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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-064196 , eingereicht am 29. März 2017, deren gesamte Inhalte hiermit unter Bezugnahme aufgenommen werden.
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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine AGR-Steuerungsvorrichtung zum Steuern eines AGR-Ventils einer AGR-Vorrichtung.
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Verwandte Technik
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Bisher wird, als Verfahren zum Steuern eines AGR-Ventils, ein Differenzdruck vor und hinter dem AGR-Ventil mit einem Differenzdrucksensor gemessen, und das AGR-Ventil wird basierend auf einem Messergebnis gesteuert (zum Beispiel durch die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsschrift (JP-A)-Nr. 2004-150343.
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Jedoch leidet das in der
JP-A Nr. 2004-150343 offenbarte Verfahren unter einem Problem, dass der Differenzdrucksensor, der den Differenzdruck vor und hinter dem AGR-Ventil misst, in der Nähe des AGR-Ventils angeordnet werden muss, was in einer komplizierten Konfiguration resultiert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Daher ist es wünschenswert, eine AGR-Steuerungsvorrichtung anzugeben, die in der Lage ist, ein AGR-Ventil mit einer einfachen Konfiguration geeignet zu steuern.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine AGR-Steuerungsvorrichtung angegeben, welche enthält: ein Wirbelerzeugungsventil, das konfiguriert ist, um einen Durchgangsquerschnitt eines Einlasskanals eines Motors einzustellen; einen Rückführkanal, der konfiguriert ist, um Abgas von einem Auslasskanal des Motors zu dem Einlasskanal rückzuführen; ein AGR-Ventil, das an dem Rückführkanal angeordnet und konfiguriert ist, den Rückführkanal zu öffnen und zu schließen; eine AGR-Ventilöffnungsgradherleitungseinheit, die konfiguriert ist, um einen Öffnungsgrad des AGR-Ventils auf Basis einer Motordrehzahl, einer Motorlast und einer Wirbelerzeugungsventilöffnungs- und Schließrate herzuleiten; und eine AGR-Ventilsteuereinheit, die konfiguriert ist, um das AGR-Ventil zum Erreichen des von der AGR-Ventilöffnungsgradherleitungseinheit hergeleiteten Öffnungsgrads anzutreiben und zu steuern.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer AGR-Steuerungsvorrichtung darstellt.
- 2 ist ein Diagramm, das ein Korrekturöffnungsgradkennfeld darstellt, das einen Korrekturöffnungsgrad zu einem Abweichungsbetrag und einem AGR-Öffnungsgrad angibt.
- 3 ist ein Flussdiagramm, das einen AGR-Steuerungsprozess darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ein bevorzugtes Beispiel der vorliegenden Erfindung wird nun im Detail unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Abmessungen, Materialien, spezifischen numerischen Werte und dergleichen, die in einem solchen Beispiel dargestellt sind, dienen lediglich zum leichteren Verständnis der Erfindung, und schränken die vorliegende Erfindung nicht ein, solange nicht anderweitig angegeben. In der vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen sind Elemente, die im Wesentlichen die gleiche Funktion und Konfiguration haben, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und redundante Erläuterungen sind weggelassen, und Elemente, die sich nicht direkt auf die vorliegende Erfindung beziehen, sind weggelassen.
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1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer AGR-(Abgasrückführung)-Steuerungsvorrichtung 1 darstellt. Jedoch werden in der folgenden Beschreibung Konfigurationen und Prozesse in Bezug auf das vorliegende Beispiel im Detail beschrieben, während Konfigurationen und Prozesse ohne Bezug auf das vorliegende Beispiel von der Beschreibung weggelassen werden.
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Wie in 1 dargestellt, ist die AGR-Steuerungsvorrichtung 1 an einem Motor 2 und mit einer ECU 3 (Motorsteuereinheit) vorgesehen, und der gesamte Motor 2 wird von der ECU 3 betrieben und angesteuert.
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Der Motor 2 ist versehen mit einem Zylinderblock 10, einem Kurbelgehäuse 12, das mit dem Zylinderblock 10 integriert ist, und einem Zylinderkopf 14, der mit dem Zylinderblock 10 verbunden ist.
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In dem Zylinderblock 10 sind eine Mehrzahl von Zylindern 16 ausgebildet, und im jeweiligen Zylinder 16 ist ein Kolben durch eine Pleuelstange 20 gleitend abgestützt. Ein Raum, der von dem Zylinderkopf 14, dem Zylinder 16 und einer Deckfläche des Kolbens 18 umgeben ist, definiert einen Brennraum 22.
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In dem Motor 2 ist durch das Kurbelgehäuse 12 eine Kurbelkammer 24 gebildet, und eine Kurbelwelle 26 ist in der Kurbelkammer 24 drehbar gelagert. Der Kolben 18 ist mit der Kurbelwelle 26 durch die Pleuelstange 20 verbunden.
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Eine Einlassöffnung 28 und eine Auslassöffnung 30 sind in dem Zylinderkopf 14 so vorgesehen, dass sie mit dem Brennraum 22 in Verbindung stehen.
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Ein Einlasskanal 34, der einen Einlasskrümmer 32 enthält, ist mit der Einlassöffnung 28 verbunden. In der Einlassöffnung 28 ist von einer zum Einlasskrümmer 32 weisenden stromaufwärtigen Einlassluft-Seite eine Öffnung vorgesehen, und sind an einer zu dem Brennraum 22 weisenden stromabwärtigen Seite zwei Öffnungen vorgesehen. Der Kanal ist in der Mitte des Kanals von der stromaufwärtigen zur stromabwärtigen Seite hin verzweigt.
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Ein Außenende des Einlassventils 36 ist zwischen der Einlassöffnung 28 und dem Brennraum 22 angeordnet. Ein an einer Einlassnockenwelle 40 befestigter Nocken 42 stützt sich durch einen Kipphebel 38 an einem Ende des Einlassventils 36 ab. Das Einlassventil 36 öffnet und schließt die Einlassöffnung 28 für den Brennraum 22, wenn sich die Einlassnockenwelle 40 dreht.
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Ein Auslasskanal 46, der einen Auslasskrümmer 44 enthält, ist mit der Auslassöffnung 30 verbunden. In der Auslassöffnung 30 sind an einer zu dem Brennraum 22 weisenden stromaufwärtigen Auslassluft-Seite zwei Öffnungen vorgesehen, und ist an einer zum Auslasskrümmer 44 weisenden stromabwärtigen Seite eine Öffnung vorgesehen. Die Kanäle vereinigen sich in der Mitte des Kanals von der stromaufwärtigen zur stromabwärtigen Seite.
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Ein Außenende des Auslassventils 48 ist zwischen der Auslassöffnung 30 und dem Brennraum 22 angeordnet. Ein an einer Auslassnockenwelle 52 befestigter Nocken 54 stützt sich durch einen Kipphebel 50 an dem Auslassventil 48 ab. Das Auslassventil 48 öffnet und schließt die Auslassöffnung 30 zu dem Brennraum 22, wenn sich die Auslassnockenwelle 52 dreht.
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Ein Injektor 56 und eine Zündkerze 58 sind in dem Zylinderkopf 14 so vorgesehen, dass Enden des Injektors 56 und der Zündkerze 58 innerhalb des Brennraums 22 angeordnet sind, und Kraftstoff von dem Injektor 56 zu Luft hin eingespritzt wird, die durch die Einlassöffnung 28 in den Brennraum 22 fließt. Ein Luftkraftstoffgemisch wird zu einer vorbestimmten Zeit mit der Zündkerze 58 gezündet und verbrannt. Mit dieser Verbrennung bewegt sich der Kolben 18 in den Zylinder 16 hin und her, und die Hin- und Herbewegung des Kolbens 18 wird durch die Pleuelstange 20 in eine Drehbewegung der Kurbelwelle 26 umgewandelt.
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In dem Einlasskanal 34 sind, in der genannten Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite her, ein Luftfilter 60, ein Drosselventil 62, ein TGV (Wirbelerzeugungsventil) 64 und eine Trennwand 66 vorgesehen. Der Luftfilter 60 beseitigt Fremdstoffe, die mit der von der Außenluft angesaugten Luft vermischt sind. Das Drosselventil 62 wird von einem Aktuator 68 gemäß einem Betätigungsgrad eines Gaspedals (nicht gezeigt) geöffnet und geschlossen, und stellt die zu dem Brennraum 22 zu strömende Luftmenge ein.
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Das TGV 64 wird von dem Aktuator 70 zum Öffnen und Schließen angetrieben und öffnet und schließt einen der durch die Trennwand 66 abgeteilten Kanäle. In anderen Worten, das TGV 64 stellt eine Querschnittsfläche der Einlassöffnung 28 (des Einlasskanals 34) ein. Die Trennwand 66 erstreckt sich entlang der Luftströmungsrichtung innerhalb der Einlassöffnung 28 und unterteilt die Einlassöffnung 28 in zwei Kanäle.
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Wenn, wie in 1 dargestellt, das TGV 64 geschlossen ist, wenn einer der durch die Trennwand 66 abgeteilten Kanäle von dem TGV 64 geschlossen ist, strömt zu dem Lufteinlasskanal 34 geführte Luft durch den von der Trennwand 66 abgeteilten anderen Kanal und wird zu dem Brennraum 22 geleitet.
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Wenn in dem Motor 2 die Motorlast (Gaspedalstellungsgrad) klein ist und die Einlassluftströmungsrate klein ist, wird der Öffnungsgrad des TGV 64 gedrosselt, und der Großteil der Einlassluft strömt durch den von der Trennwand 66 abgeteilten anderen Kanal. Auf diese Weise fließt in dem Motor 2 die Luft, welche die erhöhte Strömungsrate hat, in den Brennraum 22, wobei eine starke Wirbelströmung in dem Brennraum 22 erzeugt wird, eine rasche Verbrennung des Kraftstoffs realisiert wird und eine Verbesserung der Kraftstoffausnutzung und der Verbrennungsstabilität ermöglicht wird.
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In dem Auslasskanal 46 ist ein Katalysator 72 vorgesehen. Der Katalysator 72 ist zum Beispiel ein Dreiwegekatalysator und enthält Platin (Pt), Palladium (Pd), und Rhodium (Rh), und beseitigt Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxide (NOx), die im von dem Brennraum 22 abgegebenen Abgas enthalten sind.
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Ferner ist der Motor 2 mit einer AGR-Vorrichtung 4 versehen. Die AGR-Vorrichtung 4 ist mit einem Rückführkanal 80 versehen, der den Einlasskanal 34 mit dem Auslasskanal 46 verbindet und ein Teil des durch den Auslasskanal 46 fließenden Abgases zu dem Einlasskanal 34 rückführt. Der Rückführkanal 80 ist mit einem AGR-Kühler 82 versehen, der die Temperatur des Abgases senkt, sowie einem AGR-Ventil 84, das eine Strömungsrate des Abgases steuert, welches durch den Rückführkanal 80 fließt. Das AGR-Ventil 84 ist zum Beispiel ein Klappenventil, und ein Öffnungsgrad des AGR-Ventils 84 wird von einem Schrittmotor 86 verändert. In der folgenden Beschreibung wird das durch den Rückführkanal 80 fließende Abgas auch als AGR-Gas bezeichnet.
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Die AGR-Steuerungsvorrichtung 1 ist auch mit einem Gaspedalstellungsgradsensor 90, einem Kurbelwinkelsensor 92 und einem Strömungsmesser 94 versehen. Der Gaspedalstellungsgradsensor 90 detektiert einen Druckbetrag des Gaspedals. Der Kurbelwinkelsensor 92 ist in der Nähe der Kurbelwelle 26 vorgesehen und gibt jedes Mal ein Pulssignal aus, wenn sich die Kurbelwelle 26 um einen vorbestimmten Winkel dreht. Der Strömungsmesser 94 ist stromab des Drosselventils 62 in dem Einlasskanal 34 vorgesehen und detektiert die Einlassluftmenge, die durch das Drosselventil 62 strömt und dem Brennraum 22 zugeführt wird.
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Die ECU 3 ist ein Microcomputer, der eine zentrale Prozessoreinheit (CPU), ein ROM, in dem Programme und dergleichen gespeichert sind, ein RAM als Arbeitsfläche und dergleichen enthält, und steuert gemeinsam den Motor 2 und die AGR-Vorrichtung 4. Wenn im vorliegenden Beispiel der Motor 2 und die AGR-Vorrichtung 4 angesteuert werden, fungiert die ECU 3 als Antriebssteuereinheit 100, Basisöffnungsgradherleitungseinheit 102, Korrekturöffnungsgradherleitungseinheit 104 und AGR-Ventilsteuereinheit 106. Darüber hinaus fungieren die Basisöffnungsgradherleitungseinheit 102 und die Korrekturöffnungsgradherleitungseinheit 104 gemeinsam als AGR-Ventilöffnungsgradherleitungseinheit.
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Die Antriebssteuereinheit 100 leitet eine gegenwärtige Motordrehzahl basierend auf einem vom Kurbelwinkelsensor 92 detektierten Pulssignal her. Die Antriebssteuereinheit 100 leitet ein Solldrehmoment und eine Sollmotordrehzahl unter Bezug auf ein vorab gespeichertes Kennfeld basierend auf der hergeleiteten Motordrehzahl und dem vom Gaspedalstellungsgradsensor 90 detektierten Gaspedalstellungsgrad (Motorlast), her.
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Ferner bestimmt die Antriebssteuereinheit 100 eine jedem Zylinder 16 zuzuführende Sollluftmenge basierend auf der hergeleiteten Sollmotordrehzahl und dem Solldrehmoment, und bestimmt einen Solldrosselöffnungsgrad und eine Soll-TGV-Öffnungs- und Schließrate basierend auf der bestimmten Sollluftmenge. In diesem Fall wird die Soll-TGV-Öffnungs- und Schließrate entweder auf einen geschlossenen Zustand, in dem das TVG 64 geschlossen ist, oder einen geöffneten Zustand, in dem das TGV 64 offen ist, bestimmt.
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Die Antriebssteuereinheit 100 treibt den Aktuator 68 so an, dass das Drosselventil 62 mit dem bestimmten Solldrosselöffnungsgrad öffnet, und treibt den Aktuator 70 so an, dass das TGV 64 mit der bestimmten Soll-TGV-Öffnungs- und Schließrate öffnet.
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Ferner bestimmt die Antriebssteuereinheit 100 die Kraftstoffmenge zum Beispiel auf ein theoretisches Luftkraftstoffverhältnis (λ = 1) als Solleinspritzmenge basierend auf der bestimmten Sollluftmenge, und bestimmt eine Solleinspritzzeitgebung und eine Solleinspritzdauer des Injektors 56, um den Kraftstoff mit der bestimmten Solleinspritzmenge von dem Injektor 56 einzuspritzen. Die Antriebssteuereinheit 100 treibt Injektor 56 mit der bestimmten Solleinspritzzeitgebung und der Solleinspritzdauer an, damit der Injektor 56 die Sollkraftstoffeinspritzmenge einspritzt.
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Ferner bestimmt die Antriebssteuereinheit 100 den Sollzündzeitpunkt der Zündkerze 58 basierend auf der Sollmotordrehzahl und dem vom Kurbelwinkelsensor 92 detektierten Pulssignal. Dann zündet die Antriebssteuereinheit 100 die Zündkerze 58 zu dem bestimmten Sollzündzeitpunkt.
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Die Basisöffnungsgradherleitungseinheit 102 leitet eine Soll-AGR-Rate, die ein Verhältnis des AGR-Gases zu einer Gesamtmenge der Einlassluft des AGR-Gases angibt, das in den Brennraum 22 eingeführt wird, basierend auf der Motordrehzahl, der Motorlast und der TGV-Öffnungs- und Schließrate, her.
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Da in diesem Fall die Verbrennungssituation (Temperatur und Druck) des Luftkraftstoffgemischs in dem Brennraum 22 unterschiedlich ist zwischen einem Fall, in dem das TGV 64 im geschlossenen Zustand ist, und einem Fall, in dem das TGV 64 im geöffneten Zustand ist, unterscheidet sich auch die dem Brennraum 22 zuzuführende (rückzuführende) Soll-AGR-Rate zwischen diesen zwei Fällen. Daher sind in der ECU 3 (RAM) vorab zwei Soll-AGR-Ratenkennfelder vorgesehen, für den Fall, in dem das TGV 64 im geschlossenen Zustand ist, und den Fall, in dem das TGV 64 im geöffneten Zustand ist. In diesen Soll-AGR-Ratenkennfeldern wird eine Soll-AGR-Rate für die Motordrehzahl und die Motorlast angegeben.
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Wenn das TGV 64 im geschlossenen Zustand ist, leitet die Basisöffnungsgradherleitungseinheit 102 die Soll-AGR-Rate basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast in Bezug auf das Soll-AGR-Ratenkennfeld für den Fall her, in dem das TGV 64 im geschlossenen Zustand ist. Wenn das TGV 64 im geöffneten Zustand ist, leitet die Basisöffnungsgradherleitungseinheit 102 die Soll-AGR-Rate basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast in Bezug auf das Soll-AGR-Ratenkennfeld für den Fall her, in dem das TGV 64 im geöffneten Zustand ist.
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Wenn ferner das TGV von dem geöffneten Zustand zum geschlossen Zustand oder vom geschlossenen Zustand zum geöffneten Zustand übergeht, leitet die Basisöffnungsgradherleitungseinheit 102 basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast die Soll-AGR-Raten in den Fällen her, in denen das TGV 64 im geschlossenen Zustand und im geöffneten Zustand ist, jeweils in Bezug auf die zwei Soll-AGR-Ratenkennfelder. Dann interpoliert die Basisöffnungsgradherleitungseinheit 102 linear die hergeleiteten zwei Soll-AGR-Raten gemäß dem Öffnungsgrad des TGV 64, um hierdurch die Soll-AGR-Rate herzuleiten.
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Anschließend leitet die Basisöffnungsgradherleitungseinheit 102 eine zum Einlasskanal 34 rückzuführende Soll-AGR-Strömungsrate basierend auf der hergeleiteten Soll-AGR-Rate und der vom Strömungsmesser 94 detektierten Einlassluftmenge her. Danach leitet die Basisöffnungsgradherleitungseinheit 102 den Öffnungsgrad des AGR-Ventils 84 zum Rückführen der Soll-AGR-Strömungsrate zu dem Einlasskanal 34 als der Basis-AGR-Öffnungsgrad her.
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In diesem Fall wird, insofern nichts an dem AGR-Ventil 84 anhaftet, der Basis-AGR-Öffnungsgrad auf einen Wert gesetzt, bei dem das AGR-Gas mit der Soll-AGR-Strömungsrate rückgeführt wird, wenn das AGR-Ventil 84 mit diesem Öffnungsgrad geöffnet ist. Jedoch können im AGR-Gas enthaltene verschiedene Materialien (Ablagerungen) an dem AGR-Ventil 84 oder der Peripherie des AGR-Ventils 84 anhaften. Wenn die Ablagerung an dem AGR-Ventil 84 oder der Peripherie des AGR-Ventils 84 anhaftet, ändert sich, auch wenn das AGR-Ventil 84 mit dem Basis-AGR-Öffnungsgrad geöffnet wird, ein Öffnungsquerschnitt des AGR-Ventils 84 aufgrund der Ablagerungen, und unterscheidet sich die Strömungsrate des AGR-Gases von der Soll-AGR-Strömungsrate.
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Daher wird der Öffnungsgrad des AGR-Ventils 84 basierend auf dem Differenzdruck vor und hinter dem AGR-Ventil 84 rückkoppelnd geregelt, wodurch die Strömungsrate des AGR-Gases auch dann auf die Soll-AGR-Strömungsrate gesetzt wird, wenn die Ablagerung in dem AGR-Ventil 84 anhaftet. Wenn man jedoch versucht, den Differenzdruck vor und hinter dem AGR-Ventil 84 mit dem Differenzdrucksensor zu messen, wird die Konfiguration für die Anordnung des Differenzdrucksensors kompliziert, und nehmen auch die Kosten zu.
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Daher wird im vorliegenden Beispiel der Differenzdruck vor und hinter dem AGR-Ventil 84 basierend auf der Motordrehzahl, der Motorlast und der TGV-Öffnungs- und Schließrate geschätzt, wodurch es möglich wird, die Konfiguration zu vereinfachen und die Kosten zu senken.
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Die Korrekturöffnungsgradherleitungseinheit 104 leitet den Soll-Differenzdruck von der Soll-AGR-Strömungsrate in Bezug auf eine Tabelle her, welche eine Beziehung zwischen der vorab durch Experimente erhaltenen Soll-AGR-Strömungsrate und dem Soll-Differenzdruck vor und hinter dem AGR-Ventil 84 aufzeigt. Es sollte angemerkt werden, dass der Soll-Differenzdruck in Bezug auf das Soll-Differenzdruckkennfeld basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast hergeleitet werden kann. In dem Soll-Differenzdruckkennfeld ist der Soll-Differenzdruck in Bezug auf die Motordrehzahl und die Motorlast angegeben.
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Darüber hinaus leitet (schätzt) die Korrekturöffnungsgradherleitungseinheit 104 den Ist-Differenzdruck vor und hinter dem AGR-Ventil 84 basierend auf der Motordrehzahl, der Motorlast und der TGV-Öffnungs- und Schließrate her. Da in diesem Fall, wie oben beschrieben, sich der Verbrennungszustand in Abhängigkeit von der TGV-Öffnungs- und Schließrate verändert, was die Charakteristiken wie etwa die Abgasmenge, die Drehzahl, die Temperatur und Komponenten beeinflusst, wird der Ist-Differenzdruck vor und hinter dem AGR-Ventil 84 durch die TGV-Öffnungs- und Schließrate beeinflusst. Wenn man daher den Ist-Differenzdruck vor und hinter dem AGR-Ventil 84 herleitet, wird die TGV-Öffnungs- und Schließrate als Parameter verwendet, um hierdurch in der Lage zu sein, den Ist-Differenzdruck mit hoher Präzision herzuleiten.
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Insbesondere ist, ähnlich dem Fall der Herleitung der Soll-AGR-Rate, die ECU 3 mit zwei Ist-Differenzdruckkennfeldern versehen, für den Fall, in dem das TGV 64 im geschlossen Zustand ist, und den Fall, in dem das TGV 64 im geöffneten Zustand ist. Das Ist-Differenzdruckkennfeld gibt den Ist-Differenzdruck in Bezug auf die Motordrehzahl und die Motorlast an.
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Wenn das TGV 64 im geschlossenen Zustand ist, leitet die Korrekturöffnungsgradherleitungseinheit 104 den Ist-Differenzdruck unter Bezug auf das Ist-Differenzdruckkennfeld basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast für den Fall her, in dem das TGV 64 im geschlossenen Zustand ist. Wenn ferner das TGV 64 im geöffneten Zustand ist, leitet die Korrekturöffnungsgradherleitungseinheit 104 den Ist-Differenzdruck unter Bezug auf das Ist-Differenzdruckkennfeld basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast für den Fall her, in dem das TGV 64 im geöffneten Zustand ist.
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Ferner leitet, wenn das TGV 64 im Übergangszustand ist, die Korrekturöffnungsgradherleitungseinheit 104 die Ist-Differenzdrücke in Bezug auf die jeweiligen zwei Ist-Differenzdruckkennfelder basierend auf der Motordrehzahl und der Motorlast für die Fälle her, in denen das TGV 64 im geschlossen Zustand und im geöffneten Zustand ist. Dann interpoliert die Korrekturöffnungsgradherleitungseinheit 104 linear die zwei hergeleiteten Ist-Differenzdrücke gemäß dem Öffnungsgrad des TGV 64, um hierdurch den Ist-Differenzdruck herzuleiten.
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2 ist ein Diagramm, das ein Korrekturöffnungsgradkennfeld darstellt, welches einen Korrekturöffnungsgrad zu einem Abweichungsbetrag und einem AGR-Öffnungsgrad angibt. In 2 bezeichnen „groß“ und „klein“ die Größenbeziehungen mit Absolutwerten. Zum Beispiel sind „groß (negativer Wert)“ und „klein (negativer Wert)“ negative Werte, welche angeben, dass der Absolutwert von „groß (negativer Wert)“ größer ist als jener von „klein (negativer Wert)“.
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Beim Herleiten des Soll-Differenzdrucks und des Ist-Differenzdrucks leitet die Korrekturöffnungsgradherleitungseinheit 104 den Abweichungsbetrag des Ist-Differenzdrucks vom Solldifferenzdruck her, indem sie den Ist-Differenzdruck von dem Soll-Differenzdruck subtrahiert. Dann leitet die Korrekturöffnungsgradherleitungseinheit 104 den Korrekturöffnungsgrad unter Bezug auf das in 2 dargestellte Korrekturöffnungsgradkennfeld basierend auf dem hergeleiteten Abweichungsbetrag und dem gegenwärtigen AGR-Öffnungsgrad her.
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In dem Korrekturöffnungsgradkennfeld wird der Korrekturöffnungsgrad auf 0 gesetzt, wenn der AGR-Öffnungsgrad 0° ist, und wenn der AGR-Öffnungsgrad gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, der als ein solcher angesehen werden kann, der durch Ablagerungen nicht beeinflusst wird. Wenn der AGR-Öffnungsgrad im Bereich von 0° bis weniger als der vorbestimmte Wert liegt, wird, da der Einfluss der Ablagerungen mehr zur Mitte hin ansteigt, der Korrekturöffnungsgrad auch auf einen größeren Wert gesetzt.
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Darüber hinaus wird in dem Korrekturöffnungsgradkennfeld der Korrekturöffnungsgrad auf 0 als Totzone gesetzt, um eine zu starke rückkoppelnde Regelung zu verringern, wenn der Abweichungsbetrag um 0 herum liegt. Wenn dann der Abweichungsbetrag größer als 0 wird, d.h. wenn der Ist-Differenzdruck kleiner wird als der Soll-Differenzdruck, wird der Korrekturöffnungsgrad so gesetzt, dass er von 0 an allmählich größer wird. Wenn ferner der Abweichungsbetrag kleiner als 0 wird, d.h., wenn der Ist-Differenzdruck größer als der Solldifferenzdruck wird, wird der Korrekturöffnungsgrad auf einen Wert gesetzt, der von 0 aus allmählich abnimmt (ein Absolutwert des negativen Werts zunimmt).
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Die AGR-Ventilsteuereinheit 106 korrigiert (addiert) den von der Basisöffnungsgradherleitungseinheit 102 hergeleiteten Basis-AGR-Öffnungsgrad mit dem von der Korrekturöffnungsgradherleitungseinheit 104 hergeleiteten Korrekturöffnungsgrad, um hierdurch einen finalen AGR-Öffnungsgrad herzuleiten. Dann treibt die AGR-Ventilsteuereinheit 106 den Schrittmotor 86 an, um das AGR-Ventil 84 mit dem finalen AGR-Öffnungsgrad zu öffnen.
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3 ist ein Flussdiagramm, das einen AGR-Steuerungsprozess darstellt. Die ECU 3 führt einen in 3 dargestellten AGR-Steuerungsprozess aus, wenn sie das AGR-Ventil 84 steuert. Zuerst leitet die Basisöffnungsgradherleitungseinheit 104 die Soll-AGR-Rate basierend auf der Motordrehzahl, der Motorlast und der TGV-Öffnungs- und Schließrate her (S100).
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Anschließend leitet die Basisöffnungsgradherleitungseinheit 102 eine Soll-AGR-Strömungsrate basierend auf der hergeleiteten Soll-AGR-Rate und der vom Strömungsmesser 94 detektierten Einlassluftmenge her (S102). Danach leitet die Basisöffnungsgradherleitungseinheit 104 den Öffnungsgrad des AGR-Ventils 84, um die Soll-AGR-Strömungsrate zu dem Einlasskanal 34 rückzuführen, als den Basis-AGR-Öffnungsgrad her (S104).
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Danach leitet die Korrekturöffnungsgradherleitungseinheit 104 den Soll-Differenzdruck vor und hinter dem AGR-Ventil 84 unter Bezug auf eine Tabelle her, welche eine Beziehung zwischen der vorab durch Experimente erhaltenen Soll-AGR-Strömungsrate und dem auf der Soll-AGR-Strömungsrate basierenden Soll-Differenzdruck aufzeigt (S106).
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Anschließend leitet (schätzt) die Korrekturöffnungsgradherleitungseinheit 104 den Ist-Differenzdruck vor und hinter dem AGR-Ventil 84 in Bezug auf das Ist-Differenzdruckkennfeld basierend auf der Motordrehzahl, der Motorlast und der TGV-Öffnungs- und Schließrate her (S108).
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Die Korrekturöffnungsgradherleitungseinheit 104 leitet den Abweichungsbetrag des Ist-Differenzdrucks von dem Soll-Differenzdruck her, indem sie den Ist-Differenzdruck von dem Soll-Differenzdruck subtrahiert (S110). Darüber hinaus leitet die Korrekturöffnungsgradherleitungseinheit 104 den Korrekturöffnungsgrad in Bezug auf das Korrekturöffnungsgradkennfeld basierend auf dem hergeleiteten Abweichungsbetrag und dem gegenwärtigen AGR-Öffnungsgrad her (S112).
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Danach korrigiert (addiert) die AGR-Ventilsteuereinheit 106 den in S104 hergeleiteten Basis-AGR-Öffnungsgrad mit dem in S112 hergeleiteten Korrekturöffnungsgrad, um hierdurch einen finalen AGR-Öffnungsgrad herzuleiten. Dann treibt die AGR-Ventilsteuereinheit 106 den Schrittmotor 86 an, um das AGR-Ventil 84 mit dem finalen AGR-Öffnungsgrad zu öffnen (S114).
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Wie oben beschrieben, leitet die AGR-Steuerungsvorrichtung 1 den finalen AGR-Öffnungsgrad basierend auf der Motordrehzahl, der Motorlast und der TGV-Öffnungs- und Schließrate her. Da hierbei der Ist-Differenzdruck basierend auf der Motordrehzahl, der Motorlast und der TGV-Öffnungs- und Schließrate hergeleitet wird, ist es nicht erforderlich, den Differenzdrucksensor vorzusehen, und kann der Ist-Differenzdruck mit einer einfachen Konfiguration genau hergeleitet werden.
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Im Ergebnis kann, da die AGR-Steuerungsvorrichtung 1 den Korrekturöffnungsgrad in Bezug auf den Basis-AGR-Öffnungsgrad genau herleiten kann, die Soll-AGR-Strömungsrate auch dann erreicht werden, wenn an dem AGR-Ventil 84 eine Ablagerung anhaftet. Somit kann die AGR-Steuerungsvorrichtung 1 den Kraftstoffverbrauch und die Abgaseigenschaften verbessern und kann die Störungsunempfindlichkeit verbessern.
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Obwohl ein bevorzugtes Beispiel der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt. Für einen Fachkundigen in dem Technischen Gebiet, zu dem das Beispiel der vorliegenden Erfindung gehört, sollte in dem Umfang der in den Ansprüchen beschriebenen technischen Idee das Beispiel der vorliegenden Erfindung auch verschiedene Modifikationen und Anwendungen abdecken, und diese Modifikationen sollen in den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.
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Zum Beispiel wird im obigen Beispiel, nachdem die Soll-AGR-Rate und die Soll-AGR-Strömungsrate hergeleitet worden sind, der Basis-AGR-Öffnungsgrad hergeleitet. Jedoch kann der Basis-AGR-Öffnungsgrad auch direkt basierend auf der Motordrehzahl, der Motorlast und der TGV-Öffnungs- und Schließrate hergeleitet werden.
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Ferner wird im obigen Beispiel das TGV 64 entweder zum geöffneten Zustand oder geschlossenen Zustand hin gesteuert, aber das TGV 64 kann auch auf einen zwischenliegenden Öffnungsgrad gesteuert werden.
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Gemäß dem Beispiel der vorliegenden Erfindung kann das AGR-Ventil mit einer einfachen Konfiguration geeignet gesteuert werden.
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Eine AGR-Steuerungsvorrichtung enthält: ein Wirbelerzeugungsventil, einen Rückführkanal, ein AGR-Ventil, eine AGR-Ventilöffnungsgradherleitungseinheit sowie eine AGR-Ventilsteuereinheit. Das Wirbelerzeugungsventil ist konfiguriert, um einen Durchgangsquerschnitt eines Einlasskanals eines Motors einzustellen. Der Rückführkanal ist konfiguriert, um Abgas von einem Auslasskanal des Motors zu dem Einlasskanal rückzuführen. Das AGR-Ventil ist an dem Rückführkanal angeordnet und konfiguriert, um den Rückführkanal zu öffnen und zu schließen. Die AGR-Ventilöffnungsgradherleitungseinheit ist konfiguriert, um einen Öffnungsgrad des AGR-Ventils auf Basis einer Motordrehzahl, einer Motorlast und einer Wirbelerzeugungsventilöffnungs- und Schließrate herzuleiten. Die AGR-Ventilsteuereinheit ist konfiguriert, um das AGR-Ventil zum Erreichen des von der AGR-Ventilöffnungsgradherleitungseinheit hergeleiteten Öffnungsgrads anzutreiben und zu steuern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2017064196 [0001]
- JP 2004150343 A [0004]
