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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 24. August 2016 beim koreanischen Patentamt eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2016-0107727 , deren gesamter Inhalt durch diesen Bezug hier aufgenommen ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Motorsystem, das eine Abgasrückführungsvorrichtung (AGR) aufweist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Motorsystem, das eine Abgasrückführungsvorrichtung aufweist, die einen Rückführungsgas-Durchsatz richtig misst und steuert.
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Der Motor eines Fahrzeugs (z.B. eines Kraftfahrzeugs) verbrennt ein Gemisch aus Luft, die von außen einströmt, und einem Kraftstoff mit einem angemessenen Verhältnis, um Energie zu erzeugen.
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Bei einem Vorgang des Erzeugens von Energie durch Antreiben des Motors muss die Außenluft für die Verbrennung angemessen zugeführt werden, um eine gewünschte Leistung und einen gewünschten Verbrennungswirkungsgrad zu erhalten. Zu diesem Zweck wird ein Turbolader als eine Vorrichtung zum Turboaufladen der Luft für die Verbrennung verwendet, um den Verbrennungswirkungsgrad des Motors zu erhöhen.
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Im Allgemeinen ist ein Turbolader eine Vorrichtung, die eine Turbine bzw. Abgasturbine mittels des Drucks von aus einem Motor ausgelassenen Abgas dreht und dadurch die Leistung des Motors durch Zuführen von Hockdruckluft an eine Verbrennungskammer mittels einer Drehkraft davon erhöht. Der Turbolader wird sowohl bei Dieselmotoren als auch bei Benzinmotoren verwendet.
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Darüber hinaus wird ein im Abgas enthaltenes Stickoxid (NOx) als eine Luftverschmutzungsquelle reguliert und es wurden Anstrengungen unternommen, den Ausstoß von NOx zu verringern.
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Es gibt Abgasrückführungssysteme (AGR) zum Verringern von schädlichen Abgasen für Fahrzeuge (z.B. Kraftfahrzeuge). Im Allgemeinen steigt der Ausstoß von NOx an, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs hoch ist, was für eine ausreichende Verbrennung notwendig ist. Somit mischt das Abgasrückführungssystem Abgas aus einem Motor mit dem Luft-Kraftstoff-Gemisch, zum Beispiel mit einem Anteil von 5 bis 20%, wodurch die Menge an Sauerstoff in dem Luft-Kraftstoff-Gemisch verringert wird und die Verbrennung behindert wird, und somit die Erzeugung von NOx verringert wird.
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Das Abgasrückführungssystem (AGR) eines Benzinmotors ist ein System, das für eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs an einem Fahrzeug montiert ist. Ein Pumpverlust kann in einer Niedrigdrehzahl-/Niedriglast-Situation durch das Abgasrückführungssystem verringert werden und der Zündzeitpunkt kann aufgrund einer Temperaturverringerung einer Verbrennungskammer vorverlegt werden, wodurch der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessert ist.
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Als ein repräsentatives Abgasrückführungssystem wird ein Niederdruck-Abgasrückführungssystem (Niederdruck-AGR-System) genannt. Das Niederdruck-AGR-System führt das Abgas, das durch eine Abgasturbine des Turboladers hindurchströmt, in einen Ansaugkanal einer vorderen Stufe eines Verdichters zurück.
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Das Abgasrückführungssystem gemäß einer herkömmlichen Technik führt das Rückführungsgas der Verbrennungskammer des Motors durch ein Drehmoment der Abgasturbine und des Verdichters zu, wenn der Turbolader in Betrieb ist.
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Wenn jedoch der Turbolader nicht in Betrieb ist, wird die Verwendung eines separaten Differenzdruck-Erzeugungsventils in Erwägung gezogen, da an der vorderen Stufe des Verdichters beinahe kein Unterdruck erzeugt wird. Wenn jedoch ein Differenzdruck-Erzeugungsventil montiert ist, sind die Kosten für die Herstellung des Fahrzeugs erhöht.
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Wenn ein Differenzdrucksensor montiert ist, der einen Druckunterschied zwischen einer vorderen Stufe und einer hinteren Stufe des AGR-Ventils detektiert, welches die Menge des Rückführungsgases steuert, ist darüber hinaus die Genauigkeit der AGR-Steuerung verringert, da der Druckunterschied zwischen der vorderen Stufe und der hinteren Stufe des AGR-Ventils im Niedrigdrehzahl-/Niedriglastbereich gering ist.
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Da die richtige Menge von Rückführungsgas nicht gesteuert werden kann, kann dementsprechend keine Verbrennungsstabilität erhalten werden, so dass der Zündzeitpunkt nicht vorverlegt werden kann und es schwierig ist, den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu verbessern.
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Die obige Beschreibung der verwandten Technik soll lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der vorliegenden Erfindung dienen und nicht als der Stand der Technik verstanden werden, der dem Fachmann auf dem Gebiet wohlbekannt ist.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein Motorsystem (Verbrennungsmotorsystem) bereitzustellen, das eine AGR-Vorrichtung aufweist, die die Menge des Rückführungsgases richtig steuert, ohne separat einen Differenzdrucksensor und ein AGR-Ventil zu verwenden.
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Darüber hinaus sind verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung darauf gerichtet, ein Motorsystem mit einer AGR-Vorrichtung bereitzustellen, bei dem durch die Steuerung der Menge an Rückführungsgas die Verbrennungsstabilität und der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessert sind.
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Ein Motorsystem mit einer AGR-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Motor (Verbrennungsmotor), der eine Mehrzahl von Verbrennungskammern aufweist, die durch die Verbrennung eines Kraftstoffs ein Antriebsdrehmoment erzeugen, eine Ansaugleitung, in die ein Ansauggas einströmt, das der Verbrennungskammer zugeführt wird, eine Abgasleitung, in der ein Abgas strömt, das aus der Verbrennungskammer ausgelassen wird, einen Turbolader, der eine Abgasturbine, die an der Abgasleitung vorgesehen ist und mittels des Abgases gedreht wird, das aus der Verbrennungskammer ausgelassen wird, und einen an der Ansaugleitung vorgesehenen Verdichter aufweist, der in Verbindung mit der Abgasturbine gedreht wird und Außenluft verdichtet, und eine AGR-Vorrichtung, aufweisend eine Rückführungsleitung, die von der Abgasleitung abgezweigt ist und mit der Ansaugleitung verbunden ist, eine Durchsatz-Steuervorrichtung, die an der Rückführungsleitung montiert ist und eine Menge an Rückführungsgas misst und steuert, und einen Drucksensor, der an der Rückführungsleitung montiert ist, um einen Druck des Rückführungsgases zu messen.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Durchsatz-Steuervorrichtung auf: einen Antriebsmotor (Antriebs-Elektromotor), der Leistung erzeugt, eine Klappe, die an einer Drehachse des Antriebsmotors montiert ist und mittels des Rückführungsgases, das in der Rückführungsleitung strömt, oder mittels der Kraft des Antriebsmotors gedreht wird, und einen Geschwindigkeitssensor, der eine Drehzahl der Klappe detektiert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Klappe senkrecht zu einer Strömungsrichtung des Rückführungsgases vorgesehen, das in der Rückführungsleitung strömt.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Drehachse des Antriebsmotors außerhalb einer Radialrichtung eines Innenumfangs der Rückführungsleitung positioniert.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind ferner ein Betriebsinformations-Detektor, der Betriebsinformationen des Fahrzeugs detektiert, und eine Steuereinrichtung vorgesehen, die die Durchsatz-Steuervorrichtung in Abhängigkeit von den Betriebsinformationen steuert.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steuert die Steuereinrichtung die Klappe derart, dass diese in einer Richtung entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung des Rückführungsgases gedreht wird, das in der Rückführungsleitung strömt, wenn anhand der Betriebsinformationen ermittelt wird, dass der Betriebsbereich nicht der Nutzungsbereich ist, den die AGR-Vorrichtung verwendet.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmt die Steuereinrichtung eine Menge an Rückführungsgas anhand des Drucks des Rückführungsgases, der von dem Drucksensor gemessen wird, und anhand der Drehzahl der Klappe, die von dem Geschwindigkeitssensor ermittelt wird, und steuert die Klappe derart, dass diese in der gleichen Richtung wie die Strömungsrichtung des Rückführungsgases gedreht wird, das in der Rückführungsleitung strömt, abhängig von der ermittelten Menge des Rückführungsgases und einem Ziel-AGR-Verhältnis, wenn anhand der Betriebsinformationen ermittelt wird, dass der Betriebsbereich der Nutzungsbereich ist, den die AGR-Vorrichtung verwendet.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Feuchtigkeitssensor vorgesehen, der die Feuchtigkeit von Frischluft misst, die in der Ansaugleitung strömt, und ist die Steuereinrichtung konfiguriert, um eine Drehzahl der Klappe in Abhängigkeit von der von dem Feuchtigkeitssensor gemessenen Feuchtigkeit der Frischluft auszugleichen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Steuern des Motorsystems eines Motors und einer Abgas-Rückführungsvorrichtung (AGR), die einen Teil eines Abgases, das aus dem Motor ausgelassen wird, an eine Verbrennungskammer des Motors zurückführt, die folgenden Schritte auf: Detektieren von Betriebsinformationen aus einem Betriebsinformations-Detektor, Ermitteln, ob ein Betriebsbereich des Fahrzeugs ein Nutzungsbereich ist, den die AGR-Vorrichtung verwendet, anhand der Betriebsinformationen durch eine Steuereinrichtung, und Steuern des Betriebs einer Durchsatz-Steuervorrichtung der AGR-Vorrichtung in Abhängigkeit von dem Nutzungsbereich der AGR-Vorrichtung durch die Steuereinrichtung.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Steuerschritt, wenn der Betriebsbereich der Nutzungsbereich ist, den die AGR-Vorrichtung verwendet, auf: Messen des Drucks eines Abgases, das in der Rückführungsleitung strömt, mittels eines Drucksensors, der in einer Rückführungsleitung der AGR-Vorrichtung vorgesehen ist, Messen einer Drehzahl einer Klappe, die an einer Drehachse eines Antriebsmotors der Durchsatz-Steuervorrichtung montiert ist, mittels eines Geschwindigkeitssensors, Ermitteln einer Menge an Rückführungsgas anhand des Drucks des Abgases und der Drehzahl der Klappe durch die Steuereinrichtung, und Steuern der Klappe derart, dass diese in einer gleichen Richtung wie die Strömungsrichtung des Abgases gedreht wird, das in der Rückführungsleitung strömt, in Abhängigkeit von der Menge an Rückführungsgas und dem Ziel-AGR-Verhältnis durch die Steuereinrichtung.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Steuern die folgenden Schritte auf, wenn der Betriebsbereich nicht der Nutzungsbereich ist, den die AGR-Vorrichtung verwendet: Messen eines Drucks des Abgases, das in der Rückführungsleitung strömt, mittels eines Drucksensors, der an der Rückführungsleitung der AGR-Vorrichtung vorgesehen ist, Messen einer Drehzahl einer Klappe, die an einer Drehachse eines Antriebsmotors der Durchsatz-Steuervorrichtung der Klappe montiert ist, mittels eines Geschwindigkeitssensors, Ermitteln einer Menge an Rückführungsgas anhand des Drucks des Abgases und der Drehzahl der Klappe durch die Steuereinrichtung, und Steuern der Klappe, die an der Drehachse des Antriebsmotors der Durchsatz-Steuervorrichtung montiert ist, derart, dass diese in einer Richtung entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung des Abgases gedreht wird, das in der Rückführungsleitung strömt, in Abhängigkeit von der Menge des Rückführungsgases durch die Steuereinrichtung.
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Bei dem Motorsystem, das die AGR-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist, kann die Menge an Rückführungsgas durch die Durchsatz-Steuervorrichtung, die an der Rückführungsleitung vorgesehen ist, richtig gemessen und gesteuert werden.
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Ferner kann durch die richtige Steuerung der Rückführungsgasmenge eine Verbrennungsstabilität erreicht werden und kann der Kraftstoffverbrauch verbessert werden.
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Darüber hinaus kann auf ein zusätzliches Differenzdruck-Erzeugungsventil, einen Differenzdrucksensor und ein AGR-Ventil verzichtet werden, so dass die Herstellungskosten eines Kraftfahrzeugs verringert sind.
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Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, die aus den beigefügten Zeichnungen und der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich sind und in diesen im Einzelnen erläutert sind, wobei sie gemeinsam dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration eines Motorsystems mit einer AGR-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
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2 ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Motorsystems mit einer AGR-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
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3 eine Draufsicht von oben, die eine Konfiguration einer Durchsatz-Steuervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
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4 ein Ablaufdiagramm, das ein Steuerverfahren eines Motorsystems mit einer AGR-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Es wird angemerkt, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, wobei sie eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale darstellen, die die Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung erläutern. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hier offenbart sind, einschließlich beispielsweise bestimmter Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen werden zum Teil durch die besondere beabsichtigte Anwendung und durch das Nutzungsumfeld bestimmt.
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Die Bezugszeichen in den Figuren beziehen sich auf gleiche oder gleichwertige Teile der vorliegenden Erfindung.
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Nachfolgend wird ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele hierfür in den angehängten Zeichnungen erläutert und nachfolgend beschrieben sind. Obgleich die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, wird angemerkt, dass die Erfindung durch die vorliegende Beschreibung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil soll die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen sondern auch zahlreiche Alternativen, Modifizierungen, Entsprechungen und andere Ausführungsformen miteinschließen.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, in denen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind. Der Fachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass die beschriebenen Ausführungsformen auf zahlreiche verschiedene Arten modifizierbar sind, ohne dabei von dem Gedanken oder dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Um die vorliegende Erfindung zu erläutern, werden Teile, die nicht mit der Beschreibung zusammenhängen, weggelassen, und sind die gleichen Elemente oder Äquivalente in der gesamten Beschreibung durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Ferner sind die Größe und die Dicke jedes Elements in den Zeichnungen willkürlich gezeigt, wobei die vorliegende Erfindung nicht unbedingt darauf beschränkt ist, und ist in den Zeichnungen die Dicke von Schichten, Filmen, Paneelen, Bereichen etc. aus Gründen der Erläuterung übertrieben dargestellt.
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Nachfolgend ist ein Motorsystem mit einer AGR-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezugnehmend auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine schematische Ansicht, in der eine Konfiguration eines Motorsystems mit einer AGR-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Motorsystems mit einer AGR-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Wie aus 1 und 2 ersichtlich, weist ein Motorsystem mit einer AGR-Vorrichtung (das nachfolgend als ein Motorsystem bezeichnet ist) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf: einen Motor (Verbrennungsmotor) 20, einen Turbolader 70, einen Ladeluftkühler 16, eine AGR-Vorrichtung (Abgasrückführungsvorrichtung) 50, einen Betriebsinformations-Detektor 80 und eine Steuereinrichtung 90.
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Der Motor 20 weist eine Mehrzahl von Verbrennungskammern 21 auf, die durch die Verbrennung eines Kraftstoffs ein Antriebsdrehmoment erzeugen. In dem Motor 20 sind eine Ansaugleitung (bzw. Einlassleitung) 10, in der ein Ansauggas strömt, das den Verbrennungskammern 21 zugeführt wird, und eine Abgasleitung 30, in der ein Abgas strömt, das aus den Verbrennungskammern 21 ausgelassen wird, vorgesehen.
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Eine Abgas-Reinigungsvorrichtung 60, die verschiedene Schadstoffe reinigt, die in dem aus den Verbrennungskammern 21 ausgelassenen Abgas enthalten sind, ist in der Abgasleitung 30 vorgesehen. Die Abgas-Reinigungsvorrichtung 60 kann eine Mager-NOx-Falle (LNT, englisch für Lean NOx Trap) zum Reinigen von Stickoxiden, einen Diesel-Oxidationskatalysator und einen Diesel-Partikelfilter aufweisen.
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Der Turbolader 70 verdichtet ein Ansauggas (bzw. Einlassgas) (Außenluft + Rückführungsgas), welches durch die Ansaugleitung 10 hindurchströmt, um den Verbrennungskammern 21 zugeführt zu werden. Der Turbolader 70 weist eine Abgasturbine 71, die in der Abgasleitung 30 vorgesehen ist und mittels des Abgases gedreht wird, welches aus den Verbrennungskammern 21 ausgelassen wird, und einen Verdichter 72 auf, der in Verbindung mit der Abgasturbine 71 gedreht wird und das Ansauggas verdichtet.
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Die AGR-Vorrichtung 50 weist eine Rückführungsleitung 52, einen AGR-Kühler 56 und eine Durchsatz-Steuervorrichtung 100 auf.
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Die Rückführungsleitung 52 ist von der Abgasleitung 30 der hinteren Stufe des Turboladers 70 abgezweigt und mit der Ansaugleitung 10 verbunden. Der AGR-Kühler 56 ist an der Rückführungsleitung 52 positioniert und kühlt das Abgas, welches in der Rückführungsleitung 52 strömt. Die Durchsatz-Steuervorrichtung 100 ist an der Rückführungsleitung 52 montiert, um die Menge an Rückführungsgas zu steuern, das in der Rückführungsleitung 52 strömt. Hier wird das Abgas, welches der Ansaugleitung 10 durch die Rückführungsleitung 52 hindurch zugeführt wird, als Rückführungsgas bezeichnet.
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Bezugnehmend auf die 3 weist die Durchsatz-Steuervorrichtung 100 einen Antriebsmotor 110 und eine Klappe 130 auf, die an einer Drehachse 120 des Antriebsmotors 110 montiert ist und mittels des Rückführungsgases gedreht wird, welches in der Rückführungsleitung 52 strömt, oder mittels der Kraft des Antriebsmotors 110 gedreht wird. In diesem Fall kann die Durchsatz-Steuervorrichtung 100 ferner einen Geschwindigkeitssensor (z.B. Drehzahlsensor) 140 aufweisen, der die Drehzahl der Klappe 130 detektiert.
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In diesem Fall kann der Reibungswiderstand der Klappe 130 in Abhängigkeit von der Strömung des Rückführungsgases minimiert sein und kann die Menge des Rückführungsgases richtig gemessen werden, da die Klappe 130 senkrecht zu einer Strömungsrichtung eines Rückführungsgases angeordnet ist, das in der Rückführungsleitung strömt, und da die Drehachse 120 des Antriebsmotors 110 außerhalb einer Radialrichtung eines Innenumfangs der Rückführungsleitung angeordnet ist.
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Eine Menge des in der Rückführungsleitung strömenden Rückführungsgases kann anhand der Drehzahl der Klappe 130, die durch den Geschwindigkeitssensor 140 gemessen wird, und anhand des Drucks in der Rückführungsleitung, der durch einen später beschriebenen Drucksensor 58 gemessen wird, gemessen werden. In diesem Fall gleicht das Verfahren zum Messen der Menge an Rückführungsgas anhand der Drehzahl der Klappe 130 und des Drucks in der Rückführungsleitung einem Messprinzip durch ein offenbartes Strömungsmengensystem, so dass auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird.
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Wie oben beschrieben, lassen sich die Menge des Rückführungsgases und das AGR-Verhältnis richtig steuern, da die Menge des Rückführungsgases, welches in der Rückführungsleitung strömt, anhand der Drehzahl der Klappe 130 und anhand des Drucks in der Rückführungsleitung richtig gemessen werden kann. Da das AGR-Verhältnis erhöht sein kann, um die Menge des Rückführungsgases richtig zu messen, lässt sich der Kraftstoffverbrauch durch das Vorverlegen des Zündzeitpunktes verbessern.
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Bezugnehmend auf die 1 und die 2 kühlt der Ladeluftkühler 16 das Ansauggas, das durch die Ansaugleitung 10 hindurch einströmt, durch Wärmetausch mit einem Kühlmittel. Das bedeutet, da die Temperatur des Ansauggases, das durch den Turbolader 70 verdichtet wird, derart erhöht ist, dass sich das Ansauggas ausdehnt, ist die Sauerstoffdichte des Ansauggases, das der Verbrennungskammer 21 zugeführt wird, verringert, wodurch es schwierig ist, das Drehmoment auszugeben, das von dem Motor 20 benötigt wird. Dementsprechend wird das Ansauggas durch den Ladeluftkühler 16 gekühlt, so dass die Dichte des Ansauggases erhöht ist, wodurch der Verbrennungswirkungsgrad des Motors 20 verbessert ist.
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Die Steuereinrichtung 90 steuert den Betrieb des Motors 20, des Turboladers 70, des AGR-Ventils 54 und der Durchsatz-Steuervorrichtung 100.
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Zu diesem Zweck kann die Steuereinrichtung 90 mit mindestens einem Prozessor versehen sein, der durch ein vorbestimmtes Programm betätigt wird, und kann das vorbestimmte Programm jeden Schritt des Motor-Steuerverfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steuern.
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Der Betriebsinformation-Detektor 80 erfasst Betriebsinformationen, und die detektierten Betriebsinformationen werden an die Steuereinrichtung 90 übermittelt. Die Betriebsinformationen können eine Ansaugtemperatur des Motors, eine Kühlmitteltemperatur, eine Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Motorlast beinhalten.
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Die Steuereinrichtung 90 steuert den Betrieb der Durchsatz-Steuervorrichtung 100 in Abhängigkeit von den Betriebsinformationen, die mittels des Betriebsinformations-Detektors 80 detektiert werden.
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Im Einzelnen ermittelt die Steuereinrichtung 90 anhand der Betriebsinformationen, ob ein Betriebsbereich des Fahrzeugs ein Nutzungsbereich der AGR-Vorrichtung ist.
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Wenn der Betriebsbereich nicht der Nutzungsbereich der AGR-Vorrichtung 50 ist, steuert die Steuereinrichtung 90 die Klappe 130 derart, dass diese in einer Richtung entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung des Rückführungsgases gedreht wird, das in der Rückführungsleitung 52 strömt.
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Wie oben beschrieben, strömt das Rückführungsgas, das in der Rückführungsleitung 52 strömt, nicht in die Ansaugleitung 10, wenn die Klappe 130 in der Richtung entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung des Rückführungsgases gedreht wird. Dementsprechend kann auf ein separates AGR-Ventil verzichtet werden und können die Herstellungskosten für das Fahrzeug verringert sein.
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Die Steuervorrichtung 90 steuert die Drehzahl der Klappe 130 in Abhängigkeit von einem Rückführungsgasdruck, der mittels des Drucksensors 58 gemessen wird.
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Auf der anderen Seite steuert die Steuereinrichtung 90 die Klappe 130 derart, dass diese in einer gleichen Richtung wie die Strömungsrichtung des Rückführungsgases gedreht wird, das in der Rückführungsleitung 52 strömt, wenn der Betriebsbereich der Nutzungsbereich der AGR-Vorrichtung 50 ist.
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In diesem Fall ermittelt die Steuereinrichtung 90 die Menge an Rückführungsgas anhand des Drucks des Rückführungsgases, der von dem Drucksensor 58 gemessen wird, und anhand der Drehzahl der Klappe 130, die von dem Geschwindigkeitssensor 140 gemessen wird, und steuert die Drehzahl der Klappe 130 in Abhängigkeit von der Menge des Rückführungsgases und einem Ziel-AGR-Verhältnis. Hier bezieht sich das AGR-Verhältnis auf ein Verhältnis der Menge des Rückführungsgases, das durch das Abgas-Rückführungssystem in den Motor einströmt, aus einer Gesamtluftmenge (Frischluft + Rückführungsgas), die in den Motor einströmt.
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Zum Beispiel steuert die Steuereinrichtung die Klappe 130 derart, dass diese schneller gedreht wird, wenn die Menge an Rückführungsgas hoch ist, und steuert die Klappe 130 derart, dass diese langsamer gedreht wird, wenn die Menge an Rückführungsgas gering ist. Ferner steuert die Steuereinrichtung die Klappe 130 derart, dass diese schneller gedreht wird, wenn das Ziel-AGR-Verhältnis hoch ist, und steuert die Klappe 130 derart, dass diese langsamer gedreht wird, wenn das Ziel-AGR-Verhältnis niedrig ist.
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Im Allgemeinen wird der Druck der Außenluft, die durch die Ansaugleitung 10 hindurch einströmt, auf einer Höhe eines atmosphärischen Drucks gehalten. Dementsprechend kann der Druckunterschied der vorderen Stufe und der hinteren Stufe der Durchflussraten-Steuereinrichtung 100 durch den Druck des Rückführungsgases detektiert werden, der von dem Drucksensor 58 gemessen wird, der an der vorderen Stufe der Durchsatz-Steuervorrichtung 100 montiert ist.
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Dementsprechend kann die Menge an mittels der Durchsatz-Steuervorrichtung 100 zugeführtem Rückführungsgas nur durch den Rückführungsgas-Druck gesteuert werden, der mittels des Drucksensors 58 gemessen wird.
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Auf der anderen Seite kann das Motorsystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner einen Feuchtigkeitssensor 59 aufweisen, der an der Ansaugleitung 10 montiert ist. Eine Feuchtigkeit der Frischluft, die durch den Feuchtigkeitssensor 59 gemessen wird, wird an die Steuereinrichtung 90 übermittelt.
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Die Steuereinrichtung 90 kann das AGR-Verhältnis in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit der Frischluft ausgleichen, die von dem Feuchtigkeitssensor 59 gemessen wird. Wenn zum Beispiel die Feuchtigkeit der Frischluft, die von dem Feuchtigkeitssensor 59 gemessen wird, höher als eine vorbestimmte Feuchtigkeit ist, kann das AGR-Verhältnis verringert werden.
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Nachfolgend ist das Steuerverfahren des Motorsystems gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.
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4 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Steuerverfahren eines Motorsystems mit einer AGR-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Bezugnehmend auf die 4 erfasst der Betriebsinformations-Detektor 80 die Betriebsinformationen einschließlich der Ansaugtemperatur, der Kühlmitteltemperatur, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Motordrehzahl und der Motorlast des Motors (S10). Die Betriebsinformationen, die in dem Betriebsinformations-Detektor 80 detektiert werden, werden an die Steuereinrichtung 90 übermittelt.
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Die Steuereinrichtung 90 ermittelt anhand der Betriebsinformationen, ob der Betriebsbereich des Fahrzeugs der Nutzungsbereich ist, den die AGR-Vorrichtung verwendet, (S20). Im Fall eines allgemeinen Benzinmotors wird beispielsweise das AGR-Verhältnis in Abhängigkeit von der Motordrehzahl (rpm (U/min)) und der Motorlast innerhalb eines Bereichs bestimmt, in dem die Motordrehzahl 1000–4000 rpm beträgt, und wird im Vorfeld als Plandaten in der Steuereinrichtung 90 gespeichert. Das bedeutet, dass die Steuereinrichtung 90 in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Motorlast ermitteln kann, ob der Betriebsbereich der Nutzungsbereich der AGR-Vorrichtung ist.
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Die Steuereinrichtung 90 steuert einen Betrieb der Durchsatz-Steuervorrichtung 100 in Abhängigkeit von dem Nutzungsbereich der AGR-Vorrichtung.
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Wenn der Betriebsbereich des Fahrzeugs nicht der Nutzungsbereich der AGR-Vorrichtung ist, wird der Druck des Rückführungsgases, welches in der Rückführungsleitung 52 strömt, durch den Drucksensor 58 gemessen und wird die Drehzahl der Klappe 130 durch den Geschwindigkeitssensor 140 gemessen (S40), und werden der gemessene Druck des Rückführungsgases und die gemessene Drehzahl der Klappe 130 an die Steuereinrichtung 90 übermittelt. Die Steuereinrichtung 90 ermittelt die Menge des Rückführungsgases anhand des Drucks des Rückführungsgases und der Drehzahl der Klappe 130.
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Die Steuereinrichtung 90 bringt Kraft auf den Antriebsmotor 110 der Durchsatz-Steuervorrichtung 100 auf, um die Klappe 130 zu steuern, die an der Drehachse 120 des Antriebsmotors 110 montiert ist, so dass diese in der Richtung entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung des Rückführungsgases gedreht wird, welches in der Rückführungsleitung 52 strömt (S42).
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In diesem Fall ermittelt die Steuereinrichtung 90 die Menge an Rückführungsgas anhand des Drucks des Rückführungsgases, der von dem Drucksensor 58 gemessen wird, und anhand der Drehzahl der Klappe 130, die von dem Geschwindigkeitssensor 140 gemessen wird, und steuert die Drehzahl der Klappe 130 in Abhängigkeit von der Menge an Rückführungsgas und in Abhängigkeit von dem Ziel-AGR-Verhältnis. Zum Beispiel steuert die Steuereinrichtung 90, dass die Klappe 130 schneller gedreht wird, wenn die Menge an Rückführungsgas hoch ist, und steuert die Klappe 130 derart, dass diese langsamer gedreht wird, wenn die Menge an Rückführungsgas gering ist.
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Wie oben beschrieben, kann verhindert werden, dass das Rückführungsgas durch die Rückführungsleitung 52 hindurch in die Ansaugleitung 10 strömt, wenn der Betriebsbereich nicht der Nutzungsbereich der AGR-Vorrichtung ist, da die Klappe 130 derart gesteuert wird, dass sie in der entgegengesetzten Richtung zu der Strömungsrichtung des Rückführungsgases gedreht wird. Dementsprechend kann auf das AGR-Ventil, das in der herkömmlichen Technik verwendet wird, verzichtet werden, wodurch die Herstellungskosten des Fahrzeugs verringert sind.
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In einem Schritt S20 wird der Druck des Rückführungsgases, das in der Rückführungsleitung 52 strömt, von dem Drucksensor 58 gemessen (S30) und wird der gemessene Druck des Rückführungsgases an die Steuereinrichtung 90 übermittelt, wenn der Betriebsbereich des Fahrzeugs der Nutzungsbereich der AGR-Vorrichtung ist.
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Die Steuereinrichtung 90 bringt Kraft auf den Antriebsmotor 110 der Durchsatz-Steuervorrichtung 100 auf, um die Klappe 130, die an der Drehachse 120 des Antriebsmotors 110 montiert ist, derart zu steuern, dass diese in einer gleichen Richtung wie die Strömungsrichtung des Rückführungsgases gedreht wird, das in der Rückführungsleitung 52 strömt (S32).
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In diesem Fall ermittelt die Steuereinrichtung 90 die Menge an Rückführungsgas und wird die Drehzahl der Klappe 130 in Abhängigkeit von der ermittelten Menge an Rückführungsgas und in Abhängigkeit von dem Ziel-AGR-Verhältnis gesteuert.
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Zum Beispiel steuert die Steuereinrichtung die Klappe 130 derart, dass diese schneller gedreht wird, wenn das Ziel-AGR-Verhältnis höher als eine vorbestimmte Menge ist, und steuert die Klappe 130 derart, dass diese langsamer gedreht wird, wenn das Ziel-AGR-Verhältnis niedriger als die vorbestimmte Menge ist.
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Die Steuereinrichtung 90 kann das AGR-Verhältnis in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit der Frischluft ausgleichen, die von dem Feuchtigkeitssensor 52 gemessen wird.
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Zum Zweck einer vereinfachten Erläuterung und genauen Definition in den angehängten Ansprüchen werden die Begriffe „obere/r“, „untere/r“, „innere/r“, „äußere/r“, „oben“, „unten“, „innen“, „außen“, „nach oben“, „nach unten“, „vorne“, „hinten“, „hintere/r“, „innerhalb“, „außerhalb“, „nach innen“, „nach außen“, „nach vorne“, „nach hinten“, etc. verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Positionen solcher Merkmale zu beschreiben, wie sie aus den Figuren ersichtlich sind.
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Die vorangehende Beschreibung bestimmter beispielgebender Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde zum Zweck der Erläuterung und Beschreibung dargestellt. Sie soll weder vollständig sein noch die Erfindung auf die genauen offenbarten Formen beschränken, und zahlreiche Modifizierungen und Variationen sind im Lichte der oben beschriebenen Lehren möglich. Die beispielgebenden Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um es so einem Fachmann auf dem Gebiet zu ermöglichen, verschiedene beispielgebende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifizierungen davon auszuführen. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die hier angehängten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2016-0107727 [0001]
