DE102017106577B4 - Control device and control method for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (1), wobei die Verbrennungskraftmaschine (1) aufweist:einen Ladeluftkühler (6), der konfiguriert ist, eine Einlassluft, die der Verbrennungskraftmaschine (1) zuzuführen ist, durch einen Wärmeaustausch mit einem Kühlmittel abzukühlen,eine elektrische Pumpe (42), die konfiguriert ist, eine Strömungsrate des Kühlmittels, das durch den Ladeluftkühler (6) zirkuliert, zu justieren,einen Einlasslufttemperatursensor (16), der konfiguriert ist, einen Parameterwert zu erfassen, der mit einer Temperatur der Einlassluft, die durch den Ladeluftkühler (6) gekühlt wird, korreliert ist,einen Katalysator (20), der konfiguriert ist, NOx in einem Abgas der Verbrennungskraftmaschine (1) zu speichern und zu reduzieren, undeinen Temperaturfeuchtigkeitssensor (18, 19), der konfiguriert ist, eine Außenlufttemperatur und eine Außenluftfeuchtigkeit zu erfassen,wobei die Steuerungsvorrichtung gekennzeichnet ist durch eine elektronische Steuerungseinheit (8), die konfiguriert ist:eine Kraftmaschinendrehzahl der Verbrennungskraftmaschine (1) zu erlangen;eine Sollkraftstoffeinspritzmenge der Verbrennungskraftmaschine (1) zu berechnen;zu bestimmen, ob eine Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine (1) eine NOx-Reduzierbetriebsart ist oder nicht, wobei die NOx-Reduzierbetriebsart eine Betriebsart ist, in der ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Verbrennungskraftmaschine (1) auf eine fette Seite geändert wird, um das NOx zu reduzieren, das in dem Katalysator (20) gespeichert ist;einen ersten Sollwert (T1) für einen Sollwert des Parameterwerts zu berechnen, wenn die Betriebsart nicht die NOx-Reduzierbetriebsart ist, wobei der erste Sollwert auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl und der Sollkraftstoffeinspritzmenge berechnet wird, die einzustellen ist, wenn die Betriebsart nicht die NOx-Reduzierbetriebsart ist;einen zweiten Sollwert (T2) für den Sollwert zu berechnen, wenn die Betriebsart die NOx-Reduzierbetriebsart ist, wobei der zweite Sollwert (T2) auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl und der Sollkraftstoffeinspritzmenge berechnet wird, die einzustellen ist, wenn die Betriebsart die NOx-Reduzierbetriebsart ist, wobei der zweite Sollwert (T2) ein Wert ist, der größer als der erste Sollwert (T1) ist, der unter den gleichen Bedingungen der Kraftmaschinendrehzahl und der Sollkraftstoffeinspritzmenge berechnet wird;einen dritten Sollwert (T3) für den Sollwert auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl, der Sollkraftstoffeinspritzmenge, die in der bestimmten Betriebsart einzustellen ist, und der erfassten Außenlufttemperatur und Außenluftfeuchtigkeit zu berechnen, wobei der dritte Sollwert (T3) ein Sollwert ist, bei dem die Temperatur der Einlassluft, die durch den Ladeluftkühler (6) gekühlt ist, höher als eine Kondensationstemperatur ist;einen höheren Wert aus dem ersten Sollwert (T1) und dem dritten Sollwert (T3) als einen endgültigen Sollwert einzustellen, wenn die elektronische Steuerungseinheit (8) bestimmt, dass die Betriebsart nicht die NOx-Reduzierbetriebsart ist;einen höheren Wert aus dem zweiten Sollwert (T2) und dem dritten Sollwert (T3) als den endgültigen Sollwert einzustellen, wenn die elektronische Steuerungseinheit (8) bestimmt, dass die Betriebsart die NOx-Reduzierbetriebsart ist; undeine Regelung bei einer Drehzahl der elektrischen Pumpe (42) auszuführen, sodass der Parameterwert den eingestellten endgültigen Sollwert erreicht.A control device for an internal combustion engine (1), the internal combustion engine (1) comprising: an intercooler (6) configured to cool an intake air to be supplied to the internal combustion engine (1) by heat exchange with a coolant, an electric pump ( 42) configured to adjust a flow rate of the coolant circulating through the charge air cooler (6), an intake air temperature sensor (16) configured to sense a parameter value associated with a temperature of the intake air flowing through the charge air cooler (6) is correlated, a catalyst (20) configured to store and reduce NOx in an exhaust gas of the internal combustion engine (1), and a temperature humidity sensor (18, 19) configured to an outside air temperature and a To detect outside air humidity, the control device being characterized by an electronic control ngs unit (8), which is configured: to obtain an engine speed of the internal combustion engine (1); to calculate a target fuel injection amount of the internal combustion engine (1); to determine whether an operating mode of the internal combustion engine (1) is a NOx reduction mode or not, wherein the NOx reduction mode is a mode in which an air-fuel ratio of the internal combustion engine (1) is changed to a rich side to reduce the NOx stored in the catalyst (20); a first target value (T1) for calculate a setpoint of the parameter value when the mode is not the NOx reduction mode, the first setpoint being calculated based on the engine speed and the target fuel injection amount to be set when the mode is not the NOx reduction mode; a second setpoint ( T2) to be calculated for the setpoint if the operating mode is the NOx reducing mode, w the second target value (T2) is calculated based on the engine speed and the target fuel injection amount to be set when the mode is the NOx reduction mode, the second target value (T2) being a value larger than the first target value (T1 ) that is calculated under the same engine speed and target fuel injection amount conditions; calculate a third target value (T3) for the target value based on the engine speed, the target fuel injection amount to be set in the particular mode, and the detected outside air temperature and outside humidity , the third setpoint (T3) being a setpoint at which the temperature of the intake air cooled by the charge air cooler (6) is higher than a condensation temperature; a higher value from the first setpoint (T1) and the third setpoint ( T3) as a final setpoint when the electronic tax determining unit (8) determines that the mode is not the NOx reducing mode; setting a higher value from the second target value (T2) and the third target value (T3) than the final target value when the electronic control unit (8) determines that the Operating mode is the NOx reduction mode; andcarry out control at a speed of the electric pump (42) so that the parameter value reaches the set final target value.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the Invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung und ein Steuerungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine.The present invention relates to a control device and a control method for an internal combustion engine.
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Die japanische Patentveröffentlichung
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KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Eine Betriebsart einer Verbrennungskraftmaschine umfasst eine normale Betriebsart und eine NOx-Reduzierbetriebsart. In der normalen Betriebsart wird eine Verbrennung bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis ausgeführt, das einem Betriebszustand entspricht, der bei der Verbrennungskraftmaschine angefordert wird. In der NOx-Reduzierbetriebsart wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf eine fette Seite geändert, um eine Verbrennung auszuführen. In der normalen Betriebsart wird auf der Grundlage eines Standpunkts zur Sicherstellung einer Ausgabe der Verbrennungskraftmaschine und einer Verhinderung einer Verschlechterung einer Emission das Luft-Kraftstoff-Verhältnis variabel eingestellt. In der NOx-Reduzierbetriebsart wird die Verbrennung bei einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis ausgeführt, um NOx zu reduzieren, das in einem Katalysator gespeichert wird, der ein Abgas der Verbrennungskraftmaschine reinigt.An operating mode of an internal combustion engine includes a normal operating mode and a NOx reduction mode. In the normal mode, combustion is performed at an air-fuel ratio that corresponds to an operating state that is requested by the internal combustion engine. In the NOx reduction mode, the air-fuel ratio is changed to a rich side to carry out combustion. In the normal mode, the air-fuel ratio is variably set based on a viewpoint to ensure an output of the internal combustion engine and prevention of deterioration of an emission. In the NOx reduction mode, combustion is carried out at a rich air-fuel ratio to reduce NOx, which is stored in a catalyst that purifies an exhaust gas from the internal combustion engine.
Von dem Standpunkt einer Sicherstellung der Ausgabe der Verbrennungskraftmaschine und einer Verhinderung der Verschlechterung der Emission ist es wünschenswert, dass die Temperatur der Einlassluft, die durch den Ladeluftkühler gekühlt wird, niedrig ist. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, einen Sollwert der Einlasslufttemperatur auf einen niedrigen Wert einzustellen.From the viewpoint of ensuring the output of the internal combustion engine and preventing the deterioration of the emission, it is desirable that the temperature of the intake air cooled by the charge air cooler is low. For this reason, it is desirable to set a target value of the intake air temperature to a low value.
In der NOx-Reduzierbetriebsart wird jedoch eine fette Verbrennung ausgeführt. Folglich wird in einem Betriebszustand, in dem ein angefordertes Drehmoment bei der Verbrennungskraftmaschine beispielsweise klein ist, eine Kraftstoffeinspritzmenge klein, wobei ebenso die Einlassluft in großem Umfang verringert wird. In einer derartigen NOx-Reduzierbetriebsart wird, wenn der Sollwert der Einlasslufttemperatur ebenso auf einen niedrigen Wert auf der Grundlage des Standpunkts zur Sicherstellung der Ausgabe der Verbrennungskraftmaschine und zur Verhinderung der Verschlechterung der Emission eingestellt wird, die Einlasslufttemperatur zu niedrig und die Einlassluft kann nicht verringert werden, sodass die fette Verbrennung nicht verwirklicht werden kann und NOx nicht reduziert werden kann.However, rich combustion is carried out in the NOx reducing mode. As a result, in an operating state in which a requested torque in the internal combustion engine is small, for example, a fuel injection amount becomes small, and the intake air is also largely reduced. In such a NOx reduction mode, if the target value of the intake air temperature is also set to a low value based on the position to ensure the output of the internal combustion engine and to prevent the deterioration of the emission, the intake air temperature is too low and the intake air cannot be reduced so that the rich combustion cannot be realized and NOx cannot be reduced.
Ferner fällt, wenn die Temperatur der Einlassluft, die durch den Ladeluftkühler gekühlt wird, zu niedrig ist, die Einlasslufttemperatur unter eine Kondensationstemperatur, wobei kondensiertes Wasser in dem Ladeluftkühler erzeugt werden kann. Wenn kondensiertes Wasser erzeugt wird, sammelt sich das so erzeugte kondensierte Wasser in einem Ansaugkanal und fließt dann in einen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine zu einer Zeit, was ein Wasserschlagphänomen verursachen kann.Further, if the temperature of the intake air cooled by the charge air cooler is too low, the intake air temperature falls below a condensation temperature, whereby condensed water can be generated in the charge air cooler. When condensed water is generated, the condensed water thus generated collects in an intake duct and then flows into a cylinder Internal combustion engine at a time, which can cause a water hammer phenomenon.
In Anbetracht dessen stellt die vorliegende Erfindung eine Steuerungsvorrichtung und ein Steuerungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine bereit, die jeweils eine Erzeugung von kondensiertem Wasser in einem Ladeluftkühler begrenzen und eine optimale Einlasslufttemperatur entsprechend einer Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine steuern.In view of this, the present invention provides a control device and method for an internal combustion engine, each of which limits condensed water generation in an intercooler and controls an optimal intake air temperature according to an operation mode of the internal combustion engine.
Eine erste Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst einen Ladeluftkühler, eine elektrische Pumpe, einen Einlasslufttemperatursensor, einen Katalysator und einen Temperaturfeuchtigkeitssensor. Der Ladeluftkühler ist konfiguriert, eine Einlassluft, die der Verbrennungskraftmaschine zuzuführen ist, durch einen Wärmeaustausch mit einem Kühlmittel abzukühlen. Die elektrische Pumpe ist konfiguriert, eine Strömungsrate des Kühlmittels, das durch den Ladeluftkühler zirkuliert, zu justieren. Der Einlasslufttemperatursensor ist konfiguriert, einen Parameterwert zu erfassen, der mit einer Temperatur der Einlassluft, die durch den Ladeluftkühler gekühlt wird, in Wechselbeziehung bzw. korreliert ist. Der Katalysator ist konfiguriert, NOx in einem Abgas der Verbrennungskraftmaschine zu speichern und zu reduzieren. Der Temperaturfeuchtigkeitssensor ist konfiguriert, eine Außenlufttemperatur und eine Außenluftfeuchtigkeit zu erfassen. Die Steuerungsvorrichtung umfasst eine elektronische Steuerungseinheit. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, eine Kraftmaschinendrehzahl der Verbrennungskraftmaschine zu erlangen beziehungsweise zu beschaffen und eine Sollkraftstoffeinspritzmenge der Verbrennungskraftmaschine zu berechnen. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert zu bestimmen, ob die Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine eine NOx-Reduzierbetriebsart ist oder nicht. Die NOx-Reduzierbetriebsart ist eine Betriebsart, in der ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Verbrennungskraftmaschine auf eine fette Seite geändert wird, um das NOx zu reduzieren, das in dem Katalysator gespeichert ist. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, einen ersten Sollwert für einen Sollwert des Parameterwerts zu berechnen, wenn die Betriebsart nicht die NOx-Reduzierbetriebsart ist. Der erste Sollwert wird auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl und der Sollkraftstoffeinspritzmenge berechnet, die einzustellen ist, wenn die Betriebsart nicht die NOx-Reduzierbetriebsart ist. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, einen zweiten Sollwert für den Sollwert zu berechnen, wenn die Betriebsart die NOx-Reduzierbetriebsart ist. Der zweite Sollwert wird auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl und der Sollkraftstoffeinspritzmenge berechnet, die einzustellen ist, wenn die Betriebsart die NOx-Reduzierbetriebsart ist. Der zweite Sollwert ist ein Wert, der größer als der erste Sollwert ist, der unter den gleichen Bedingungen der Kraftmaschinendrehzahl und der Sollkraftstoffeinspritzmenge eingestellt wird. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, einen dritten Sollwert für den Sollwert auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl der Sollkraftstoffeinspritzmenge, die in der bestimmten Betriebsart einzustellen ist, und einer erfassten Außenlufttemperatur und einer erfassten Außenluftfeuchtigkeit zu berechnen. Der dritte Sollwert ist ein Sollwert, bei dem die Temperatur der Einlassluft, die durch den Ladeluftkühler gekühlt wird, höher als eine Kondensationstemperatur ist. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, einen höheren Wert aus dem ersten Sollwert und dem dritten Sollwert als einen endgültigen Sollwert einzustellen, wenn die elektronische Steuerungseinheit bestimmt, dass die Betriebsart nicht die NOx-Reduzierbetriebsart ist. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, einen höheren Wert aus dem zweiten Sollwert und dem dritten Sollwert als den endgültigen Sollwert einzustellen, wenn die elektronische Steuerungseinheit bestimmt, dass die Betriebsart die NOx-Reduzierbetriebsart ist. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, eine Regelung bei der Drehzahl der elektrischen Pumpe auszuführen, sodass der Parameterwert den eingestellten endgültigen Sollwert erreicht.A first embodiment of the present invention is a control device for an internal combustion engine. The internal combustion engine includes a charge air cooler, an electric pump, an intake air temperature sensor, a catalytic converter and a temperature humidity sensor. The charge air cooler is configured to cool an intake air to be supplied to the internal combustion engine by heat exchange with a coolant. The electric pump is configured to adjust a flow rate of the coolant circulating through the charge air cooler. The intake air temperature sensor is configured to sense a parameter value that is correlated with a temperature of the intake air that is cooled by the charge air cooler. The catalyst is configured to store and reduce NOx in an exhaust gas of the internal combustion engine. The temperature humidity sensor is configured to detect an outside air temperature and an outside air humidity. The control device comprises an electronic control unit. The electronic control unit is configured to obtain or obtain an engine speed of the internal combustion engine and to calculate a target fuel injection quantity of the internal combustion engine. The electronic control unit is configured to determine whether the operating mode of the internal combustion engine is a NOx reduction mode or not. The NOx reduction mode is a mode in which an air-fuel ratio of the internal combustion engine is changed to a rich side to reduce the NOx stored in the catalyst. The electronic control unit is configured to calculate a first setpoint for a setpoint of the parameter value if the operating mode is not the NOx reduction mode. The first target value is calculated based on the engine speed and the target fuel injection amount to be set when the mode is not the NOx reduction mode. The electronic control unit is configured to calculate a second setpoint for the setpoint if the operating mode is the NOx reduction mode. The second target value is calculated based on the engine speed and the target fuel injection amount to be set when the mode is the NOx reduction mode. The second target value is a value that is larger than the first target value that is set under the same conditions of the engine speed and the target fuel injection amount. The electronic control unit is configured to calculate a third target value for the target value based on the engine speed of the target fuel injection quantity to be set in the specific operating mode and a detected outside air temperature and a detected outside air humidity. The third setpoint is a setpoint at which the temperature of the intake air cooled by the charge air cooler is higher than a condensation temperature. The electronic control unit is configured to set a higher value from the first target value and the third target value than a final target value when the electronic control unit determines that the operating mode is not the NOx reduction mode. The electronic control unit is configured to set a higher value from the second target value and the third target value than the final target value when the electronic control unit determines that the operating mode is the NOx reduction mode. The electronic control unit is configured to regulate the speed of the electric pump so that the parameter value reaches the set final setpoint.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird, wenn die Betriebsart nicht die NOx-Reduzierbetriebsart ist, ein höherer Wert aus dem ersten Sollwert und dem dritten Sollwert, der die Kondensationstemperatur überschreitet, als der endgültige Sollwert eingestellt, wobei die Regelung bei der Drehzahl der elektrischen Pumpe ausgeführt wird, um den Sollwert zu erreichen. Hierdurch wird eine Einlasslufttemperatur auf eine Einlasslufttemperatur, die für die Betriebsart, die nicht die NOx-Reduzierbetriebsart ist, geeignet ist, innerhalb eines Bereichs gesteuert, in dem kein kondensiertes Wasser in dem Ladeluftkühler erzeugt wird. Ferner wird in dem Fall der NOx-Reduzierbetriebsart ein höherer Wert aus dem zweiten Sollwert in der NOx-Reduzierbetriebsart und dem dritten Sollwert, der die Kondensationstemperatur überschreitet, als der endgültige Sollwert eingestellt, wobei die Regelung bei der Drehzahl der elektrischen Pumpe ausgeführt wird, um den Sollwert zu erreichen. Hierdurch kann die Einlasslufttemperatur auf eine Einlasslufttemperatur, die für ein Reduzieren von NOx geeignet ist, das in dem Katalysator gespeichert ist, innerhalb eines Bereichs gesteuert werden, in dem kein kondensiertes Wasser in dem Ladeluftkühler erzeugt wird.According to the configuration described above, when the mode is not the NOx reduction mode, a higher value of the first target value and the third target value that exceeds the condensation temperature is set than the final target value, and the control is performed on the speed of the electric pump to reach the setpoint. This controls an intake air temperature to an intake air temperature suitable for the non-NOx reduction mode within a range in which no condensed water is generated in the charge air cooler. Further, in the case of the NOx reducing mode, a higher value from the second target value in the NOx reducing mode and the third target value that exceeds the condensation temperature is set as the final target value, and the control is performed at the speed of the electric pump to to reach the setpoint. This allows the intake air temperature to be controlled to an intake air temperature suitable for reducing NOx stored in the catalyst within a range in which no condensed water is generated in the charge air cooler.
In der Steuerungsvorrichtung kann die elektronische Steuerungseinheit konfiguriert sein, den ersten Sollwert, den zweiten Sollwert und den dritten Sollwert unabhängig von einem Bestimmungsergebnis der Betriebsart zu berechnen.The electronic control unit can be configured in the control device, the first setpoint, the second setpoint and the third Calculate the setpoint independently of a determination result of the operating mode
In der Steuerungsvorrichtung kann die elektronische Steuerungseinheit konfiguriert sein, den ersten Sollwert nicht zu berechnen, wenn die elektronische Steuerungseinheit bestimmt, dass die Betriebsart die NOx-Reduzierbetriebsart ist. Die elektronische Steuerungseinheit kann konfiguriert sein, den zweiten Sollwert nicht zu berechnen, wenn die elektronische Steuerungseinheit bestimmt, dass die Betriebsart nicht die NOx-Reduzierbetriebsart ist.In the control device, the electronic control unit may be configured not to calculate the first target value when the electronic control unit determines that the operating mode is the NOx reduction mode. The electronic control unit may be configured not to calculate the second setpoint when the electronic control unit determines that the mode is not the NOx reduction mode.
Eine zweite Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Steuerungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst einen Ladeluftkühler, eine elektrische Pumpe, einen Einlasslufttemperatursensor, einen Katalysator und einen Temperaturfeuchtigkeitssensor. Der Ladeluftkühler ist konfiguriert, eine Einlassluft, die der Verbrennungskraftmaschine zuzuführen ist, durch einen Wärmeaustausch mit einem Kühlmittel abzukühlen. Die elektrische Pumpe ist konfiguriert, eine Strömungsrate des Kühlmittels, das durch den Ladeluftkühler zirkuliert, zu justieren. Der Einlasslufttemperatursensor ist konfiguriert, einen Parameterwert zu erfassen, der mit einer Temperatur der Einlassluft, die durch den Ladeluftkühler gekühlt wird, korreliert. Der Katalysator ist konfiguriert, NOx in einem Abgas der Verbrennungskraftmaschine zu speichern und zu reduzieren. Der Temperaturfeuchtigkeitssensor ist konfiguriert, eine Außenlufttemperatur und eine Außenluftfeuchtigkeit zu erfassen. Das Steuerungsverfahren umfasst: ein Berechnen einer Sollkraftstoffeinspritzmenge der Verbrennungskraftmaschine; ein Bestimmen, ob eine Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine eine NOx-Reduzierbetriebsart ist oder nicht, wobei die NOx-Reduzierbetriebsart eine Betriebsart ist, in der ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Verbrennungskraftmaschine auf eine fette Seite geändert wird, um das NOx, das in dem Katalysator gespeichert ist, zu reduzieren; ein Berechnen eines ersten Sollwerts für einen Sollwert des Parameterwerts, wenn die Betriebsart nicht die NOx-Reduzierbetriebsart ist, wobei der erste Sollwert auf der Grundlage einer Kraftmaschinendrehzahl der Verbrennungskraftmaschine und der Sollkraftstoffeinspritzmenge, die einzustellen ist, wenn die Betriebsart nicht die NOx-Reduzierbetriebsart ist, berechnet wird; ein Berechnen eines zweiten Sollwerts für den Sollwert, wenn die Betriebsart die NOx-Reduzierbetriebsart ist, wobei der zweite Sollwert auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl und der Sollkraftstoffeinspritzmenge, die einzustellen ist, wenn die Betriebsart die NOx-Reduzierbetriebsart ist, berechnet wird, wobei der zweite Sollwert größer als der erste Sollwert ist, der unter den gleichen Bedingungen der Kraftmaschinendrehzahl und der Sollkraftstoffeinspritzmenge berechnet wird; ein Berechnen eines dritten Sollwerts für den Sollwert auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl, der Sollkraftstoffeinspritzmenge, die in der bestimmten Betriebsart einzustellen ist, und der erfassten Außenlufttemperatur und der erfassten Außenluftfeuchtigkeit, wobei der dritte Sollwert ein Sollwert ist, bei dem die Temperatur der Einlassluft, die durch den Ladeluftkühler gekühlt wird, höher als eine Kondensationstemperatur ist; ein Einstellen eines höheren Wert aus dem ersten Sollwert und dem dritten Sollwert als einen endgültigen Sollwert, wenn die Betriebsart nicht die NOx-Reduzierbetriebsart ist; ein Einstellen eines höheren Werts aus dem zweiten Sollwert und dem dritten Sollwert als den endgültigen Sollwert, wenn die Betriebsart die NOx-Reduzierbetriebsart ist; und ein Ausführen einer Regelung bei der Drehzahl der elektrischen Pumpe, sodass der Parameterwert den eingestellten endgültigen Sollwert erreicht.A second embodiment of the present invention is a control method for an internal combustion engine. The internal combustion engine includes a charge air cooler, an electric pump, an intake air temperature sensor, a catalytic converter and a temperature humidity sensor. The charge air cooler is configured to cool an intake air to be supplied to the internal combustion engine by heat exchange with a coolant. The electric pump is configured to adjust a flow rate of the coolant circulating through the charge air cooler. The intake air temperature sensor is configured to detect a parameter value that correlates with a temperature of the intake air that is cooled by the charge air cooler. The catalyst is configured to store and reduce NOx in an exhaust gas of the internal combustion engine. The temperature humidity sensor is configured to detect an outside air temperature and an outside air humidity. The control method includes: calculating a target fuel injection amount of the internal combustion engine; determining whether or not an engine operating mode is a NOx reduction mode, the NOx reduction mode being a mode in which an air-fuel ratio of the engine is changed to a rich side by the NOx contained in the catalyst is saved to reduce; calculating a first setpoint for a setpoint of the parameter value when the mode is not the NOx reduction mode, the first setpoint based on an engine speed of the internal combustion engine and the target fuel injection amount to be set when the mode is not the NOx reduction mode, is calculated; calculating a second setpoint for the setpoint when the mode is the NOx reduction mode, the second setpoint being calculated based on the engine speed and the target fuel injection amount to be set when the mode is the NOx reduction mode, the second Target value is greater than the first target value calculated under the same engine speed and target fuel injection quantity conditions; calculating a third setpoint for the setpoint based on the engine speed, the target fuel injection amount to be set in the particular mode, and the detected outside air temperature and outside humidity, the third setpoint being a setpoint at which the temperature of the intake air, the is cooled by the charge air cooler is higher than a condensation temperature; setting a higher value from the first target value and the third target value than a final target value if the operating mode is not the NOx reduction mode; setting a higher value of the second target value and the third target value than the final target value when the operating mode is the NOx reduction mode; and performing control on the speed of the electric pump so that the parameter value reaches the set final target value.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist es möglich, eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, wobei die Steuerungsvorrichtung eine Erzeugung von kondensiertem Wasser in einem Ladeluftkühler begrenzt und eine optimale Einlasslufttemperatur entsprechend einer Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine steuert.According to the configuration described above, it is possible to provide a control device for an internal combustion engine, the control device limiting generation of condensed water in an intercooler and controlling an optimal intake air temperature according to an operating mode of the internal combustion engine.
Figurenlistelist of figures
Merkmale, Vorteile sowie eine technische und industrielle Bedeutung beispielhafter Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. Es zeigen:
-
1 eine Darstellung, die eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht; -
2 ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Einstellungssteuerung eines Sollwerts einer Einlasslufttemperatur veranschaulicht, die durch eine ECU auszuführen ist; -
3A ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines ersten Sollwertberechnungsschritts veranschaulicht; -
3B ein Beispiel einer Abbildung bzw. eines Kennfelds, die eine Solltemperatur als einen ersten Sollwert entsprechend einer Kraftmaschinendrehzahl und einer Sollkraftstoffeinspritzmenge, die in einer normalen Betriebsart eingestellt wird, vorschreibt; -
4A ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines zweiten Sollwertberechnungsschritts veranschaulicht; -
4B ein Beispiel einer Abbildung bzw. eines Kennfelds, die eine Solltemperatur als einen zweiten Sollwert entsprechend einer Kraftmaschinendrehzahl und einer Sollkraftstoffeinspritzmenge, die in einer NOx-Reduzierbetriebsart eingestellt wird, vorschreibt; -
5 ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines dritten Sollwertberechnungsschritts veranschaulicht; -
6 ein Beispiel einer Abbildung bzw. eines Kennfelds, das eine Kondensationstemperatur entsprechend einer Außenlufttemperatur und einer Außenluftfeuchtigkeit bei einem vorbestimmten Sollladedruck vorschreibt; und -
7 ein Flussdiagramm, das eine Modifikation einer Einstellungssteuerung eines Sollwerts einer Einlasslufttemperatur veranschaulicht, die durch die ECU auszuführen ist.
-
1 a diagram illustrating a control device for an internal combustion engine according to the present embodiment; -
2 14 is a flowchart illustrating an example of setting control of a target value of intake air temperature to be executed by an ECU; -
3A a flowchart illustrating an example of a first setpoint calculation step; -
3B an example of a map that prescribes a target temperature as a first target value corresponding to an engine speed and a target fuel injection amount set in a normal mode; -
4A a flowchart illustrating an example of a second target value calculation step; -
4B an example of a map or a map that a target temperature as prescribes a second target value corresponding to an engine speed and a target fuel injection amount set in a NOx reduction mode; -
5 a flowchart illustrating an example of a third target value calculation step; -
6 an example of a map or a map that prescribes a condensation temperature corresponding to an outside air temperature and an outside air humidity at a predetermined target boost pressure; and -
7 14 is a flowchart illustrating a modification of setting control of a target value of an intake air temperature to be executed by the ECU.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
Eine Turbine
Der Umgehungskanal
Der Ladeluftkühler
Der Kühlmittelpfad
Ein Einlasslufttemperatursensor
In dem Abgaskanal
Die ECU
Die ECU
Der Kurbelwinkelsensor
Der Beschleunigungseinrichtungsöffnungssensor
Der Einlasslufttemperatursensor
Wie es vorstehend beschrieben ist, erlangt die ECU
Als nächstes wird eine Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine
In der NOx-Reduzierbetriebsart wird, um den Katalysator
Als nächstes wird eine Einstellungssteuerung eines Sollwerts der Einlasslufttemperatur beschrieben, die durch die ECU
Als erstes erlangt bzw. beschafft in Schritt
Nachfolgend führt die ECU
Nachfolgend führt die ECU
Nachfolgend führt die ECU
Dann bestimmt die ECU
In einem Fall, in dem die Betriebsart nicht die NOx-Reduzierbetriebsart ist, das heißt in einem Fall der normalen Betriebsart bestimmt die ECU
In einem Fall einer bestätigenden Bestimmung in Schritt
Wie es vorstehend beschrieben ist, wird ein höherer Wert aus dem ersten Sollwert
Es ist anzumerken, dass die Verarbeitungen gemäß den Schritten
Ein Grund zur Berechnung aller aus dem ersten Sollwert
Als nächstes wird die Erster-Sollwert-Tl-Berechnungsverarbeitung beschrieben.
Genauer gesagt wird die Sollkraftstoffeinspritzmenge, die ein Sollwert der Kraftstoffeinspritzmenge ist, auf der Grundlage einer Abbildung bzw. eines Kennfelds oder einer Berechnungsformel in der normalen Betriebsart entsprechend der Kraftmaschinendrehzahl und dem Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrad berechnet. Die Sollkraftstoffeinspritzmenge, die in der normalen Betriebsart eingestellt wird, ist eine Kraftstoffeinspritzmenge, die der erlangten Kraftmaschinendrehzahl und dem erlangten Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrad entspricht, um eine Verbrennung bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu verwirklichen, das einem Betriebszustand entspricht, der bei der Verbrennungskraftmaschine
Nachfolgend berechnet die ECU
Wie es vorstehend beschrieben ist, wird, auch wenn die Betriebsart die NOx-Reduzierbetriebsart zu dem derzeitigen Zeitpunkt ist, der erste Sollwert
Als nächstes wird die Zweiter-Sollwert-
Genauer gesagt wird die Sollkraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage einer Abbildung bzw. eines Kennfeldes oder einer Berechnungsformel in der NOx-Reduzierbetriebsart entsprechend der Kraftmaschinendrehzahl und dem Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrad berechnet. Die Sollkraftstoffeinspritzmenge, die in der NOx-Reduzierbetriebsart eingestellt wird, ist eine Kraftstoffeinspritzmenge, die erforderlich ist, um eine Verbrennung bei einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu verwirklichen, um das NOx zu reduzieren, das in dem Katalysator
Nachfolgend berechnet die ECU
Es ist anzumerken, dass, wie es vorstehend beschrieben ist, auch wenn die Betriebsart die normale Betriebsart zu dem derzeitigen Zeitpunkt ist, der zweite Sollwert
Es ist anzumerken, dass unter den gleichen Bedingungen der Kraftmaschinendrehzahl und der Sollkraftstoffeinspritzmenge der zweite Sollwert
Als nächstes wird die Dritter-Sollwert-
Nachfolgend berechnet die ECU
Dann erlangt die ECU
Dann berechnet die ECU
Als nächstes wird eine Modifikation einer Einstellungssteuerung eines Sollwerts einer Einlasslufttemperatur beschrieben, die durch die ECU
Die ECU
Als solches wird die Berechnung des ersten Sollwerts
Das Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorstehend ausführlich beschrieben worden, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf das spezifische Ausführungsbeispiel begrenzt, wobei verschiedene Modifikationen und Änderungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, der in den Patentansprüchen beschrieben ist, ausgeführt werden können.The embodiment according to the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the present invention described in the claims.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel und der Modifikation wird die Einlasslufttemperatur in der Nähe des Auslasses des Ladeluftkühlers
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel und der Modifikation wird der Sollwert auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl und der Sollkraftstoffeinspritzmenge berechnet, aber der Sollwert kann zusätzlich hierzu auf der Grundlage zumindest eines Parameters aus einer AGR-Rate und der Außenlufttemperatur beispielsweise berechnet werden. Der Grund hierfür ist, dass, wenn die AGR-Rate höher ist, eine Frischluftmenge, die der Verbrennungskraftmaschine zuzuführen ist, abnimmt, sodass eine Temperatur der Frischluft niedrig sein kann. Ferner ist der Grund hierfür ebenso, dass, wenn die Außenlufttemperatur niedriger ist, eine Einlassluftmenge größer ist, sodass der Sollwert der Einlasslufttemperatur niedrig sein kann.In the above-described embodiment and the modification, the target value is calculated based on the engine speed and the target fuel injection amount, but the target value may additionally be calculated based on at least one parameter from an EGR rate and the outside air temperature, for example. The reason for this is that when the EGR rate is higher, an amount of fresh air to be supplied to the internal combustion engine decreases, so that a temperature of the fresh air may be low. Furthermore, the reason for this is also that when the outside air temperature is lower, an intake air amount is larger, so that the target value of the intake air temperature may be low.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel und der Modifikation wird der erste Sollwert
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