperatur Tmix des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen, ist es möglich, den Sättigungsdampfdruck PSmix des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen, über die in der
Sobald der Sättigungsdampfdruck PSmix des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen, ermittelt ist, kann die Feuchte XSmix des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen, in einfacher Weise mittels der folgenden Formel erhalten werden:
- XSmix
- Feuchte des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen;
- φ
- psychometrischer Grad (oder relative Feuchte) des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen,
ist gleich 1; - Pmix
- Druck des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen; und
- PSmix
- Druck der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen.
- X Smix
- Humidity of the mixture of the two gas streams which unite in correspondence of the node S 1 ;
- φ
- psychometric degree (or relative humidity) of the mixture of the two gas streams which unite in correspondence of the node S 1 is equal to 1;
- P mix
- Pressure of the mixture of the two gas streams, which unite in correspondence of the node S 1 ; and
- P Smix
- Pressure of the two gas streams, which unite in correspondence of the node S 1 .
Wenn die Feuchte XSmix des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen, bekannt ist, ist es möglich, den maximalen Durchsatz mVlim des gesättigten Dampfs des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen, über die Formel zu erhalten:
- mVlim
- maximaler Durchsatz des gesättigten Dampfs des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen;
- XSmix
- Feuchte des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen; und
- ma
- mittels der Formel [14] berechneter Durchsatz an trockener Luft des Gasstroms unmittelbar stromaufwärts des
Kompressors 14 .
- m Vlim
- maximum flow rate of the saturated vapor of the mixture of the two gas streams which combine in correspondence of the node S 1 ;
- X Smix
- Humidity of the mixture of the two gas streams which unite in correspondence of the node S 1 ; and
- m a
- throughput of dry air calculated from the formula [14] of the gas flow immediately upstream of the
compressor 14 ,
Der maximale Durchsatz mVlim von gesättigtem Dampf des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen, wird daher durch das Produkt der Feuchte XSmix des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen, mit dem mittels der Formel [14] erhaltenen Durchsatz ma der trockenen Luft des Gasstroms unmittelbar stromaufwärts des Kompressors
Sobald der maximale Durchsatz mVlim an gesättigtem Dampf des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen, ermittelt ist, ist es möglich, den maximalen Durchsatz von gesättigtem Dampf der in dem EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführten Auslassgase über die Formel zu erhalten:
- mEGRVlim
- Durchsatz an gesättigtem Dampf der in dem EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführten Auslassgase;
- mVlim
- maximaler Durchsatz an gesättigtem Dampf des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen; und
- m0V
- Durchsatz an gesättigtem Dampf des angesaugten Frischluftstroms.
- m EGRVlim
- Saturated vapor flow rate of the exhaust gases recycled in the EGR LP circuit at low pressure;
- m Vlim
- maximum saturated vapor flow rate of the mixture of the two gas streams combining in correspondence of node S 1 ; and
- m 0V
- Throughput of saturated steam of the intake fresh air flow.
Der maximale Durchsatz mEGRlim der in dem EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführten Auslassgase wird daher über die Formel erhalten:
- mEGRlim
- maximaler Durchsatz der in dem EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführten Auslassgase;
- mEGRVlim
- Durchsatz an gesättigtem Dampf der in dem EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführten Auslassgase; und
- XEGR
- Feuchte der in dem EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführten Auslassgase.
- m EGRlim
- maximum flow rate of exhaust gases recycled in the EGR LP circuit at low pressure;
- m EGRVlim
- Saturated vapor flow rate of the exhaust gases recycled in the EGR LP circuit at low pressure; and
- X EGR
- Moisture of exhaust gases recycled in the EGR LP circuit at low pressure.
Das elektronische Steuergerät
Der angestrebte Durchsatz mEGRobj der in dem EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführten Auslassgase wird daher von dem elektronischen Steuergerät
Außerdem wird in folgender Weise die Größe REGR definiert, welche die Inzidenz des EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck auf die Gesamtmasse des Gasgemischs angibt, das in der Ansaugleitung
- mEGR
- Durchsatz der in dem EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführten Auslassgase; und
- m
- Gesamtmassendurchsatz an Luft und Auslassgasen, die im EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck zurückgeführt werden, der
den Verbrennungsmotor 1 durchströmt.
- in EGR
- Flow rate of exhaust gases recycled in the EGR LP circuit at low pressure; and
- m
- Total mass flow rate of air and exhaust gases that are returned to the EGR LP circuit at low pressure, the
internal combustion engine 1 flows through.
Das elektronische Steuergerät
Der angestrebte Wert der Größe REGRobj, welche die Inzidenz des EGRLP-Kreises mit niedrigem Druck auf die Gesamtmasse des Gasgemischs angibt, das in der Ansaugleitung
Gemäß einer ersten Variante ist es möglich, bei der vorhergehenden Abhandlung die Temperatur Tmix des Gemischs der beiden Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen, durch die Temperatur TCAC der Kühlflüssigkeit zu ersetzen, die in dem in den Ansaugkollektor
Gemäß einer weiteren Variante ist es möglich, bei der vorhergehenden Abhandlung die Temperatur Tmix des Gemischs der zwei Gasströme, die sich in Korrespondenz des Knotens S1 vereinigen, durch die Temperatur des Gasstroms in Korrespondenz des Knotens S2 zu ersetzen. Der Knoten S2 befindet sich in Korrespondenz des Ansaugkollektors
Nachstehend wird die Strategie beschrieben, die von dem elektronischen Steuergerät
Der EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck wird ausgeschaltet gehalten (in anderen Worten wird das EGR-Ventil
Außerdem wird der EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck ausgeschaltet gehalten (in anderen Worten wird das EGR-Ventil
Das elektronische Steuergerät
Die Variable Toff_EE wird bei jedem Einschalten des Verbrennungsmotors oder, wie nachfolgend besser beschrieben, jedesmal dann, wenn die anschließende Reinigungsphase endet, auf Null initialisiert.The variable Toff_EE is initialized to zero each time the internal combustion engine is turned on, or as will be better described below, each time the subsequent cleaning phase ends.
Bei jedem Lauf des Verbrennungsmotors wird die Variable Toff am kleineren Wert gesättigt zwischen einer Variablen ToffMAX, welche die maximale Zeit angibt, während der der EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck ausgeschaltet gehalten wird, und der Summe der Variablen Toff_EE und eines Werts ΔtOFF, der die Verweildauer in dem ausgeschalteten Zustand während des aktuellen Laufs misst.At each run of the internal combustion engine, the variable T off at the smaller value becomes saturated between a variable T offMAX indicating the maximum time during which the low pressure EGR LP circuit is kept off, and the sum of the variable T off_EE and a value Δt OFF , which measures the dwell time in the off state during the current run.
In anderen Worten wird die Variable Toff bei jedem Lauf des Verbrennungsmotors
Sobald der Verbrennungsmotor
Der EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck wird allmählich und progressiv geöffnet, um zu ermöglichen, dass das in dem EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck eventuell vorhandene Kondenswasser ausgespült wird. In anderen Worten ist während der Reinigungsphase der Öffnungsgrad des EGR-Ventiles
Die Dauer der durch ein graduelles Öffnen des EGRLP-Kreises mit niedrigem Druck charakterisierten Reinigungsphase ist variabel in Abhängigkeit von der Variablen Toff, d. h. dass die Dauer der Reinigungsphase in Abhängigkeit von der Zeitspanne bestimmt wird, während der der EGRLP-Kreis mit niedrigem Druck ausgeschaltet geblieben ist.The duration of the cleaning phase characterized by a gradual opening of the low pressure EGR LP circuit is variable depending on the variable T off , ie the duration of the cleaning phase is determined as a function of the time during which the EGR LP circuit is low Pressure has remained off.
Es wird außerdem die Variable Timer eingeführt, welche die Restzeit der Reinigungsphase repräsentiert und wie folgt ausgedrückt ist:
- Timer
- verbliebene Zeit bei der Beendigung der Reinigungsphase;
- TPURCHING
- Gesamtdauer der Reinigungsphase und variabel in Abhängigkeit von der Variablen Toff;
- Δt
- ab dem Beginn der Reinigungsphase verstrichene Zeit; und
- ΔtEE
- Dauer der Reinigungsphasen der vorhergehenden Einschaltzyklen, bei denen die Funktion g einen umgekehrt proportionalen Verlauf zum Sicherheitswert ΔtOFF aufweist.
- T imer
- remaining time at the completion of the cleaning phase;
- T PURCHING
- Total duration of the cleaning phase and variable depending on the variable T off ;
- .delta.t
- elapsed time from the beginning of the cleaning phase; and
- Δt EE
- Duration of the cleaning phases of the previous switch-on cycles, in which the function g has an inversely proportional progression to the safety value Δt OFF .
Die Dauer ΔtEE der Reinigungsphasen der vorhergehenden Einschaltzyklen wird bei jedem Ausschalten des Verbrennungsmotors in dem nicht flüchtigen Speicher des elektronischen Steuergeräts
- ΔtEE
- Dauer der Reinigungsphasen der vorhergehenden Einschaltzyklen;
- Δt
- ab dem Beginn der Reinigungsphase verstrichene Zeit; und
- ΔtEEold
- Dauer der Reinigungsphasen der vorhergehenden Einschaltzyklen, die zuvor in dem nicht flüchtigen Speicher des elektronischen Steuergeräts
22 gespeichert wurde.
- Δt EE
- Duration of the cleaning phases of the previous switch-on cycles;
- .delta.t
- elapsed time from the beginning of the cleaning phase; and
- Δt EEold
- Duration of the cleaning phases of the previous power cycles, previously in the non-volatile memory of the
electronic control unit 22 was saved.
Sobald die Variable Timer definiert ist, ist es möglich, den von der Motorsteuerung gelieferten Wert der Größe der Größe REGRengobj, welche die Inzidenz des EGRLP-Kreises mit niedrigem Druck auf die Gesamtmasse des Gasgemischs angibt, das in der Ansaugleitung
- REGRengobj
- von der Motorsteuerung gelieferte Größe, welche die Inzidenz des EGRLP-Kreises mit niedrigem Druck auf die Gesamtmasse des Gasgemischs angibt, das in
der Ansaugleitung 6 strömt; - REGRengobjc
- von der Motorsteuerung gelieferte Größe, welche die Inzidenz des EGRLP-Kreises mit niedrigem Druck auf die Gesamtmasse des Gasgemischs angibt, das in
der Ansaugleitung 6 strömt, um die Verbrennung, die Verbräuche und die Emissionen zu optimieren; - REGRMAX
- maximale Größe, welche die Inzidenz des EGRLP-Kreises mit niedrigem Druck auf die Gesamtmasse des Gasgemischs angibt, das in
der Ansaugleitung 6 strömt, in Abhängigkeit von der Variablen Timer.
- R EGRengobj
- magnitude provided by the engine control, which indicates the low pressure EGR LP cycle incidence on the total mass of the gas mixture in the
intake manifold 6 flows; - R EGRengobjc
- magnitude provided by the engine control, which indicates the low pressure EGR LP cycle incidence on the total mass of the gas mixture in the
intake manifold 6 flows to optimize combustion, consumption and emissions; - R EGRMAX
- maximum size, which indicates the low pressure EGR LP cycle incidence on the total mass of the gas mixture in the
intake manifold 6 flows, depending on the variable T imer .
In anderen Worten ist die von der Motorsteuerung gelieferte REGRengobj, welche die Inzidenz des EGRLP-Kreises mit niedrigem Druck auf die Gesamtmasse des Gasgemischs angibt, das in der Ansaugleitung
Die Funktion K(Timer) weist einen Verlauf auf, der tendenziell invers proportional zur Variablen Timer ist. Genauer gesagt nimmt die Funktion K(Timer) einen Wert gleich Null am Beginn der Reinigungsphase des EGRLP-Kreises mit niedrigem Druck an und weist nach und nach einen zunehmenden Verlauf auf, wenn die Reinigungsphase zu Ende geht, bis sie einen Wert von 1 am Ende der Reinigungsphase erreicht.The function K (T imer ) has a gradient that tends to be inversely proportional to the variable T imer . More specifically, the function K (T imer ) assumes a value equal to zero at the beginning of the purge phase of the low pressure EGR LP circuit and progressively increases as the purge phase terminates until it reaches a value of 1 reached at the end of the cleaning phase.
Sobald die Reinigungsphase beendet ist, wird der EGRLP-Kreises mit niedrigem Druck vollständig geöffnet. Genauer gesagt ist das elektronische Steuergerät
Bei jedem Ausschalten des aufgeladenen Verbrennungsmotors
Und das Verfahren sieht vor, die Zeit, die seit dem Ende der Schließphase des EGR-Ventils
Die Modalität des Ablaufs der Ingangsetzung des EGRLP-Kreises mit niedrigem Druck, der von dem elektronischen Steuergerät
Claims (9)
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- 2016-07-22 DE DE102016113606.9A patent/DE102016113606B4/en active Active
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