DE112015002898B4 - Aufgeladener Verbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

Aufgeladener Verbrennungsmotor (10) mit:einem Kompressor (22a), der zum Vorverdichten von Einlassluft konfiguriert ist,einer EGR-Passage (36), die eine Einlasspassage (12) auf einer strömungsaufwärtigen Seite in Bezug auf den Kompressor (22a) mit einer Auslasspassage (14) verbindet,einem EGR-Ventil (40), das in der EGR-Passage (36) vorgesehen ist und dazu konfiguriert ist, um eine Menge von EGR-Gas, das durch die EGR-Passage (36) hindurchströmt, zu regulieren, undKompressorsteuermitteln zum Steuern einer Kompressordrehgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit einer Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit, die auf Basis einer Motordrehzahl und eines Motorlastparameters bestimmt ist,wobei, wenn eine Einleitung von EGR-Gas in einem Zustand gestartet wird, in dem die Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit höher als eine vorbestimmte Drehgeschwindigkeit ist, das Kompressorsteuermittel dazu konfiguriert ist, die Kompressordrehgeschwindigkeit nach Start einer Einleitung von EGR-Gas zu beschränken, so dass die Kompressordrehgeschwindigkeit kleiner als die oder gleich zu der vorbestimmten Drehgeschwindigkeit wird, dadurch gekennzeichnet, dasswenn eine Einleitung von EGR-Gas in einer Situation gestartet wird, in welcher eine Temperatur des EGR-Ventils (40) kleiner als oder gleich zu einer Taupunkttemperatur von Abgas, das in der EGR-Passage (36) vorhanden ist, während das EGR-Ventil (40) geschlossen ist, oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, in einem Zustand, in dem die Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit höher als die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit ist, das Kompressorsteuermittel dazu konfiguriert ist die Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit zu realisieren.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen aufgeladenen Verbrennungsmotor und insbesondere einen aufgeladenen Verbrennungsmotor, der in der Lage ist, EGR-Gas in eine Einlasspassage auf einer strömungsaufwärtigen Seite in Bezug auf einen Kompressor, der Einlassluft vorverdichtet, einzuleiten.
  • Stand der Technik
  • Ein aufgeladener Verbrennungsmotor wurde zum Beispiel bereits in JP 2012 - 87 779 A offenbart. Der zuvor genannte Verbrennungsmotor umfasst einen Zwischenkühler, der vorverdichtete Einlassluft kühlt, und einen EGR-Kühler, der EGR-Gas kühlt, das in eine Einlasspassage auf einer strömungsaufwärtigen Seite in Bezug auf einen Kompressor eingeleitet wird. Die EGR-Gasmenge wird so gesteuert, dass in dem Zwischenkühler und dem EGR-Kühler kein Kondenswasser erzeugt wird.
  • Wenn eine Einleitung von EGR-Gas während eines anfänglichen Aufwärmstadiums nach einem Inbetriebnahmebeginn aus einem Kaltzustand durchgeführt wird, ist es wahrscheinlich, dass Kondenswasser erzeugt wird. Folglich ist ein EGR-Ventil während eines anfänglichen Aufwärmstadiums normalerweise geschlossen. Jedoch ist, sogar wenn das EGR-Ventil sich in einem Geschlossenzustand befindet, Abgas in der EGR-Passage auf einer strömungsaufwärtigen Seite der EGR-Gasströmung in Bezug auf das EGR-Ventil vorhanden. Daher tritt in einigen Fällen als ein Ergebnis dessen, dass Feuchtigkeit enthalten ist in Abgas, das gegen das kalte EGR-Ventil streift, Kondensation von Feuchtigkeit an der Oberfläche des EGR-Ventils auf der Seite auf, die dem Abgas ausgesetzt ist, und wird Kondenswasser erzeugt.
  • Um das Auftreten von Kondenswasser, das in der oben beschriebenen Weise erzeugt wird, zu unterdrücken, ist es denkbar, eine Maßnahme einzusetzen, um die Wandfläche der Strömungspassage von EGR-Gas auf einer strömungsaufwärtigen Seite in Bezug auf den Kompressor zu beheizen. Jedoch ist es, da der Zustand einer ist, wobei das EGR-Ventil, das geschlossen ist, sandwichartig zwischen niedertemperaturiger Frischluft und dem Abgas aufgenommen ist, schwierig, das EGR-Ventil selbst direkt zu beheizen und das EGR-Ventil warmzuhalten. Folglich ist, wenn die Motorkühlwassertemperatur nach einem Kaltstart ansteigt und ein Zustand hergestellt wird, der die Einleitung von EGR-Gas erlaubt, der Zustand zu solch einer Zeit einer, in dem Kondenswasser an der EGR-Ventiloberfläche auf einer Seite anhaftet, an welcher das Abgas kontaktiert. Ferner haftet sogar zu einer Zeit anders als beim Aufwärmen des Motors manchmal Kondenswasser an der Oberfläche des EGR-Ventils an, wenn das EGR-Ventil, das sich in einem Geschlossenzustand befindet, während eines Motorbetriebs durch niedertemperaturige Einlassluft gekühlt wird.
  • Wenn das EGR-Ventil zum Einleiten von EGR-Gas geöffnet wird, ohne dass der wie oben beschriebenen Erzeugung von Kondenswasser an dem EGR-Ventil besondere Beachtung geschenkt wird, wird Kondenswasser, das sich an das EGR-Ventil angeheftet hat, in die Einlasspassage einströmen. Wenn Kondenswasser, das in die Einlasspassage eingeströmt ist, in den Kompressor eingesaugt wird, gibt es eine Besorgnis, dass Tröpfchen des Kondenswassers an dem Flügelrad des Kompressors kollidieren werden und zum Auftreten eines Erosionsphänomens an dem Flügelrad führen.
  • Aus der DE 10 2011 054 733 A1 ist es des Weiteren bekannt, in einem AbgasKondensat-Steuerverfahren für ein Abgas-Rückführungs-System mit einer Abgasrückführung, einem Turbolader und einem Motor eine absolute Feuchtigkeit, eine relative Feuchtigkeit und einen Partial-Wasser-Dampf-Druck von dem Abgas und einer Gasmischung zu berechnen, um so in einer Abgasrückführungsleitung gebildetes Kondensat zu entfernen.
  • Aus der AT 508 010 B1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei die Luftfeuchtigkeit der angesaugten Luft ermittelt wird und die Temperatur der dem Brennraum zugeführten verdichteten Luft in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit der angesaugten Luft verändert wird.
  • Aus der US 2007 / 0 283 696 A1 ist eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung, bei der nach einem Kaltstart die Kompressordrehgeschwindigkeit begrenzt wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um das oben beschriebene Problem anzugehen, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen aufgeladenen Verbrennungsmotor bereitzustellen, der ohne das Erfordernis einer besonderen Hinzufügung oder Änderung zu der Hardware-Konfiguration in der Lage ist, das Auftreten eines Erosionsphänomens zu unterdrücken, das bedingt ist durch die Tatsache, dass Kondenswasser, welches auf der Oberfläche eines EGR-Ventils erzeugt wird, in einen Kompressor strömt, wenn das EGR-Ventil geöffnet wird. Somit ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Haltbarkeit des Kompressors zu erhöhen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Eine erste Ausprägung der vorliegenden Erfindung ist ein aufgeladener Verbrennungsmotor. Der aufgeladene Verbrennungsmotor umfasst: einen Kompressor, der zum Vorverdichten von Einlassluft konfiguriert ist, eine EGR-Passage, die eine Einlasspassage auf einer strömungsaufwärtigen Seite in Bezug auf den Kompressor mit einer Auslasspassage verbindet, ein EGR-Ventil, das in der EGR-Passage vorgesehen ist und eine Menge an EGR-Gas reguliert, das durch die EGR-Passage hindurchströmt, und Kompressorsteuermittel zum Steuern einer Kompressordrehgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit einer Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit, die auf Basis einer Motordrehzahl und eines Motorlastparameters bestimmt ist. Wenn eine Einleitung von EGR-Gas in einem Fall gestartet wird, in dem die Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit höher als eine vorbestimmte Drehgeschwindigkeit ist, beschränkt das Kompressorsteuermittel nach Start einer Einleitung von EGR-Gas die Kompressordrehgeschwindigkeit so, dass die Kompressordrehgeschwindigkeit kleiner als die oder gleich zu der vorbestimmten Drehgeschwindigkeit wird.
  • Ferner kann gemäß einer zweiten Ausprägung der vorliegenden Erfindung in der ersten Ausprägung, wenn eine Einleitung von EGR-Gas zum ersten Mal nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors in einem Fall gestartet wird, in dem die Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit höher als die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit ist, das Kompressorsteuermittel die Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit realisieren.
  • Ferner realisiert in der ersten Ausprägung, wenn eine Einleitung von EGR-Gas in einer Situation gestartet wird, in welcher eine Temperatur des EGR-Ventils kleiner als oder gleich zu einer Taupunkttemperatur von Abgas, das in der EGR-Passage vorhanden ist, während das EGR-Ventil geschlossen ist, oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, in einem Fall, in dem die Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit höher als die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit ist, das Kompressorsteuermittel die Beschränkung der Kompressordrehgeschwi nd ig ke it.
  • Außerdem kann gemäß einer dritten Ausprägung der vorliegenden Erfindung in der ersten Ausprägung das Kompressorsteuermittel die Kompressordrehgeschwindigkeit nach Start einer Einleitung von EGR-Gas beschränken, bis eine Zeitdauer abläuft, welche eine Summe ist einer Zeitdauer von einem Zeitpunkt, zu dem das EGR-Ventil öffnet, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem sich Wassertröpfchen von dem EGR-Ventil zu lösen beginnen, und einer Zeitdauer von dem Zeitpunkt, zu dem sich Wassertröpfchen von dem EGR-Ventil zu lösen beginnen, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem Wassertröpfchen ein Ankommen an einem Einlass des Kompressors beenden.
  • Ferner kann gemäß einer vierten Ausprägung der vorliegenden Erfindung in der ersten oder dritten Ausprägung der aufgeladene Verbrennungsmotor ein Funkenzündungs-Verbrennungsmotor sein, welcher EGR-Ventil-Steuermittel aufweist zum Steuern eines EGR-Ventil-Öffnungsgrades in Übereinstimmung mit einem Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad, der in Übereinstimmung mit einem Motorbetriebszustand ist. Die Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit kann zusätzlich zu der Motordrehzahl und dem Motorlastparameter auf Basis des Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrades bestimmt werden. Das EGR-Ventil-Steuermittel kann den EGR-Ventil-Öffnungsgrad zu einer Zeit, zu der nach Start einer Einleitung von EGR-Gas durch das Kompressorsteuermittel eine Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit durchgeführt wird, in Übereinstimmung mit einem ersten Anforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad steuern, der kleiner als der Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad ist. Der erste Anforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad kann ein EGR-Ventil-Öffnungsgrad sein, der zu einer EGR-Gasmenge korrespondiert, die eingeleitet werden kann unter einem Ladedruck, der erzielt wird in einer Situation, in welcher die Kompressordrehgeschwindigkeit auf eine Kompressordrehgeschwindigkeit gesetzt ist, die kleiner als die oder gleich zu der vorbestimmten Drehgeschwindigkeit ist, und die eine EGR-Gasmenge ist, die bei Unterdrücken einer Änderung in einer Einlassluftmenge zwischen vor und nach einem Öffnen des EGR-Ventils eingeleitet werden kann.
  • Außerdem kann gemäß einer fünften Ausprägung der vorliegenden Erfindung in der ersten oder dritten Ausprägung der aufgeladene Verbrennungsmotor ein Funkenzündungs-Verbrennungsmotor sein, welcher EGR-Ventil-Steuermittel aufweist zum Steuern eines EGR-Ventil-Öffnungsgrades in Übereinstimmung mit einem Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad, der in Übereinstimmung mit einem Motorbetriebszustand ist. Die Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit kann zusätzlich zu der Motordrehzahl und dem Motorlastparameter auf Basis des Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrades bestimmt werden. Das EGR-Ventil-Steuermittel kann den EGR-Ventil-Öffnungsgrad zu einer Zeit, zu der nach Start einer Einleitung von EGR-Gas durch das Kompressorsteuermittel eine Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit durchgeführt wird, in Übereinstimmung mit einem zweiten Anforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad steuern, der kleiner als ein EGR-Ventil-Öffnungsgrad ist, welcher korrespondiert zu einer EGR-Gasmenge, die unter einem Ladedruck eingeleitet werden kann, der erzielt wird in einer Situation, in welcher die Kompressordrehgeschwindigkeit auf die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit gesetzt ist. Das Kompressorsteuermittel kann nach Start einer Einleitung von EGR-Gas die Kompressordrehgeschwindigkeit beschränken in Übereinstimmung mit einer ersten Anforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit, die bei Nutzung des zweiten Anforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrades eine Änderung in einer Einlassluftmenge zwischen vor und nach einem Öffnen des EGR-Ventils unterdrücken kann.
  • Ferner kann gemäß einer sechsten Ausprägung der vorliegenden Erfindung in der vierten oder fünften Ausprägung, wenn eine Einlasslufttemperatur kleiner als oder gleich zu der Taupunkttemperatur oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, das Kompressorsteuermittel bestimmen, dass die Temperatur des EGR-Ventils kleiner als oder gleich zu der Taupunkttemperatur oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist.
  • Ferner kann gemäß einer siebten Ausprägung der vorliegenden Erfindung in der sechsten Ausprägung, sogar wenn ein erster Fall zutrifft, in dem eine Einleitung von EGR-Gas gestartet wird in einer Situation, in welcher die Einlasslufttemperatur kleiner als oder gleich zu der Taupunkttemperatur oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, in einem zweiten Fall, in dem eine abgelaufene Zeitdauer von einer Zeit, zu der das EGR-Ventil während eines Motorbetriebs geschlossen wird, kleiner ist als eine Zeitdauer von der Zeit, zu der das EGR-Ventil geschlossen wird, bis Wassertröpfchen an einer Fläche des EGR-Ventils anhaften, das Kompressorsteuermittel die Kompressordrehgeschwindigkeit nach Start einer Einleitung von EGR-Gas in Übereinstimmung mit der Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit steuern. Sogar wenn der erste Fall zutrifft, kann in dem zweiten Fall das EGR-Ventil-Steuermittel den EGR-Ventil-Öffnungsgrad nach Start einer Einleitung von EGR-Gas in Übereinstimmung mit dem Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad steuern.
  • Ferner kann gemäß einer achten Ausprägung der vorliegenden Erfindung in der sechsten Ausprägung, sogar wenn ein erster Fall zutrifft, in dem eine Einleitung von EGR-Gas gestartet wird in einer Situation, in welcher die Einlasslufttemperatur kleiner als oder gleich zu der Taupunkttemperatur oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, in einem dritten Fall, in dem die Temperatur des EGR-Ventils bei Motorinbetriebnahme, die geschätzt wird auf Basis einer Motorkühlwassertemperatur oder einer Motorschmieröltemperatur, höher ist als die Taupunkttemperatur oder eine Temperatur, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, das Kompressorsteuermittel die Kompressordrehgeschwindigkeit nach Start einer Einleitung von EGR-Gas in Übereinstimmung mit der Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit steuern. Sogar wenn der erste Fall zutrifft, kann in dem dritten Fall das EGR-Ventil-Steuermittel den EGR-Ventil-Öffnungsgrad nach Start einer Einleitung von EGR-Gas in Übereinstimmung mit dem Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad steuern.
  • Außerdem kann gemäß einer neunten Ausprägung der vorliegenden Erfindung in der ersten oder dritten Ausprägung, wenn eine Einlasslufttemperatur kleiner als oder gleich zu der Taupunkttemperatur oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, das Kompressorsteuermittel bestimmen, dass die Temperatur des EGR-Ventils kleiner als oder gleich zu der Taupunkttemperatur oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist.
  • Ferner kann gemäß einer zehnten Ausprägung der vorliegenden Erfindung in der neunten Ausprägung, sogar wenn eine Einleitung von EGR-Gas in einer Situation gestartet wird, in welcher die Einlasslufttemperatur kleiner als oder gleich zu der Taupunkttemperatur oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, in einem Fall, in dem eine abgelaufene Zeitdauer von einer Zeit, zu der das EGR-Ventil während eines Motorbetriebs geschlossen wird, kleiner als eine Zeitdauer ist von der Zeit, zu der das EGR-Ventil geschlossen wird, bis Wassertröpfchen an einer Oberfläche des EGR-Ventils anhaften, das Kompressorsteuermittel die Kompressordrehgeschwindigkeit nach Start einer Einleitung von EGR-Gas in Übereinstimmung mit der Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit steuern.
  • Außerdem kann gemäß einer elften Ausprägung der vorliegenden Erfindung in der neunten Ausprägung, sogar wenn eine Einleitung von EGR-Gas in einer Situation gestartet wird, in welcher die Einlasslufttemperatur kleiner als oder gleich zu der Taupunkttemperatur oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, in einem Fall, in dem die Temperatur des EGR-Ventils bei Motorinbetriebnahme, die geschätzt wird auf Basis einer Motorkühlwassertemperatur oder einer Motorschmieröltemperatur, höher als die Taupunkttemperatur oder eine Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, das Kompressorsteuermittel die Kompressordrehgeschwindigkeit nach Start einer Einleitung von EGR-Gas in Übereinstimmung mit der Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit steuern.
  • Gemäß der ersten Ausprägung der vorliegenden Erfindung wird in einem Fall, in dem eine Einleitung von EGR-Gas gestartet wird, die Kompressordrehgeschwindigkeit so beschränkt, dass sie eine vorbestimmte Drehgeschwindigkeit nicht überschreitet. Wie oben beschrieben gibt es, wenn das EGR-Ventil kalt ist, wenn eine Einleitung von EGR-Gas gestartet wird, eine Möglichkeit, dass Kondenswasser an der Oberfläche des EGR-Ventils anhaften wird. Wenn Kondenswasser an der Ventiloberfläche anhaftet, gibt es eine Möglichkeit, dass, wenn das EGR-Ventil geöffnet wird, das Kondenswasser sich von dem EGR-Ventil lösen und in den Kompressor strömen wird. Das Auftreten eines Erosionsphänomens in einem Kompressor ist einer Tatsache zuschreibbar, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen Wassertröpfchen und dem Kompressor groß ist und dass die Trägheit (Masse) der Wassertröpfchen groß ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wenn eine Einleitung von EGR-Gas gestartet wird, die zuvor genannte Relativgeschwindigkeit verringert werden, indem die Kompressordrehgeschwindigkeit beschränkt wird. Daher kann durch geeignetes Setzen der zuvor genannten vorbestimmten Drehgeschwindigkeit das Auftreten eines Erosionsphänomens an einem Kompressor, das durch Kondenswasser von einem EGR-Ventil verursacht wird, ohne das Erfordernis einer besonderen Hinzufügung oder Änderung an der Hardware-Konfiguration unterdrückt werden.
  • Zu einer Zeit eines Kaltstarts gibt es eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass Kondenswasser an der Oberfläche des EGR-Ventils anhaftet, da die Temperatur niedrig ist. Daher kann gemäß der zweiten Ausprägung der vorliegenden Erfindung mittels Einsetzens einer Konfiguration zum Beschränken der Kompressordrehgeschwindigkeit in einer Weise, die einen Fall, in dem eine Einleitung von EGR-Gas nach einem Kaltstart zum ersten Mal gestartet wird, als ein Ziel nimmt, das Auftreten eines Erosionsphänomens an einem Flügelrad wirksam unterdrückt werden, während die Anlässe, zu denen die Beschränkung realisiert wird, soviel wie möglich reduziert werden.
  • Gemäß der ersten Ausprägung der vorliegenden Erfindung wird in einem Fall, in dem eine Einleitung von EGR-Gas in einer Situation gestartet wird, in welcher Kondenswasser an dem EGR-Ventil, das sich in einem Geschlossenzustand befindet, erzeugt wurde oder es eine Möglichkeit gibt, dass solches Kondenswasser erzeugt wurde, die Kompressordrehgeschwindigkeit so beschränkt, dass sie die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit nicht überschreitet. Daher kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit realisiert werden, während die Situation, in welcher die Beschränkung realisiert werden sollte, geeigneter ermittelt bzw. bestimmt wird.
  • Gemäß der dritten Ausprägung der vorliegenden Erfindung kann eine Zeitdauer, in welcher eine Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit realisiert werden sollte, um den Kompressor zu schützen, geeignet gesetzt werden.
  • In einem Funkenzündungs-Verbrennungsmotor bzw. Ottomotor wird eine Einlassluftmenge reguliert, um das Motordrehmoment zu steuern. Wenn die Kompressordrehgeschwindigkeit vor und nach Einleitung von EGR-Gas die gleiche ist, wird sich die Einlassluftmenge in Übereinstimmung mit der Menge an EGR-Gas, die eingeleitet wird, vermindern. Gemäß der vierten Ausprägung der vorliegenden Erfindung wird in einer Konfiguration, die auf der Voraussetzung basiert, dass die Kompressordrehgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit einer Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit gesteuert wird, die bestimmt wird unter Berücksichtigung eines Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrades (das heißt einer erforderlichen EGR-Gasmenge), als eine Gegenmaßnahme in Bezug auf das oben beschriebene Kondenswasser die Kompressordrehgeschwindigkeit nach Start einer Einleitung von EGR-Gas so beschränkt, dass sie die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit nicht überschreitet. Ferner wird eine Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit begleitend der EGR-Ventil-Öffnungsgrad nach Start einer Einleitung von EGR-Gas auf den zuvor genannten ersten Anforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad reduziert. Auf diese Weise kann per Steuern der Kompressordrehgeschwindigkeit das Auftreten eines Erosionsphänomens unterdrückt werden, wobei ferner eine Änderung im Motordrehmoment, welche eine Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit und eine Einleitung von EGR-Gas begleitet, unterdrückt wird.
  • Gemäß der fünften Ausprägung der vorliegenden Erfindung wird ein zweiter Anforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad genutzt, der kleiner als der Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad ist. Der Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad entspricht einem EGR-Ventil-Öffnungsgrad in einem Fall, in dem EGR-Gas eingeleitet wird bei Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit durch Nutzung der zuvor genannten vorbestimmten Rotationsgeschwindigkeit selbst. Auf diese Weise kann die Strömungsgeschwindigkeit von nach Start einer Einleitung von EGR-Gas durch das EGR-Ventil hindurchpassierendem EGR-Gas erhöht werden. Als Ergebnis kann ein sich von dem EGR-Ventil Lösen von Wassertröpfchen unterstützt werden und kann folglich eine Zeitdauer, in welcher die Kompressordrehgeschwindigkeit nach Start einer Einleitung von EGR-Gas beschränkt werden sollte, reduziert werden. Somit macht es, obwohl die EGR-Gasmenge direkt nach Einleitung von EGR-Gas abnimmt im Vergleich zu einem Fall des Verwendens des zuvor genannten Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrades, ein Unterstützen des von dem EGR-Ventil Lösens von Wassertröpfchen möglich, schneller letztlich die ursprünglich erforderliche Menge von EGR-Gas einzuleiten.
  • Gemäß der sechsten oder neunten Ausprägung der vorliegenden Erfindung kann durch Verwenden einer Einlasslufttemperatur, die unter Nutzung eines Temperatursensors gemessen werden kann, der oft in einem Verbrennungsmotor montiert ist, bestimmt werden, ob die Situation eine ist oder nicht, in welcher Kondenswasser an dem EGR-Ventil erzeugt wurde.
  • Das EGR-Ventil hat eine Wärmekapazität. Daher nähert sich, nachdem das EGR-Ventil nach der Einleitung von EGR-Gas geschlossen wird, die Temperatur des EGR-Ventils als Ergebnis dessen, dass es niedertemperaturiger Einlassluft ausgesetzt wird, der Einlasslufttemperatur an. Gemäß der siebten oder zehnten Ausprägung der vorliegenden Erfindung kann in einem Fall, in dem das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Kondenswasser an dem EGR-Ventil unter Nutzung der Einlasslufttemperatur als Indikator bestimmt wird in einer Situation, in welcher kein Kondenswasser an dem EGR-Ventil erzeugt wurde, obwohl die Einlasslufttemperatur niedrig ist, weil nur eine kleine Zeitdauer abgelaufen ist seit dem Zeitpunkt, zu dem das EGR-Ventil geschlossen wurde, eine unnötige Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit beim Starten einer Einleitung von EGR-Gas vermieden werden. Darüber hinaus kann gemäß der siebten Ausprägung der vorliegenden Erfindung eine unnötige Verminderung des EGR-Gases ebenfalls vermieden werden.
  • Das EGR-Ventil hat eine Wärmekapazität. Daher nähert sich, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt wird, nachdem das EGR-Ventil nach der Einleitung von EGR-Gas geschlossen wird, die Temperatur des EGR-Ventils einhergehend mit dem Zeitablauf der Außenlufttemperatur an. Gemäß der achten oder elften Ausprägung der vorliegenden Erfindung kann in einem Fall, in dem das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Kondenswasser an dem EGR-Ventil unter Verwendung der Einlasslufttemperatur als einem Indikator bestimmt wird, in einer Situation, in welcher kein Kondenswasser an dem EGR-Ventil erzeugt wurde, obwohl die Einlasslufttemperatur niedrig ist, weil nur eine kleine Zeitdauer abgelaufen ist seit dem Zeitpunkt, zu dem das EGR-Ventil geschlossen wurde, eine unnötige Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit beim Start einer Einleitung von EGR-Gas vermieden werden. Darüber hinaus kann gemäß der elften Ausprägung der vorliegenden Erfindung auch eine unnötige Verminderung des EGR-Gases vermieden werden.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Systemkonfiguration eines Verbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
    • [2] 2 ist eine Mehransichten-Abbildung zum Beschreiben spezifischer Konfigurationsbeispiele und Anordnungsumgebungen eines in 1 gezeigten EGR-Ventils.
    • [3] 3 ist eine Mehransichten-Abbildung, welche die Einstellungen eines Drosselöffnungsgrades und eines WGV-Öffnungsgrades in Bezug auf einen Motorlastfaktor zeigt, welche in Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet werden, und welche ferner vom Gesichtspunkt der Flügelraddrehgeschwindigkeit einen Motorlastbereich zeigt, in welchem das Auftreten von Kondenswasser unter den zuvor genannten Einstellungen ein Problem darstellt.
    • [4] 4 ist eine Mehransichten-Abbildung, die Zeitdiagramme zeigt zum Beschreiben eines Überblicks über eine Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung, die unter als ein Ziel Nehmen eines in 3 gezeigten Bereichs B durchgeführt wird.
    • [5] 5 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine, die in Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
    • [6] 6 ist eine Ansicht, die einen Zusammenhang zwischen einer Turbinendrehgeschwindigkeit Nt und einem WGV-Öffnungsgrad unter einer gleichmäßigen Abgasströmungsrate zeigt.
    • [7] 7 ist eine Mehransichten-Abbildung zum Beschreiben einer Kombination zwischen einer Wassertröpfchen-Zulässig-Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax, die in Übereinstimmung mit dem Durchmesser von in einen Kompressor einströmenden Wassertröpfchen bestimmt wird, einem WGV-Öffnungsgrad innerhalb eines Bereichs, in dem die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt nicht Ntmax überschreitet, und einem EGR-Ventil-Öffnungsgrad.
    • [8] 8 ist eine Mehransichten-Abbildung, die Zeitdiagramme zeigt, welche Betriebe repräsentieren, wenn eine Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung in einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
    • [9] 9 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine, die in Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
    • [10] 10 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine, die in Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
    • [11] 11 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine, die in einer Variation von Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
    • [12] 12 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine, die in Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
    • [13] 13 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine, die in Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Ausführungsform 1
  • < Systemkonfiguration eines Verbrennungsmotors >
  • 1 ist eine Ansicht zum Beschreiben der Systemkonfiguration eines Verbrennungsmotors 10 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Ein System der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Verbrennungsmotor (als ein Beispiel einen Funkenzündungs-Benzinmotor bzw. Ottomotor) 10. Eine Einlasspassage 12 und eine Auslasspassage 14 stehen mit jedem Zylinder des Verbrennungsmotors 10 in Verbindung.
  • Ein Luftreiniger 16 ist in der Nähe eines Einlasses der Einlasspassage 12 installiert. Ein Luftströmungsmesser 18, der ein Signal in Übereinstimmung mit einer Strömungsrate von Luft ausgibt, die in die Einlasspassage 12 eingesaugt wird, und ein Einlasslufttemperatursensor 20 zum Erfassen der Temperatur von Einlassluft sind jeweils in dem Luftreiniger 16 vorgesehen. Ein Kompressor 22a eines Turboladers 22 ist strömungsabwärts des Luftreinigers 16 angeordnet. Der Kompressor 22a ist durch eine Verbindungswelle integral mit einer Turbine 22b verbunden, die in der Auslasspassage 14 angeordnet ist. Obwohl in diesem Fall angenommen wird, dass als ein Beispiel der Kompressor 22a von einem Typ ist, der ein Zentrifugal-Flügelrad hat, ist solange ein Kompressor, der ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, von einem Typ ist, wobei ein Problem, das später beschrieben wird (ein Erosionsphänomen in Bezug auf das Flügelrad, das durch mit dem Flügelrad kollidierende Wassertröpfchen verursacht wird), auftritt, der Kompressor nicht auf einen Typ beschränkt, der ein Zentrifugal-Flügelrad hat.
  • Ein wassergekühlter Zwischenkühler 24 zum Kühlen von Luft, die durch den Kompressor 22a verdichtet wurde, ist strömungsabwärts des Kompressors 22a vorgesehen. Ein elektronisch gesteuertes Drosselventil 26 ist strömungsabwärts des Zwischenkühlers 24 vorgesehen.
  • Ein Abgasreinigungskatalysator (als ein Beispiel ein Dreiwegekatalysator) 28 ist in der Auslasspassage 14 an einer Position angeordnet, die auf einer strömungsabwärtigen Seite in Bezug auf die Turbine 22b ist. Eine Abgasumgehungspassage 30 ist ebenfalls mit der Auslasspassage 14 verbunden. Die Abgasumgehungspassage 30 verbindet eine Einlassseite und eine Auslassseite der Turbine 22b derart, dass sie die Turbine 22b umgeht. Ein Ladedruckregelventil (Waste Gate Valve - WGV) 32 zum Öffnen und Schließen der Abgasumgehungspassage 30 ist in der Abgasumgehungspassage 30 installiert. Als ein Beispiel wird angenommen, dass das WGV 32 ein Ladedruckregelventil ist, das von einem Elektromotor angetrieben wird.
  • Der in 1 dargestellte Verbrennungsmotor 10 umfasst ferner eine EGR-Vorrichtung 34 vom Niederdruckschleifen (Low-Pressure Loop - LPL) -Typ. Die EGR-Vorrichtung 34 umfasst eine EGR-Passage 36, welche die Auslasspassage 14 auf der strömungsabwärtigen Seite des Abgasreinigungskatalysators 28 mit der Einlasspassage 12 auf der strömungsaufwärtigen Seite des Kompressors 22a verbindet. Ein EGR-Kühler 38 und ein EGR-Ventil 40 sind jeweils in der EGR-Passage 36 in dieser Reihenfolge von einer strömungsaufwärtigen Seite einer Strömung von EGR-Gas her, wenn das EGR-Gas in die Einlasspassage 12 eingeleitet wird, vorgesehen. Der EGR-Kühler 38 ist zum Kühlen von EGR-Gas vorgesehen, das durch die EGR-Passage 36 hindurchströmt. Das EGR-Ventil 40 ist zum Regulieren der Menge von EGR-Gas vorgesehen, die durch die EGR-Passage 36 hindurchpassiert und zu der Einlasspassage 12 zurückgeführt wird.
  • Das in 1 dargestellte System umfasst ferner ein ESG (elektronisches Steuergerät) 50. Das ESG 50 umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit (Central Processing Unit - CPU), einen mit einem ROM und einem RAM oder dergleichen gebildeten Speicherkreis und Eingabe- und Ausgabeschnittstellen und dergleichen. Zusätzlich zu dem zuvor genannten Luftströmungsmesser 18 und Einlasslufttemperatursensor 20 sind diverse Sensoren zum Erfassen des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors 10, wie beispielsweise ein Kurbelwinkelsensor 52 zum Erfassen der Motordrehzahl, ein Wassertemperatursensor 54 zum Erfassen der Motorkühlwassertemperatur und ein Öltemperatursensor 55 zum Erfassen der Motorschmieröltemperatur, elektrisch mit einer Eingangsschnittstelle des ESG 50 verbunden. Außerdem sind zusätzlich zu dem zuvor genannten Drosselventil 26, WGV 32 und EGR-Ventil 40 diverse Stellglieder zum Steuern von Funktionen des Verbrennungsmotors 10, wie beispielsweise ein Kraftstoffeinspritzventil 56 zum Zuführen von Kraftstoff zu dem Verbrennungsmotor 10 und eine Zündvorrichtung 58 zum Zünden eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Zylindern, elektrisch mit einer Ausgangsschnittstelle des ESG 50 verbunden. Zusätzlich ist auch ein Beschleunigerpositionssensor 60 zum Erfassen eines Niederdrückausmaßes eines Beschleunigerpedals bzw. Gaspedals (einer Beschleunigerposition) des Fahrzeugs, in welchem der Verbrennungsmotor 10 montiert ist, mit der Eingangsschnittstelle des ESG 50 verbunden. Das ESG 50 steuert die Funktionen bzw. Betriebsabläufe des Verbrennungsmotors 10 durch Betreiben bzw. Steuern der diversen Stellglieder in Übereinstimmung mit der Ausgabe der oben beschriebenen diversen Sensoren und vorbestimmten Programmen.
  • 2 ist eine Mehransichten-Abbildung zum Beschreiben spezifischer Konfigurationsbeispiele und Anordnungsumgebungen des in 1 gezeigten EGR-Ventils 40. Beispielsweise kann ein EGR-Ventil 40a vom Tellertyp, ein EGR-Ventil 40b vom Klappentyp oder ein EGR-Ventil 40c vom Schmetterlingstyp, die in 2(A) bis 2(C) dargestellt sind, als das EGR-Ventil 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet sein. Gemäß diesen Konfigurationen ist, wenn sich das EGR-Ventil 40 in einem Geschlossenzustand befindet, die Oberfläche des Ventilkörpers und des Ventilschafts aufseiten der Einlasspassage 12 der niedertemperaturigen Einlassluft (Frischluft) ausgesetzt. Es ist zu bemerken, dass in dem Verbrennungsmotor 10 die Wandfläche der EGR-Passage 36 und der Einlasspassage 12 in der Nähe des EGR-Ventils 40 so konfiguriert ist, dass sie durch das Motorkühlwasser beheizbar ist.
  • < Eine Erzeugung von Kondenswasser auf der EGR-Ventiloberfläche begleitendes Problem >
  • In einem anfänglichen Aufwärmstadium nach einem Inbetriebnahmebeginn aus einem Kaltzustand ist es wahrscheinlich, dass Kondenswasser erzeugt wird, wenn EGR-Gas eingeleitet wird. Daher ist das EGR-Ventil während des anfänglichen Aufwärmstadiums normalerweise geschlossen. Jedoch ist, sogar wenn sich das EGR-Ventil in einem Geschlossenzustand befindet, Abgas hoher Feuchtigkeit in der EGR-Passage auf der strömungsaufwärtigen Seite der Strömung des EGR-Gases in Bezug auf das EGR-Ventil vorhanden. Folglich tritt, wenn in dem Abgas enthaltene Feuchtigkeit das EGR-Ventil kontaktiert, das kalt ist, in einigen Fällen Feuchtigkeitskondensation auf der Oberfläche des EGR-Ventils auf, die sich auf der Seite befindet, welche dem Abgas ausgesetzt ist, wodurch Kondenswasser erzeugt wird. Diese Tatsache gilt in gleicher Weise sogar in einem Fall, in dem eine Konfiguration so eingesetzt ist, dass die Wandoberfläche einer Passage in der Nähe des EGR-Ventils durch Kühlwasser beheizt wird, wie in den in 2(A) bis (C) dargestellten Konfigurationen, weil die Kühlwassertemperatur während des anfänglichen Aufwärmstadiums niedrig ist.
  • Ferner ist es, wenn die Konfiguration so ist, dass die Oberfläche des EGR-Ventils aufseiten der Einlasspassage 12 wahrscheinlich direkt Einlassluft ausgesetzt wird, während das EGR-Ventil geschlossen ist, wie in der in 2(A) dargestellten Konfiguration, sogar wenn die Wandfläche der Passage in der Nähe des EGR-Ventils beheizt wird, schwierig, dass das EGR-Ventil selbst warm wird, und ferner das EGR-Ventil warm zuhalten. Daher wird, sogar nachdem ein Aufwärmen vollendet ist, wenn das EGR-Ventil, das sich in einem Geschlossenzustand befindet, durch niedertemperaturige Einlassluft auf eine Temperatur abgekühlt ist, die kleiner als die oder gleich zu der Taupunkttemperatur von Abgas ist (genauer Abgas, das innerhalb der EGR-Passage auf einer strömungsaufwärtigen Seite in Bezug auf das EGR-Ventil vorhanden ist), Kondenswasser auf der Oberfläche des EGR-Ventils erzeugt. Ferner wird im Gegensatz zu den in 2(A) bis (C) dargestellten Konfigurationen sogar in einem Fall, in dem das EGR-Ventil an einer Position angeordnet ist, die sich auf halbem Wege entlang der EGR-Passage befindet, das heißt einer Position, die von einem Ende der EGR-Passage aufseiten der Einlasspassage separiert ist, wenn das EGR-Ventil geschlossen ist, die EGR-Passage, die sich auf der strömungsabwärtigen Seite in Bezug auf das EGR-Ventil befindet, bedingt durch Pulsation der Einlassluft mit Frischluft gefüllt. Daher wird, obwohl gesagt werden kann, dass es weniger wahrscheinlich ist, dass das EGR-Ventil Einlassluft ausgesetzt wird, im Vergleich zu einem Fall, in dem das EGR-Ventil an dem Ende der EGR-Passage aufseiten der Einlasspassage angeordnet ist, sogar wenn solch eine Anordnung eingesetzt wird, das EGR-Ventil, das sich in einem Geschlossenzustand befindet, durch niedertemperaturige Einlassluft gekühlt.
  • Wenn das EGR-Ventil geöffnet wird, um die Einleitung von EGR-Gas durchzuführen, ohne dem wie oben beschriebenen Auftreten von Kondenswasser an dem EGR-Ventil spezielle Beachtung zu schenken, wird Kondenswasser, das sich an das EGR-Ventil angeheftet hat, auf einmal in die Einlasspassage einströmen. Genauer werden sich Wassertröpfchen, die sich an das EGR-Ventil angeheftet haben, von dem EGR-Ventil lösen, wenn das Ventil geöffnet wird, und gibt es die Möglichkeit, dass Wassertröpfchen, die einen großen Durchmesser haben, in den Kompressor einströmen werden. Wenn Wassertröpfchen, die in die Einlasspassage geströmt sind, in den Kompressor eingesaugt werden, gibt es eine Besorgnis, dass die Wassertröpfchen mit dem Flügelrad des Kompressors kollidieren werden und somit ein Erosionsphänomen an dem Flügelrad auftreten wird.
  • Das Auftreten eines Erosionsphänomens an einem Flügelrad wird durch die Tatsache verursacht, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen Wassertröpfchen und dem Flügelrad groß ist und dass die Trägheit (Masse) der Wassertröpfchen ebenfalls groß ist. Das heißt, das Auftreten des zuvor genannten Phänomens ist bedingt durch die Tatsache, dass ein Impuls, den das Flügelrad von den Wassertröpfchen empfängt, groß ist. Demgemäß kann gesagt werden, dass das Auftreten eines Erosionsphänomens verhindert werden kann, indem die Größe der Wassertröpfchen, die in den Kompressor strömen, reduziert wird oder indem die Drehgeschwindigkeit des Flügelrades abgesenkt wird.
  • < Charakteristische Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung von Ausführungsform 1 >
  • 3 ist eine Mehransichten-Abbildung, welche in Bezug auf einen Motorlastfaktor die Einstellungen des Drosselöffnungsgrades und des WGV-Öffnungsgrades, die in Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet werden, zeigt und welche ferner vom Gesichtspunkt der Flügelraddrehgeschwindigkeit einen Motorlastbereich zeigt, in dem das Auftreten von Kondenswasser unter den zuvor genannten Einstellungen ein Problem darstellt.
  • (Verfahren zum Steuern von Drosselventil und WGV als Voraussetzung einer Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung)
  • Zuerst wird ein Fall, in dem kein EGR-Gas eingeleitet wird (Volllinie), beschrieben werden. Wie in 3(A) und 3(B) gezeigt, wird in einem Bereich auf einer Niedriglastseite der Motorlastfaktor (Einlassluftmenge) durch Regulieren des Drosselöffnungsgrades gesteuert in einem Zustand, in dem das WGV 32 vollständig geöffnet wurde. Das heißt, in diesem Bereich wird das Drosselventil 26 in Übereinstimmung mit einer Erhöhung in einem Anforderungs-Motorlastfaktor geöffnet. In diesem Bereich nimmt, da der WGV-Öffnungsgrad konstant ist, die Flügelraddrehgeschwindigkeit nur geringfügig in Bezug auf eine Erhöhung im Motorlastfaktor zu.
  • In einem Bereich auf einer Hochlastseite in Bezug auf einen Motorlastfaktor, in dem der Drosselöffnungsgrad der Vollständigöffnungsgrad wird, wird das WGV 32 zur Schließseite hin gesteuert in Übereinstimmung mit einer Erhöhung im Anforderungs-Motorlastfaktor, während der Drosselöffnungsgrad konstant bleibt. Indem das WGV 32 auf diese Weise relativ zum Vollständigöffnungsgrad geschlossen wird, wird die Turbine 22b durch Abgasenergie rotiert und wird aktuell eine Vorverdichtung gestartet. Als Ergebnis nimmt die Flügelraddrehgeschwindigkeit einhergehend mit einer Verminderung im WGV-Öffnungsgrad zu.
  • Als Nächstes wird ein Fall, in dem EGR-Gas eingeleitet wird (gestrichelte Linie), beschrieben. Die Einleitung von EGR-Gas wird nicht nur in einem Selbstansaugungsbereich durchgeführt, in dem das WGV 32 vollständig geöffnet ist, sondern auch in einem Teil eines Aufladungsbereichs, in dem das WGV 32 relativ zu dem Vollständigöffnungsgrad geschlossen ist. Das Basisverfahren zum Steuern des Drosselventils 26 und des WGV 32 in einem Fall, in dem EGR-Gas eingeleitet wird, ist das gleiche wie in dem Fall, in dem kein EGR-Gas eingeleitet wird. Jedoch wird, wenn eine Einleitung von EGR-Gas durchgeführt wird, um es zu ermöglichen, dass der Verbrennungsmotor 10 Drehmoment erzeugt, das äquivalent zu dem Drehmoment ist, das erzeugt wird, wenn kein EGR-Gas eingeleitet wird, der Drosselöffnungsgrad größer gemacht als der Grad dessen in einem Fall, in dem unter dem gleichen Motorlastfaktor kein EGR-Gas eingeleitet wird. Demgemäß wird, wenn der Motorlastfaktor ein niedriger Wert im Vergleich zu seinem Wert ist, wenn kein EGR-Gas eingeleitet wird, der Drosselöffnungsgrad der Vollständigöffnungsgrad. Das WGV 32 ist daher so konfiguriert, dass das WGV 32 sich zu schließen beginnt bei einem niedrigeren Motorlastfaktor als einem Wert in dem Fall, in dem kein EGR-Gas eingeleitet wird. Es ist zu bemerken, dass das Divergenzausmaß der gestrichelten Linie relativ zu der Volllinie für jeden von dem Drosselöffnungsgrad und dem WGV-Öffnungsgrad, die in 3(A) bzw. 3(B) gezeigt sind, ein Divergenzausmaß bei einer bestimmten EGR-Rate ist und das Divergenzausmaß zunimmt wie die EGR-Rate, die verwendet wird, zunimmt.
  • Daher wird aus den oben beschriebenen Gründen innerhalb eines Motorlastbereichs, der die Einleitung von EGR-Gas begleitend erreichbar ist, die Flügelraddrehgeschwindigkeit während einer EGR-Gaseinleitung insgesamt höher im Vergleich dazu, wenn kein EGR-Gas eingeleitet wird. Genauer wird in einem Nichtaufladungsbereich (Selbstansaugungsbereich) auf der Niederlastseite die Flügelraddrehgeschwindigkeit während einer EGR-Gaseinleitung höher als die zu einer Zeit, zu der kein EGR-Gas eingeleitet wird, weil der Drosselöffnungsgrad zum Gewährleisten des gleichen Motorlastfaktors relativ größer gemacht wird. Ferner ändert sich während einer EGR-Gaseinleitung ein Wert des Motorlastfaktors, bei dem die Flügelraddrehgeschwindigkeit wegen des Starts der Aufladung eine signifikante Erhöhung zu zeigen beginnt, zur Niedriglastseite hin im Vergleich dazu, wenn kein EGR-Gas eingeleitet wird.
  • (Motorlastbereich, der Ziel einer Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung ist)
  • In der Steuerung der vorliegenden Ausführungsform wird eine Wassertröpfchen-Zulässig-Grenzdrehgeschwindigkeit (nachstehend auch einfach als „Grenzdrehgeschwindigkeit“ bezeichnet) Ntmax in Bezug auf die Flügelraddrehgeschwindigkeit gesetzt. Die Wassertröpfchen-Zulässig-Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax ist ein Wert, der im Voraus so gesetzt wird, dass er eine vorbestimmte Toleranz als eine Flügelraddrehgeschwindigkeit aufweist, bei welcher das Auftreten eines Erosionsphänomens keine Sorge ist, sogar wenn Kondenswasser, das sich an das geschlossene EGR-Ventil 40 angeheftet hat, in den Kompressor 22a einströmt, wenn das EGR-Ventil 40 geöffnet wird. Mit anderen Worten ist die Wassertröpfchen-Zulässig-Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax eine Kompressordrehgeschwindigkeit, die zulässig ist in einem Fall, in dem angenommen wird, dass Tröpfchen von Kondenswasser, die sich an das geschlossene EGR-Ventil 40 angeheftet haben, in den Kompressor 22a einströmen werden, wenn das EGR-Ventil 40 geöffnet wird. Genauer hängt der Durchmesser von Wassertröpfchen, die in den Kompressor 22a einströmen, von dem Hardwarezustand des Verbrennungsmotors 10 ab (zum Beispiel der Länge der Einlasspassage 12 von einem Vereinigungsabschnitt mit der EGR-Passage 36 bis zum Kompressoreinlass). Ein wie in 7(A) gezeigter Zusammenhang, der später beschrieben werden wird, existiert zwischen dem Durchmesser der Wassertröpfchen und der Flügelraddrehgeschwindigkeit, und die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax unter einem angenommenen Durchmesser der Wassertröpfchen wird unter Berücksichtigung des Zusammenhangs in 7(A) bestimmt. Es ist zu bemerken, dass in dem Turbolader 22 die Drehgeschwindigkeit des Flügelrades des Kompressors 22a (das heißt die Kompressordrehgeschwindigkeit) gleich zu der Turbinendrehgeschwindigkeit Nt ist. Folglich werden die zuvor genannten beiden Drehgeschwindigkeiten in der folgenden Beschreibung nicht speziell voneinander unterschieden und werden als „Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt“ oder „Turbinendrehgeschwindigkeit Nt“ bezeichnet.
  • Ein Bereich A, der in 3(C) dargestellt ist, ist ein Motorlastbereich, für welchen ein Motorlastfaktor, wenn die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax erreicht in einem Zustand, in dem EGR-Gas eingeleitet wird, als eine obere Grenze genommen ist. Das heißt, der Bereich A ist ein Bereich, in dem die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax nicht überschreitet, sogar wenn die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt zur Einleitung von EGR-Gas erhöht wird. Demgemäß kann gesagt werden, dass in dem Bereich A es nicht notwendig ist, eine spezielle Gegenmaßnahme in Bezug auf das in den Kompressor 22a Einströmen des oben beschriebenen Kondenswassers zu implementieren.
  • Der Bereich B ist ein Motorlastbereich, der sich von dem Bereich A aus fortsetzt, und befindet sich auf einer Hochlastseite in Bezug auf den Bereich A. Eine obere Grenze des Bereichs B ist ein Motorlastfaktor, bei dem die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax erreicht in einem Zustand, in dem kein EGR-Gas eingeleitet wird. Demgemäß wird in dem Bereich B, obwohl die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax nicht überschreiten wird, wenn kein EGR-Gas eingeleitet wird, die Flügelraddrehgeschwindigkeit die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax überschreiten, wenn sich die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt einhergehend mit der Einleitung von EGR-Gas erhöht.
  • Daher wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration eingesetzt, so dass in einem Fall, in dem eine Einleitung von EGR-Gas in einer Situation gestartet wird, in welcher die Temperatur des EGR-Ventils 40 kleiner als ein oder gleich zu einem vorbestimmten Wert X1 ist und wobei die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt, die beim Starten der Einleitung von EGR-Gas erforderlich ist, höher als die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax ist, die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt nach Start einer Einleitung von EGR-Gas so beschränkt wird, dass sie die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax nicht überschreitet. Genauer wird in diesem Fall eine Konfiguration eingesetzt, welche die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt so beschränkt, dass sie die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax durchweg einer Schutzzeitdauer T3 nach Start einer Einleitung von EGR-Gas nicht überschreitet. Ferner entspricht basierend auf der Voraussetzung, dass das Drosselventil 26 und das WGV 32 gemäß den in 3(A) und 3(B) dargestellten Steuerverfahren gesteuert werden, diese Art von Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung „einem Absenken der Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt auf eine Geschwindigkeit, die kleiner als die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax ist, durchweg der Schutzzeitdauer T3 nach Start einer Einleitung von EGR-Gas in einem Fall, in dem das EGR-Ventil 40 zum Starten der Einleitung von EGR-Gas geöffnet wird in einer Situation, in welcher der Motorlastbereich sich in dem Bereich B befindet und wobei Kondenswasser an dem EGR-Ventil 40 erzeugt ist“. Da die vorliegende Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung eine charakteristische Steuerung der vorliegenden Ausführungsform ist, werden deren Details später beschrieben werden. Es ist zu bemerken, dass ein Motorlastfaktor, der eine Grenze zwischen Bereich A und Bereich B ist, sich ändert wie sich die EGR-Rate ändert. Demgemäß ändert sich, wenn sich die EGR-Rate ändert, der Bereich B, der das Ziel der vorliegenden Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung ist, ebenfalls.
  • Es ist zu bemerken, dass ein Bereich C ein Motorlastbereich ist, der sich von dem Bereich B aus fortsetzt, und auf der Hochlastseite in Bezug auf den Bereich B ist. In dem Bereich C überschreitet die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax in einem Zustand, in dem kein EGR-Gas eingeleitet wird. Demgemäß kann in einer Situation, in welcher der Motorlastbereich sich im Bereich C befindet, sogar wenn Kondenswasser an dem EGR-Ventil 40 erzeugt wurde zu der Zeit, zu der eine Einleitung von EGR-Gas startet, die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt nicht auf eine Geschwindigkeit verringert werden, die kleiner als die oder gleich zu der Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax ist. Folglich wird in diesem Fall eine Einleitung von EGR-Gas (ein Öffnen des EGR-Ventils 40) verhindert, bis die Temperatur des EGR-Ventils 40 auf eine Temperatur ansteigt, bei welcher Kondenswasser, das an dem EGR-Ventil 40 anhaftet, beseitigt (verdunstet) wird, oder bis der Motorlastbereich zu dem Bereich B oder dem Bereich A übergeht, die sich auf der Niedriglastseite in Bezug auf den Bereich C befinden.
  • (Überblick über Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung)
  • 4 ist eine Mehransichten-Abbildung, die Zeitdiagramme zeigt zum Beschreiben eines Überblicks über die Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung, welche unter als ein Ziel Nehmen des Bereichs B, der in 3 dargestellt ist, durchgeführt wird. Es ist zu bemerken, dass, als ein Beispiel, 4 eine Situation zeigt, in welcher eine Einleitung von EGR-Gas während eines Warmlaufens gestartet wird in einem Zustand, in dem die Beschleunigerposition konstant gemacht ist (das heißt einem Zustand, in dem das Drehmoment, das der Fahrer in Bezug auf den Verbrennungsmotor 10 anfordert, konstant ist).
  • Wie in 4(B) gezeigt, nimmt während eines Motoraufwärmens die Motorkühlwassertemperatur allmählich zu, wohingegen andererseits die Einlasslufttemperatur (Außenlufttemperatur) niedrig bleibt. Wenn die Motorkühlwassertemperatur sich bis zu einer EGR-Zulässig-Wassertemperatur erhöht, bei welcher die Einleitung von EGR-Gas zugelassen wird, wird ein EGR-Genehmigungs-Flag „ein“ geschaltet, wie in 4(C) gezeigt. Als Ergebnis wird die Einleitung von EGR-Gas gestartet.
  • Kurvenformen, die in 4(D) bis (F) mittels Strichlinien dargestellt sind, zeigen einen Betrieb zu einer Normalzeit (genauer zu der Zeit einer hohen Einlasslufttemperatur, bei welcher kein Kondenswasser auf der Oberfläche des EGR-Ventils 40, das sich in einem Geschlossenzustand befindet, erzeugt wird). Wenn das EGR-Ventil 40 geöffnet wird, ohne dem irgendeine spezielle Beachtung zu schenken, wird sich die Einlassluftmenge vermindern, wenn EGR-Gas in die Einlasspassage 12 eingeleitet wird, und wird sich damit einhergehend das Motordrehmoment vermindern. Der Bereich B ist ein Bereich, in dem der Motorlastfaktor (Einlassluftmenge) gesteuert wird mittels Regulierens des WGV-Öffnungsgrades, wie oben beschrieben. Folglich wird, um eine Verminderung in der Einlassluftmenge zu vermeiden, wie oben beschrieben, der WGV-Öffnungsgrad auf einen Öffnungsgrad zur Geschlossenseite hin gesteuert, wie durch die Strichlinie in 4(E) gezeigt, einhergehend mit einem Öffnen des EGR-Ventils 40, wie durch die Strichlinie in 4(D) gezeigt. Wenn die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt wie durch die Strichlinie in 4(F) gezeigt erhöht wird, indem der WGV-Öffnungsgrad auf diese Weise gesteuert wird, kann der Ladedruck so erhöht werden, dass sich die Einlassluftmenge nicht einhergehend mit der Einleitung von EGR-Gas vermindert. Es ist zu bemerken, dass eine Konfiguration eingesetzt wird, so dass die Menge von EGR-Gas, die in die Einlasspassage 12 eingeleitet wird, in Übereinstimmung mit der Motorkühlwassertemperatur verändert wird. Folglich wird in dem in 4 dargestellten Steuerungsbeispiel, welches annimmt, dass die Funktionen während eines Aufwärmzeitraums durchgeführt werden, nach Start einer Einleitung von EGR-Gas der EGR-Ventil-Öffnungsgrad erhöht wie die Motorkühlwassertemperatur zusammen mit dem Zeitablauf ansteigt, um die EGR-Gasmenge zu erhöhen. Einhergehend mit dieser Änderung in dem EGR-Ventil-Öffnungsgrad wird der WGV-Öffnungsgrad in Richtung zur Geschlossenseite hin gesteuert.
  • Im Gegensatz dazu wird in einem Fall, in dem Kondenswasser an dem EGR-Ventil 40 erzeugt wird, weil die Einlasslufttemperatur (Außenlufttemperatur) niedrig ist (genauer in einem Fall, in dem die Temperatur des EGR-Ventils 40 kleiner als die oder gleich zu der Taupunkttemperatur des EGR-Gases ist), der WGV-Öffnungsgrad so gesetzt, dass er WGVmin wird, welcher ein WGV-Öffnungsgrad ist, der unter der aktuellen Abgasströmungsrate zu der Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax korrespondiert (siehe die Volllinie in 4(E)). Das heißt, es wird ein Öffnungsgrad WGVmin genutzt, der weiter auf der Offenseite ist als der WGV-Öffnungsgrad zu der Zeit eines Normalbetriebs. Auf diese Weise kann, da die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt auf die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax beschränkt wird, wie durch die Volllinie in 4(F) gezeigt, die Kollisionsgeschwindigkeit zwischen Wassertröpfchen und dem Flügelrad, wenn Wassertröpfchen einhergehend mit einem Öffnen des EGR-Ventils 40 in den Kompressor 22a einströmen, abgesenkt werden (das heißt, ein Impuls, den das Flügelrad von den Wassertröpfchen empfängt, kann reduziert werden). Folglich kann das Auftreten eines Erosionsphänomens verhindert werden.
  • (Drehmomenteinstellung vor und nach Einleitung von EGR-Gas)
  • Wenn das Hubausmaß (Öffnungsgrad) des EGR-Ventils 40 auf dem Wert dessen für eine Zeit eines Normalbetriebs verbleibt zu einer Zeit, zu der der WGV-Öffnungsgrad auf den Öffnungsgrad WGVmin gesetzt wurde, der sich wie oben beschrieben auf der Offenseite befindet, als eine Gegenmaßnahme für Kondenswasser, kann im Gegensatz zu einer Zeit eines Normalbetriebs die Einlassluftmenge (Motordrehmoment) nicht auf einer konstanten Menge in Bezug auf vor und nach der Einleitung von EGR-Gas gehalten werden. Genauer wird sich der Ladedruck vermindern, wenn die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt verringert wird. Wenn sich der Ladedruck vermindert, werden sich auch die Einlassluftmenge und die EGR-Gasmenge vermindern (das heißt, die Gesamtmenge von in die Zylinder eingesaugtem Gas wird sich vermindern). Es ist notwendig, die EGR-Gasmenge zu reduzieren, um in solch einer Situation die Einlassluftmenge konstant zu halten. Demgemäß wird, wie durch die Volllinie in 4(D) gezeigt, der EGR-Ventil-Öffnungsgrad auf einen kleineren Wert im Vergleich zu einer Normalzeit gesetzt. Ein EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR1 in diesem Fall ist ein Öffnungsgrad, der einer EGR-Gasmenge (Gegr1, die später beschrieben wird) entspricht, die eingeleitet werden kann unter einem Ladedruck, der in einer Situation erlangt wird, in welcher der WGV-Öffnungsgrad ohne Ändern der Einlassluftmenge vor und nach Öffnen des EGR-Ventils 40 auf den Öffnungsgrad WGVmin gesteuert wurde.
  • (Schutzzeitdauer T3 zum Durchführen einer Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung)
  • Wie in 4 gezeigt, wird eine Steuerung des WGV-Öffnungsgrades und des EGR-Ventil-Öffnungsgrades für die oben beschriebene Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung nach Start einer Einleitung von EGR-Gas durchweg der vorbestimmten Schutzzeitdauer T3 durchgeführt. Die Schutzzeitdauer T3 ist ein Zeitraum, in welchem es eine Möglichkeit gibt, dass Wassertröpfchen, die sich an das EGR-Ventil 40 angeheftet haben, nach Öffnen des EGR-Ventils 40 in den Kompressor 22a einströmen. Zum Beispiel ist es vorteilhaft, die Schutzzeitdauer T3 gemäß dem nachstehend beschriebenen Verfahren zu setzen.
  • Gemäß dem vorliegenden Verfahren wird die Schutzzeitdauer T3 zum Schützen des Flügelrades als die Summe einer Ventillösezeitdauer T1 und einer Einlassrohrdurchgangszeitdauer T2 dargestellt. Die Ventillösezeitdauer T1 ist eine Zeitdauer von einem Zeitpunkt, zu dem sich das EGR-Ventil 40 zu öffnen beginnt, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem Wassertröpfchen, die an die Oberfläche des geschlossenen EGR-Ventils 40 angeheftet sind, sich als Ergebnis dessen, dass sie von einer Strömung von EGR-Gas gezogen werden, von dem EGR-Ventil 40 zu lösen beginnen. Die Einlassrohrdurchgangszeitdauer T2 ist eine Zeitdauer von einem Zeitpunkt, zu dem sich Wassertröpfchen von dem EGR-Ventil 40 zu lösen beginnen, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die Wassertröpfchen ein Ankommen an dem Einlass des Kompressors 22a beenden.
  • In Bezug auf die Einlassrohrdurchgangszeitdauer T2 werden die folgenden drei Formen (a) bis (c) als Bewegungsformen der Wassertröpfchen nach Ablösung von dem EGR-Ventil 40 und in die bzw. in der Einlasspassage 12 Strömen angenommen. Form (a) ist eine Form, wobei die Wassertröpfchen an der Wandfläche der Einlasspassage 12 anhaften, entlang der Wandfläche strömen und an dem Einlass des Kompressors 22a ankommen. Form (b) ist eine Form, wobei, obwohl die Wassertröpfchen an der Wandfläche der Einlasspassage 12 anhaften und entlang der Wandfläche strömen, die Wassertröpfchen vor Ankommen an dem Einlass des Kompressors 22a verdunsten. Form (c) ist eine Form, wobei die Wassertröpfchen durch den Raum innerhalb der Einlasspassage 12 fliegen und an dem Kompressor 22a ohne Anhaften an der Wandfläche der Einlasspassage 12 ankommen. Es wird angenommen, dass in der Praxis ein Teil der Wassertröpfchen, die in der Einlasspassage 12 strömen, sich in der Art von Form (c) bewegen und sich die verbleibenden Wassertröpfchen in der Art von einer oder beiden von Form (a) und Form (b) bewegen.
  • Es kann gesagt werden, dass, ob Wassertröpfchen, die an die Wandfläche der Einlasspassage angeheftet wurden, an dem Einlass des Kompressors ankommen oder auf halbem Wege entlang der Einlasspassage verdunsten, grundsätzlich von den Hardwarebedingungen des Verbrennungsmotors abhängig ist (genauer der Länge der Einlasspassage von einem EGR-Gaseinleitungsabschnitt bis zu dem Kompressor). Ferner ist es in einem Fall, in dem eine Konfiguration eingesetzt wird, wobei die Einlasspassage auf einer strömungsaufwärtigen Seite des Kompressors durch Motorkühlwasser beheizt wird, wie in dem Fall des Verbrennungsmotors 10, auch denkbar, dass, ob Wassertröpfchen entlang der Wandfläche strömen und an dem Einlass des Kompressors ankommen oder auf halbem Wege entlang der Einlasspassage verdunsten, sich ändert in Abhängigkeit von der Motorkühlwassertemperatur. Andererseits kann gesagt werden, dass die Zeit, die für Wassertröpfchen erforderlich ist, um ihren Flug zu vollenden (hierin auch als „Flugzeit T22“ bezeichnet), in Form (c) im Wesentlichen kurz ist relativ zu der Zeit, die für Wassertröpfchen erforderlich ist, um ihr Ankommen an dem Einlass des Kompressors über die Wandfläche (hierin auch als „Gleitzeit T21“ bezeichnet) in Form (a) zu vollenden.
  • Basierend auf dem Vorhergehenden kann gesagt werden, dass (1), wenn der Verbrennungsmotor ein Motor ist, in Bezug auf den auf Basis einer Bestimmung, die auf dem Hardwarezustand basiert, der oben beschrieben ist, gesagt werden kann, dass Wassertröpfchen, die sich an die Wandfläche der Einlasspassage angeheftet haben, nicht an dem Kompressoreinlass ankommen, die Flugzeit T22 als die Einlassrohrdurchgangszeitdauer T2 behandelt werden kann. Andererseits kann gesagt werden, dass (2), wenn der Verbrennungsmotor ein Motor ist, in Bezug auf den auf der Basis einer Bestimmung, die auf dem Hardwarezustand basiert, der oben beschrieben ist, gesagt werden kann, dass Wassertröpfchen, die sich an die Wandfläche der Einlasspassage angeheftet haben, manchmal an dem Kompressoreinlass ankommen, die Gleitzeit T21 als die Einlassrohrdurchgangszeitdauer T2 behandelt werden kann. Jedoch kann sich sogar in dem Fall (2) in dem Fall eines Verbrennungsmotors, wobei sich, ob Wassertröpfchen entlang der Wandfläche strömen und an dem Kompressoreinlass ankommen oder auf halbem Wege entlang der Wandfläche verdunsten, in Abhängigkeit von der Motorkühlwassertemperatur ändert, eine Zeitdauer, die als die Einlassrohrdurchgangszeitdauer T2 verwendet wird, in Übereinstimmung mit der Motorkühlwassertemperatur ändern. Genauer kann in einem Wassertemperaturzustand, in Bezug auf den gesagt werden kann, dass Wassertröpfchen verdunsten, weil die Motorkühlwassertemperatur hoch ist, die Flugzeit T22 als die Einlassrohrdurchgangszeitdauer T2 behandelt werden und kann in einem Wassertemperaturzustand, in Bezug auf den gesagt werden kann, dass Wassertröpfchen an dem Kompressoreinlass ankommen, weil die Motorkühlwassertemperatur gering ist, die Gleitzeit T21 als die Einlassrohrdurchgangszeitdauer T2 behandelt werden.
  • (Spezifische Verarbeitung in Ausführungsform 1)
  • 5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zeigt, die von dem ESG 50 in Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Es ist zu bemerken, dass die vorliegende Routine für jeden vorbestimmten Steuerungszeitraum wiederholt ausgeführt wird.
  • In der in 5 dargestellten Routine bestimmt das ESG 50 zuerst, ob ein vorbestimmter EGR-Einleitungszustand (Cegr) hergestellt ist oder nicht (Schritt 100). Genauer ist der EGR-Einleitungszustand hergestellt, wenn die Motorkühlwassertemperatur innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist und ein vorbestimmter EGR-Verbotszustand nicht hergestellt ist. Eine Einleitung von EGR-Gas wird einhergehend mit einem Herstellen des EGR-Einleitungszustandes gestartet.
  • Wenn in Schritt 100 bestimmt wird, dass der EGR-Einleitungszustand nicht hergestellt ist, führt das ESG 50 eine normale WGV-Steuerung aus (Schritt 102). Gemäß der normalen WGV-Steuerung wird der WGV-Öffnungsgrad so gesteuert, dass er ein Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad in Übereinstimmung mit dem aktuellen Motorlastfaktor und der aktuellen Motordrehzahl wird. Als Nächstes schreitet das ESG 50 zu Schritt 103 fort und setzt den Anforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad (EGRreq) auf null. Das heißt, in diesem Fall wird eine Einleitung von EGR-Gas nicht durchgeführt (wird verboten bzw. verhindert).
  • Im Gegensatz dazu bestimmt, wenn in Schritt 100 bestimmt wird, dass der EGR-Einleitungszustand hergestellt ist, das ESG 50 anschließend, ob die Temperatur des EGR-Ventils 40 (TMPegr) kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist oder nicht (Schritt 104). Hier bezieht sich der Ausdruck „vorbestimmter Wert X1“ auf eine Temperatur, bei welcher eine Feuchtigkeitskondensation an dem EGR-Ventil 40 aufzutreten beginnt (das heißt, die Taupunkttemperatur von Abgas, das in der Nähe des EGR-Ventils 40, das sich in einem Geschlossenzustand befindet, vorhanden ist). Mittels Durchführens der Verarbeitung in dem vorliegenden Schritt 104 wird bestimmt, ob die aktuelle Situation eine ist, in welcher Kondenswasser an dem EGR-Ventil 40 erzeugt wurde, oder nicht. Es ist zu bemerken, dass, ob das in dem aktuellen Schritt 104 bestimmte Ergebnis bejahend oder verneinend ist, direkt damit in Verbindung steht, ob es notwendig ist oder nicht, die Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung der vorliegenden Ausführungsform auszuführen. Eine Ausführung der vorliegenden Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung ist nicht auf einen Fall beschränkt, in dem bestimmt wird, dass wahrscheinlich aktuell an der Oberfläche des EGR-Ventils 40 Kondenswasser erzeugt ist, da die EGR-Ventil-Temperatur gleich zu der oder kleiner als die Taupunkttemperatur von Abgas ist. Das heißt, die vorliegende Steuerung kann auch in einer Weise ausgeführt werden, die eine Sicherheitstoleranz aufweist, so dass die Steuerung in einer Situation ausgeführt wird, in welcher es, obwohl die EGR-Ventil-Temperatur höher als die Taupunkttemperatur ist, eine Möglichkeit gibt, dass Kondenswasser auf der Oberfläche des EGR-Ventils 40 erzeugt wurde, da die EGR-Ventil-Temperatur eine Temperatur ist, die nahe an der Taupunkttemperatur ist. Demgemäß kann auch eine Temperatur, die in Bezug auf die zuvor genannte Taupunkttemperatur des Abgases um eine vorbestimmte Toleranz höher ist, als der oben beschriebene vorbestimmte Wert X1 verwendet werden. Zum Beispiel kann ein konstanter Wert, der im Voraus bestimmt wurde, als die Taupunkttemperatur des Abgases verwendet werden, die als der vorbestimmte Wert X1 zu nutzen ist. Jedoch kann, wenn es möglich ist, die Temperatur von Abgas, das in der Nähe des EGR-Ventils 40 vorhanden ist, zu schätzen oder zu erfassen, die Taupunkttemperatur als ein variabler Wert berechnet werden, der auf der Temperatur des Abgases basiert. Ferner kann, da die in diesem Fall berechnete Taupunkttemperatur die Taupunkttemperatur von Abgas ist, das in der EGR-Passage 36 in der Nähe des EGR-Ventils 40 stagniert (das heißt, Gas, welches einen festen Anteil an Feuchtigkeit enthält), ein konstanter Wert oder dergleichen wie oben beschrieben verwendet werden. Jedoch ist die Taupunkttemperatur ein Wert, der sich in Übereinstimmung mit der Feuchtigkeit des Gases ändert. Daher kann auch eine Konfiguration eingesetzt werden, wobei die Feuchtigkeit des stagnierenden Abgases erfasst oder geschätzt wird und die Taupunkttemperatur in einer Weise berechnet wird, welche die Feuchtigkeit berücksichtigt.
  • Obwohl Mittel zum Erlangen der Temperatur des EGR-Ventils 40 in Schritt 104 nicht speziell beschränkt sind, kann die EGR-Ventil-Temperatur zum Beispiel als ein Wert geschätzt werden, der mittels einer Funktion der Einlasslufttemperatur, der Motorkühlwassertemperatur und der Zeit berechnet wird. Genauer ist ein Kennfeld (nicht in den Figuren dargestellt), das einen Basiswert Teo der Temperatur des EGR-Ventils 40 mittels eines Zusammenhangs mit der Einlasstemperatur und der Motorkühlwassertemperatur definiert, in dem ESG 50 gespeichert. Hier bezieht sich der Ausdruck „Basiswert Teo“ auf eine Stabilzustandtemperatur des EGR-Ventils 40, wenn die Einlasslufttemperatur und die Motorkühlwassertemperatur jeweils eine beliebige Temperatur sind. Gemäß diesem Verfahren wird ein Wert Teo, der zu der Einlasslufttemperatur, die von dem Einlasslufttemperatursensor 20 erfasst ist, und der Motorkühlwassertemperatur korrespondiert, die von dem Wassertemperatursensor 54 erfasst ist, durch Bezugnahme auf das Kennfeld erlangt. Basierend auf dem Wert Teo wird eine aktuelle Temperatur Tn des EGR-Ventils 40, die sich in einer Weise ändert, welche durch einen temporären Zeitabstand bei Empfangen des Einflusses einer Änderung in der Einlasslufttemperatur und der Motorkühlwassertemperatur begleitet ist, in Übereinstimmung mit Gleichung (1) berechnet. Es ist zu bemerken, dass in Gleichung (1) Tn-1 den vorherigen Wert der Temperatur des EGR-Ventils 40 repräsentiert und k einen Glättungskoeffizienten (0 < k < 1) repräsentiert, der im Voraus gesetzt wird. Ferner wird angenommen, dass der Wassertemperatursensor 54 die Motorkühlwassertemperatur an einer Position misst, die eine Korrelation mit der Motorkühlwassertemperatur in dem Gehäuse des EGR-Ventils 40 hat. T n = T n − 1 + ( T eo − T n − 1 ) × k
    Figure DE112015002898B4_0001
  • Ferner kann die EGR-Ventil-Temperatur, die in Schritt 104 verwendet wird, eine Temperatur sein, die mittels eines Sensors erfasst wird, wenn es möglich ist, dies so zu tun. Alternativ kann zum Beispiel, wie später in Ausführungsform 3 beschrieben, wenn die Einlasslufttemperatur kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist, bestimmt werden, dass die Situation eine ist, in welcher die EGR-Ventil-Temperatur kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist. Eine Temperatur an einer Position, die nahe zu der Stelle ist, an welcher das EGR-Ventil 40 angeordnet ist (das heißt eine Position in der Nähe des Kompressoreinlasses), ist als die in diesem Fall genannte Einlasslufttemperatur bevorzugt. Jedoch kann, solange die Temperatur eine Korrelation mit der Einlasslufttemperatur an dem Kompressoreinlass hat, die Einlasslufttemperatur an dem Einlass der Einlasspassage 12 (nahezu gleich zu der Außenlufttemperatur), die von dem Einlasslufttemperatursensor 20 erfasst wird, für die Einlasslufttemperatur an dem Kompressoreinlass substituiert werden oder kann die Außenlufttemperatur selbst verwendet werden oder kann eine Temperatur auf einer strömungsabwärtigen Seite des Kompressors verwendet werden.
  • Wenn in Schritt 104 bestimmt wird, dass die Temperatur des EGR-Ventils höher als der vorbestimmte Wert X1 ist, schreitet das ESG 50 zu Schritt 118 fort. Wenn im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass die Temperatur des EGR-Ventils kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist, bestimmt das ESG 50, ob der aktuelle Verarbeitungszyklus der erste Zyklus nach dem EGR-Ventil-Temperaturabfall unter den vorbestimmten Wert X1 ist oder nicht (Schritt 106). Wenn das Ergebnis der vorliegenden Bestimmung bejahend ist, führt das ESG 50 die Reihe von Verarbeitungen in Schritten 108 bis 114 aus. Andererseits schreitet, wenn das Ergebnis der vorliegenden Bestimmung verneinend ist, das ESG 50 zu Schritt 116 fort.
  • In Schritt 108 berechnet das ESG 50 die Ventillösezeitdauer T1. Die Strömungsrate von EGR-Gas, das durch das EGR-Ventil 40 hindurchpassiert, ist der dominierende Faktor in Bezug auf die Ventillösezeitdauer T1. Daher berechnet in diesem Fall das ESG 50 die Ventillösezeitdauer T1 in Übereinstimmung mit einem Kennfeld (nicht in den Figuren dargestellt), das die Ventillösezeitdauer T1 so vordefiniert, dass sie eine Funktion des EGR-Ventil-Öffnungsgrades ist. In diesem Kennfeld wird die Ventillösezeitdauer T1 so gesetzt, dass sie kürzer wird wie sich der EGR-Ventil-Öffnungsgrad vermindert (das heißt, wie die Strömungsrate des EGR-Gases zunimmt).
  • In Schritt 110 berechnet das ESG 50 die Gleitzeit T21 oder die Flugzeit T22 als die Einlassrohrdurchgangszeitdauer T2. Zum Beispiel kann das oben beschriebene Verfahren verwendet werden, um zu bestimmen, welche von der Gleitzeit T21 und der Flugzeit T22 in dem vorliegenden Schritt 110 zu berechnen ist. In Bezug auf die Gleitzeit T21 ist der Beitrag der Einlassluftmenge (Massestromrate) groß. Folglich berechnet in diesem Fall das ESG 50 die Gleitzeit T21 in Übereinstimmung mit einem Kennfeld (in den Figuren nicht dargestellt), das die Gleitzeit T21 so vordefiniert, dass sie eine Funktion der Einlassluftmenge ist. In diesem Kennfeld wird die Gleitzeit T21 so gesetzt, dass sie kürzer wird wie die Einlassluftmenge zunimmt. Ferner ist in Bezug auf die Flugzeit T22 der Beitrag der Strömungsrate der Einlassluft groß. Außerdem steht die Strömungsrate der Einlassluft in einem proportionalen Zusammenhang mit der Einlassluftmenge. Folglich berechnet in diesem Fall das ESG 50 die Flugzeit T22 in Übereinstimmung mit einem Kennfeld (in den Figuren nicht dargestellt), das die Flugzeit T22 so vordefiniert, dass sie eine Funktion der Einlassluftmenge ist. In diesem Kennfeld wird die Flugzeit T22 so gesetzt, dass sie sich vermindert wie die Einlassluftmenge zunimmt.
  • In Schritt 112 berechnet das ESG 50 die Schutzzeitdauer T3 als die Summe der Ventillösezeitdauer T1 und der Gleitzeit T21 oder als die Summe der Ventillösezeitdauer T1 und der Flugzeitdauer T22. Als Nächstes berechnet das ESG 50 den unteren Grenzwert WGVmin des WGV-Öffnungsgrades, der zu der Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax unter der aktuellen Abgasströmungsrate korrespondiert (Schritt 114).
  • 6 ist eine Ansicht, welche den Zusammenhang zwischen der Turbinendrehgeschwindigkeit Nt und dem WGV-Öffnungsgrad unter der gleichen Abgasströmungsrate zeigt. Wenn die Abgasströmungsrate konstant ist, wie in 6 gezeigt, erhöht sich die Turbinendrehgeschwindigkeit Nt wie sich der WGV-Öffnungsgrad vermindert. In diesem Fall wird ein Wert, der zuvor als ein Konstantwert gesetzt wurde, der nicht vom Betriebszustand (Motordrehzahl und Motorlastfaktor) abhängig ist, als die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax verwendet. Es ist zu bemerken, dass sich, da die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax unter Berücksichtigung der Größe des zuvor genannten Impulses gesetzt wird, die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax in Übereinstimmung mit der Menge von Kondenswasser, die an dem EGR-Ventil 40 erzeugt wird, ändern kann. Genauer kann, da die erzeugte Menge von Kondenswasser zunimmt wie die Temperatur des EGR-Ventils 40, die durch Schätzung oder dergleichen erlangt wird, abnimmt, die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax einhergehend damit verringert werden.
  • Das ESG 50 hat Information (ein Kennfeld oder dergleichen), welche den Zusammenhang zwischen der Turbinendrehgeschwindigkeit Nt und dem WGV-Öffnungsgrad, wie in 6 gezeigt, für jeweilige vorbestimmte Abgasströmungsraten zeigt, und in dem vorliegenden Schritt 114 wird der untere Grenzwert WGVmin, der zu der Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax korrespondiert, unter Verwendung des zuvor genannten Zusammenhangs bei der aktuellen Abgasströmungsrate berechnet. Es ist zu bemerken, dass die Abgasströmungsrate äquivalent ist zu der Summe einer Gesamtinzylindereinlassgasmenge Gcyl und der Kraftstoffeinspritzmenge in einem Stabilzustand und berechnet werden kann als die Summe der Einlassluftmenge Ga, die von dem Luftströmungsmesser 18 gemessen wird, und einer EGR-Gasmenge Gegr und der Kraftstoffeinspritzmenge. Die EGR-Gasmenge Gegr kann auf Basis des Differenzdruckes zwischen der Einlassluft und Abgas und des EGR-Ventil-Öffnungsgrades berechnet werden.
  • Als Nächstes bestimmt das ESG 50, ob der Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad (WGVreq) kleiner als der untere Grenzwert WGVmin ist oder nicht (Schritt 116). In einer Situation, in welcher EGR-Gas eingeleitet wird, wenn in einem Motorlastbereich gearbeitet wird, der höher als der oder gleich zu dem Bereich B ist, in welchem der Motorlastfaktor mittels des WGV-Öffnungsgrades gesteuert wird, nutzt das ESG 50, um zu gewährleisten, dass der Anforderungs-Motorlastfaktor in Übereinstimmung mit der Beschleunigerposition erlangt wird, eine Verarbeitung, die sich von der vorliegenden Routine unterscheidet, um sequenziell den Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad zu berechnen als einen Wert, der auf einem Motorlastparameter, der Motordrehzahl und dem Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad basiert. Der Motorlastfaktor (Inzylinderluftladerate) oder die Einlassluftmenge Ga oder dergleichen entspricht in diesem Fall dem Motorlastparameter. Ferner wird der WGV-Öffnungsgrad so gesteuert, dass er der Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad wird, der berechnet wurde. Der Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad wird ebenfalls sequenziell berechnet mittels einer Verarbeitung, die sich von der vorliegenden Routine unterscheidet. Genauer wird der Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad als ein Wert berechnet, der auf einem Motorlastparameter, der Motordrehzahl und der Motorkühlwassertemperatur basiert.
  • Wenn in Schritt 116 bestimmt wird, dass der Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad größer als der oder gleich zu dem unteren Grenzwert WGVmin ist, schreitet das ESG 50 zu Schritt 118 fort und setzt den Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad (WGVreq) unter Verwendung eines Wertes, der in Übereinstimmung mit einem Normalbefehl ist (das heißt, eine Regulierung des Anforderungs-WGV-Öffnungsgrades wird nicht durchgeführt). Als Nächstes schreitet das ESG 50 zu Schritt 120 fort und setzt den Anforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad (EGRreq) unter Verwendung eines Wertes, der in Übereinstimmung mit einem Normalbefehl ist (das heißt dem Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad). Das heißt, eine Regulierung des Anforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrades wird ebenfalls nicht durchgeführt.
  • Im Gegensatz dazu bestimmt, wenn in Schritt 116 bestimmt wird, dass der Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad kleiner als der untere Grenzwert WGVmin ist (der Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad befindet sich auf der Geschlossenseite relativ dazu), das ESG 50, ob der WGV-Öffnungsgrad (der Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad oder der aktuelle WGV-Öffnungsgrad) direkt vor der aktuellen Einleitung von EGR-Gas (WGVnoegr) kleiner als der untere Grenzwert WGVmin ist oder nicht (Schritt 122). Wenn das Ergebnis der vorliegenden Bestimmung bejahend ist, das heißt, wenn die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt direkt vor der aktuellen Einleitung von EGR-Gas (das heißt in einem Zustand, in dem kein EGR-Gas eingeleitet wird) bereits höher als die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax ist, schreitet das ESG 50 zu Schritt 102 fort. Gemäß dieser Verarbeitung wird in einem Fall, in dem eine Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung nicht durchgeführt werden kann, weil sich der Motorlastbereich in dem zuvor genannten Bereich C befindet, eine Einleitung von EGR-Gas verboten bzw. verhindert (Schritt 103).
  • Im Gegensatz dazu bestimmt, wenn das in Schritt 122 bestimmte Ergebnis verneinend ist, das ESG 50, ob eine kontinuierliche Zeitdauer von dem Zeitpunkt an, zu dem eine EGR-Einleitung startet (Tcnt), kürzer als die zuvor genannte Schutzzeitdauer T3 ist oder nicht (Schritt 124). Wenn als ein Ergebnis bestimmt wird, dass die Schutzzeitdauer T3 nicht abgelaufen ist, ändert das ESG 50 den Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad (WGVreq) zu dem unteren Grenzwert WGVmin (Schritt 126) und ändert ferner den Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad zu dem EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR1 (siehe 4(D)), der in Übereinstimmung mit dem unteren Grenzwert WGVmin ist (Schritt 128). Ferner wird, wenn die Schutzzeitdauer T3 abgelaufen ist, die Verarbeitung in Schritten 118 und 120 ausgeführt.
  • Ein Fall, in dem der EGR-Einleitungszustand hergestellt ist und eine Einleitung von EGR-Gas gestartet wird in einer Situation, in welcher die Temperatur des EGR-Ventils 40 kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist, entspricht einem Fall, in dem es eine Möglichkeit gibt, dass Kondenswasser, das sich an das EGR-Ventil 40, welches sich in einem Geschlossenzustand befindet, angeheftet hat, einhergehend mit einem Öffnen des EGR-Ventils 40 in den Kompressor 22a einströmen wird. Gemäß der in 5 dargestellten Routine, die oben beschrieben ist, wird in solch einem Fall, wenn der Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad bei Start einer EGR-Gaseinleitung kleiner als der untere Grenzwert WGVmin ist (sich auf der Geschlossenseite relativ dazu befindet), der Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad auf den unteren Grenzwert WGVmin beschränkt. Außerdem setzt sich diese Beschränkung des Anforderungs-WGV-Öffnungsgrades durchweg der Schutzzeitdauer T3 von dem Zeitpunkt an fort, zu dem die Einleitung von EGR-Gas startet. Die Schutzzeitdauer T3 ist eine Zeitdauer, in welcher es eine Möglichkeit gibt, dass Tröpfchen von Kondenswasser von dem EGR-Ventil 40 in den Kompressor 22a einströmen. Gemäß dieser Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung kann ein Zustand, in welchem die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt höher als die Wassertröpfchen-Zulässig-Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax wird, vermieden werden in einer Situation, in welcher es eine Möglichkeit gibt, dass die Wassertröpfchen in den Kompressor 22a einströmen werden. Auf diese Weise kann das Auftreten eines Erosionsphänomens an dem Flügelrad verhindert werden, indem die Geschwindigkeit, mit welcher das Flügelrad mit den Wassertröpfchen kollidiert, reduziert wird (der Impuls reduziert wird) ohne Erfordernis einer speziellen Hinzufügung oder Änderung für die Hardware-Konfiguration. Ferner kann gesagt werden, dass die vorliegende Steuerung eine Gegenmaßnahme ist, gemäß welcher ein Einströmen von Wassertröpfchen, die sich an das geschlossene EGR-Ventil 40 angeheftet haben, zusammen mit EGR-Gas in die Einlasspassage 12, wenn das EGR-Ventil 40 geöffnet wird, an sich zugelassen wird. Daher kann im Vergleich zu einer Konfiguration, wobei die Einleitung von EGR-Gas einfach beschränkt bzw. gesperrt wird, um das Auftreten eines Erosionsphänomens zu unterdrücken, gesagt werden, dass die vorliegende Gegenmaßnahme es ermöglicht, das Auftreten eines Erosionsphänomens zu unterdrücken, während die Anlässe zum Einleiten von EGR-Gas so viel wie möglich erhalten werden (zum Beispiel während eines Einleitens von EGR-Gas in einem frühen Stadium während eines Motoraufwärmens).
  • Ferner wird gemäß der oben beschriebenen Routine die Schutzzeitdauer T3 auf Basis der Ventillösezeitdauer T1 und der Einlassrohrdurchgangszeitdauer T2 (Gleitzeit T21 oder Flugzeit T22) bestimmt. Auf diese Weise kann die Schutzzeitdauer T3, für welche die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt beschränkt wird, auf die erforderliche minimale Zeitdauer in einer Weise gesetzt werden, welche Parameter (in dem oben beschriebenen Beispiel den EGR-Ventil-Öffnungsgrad und die Einlassluftmenge), die hauptsächlich das Verhalten von Wassertröpfchen, die sich von dem EGR-Ventil 40 lösen und in die Einlasspassage 12 einströmen, beeinflussen, und ferner die Form einer Bewegung der Wassertröpfchen berücksichtigt, nachdem die Wassertröpfchen in die bzw. in der Einlasspassage 12 strömen. Auf diese Weise kann ferner eine Beschränkung der EGR-Gasmenge zum Unterdrücken von Drehmomentänderungen, welche eine Beschränkung der Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt begleiten, auf das erforderliche Minimum unterdrückt werden und können folglich nachteilige bzw. ungünstige Einflüsse der vorliegenden Steuerung auf NOx-Emissionen auf ein Minimum unterdrückt werden.
  • Es ist zu bemerken, dass in der oben beschriebenen Ausführungsform 1 die Kompressordrehgeschwindigkeit, welche in einem Zustand erlangt wird, in dem der WGV-Öffnungsgrad unter einer Abgasströmungsrate zu der Zeit des Berechnens eines Anforderungs-WGV-Öffnungsgrades gesteuert wird, so dass er ein Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad wird, der in der Verarbeitung in Schritt 116 berechnet wird, einer „Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit“ in der ersten Ausprägung der vorliegenden Erfindung entspricht und die Wassertröpfchen-Zulässig-Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax einer „vorbestimmten Drehgeschwindigkeit“ in der ersten Ausprägung der vorliegenden Erfindung entspricht. Ferner ist ein „Kompressorsteuermittel“ in der ersten Ausprägung der vorliegenden Erfindung realisiert, in dem das ESG 50 das WGV 32 steuert, um den unteren Grenzwert WGVmin zu machen.
  • Darüber hinaus entspricht der Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad, der von dem ESG 50 berechnet wird als ein Wert, welcher auf einem Motorlastparameter, der Motordrehzahl und der Motorkühlwassertemperatur basiert, einem „Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad“ in der vierten Ausprägung der vorliegenden Erfindung und entspricht der EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR1 einem „ersten Anforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad“ in der vierten Ausprägung der vorliegenden Erfindung. Außerdem wird das „EGR-Ventil-Steuermittel“ in der vierten Ausprägung der vorliegenden Erfindung realisiert, indem das ESG 50 den EGR-Ventil-Öffnungsgrad so steuert, dass er der EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR1 wird.
  • Ausführungsform 2
  • Als Nächstes wird eine Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 bis 9 beschrieben werden.
  • Das System der vorliegenden Ausführungsform kann unter Verwendung der in 1 dargestellten Hardware-Konfiguration und Bewirken, dass das ESG 50 die in 9 gezeigte, später beschriebene Routine anstatt der in 5 gezeigten Routine ausführt, realisiert werden.
  • < Charakteristische Steuerung von Ausführungsform 2 (EGR-Steuerung in Begleitung einer Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung) >
  • 7 ist eine Mehransichten-Abbildung zum Beschreiben einer Kombination der Wassertröpfchen-Zulässig-Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax, die in Übereinstimmung mit dem Durchmesser von Wassertröpfchen, die in den Kompressor 22a einströmen, bestimmt wird, eines WGV-Öffnungsgrades in einem Bereich, in welchem die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt nicht Ntmax überschreitet, und des EGR-Ventil-Öffnungsgrades.
  • Ein „NG-Bereich“ und ein „OK-Bereich“, die in 7(A) gezeigt sind, repräsentieren einen Bereich, in dem ein Flügelraderosionsphänomen ein Problem darstellt, bzw. einen Bereich, in dem das Flügelraderosionsphänomen kein Problem darstellt. Somit gibt es einen Zusammenhang zwischen dem Durchmesser von Wassertröpfchen, der vom Gesichtspunkt des Erosionsphänomens aus zulässig ist, und der Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt, so dass die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax abnimmt wie der Tröpfchendurchmesser zunimmt. Außerdem kann, weil der Durchmesser von Wassertröpfchen, die tatsächlich in dem Verbrennungsmotor 10 erzeugt werden können, durch die Hardware-Bedingungen des Verbrennungsmotors 10 bestimmt ist, wie im Vorhergehenden beschrieben, der Durchmesser der Wassertröpfchen im Voraus mittels Experiments oder dergleichen ermittelt werden. Demgemäß kann die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax wie in 7(A) gezeigt auf Basis der Grenzlinie zwischen dem NG-Bereich und dem OK-Bereich und dem Durchmesser von Wassertröpfchen, die tatsächlich in dem Verbrennungsmotor 10 erzeugt werden können, bestimmt werden. Auf diese Weise ist die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax in Übereinstimmung mit den Hardware-Bedingungen des Verbrennungsmotors 10 definiert.
  • Die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt, ein Ladedruck Pim und eine Gesamtinzylindereinlassgasmenge Gcyl (= Ga + Gegr), die in die Zylinder eingesaugt wird, stehen in einem proportionalen Zusammenhang zueinander. Wie oben in Ausführungsform 1 beschrieben, wird bei der Einleitung von EGR-Gas die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt erhöht, um nicht zu bewirken, dass sich die Einlassluftmenge Ga (Motordrehmoment) ändert. Daher wird gemäß dem Beispiel in Ausführungsform 1, während dem Beachtung geschenkt wird, dass gewährleistet wird, dass die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt nicht die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax überschreitet, der WGV-Öffnungsgrad so gesteuert, dass er ein unterer Grenzwert WGVmin wird, der kleiner als der WGV-Öffnungsgrad direkt vor der Einleitung von EGR-Gas ist. Eine in 7(B) gezeigte EGR-Gasmenge Gegr1 ist eine EGR-Gasmenge, die eingeleitet werden kann unter dem Ladedruck Pim, der erlangt wird in einer Situation, in welcher der WGV-Öffnungsgrad auf den unteren Grenzwert WGVmin gesetzt ist, ohne die Einlassluftmenge Ga vor und nach einem Öffnen des EGR-Ventils 40 zu ändern.
  • Solange eine Kombination zwischen dem WGV-Öffnungsgrad und dem EGR-Ventil-Öffnungsgrad in einem Zustand, in dem die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt so beschränkt wird, dass sie nicht die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax überschreitet, eine Kombination ist, welche den WGV-Öffnungsgrad größer macht als den unteren Grenzwert WGVmin (den WGV-Öffnungsgrad zur Offenseite hin setzt relativ zu dem unteren Grenzwert WGVmin), ist die Kombination nicht auf die Kombination (Einstellungsbeispiel 1) zwischen dem unteren Grenzwert WGVmin und dem EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR1 beschränkt, die in Ausführungsform 1 verwendet ist. Einstellungsbeispiel 2, das in 7(B) gezeigt ist, ist ein Beispiel, das eine Kombination nutzt eines WGV-Öffnungsgrades WGV2 und eines EGR-Ventil-Öffnungsgrades EGR2. Der EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR2 ist kleiner als der EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR1. Der WGV-Öffnungsgrad WGV2 ist ein WGV-Öffnungsgrad, bei welchem die Einlassluftmenge Ga nicht dazu gebracht wird, sich zwischen vor und nach einem Öffnen des EGR-Ventils 40 zu ändern, wenn der EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR2 verwendet wird. Gemäß Einstellungsbeispiel 2 wird eine EGR-Gasmenge Gegr2, die kleiner als die EGR-Gasmenge Gegr1 von Einstellungsbeispiel 1 ist, unter dem WGV-Öffnungsgrad WGV2 erlangt, der sich weiter auf der Offenseite relativ zu dem unteren Grenzwert WGVmin befindet. Gleichermaßen kann auch eine Einstellung, wobei die EGR-Gasmenge ohne Ändern der Einlassluftmenge Ga kleiner als Gegr2 gemacht wird, erzielt werden, indem der WGV-Öffnungsgrad noch weiter zu der Offenseite hin gesetzt wird relativ zu dem WGV-Öffnungsgrad WGV2, wobei ferner der EGR-Ventil-Öffnungsgrad noch weiter zur Geschlossenseite hin gesetzt wird relativ zu dem EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR2.
  • Gemäß Einstellungsbeispiel 1 kann gesagt werden, dass die maximale EGR-Gasmenge Gegr1 in einer Situation gewährleistet werden kann, in welcher die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt so beschränkt wird, dass sie nicht die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax überschreitet. Andererseits kann durch Absenken des EGR-Ventil-Öffnungsgrades ein Erhöhungseffekt der Strömungsrate von durch das EGR-Ventil 40 hindurchpassierendem EGR-Gas erwartet werden. Wenn die Strömungsrate von durch das EGR-Ventil 40 hindurchpassierendem EGR-Gas zunimmt, ist es möglich, das Kondenswasser, welches sich an das geschlossene EGR-Ventil 40 angeheftet hat, in einer kürzeren Zeit wegzublasen. Das heißt, die Ventillösezeitdauer T1 wird reduziert werden.
  • Daher wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform beim Ausführen der Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung der EGR-Ventil-Öffnungsgrad auf den EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR2 gesetzt, der kleiner als der in Ausführungsform 1 verwendete EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR1 ist. Funktionen bzw. ein Betrieb des Verbrennungsmotors 10, wenn diese EGR-Ventil-Öffnungsgradeinstellung verwendet wird, werden nun unter Bezugnahme auf 8 beschrieben werden, wobei eine Zeit, zu der der Motor aufgewärmt wird, als ein Beispiel genommen wird.
  • In dem in 8 dargestellten Steuerungsbeispiel wird einhergehend mit der Verwendung des EGR-Ventil-Öffnungsgrades EGR2 der WGV-Öffnungsgrad WGV2 verwendet, der weiter auf der Offenseite relativ zu dem unteren Grenzwert WGVmin ist. Als Ergebnis wird die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt auf eine Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt2 gesteuert, die kleiner als die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax ist. Da die Ventillösezeitdauer T1 reduziert ist im Vergleich zu der Steuerung von Ausführungsform 1, indem der EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR2 verwendet wird, wird die Schutzzeitdauer T3 für das Flügelrad verkürzt. Das heißt, es ist möglich, die Zeitdauer zu verkürzen, in welcher die Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung ausgeführt wird, und zu einem früheren Zeitpunkt zu der normalen WGV-Öffnungsgrad- und EGR-Ventil-Öffnungsgrad-Steuerung zurückzukehren.
  • (Spezifische Verarbeitung in Ausführungsform 2)
  • 9 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zeigt, die von dem ESG 50 in Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Es ist zu bemerken, dass in 9 Schritte, welche die gleichen wie in 5 gemäß Ausführungsform 1 gezeigte Schritte sind, durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind und eine Beschreibung dieser Schritte weggelassen oder vereinfacht ist.
  • In der in 9 dargestellten Routine führt, wenn in Schritt 124 bestimmt wird, dass die Schutzzeitdauer T3 nicht abgelaufen ist, das ESG 50 die Verarbeitung in Schritten 200 und 202 in dieser Reihenfolge aus.
  • In Schritt 200 ändert das ESG 50 den Anforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad (EGRreq) von dem Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad zu einer Zeit des Startens einer EGR-Gaseinleitung zu dem EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR2 (siehe 8(D)). Der EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR2 ist gesetzt als ein geeigneter Wert innerhalb eines EGR-Ventil-Öffnungsgradbereichs, der kleiner als der EGR-Ventil-Öffnungsgrad ist, der in Ausführungsform 1 verwendet ist. Der EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR1 ist ein EGR-Ventil-Öffnungsgrad, bei welchem die EGR-Gasmenge maximiert werden kann in einem Zustand, in dem der WGV-Öffnungsgrad nicht mehr geschlossen ist als der untere Grenzwert WGVmin. Genauer wird, wenn der EGR-Ventil-Öffnungsgrad innerhalb dieses EGR-Ventil-Öffnungsgradbereichs vermindert wird, der EGR-Ventil-Öffnungsgrad letztlich bei einem Vollständig-GeschlossenZustand ankommen. Wie sich der EGR-Ventil-Öffnungsgrad dem Vollständig-Geschlossen-Zustand annähert, hört die Strömung von EGR-Gas auf und wird es als Ergebnis für Wassertröpfchen schwierig, sich von dem EGR-Ventil 40 zu lösen. Demgemäß ist ein EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR2, der im Voraus auf Basis der Ergebnisse von Experimentieren oder dergleichen gesetzt wurde, in dem ESG 50 gespeichert als ein Wert, der in geeigneter Weise die Strömungsgeschwindigkeit von Gas erhöhen kann, das durch das EGR-Ventil hindurchpassiert, im Vergleich zu einem Fall, in dem der EGR-Ventil-Öffnungsgrad auf den EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR1 gesetzt wird.
  • In Schritt 202 ändert das ESG 50 den Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad (WGVreq) zu der Zeit des Startens einer EGR-Gaseinleitung zu dem WGV-Öffnungsgrad WGV2. Wie oben beschrieben, ist der WGV-Öffnungsgrad WGV2 ein Wert, der im Voraus als ein WGV-Öffnungsgrad gesetzt wurde, der nicht bewirkt, dass sich die Einlassluftmenge Ga zwischen vor und nach einem Öffnen des EGR-Ventils 40 ändert, wenn der EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR2 verwendet wird.
  • Gemäß der oben beschriebenen, in 9 dargestellten Routine kann in zu der Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung von Ausführungsform 1, die oben beschrieben ist, gleicher Weise das Auftreten eines Erosionsphänomens an dem Flügelrad ebenfalls verhindert werden. Darüber hinaus kann gemäß der vorliegenden Steuerung im Vergleich zu der Steuerung von Ausführungsform 1, obwohl die EGR-Gasmenge sich direkt nach Einleitung von EGR-Gas vermindert, letztlich eine Einleitung von EGR-Gas in der Menge, die ursprünglich erforderlich war, in einem früheren Stadium durchgeführt werden, indem die Ablösung von Wassertröpfchen von dem EGR-Ventil 40 unterstützt wird.
  • Es ist zu bemerken, dass in der oben beschriebenen Ausführungsform 2 der EGR-Ventil-Öffnungsgrad EGR2 einem „zweiten Anforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad“ in der fünften Ausprägung der vorliegenden Erfindung entspricht und eine Kompressordrehgeschwindigkeit, die erlangt wird in einem Zustand, in dem der WGV-Öffnungsgrad unter der Abgasströmungsrate zu einer Zeit des Berechnens des WGV-Öffnungsgrades WGV2 so gesteuert wird, dass er der WGV-Öffnungsgrad WGV2 wird, einer „ersten Anforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit“ in der fünftenAusprägung der vorliegenden Erfindung entspricht.
  • Ausführungsform 3
  • Als Nächstes wird eine Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 10 beschrieben werden. Das System der vorliegenden Ausführungsform kann realisiert werden unter Verwendung der in 1 gezeigten Hardware-Konfiguration und Bewirken, dass das ESG 50 die in 10 gezeigte, später beschriebene Routine anstatt der in 5 gezeigten Routine von Ausführungsform 1 ausführt. Es ist zu bemerken, dass die Steuerung der vorliegenden Ausführungsform eine Steuerung sein kann, die mit der Steuerung (in 9 dargestellten Routine) von Ausführungsform 2 kombiniert ist.
  • < Charakteristische Steuerung in Ausführungsform 3 >
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird als eine Voraussetzung genommen, dass, ob die Situation die ist, in welcher die EGR-Ventil-Temperatur kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 wird, oder nicht, darauf basierend bestimmt wird, ob die Einlasslufttemperatur kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist oder nicht (siehe Schritt 301, der später beschrieben wird).
  • Das EGR-Ventil 40 hat eine Wärmekapazität. Folglich ist es mit Ausnahme einer Zeit eines Kaltstartes aus einem Zustand, in welchem die EGR-Ventil-Temperatur kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist, in einem Fall, in dem das EGR-Ventil 40 geschlossen wurde in einem Zustand, in dem das EGR-Ventil 40, während es offen war, durch hochtemperaturiges EGR-Gas erwärmt wurde, sogar wenn die Einlasslufttemperatur gleich zu dem oder kleiner als der vorbestimmte Wert X1 ist, nicht der Fall, dass die EGR-Ventil-Temperatur sofort kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 wird. In diesem Fall wird eine Wassertröpfchen-Anheftungszeitdauer T4 für einen Fall angenommen, in dem, nachdem eine Einleitung von EGR-Gas pausiert wurde und das EGR-Ventil 40 während eines Motorbetriebs geschlossen wurde, eine Einleitung von EGR-Gas bei Fortsetzung des Motorbetriebs wieder aufgenommen wird. Die Wassertröpfchen-Anheftungszeitdauer T4 ist eine Zeitdauer von einem Zeitpunkt, zu dem das EGR-Ventil 40, das, während es offen war, durch hochtemperaturiges EGR-Gas erwärmt wurde, geschlossen wird, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem sich Wassertröpfchen infolge dessen, dass das geschlossene EGR-Ventil 40 niedertemperaturiger Einlassluft ausgesetzt wird, an die Ventiloberfläche anzuheften beginnen.
  • Wenn die Wassertröpfchen-Anheftungszeitdauer T4 nicht abgelaufen ist, heften sich Wassertröpfchen nicht an die Ventiloberfläche an, sogar in einer Situation, in welcher die Einlasslufttemperatur kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 wird, während das EGR-Ventil 40 geschlossen ist. Deswegen wird sich, wenn die zuvor genannte Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung ausgeführt wird zu einer Zeit, zu der eine Einleitung von EGR-Gas wiederaufgenommen wird unter solchen Umständen, in welchen Wassertröpfchen sich nicht an die Ventiloberfläche anheften, weil die Wassertröpfchen-Anheftungszeitdauer T4 nicht abgelaufen ist, die Menge an EGR-Gas unnötigerweise vermindern. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration eingesetzt, wobei, wenn die Einlasslufttemperatur kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist und eine Zeitdauer, in welcher die EGR-Einleitung pausiert ist, sich für eine Zeitdauer fortgesetzt hat, die gleich zu der oder größer als die Wassertröpfchen-Anheftungszeitdauer T4 ist, bestimmt, dass die Situation eine ist, in welcher Kondenswasser an dem EGR-Ventil 40 erzeugt wird. Ferner wird in einem Fall, in dem eine Einleitung von EGR-Gas gestartet wird zu oder nach einem Zeitpunkt, zu dem die Wassertröpfchen-Anheftungszeit T4 abläuft, die zuvor genannte Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung ausgeführt.
  • (Spezifische Verarbeitung in Ausführungsform 3)
  • 10 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zeigt, welche von dem ESG 50 in Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Es ist zu bemerken, dass in 10 Schritte, welche die gleichen wie in 5 gezeigte Schritte gemäß Ausführungsform 1 sind, durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind und eine Beschreibung jener Schritte weggelassen oder vereinfacht ist.
  • Gemäß der in 10 gezeigten Routine bestimmt, wenn in Schritt 100 bestimmt wird, dass der EGR-Einleitungszustand (Cegr) hergestellt ist, das ESG 50 darauf basierend, ob die Einlasslufttemperatur (TMPin) kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist oder nicht, ob die Situation eine ist, in welcher die EGR-Ventil-Temperatur kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 wird, oder nicht (Schritt 301). Andererseits bestimmt, wenn in Schritt 100 bestimmt wird, dass der EGR-Einleitungszustand nicht hergestellt ist, das ESG 50, ob die Zeitdauer, für welche eine EGR-Einleitung pausiert wurde (EGR-Aussetzdauer), gleich zu der oder größer als die Wassertröpfchen-Anheftungszeitdauer T4 ist oder nicht (Schritt 300). Ein Anheften von Wassertröpfchen an das EGR-Ventil 40, das sich auf einer bestimmten Temperatur befindet, wird auf Basis der Zeitdauer bestimmt, für welche das EGR-Ventil 40 durch niedertemperaturige Einlassluft gekühlt wird. Folglich berechnet in diesem Fall das ESG 50 die Wassertröpfchen-Anheftungszeitdauer T4 in Übereinstimmung mit einem Kennfeld (in den Figuren nicht dargestellt), in welchem die Wassertröpfchen-Anheftungszeitdauer T4 vordefiniert ist, so dass sie eine Funktion der Einlasslufttemperatur und der Einlassluftmenge ist. In diesem Kennfeld ist die Wassertröpfchen-Anheftungszeitdauer T4 so gesetzt, dass sie kürzer wird wie die Einlasslufttemperatur niedriger wird oder wie die Einlassluftmenge zunimmt. Es ist zu bemerken, dass die Wassertröpfchen-Anheftungszeitdauer T4 in einer Weise bestimmt werden kann, welche die EGR-Ventil-Temperatur zu dem Zeitpunkt berücksichtigt, zu dem das EGR-Ventil 40 geschlossen wird.
  • Wenn das Ergebnis der vorliegenden Bestimmung verneinend ist, schreitet das ESG 50 zu Schritt 102 fort, wohingegen das ESG 50 zu Schritt 302 fortschreitet, wenn das Ergebnis der vorliegenden Bestimmung bejahend ist. In Schritt 302 setzt, da die Situation eine ist, in welcher Kondenswasser an dem EGR-Ventil 40 erzeugt wird, das ESG 50 ein Kondensations-Flag auf „ein“.
  • Ferner bestimmt in der vorliegenden Routine das ESG 50 vor der Verarbeitung in Schritt 116, ob das Kondensations-Flag auf „ein“ gesetzt ist oder nicht (Schritt 304). Wenn das ESG 50 als Ergebnis bestimmt, dass das Kondensations-Flag „aus“ ist, schreitet das ESG 50 zu Schritt 118 fort. Das heißt, in diesem Fall wird, da die Wassertröpfchen-Anheftungszeitdauer T4 nach Herstellung des EGR-Einleitungszustandes noch nicht abgelaufen ist, eine Ausführung der Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung verboten bzw. verhindert. Andererseits schreitet, wenn das ESG 50 bestimmt, dass das Kondensations-Flag „ein“ ist, das ESG 50 zu Schritt 116 fort. Das Kondensations-Flag wird auf „aus“ gesetzt, nachdem die Verarbeitung in Schritt 120 ausgeführt wurde (Schritt 306).
  • Gemäß der in 10 gezeigten Routine, die oben beschrieben ist, wird sogar in einem Fall, in dem der EGR-Einleitungszustand hergestellt ist und eine Einleitung von EGR-Gas in einer Situation gestartet wird, in welcher die Einlasslufttemperatur kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist, die Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung nicht ausgeführt in einem Fall, in dem die Wassertröpfchen-Anheftungszeitdauer T4 nicht abgelaufen ist. Auf diese Weise kann in einem Fall, in dem eine Bestimmung diesbezüglich, ob die Einlasslufttemperatur kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist, als ein einfaches Verfahren zum Schätzen der EGR-Ventil-Temperatur verwendet wird, eine unnötige Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit und eine unnötige Verminderung in der Menge von EGR-Gas vermieden werden, wenn eine Einleitung von EGR-Gas gestartet wird.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform 3 wurde eine Steuerung, die Übergangsdifferenzen zwischen der Einlasslufttemperatur und der EGR-Ventil-Temperatur nach einem temporären Stopp der Einleitung von EGR-Gas berücksichtigt, beschrieben, welche als ein Ziel einen Fall nimmt, in welchem die Einleitung von EGR-Gas wiederaufgenommen wird, während ein Betrieb des Motors fortgesetzt wird, nachdem das EGR-Ventil 40 geschlossen wurde, um die Einleitung von EGR-Gas temporär zu stoppen. Jedoch kann diese Steuerung auch auf einen Fall angewendet werden, in welchem ein Betrieb des Verbrennungsmotors 10 gestoppt wird, nachdem das EGR-Ventil 40 geschlossen wurde, um die Einleitung von EGR-Gas zu stoppen, und der Motor erneut gestartet wurde während eines Zeitraums bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die EGR-Ventil-Temperatur sich auf eine Temperatur verringert, die kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist, während ein Betrieb des Motors gestoppt ist. Das heißt, während der Motor gestoppt ist verringert sich, obwohl das EGR-Ventil 40 keiner Strömung von niedertemperaturiger Einlassluft ausgesetzt ist, die EGR-Ventil-Temperatur mit dem Zeitablauf in Richtung zur Außenlufttemperatur hin. Die EGR-Ventil-Temperatur bei gestopptem Motor kann geschätzt werden auf Basis der Motorkühlwassertemperatur oder der Motorschmieröltemperatur, indem im Voraus der Zusammenhang zwischen der EGR-Ventil-Temperatur und der Motorkühlwassertemperatur oder der Motorschmieröltemperatur ermittelt wird. Unter Verwendung dieses Schätzverfahrens kann die EGR-Ventil-Temperatur zu dem Zeitpunkt geschätzt werden, zu dem eine Motorinbetriebnahme gestartet wird. Somit kann, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 11 beschrieben, eine Konfiguration eingesetzt werden, so dass die oben beschriebene Flügelraddrehgeschwindigkeitssteuerung nicht durchgeführt wird in einem Fall, in dem der geschätzte Wert der EGR-Ventil-Temperatur beim Starten des Motors höher als der vorbestimmte Wert X1 ist, sogar in einem Fall, in dem eine Einleitung von EGR-Gas in einer Situation gestartet wird, in welcher die Einlasslufttemperatur kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist.
  • 11 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zeigt, welche von dem ESG 50 in einer Variation von Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Es ist zu bemerken, dass in 11 Schritte, welche die gleichen wie in 10 gezeigte Schritte gemäß der dritten Ausführungsform sind, durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind und eine Beschreibung jener Schritte weggelassen oder vereinfacht ist.
  • Gemäß der in 11 gezeigten Routine bestimmt das ESG 50, wenn in Schritt 100 bestimmt wird, dass der EGR-Einleitungszustand (Cegr) nicht hergestellt ist, ob die Temperatur des EGR-Ventils 40 zu der Zeit einer Motorinbetriebnahme (TMPegrsta) kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist oder nicht (Schritt 400). Wie oben beschrieben, kann die Temperatur des EGR-Ventils 40 zu der Zeit einer Motorinbetriebnahme geschätzt werden auf Basis der Motorkühlwassertemperatur, die von dem Wassertemperatursensor 54 erfasst wird, oder auf Basis der Motorschmieröltemperatur, die von dem Öltemperatursensor 55 erfasst wird.
  • Wenn das in Schritt 400 bestimmte Ergebnis ist, dass die Temperatur des EGR-Ventils 40 bei Motorinbetriebnahme kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist, wird das Kondensations-Flag auf „ein“ gesetzt (Schritt 302). Im Gegensatz dazu wird, wenn das in Schritt 400 bestimmte Ergebnis ist, dass die Temperatur des EGR-Ventils 40 bei Motorinbetriebnahme höher als der vorbestimmte Wert X1 ist, das Kondensations-Flag nicht auf „ein“ gesetzt. Daher ist, wenn die Temperatur des EGR-Ventils 40 bei Motorinbetriebnahme höher als der vorbestimmte Wert X1 ist, sogar in einem Fall, in dem die Ergebnisse, die in Schritt 100 und Schritt 301 bestimmt wurden, welche in dieser Reihenfolge ausgeführt wurden, bejahend sind (das heißt, sogar in einem Fall, in dem eine Einleitung von EGR-Gas in einer Situation gestartet wird, in welcher die Einlasslufttemperatur kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist (Taupunkttemperatur)), das Ergebnis der Bestimmung in Schritt 304 verneinend, weil das Kondensations-Flag nicht auf „ein“ gesetzt ist. Daher wird eine Beschränkung der Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt mittels der Verarbeitung in Schritt 126 nicht durchgeführt. Ferner wird in diesem Fall, weil das Ergebnis der Bestimmung in Schritt 304 verneinend ist, eine Verminderung des EGR-Ventil-Öffnungsgrades mittels der Verarbeitung in Schritt 128 ebenfalls nicht durchgeführt.
  • Es ist bevorzugt, dass die folgenden Punkte in der oben beschriebenen Steuerung ebenfalls berücksichtigt werden. Das heißt, in einem Fall, in dem die Motorkühlwassertemperatur bei Motorinbetriebnahme kleiner als die EGR-Zulässig-Wassertemperatur ist, tritt eine Zeitdifferenz auf, die dem Zeitumfang entspricht, der erforderlich ist, dass die Motorkühlwassertemperatur bis auf die EGR-Zulässig-Wassertemperatur ansteigt, zwischen einem Zeitpunkt, zu dem eine Motorinbetriebnahme beginnt, und einem Zeitpunkt, zu dem der EGR-Einleitungszustand hergestellt ist. Weil das EGR-Ventil 40 nach einer Motorinbetriebnahme der Strömung von Einlassluft ausgesetzt ist, tritt in einem Fall, in dem die oben beschriebene Zeitdifferenz entstanden ist, eine Differenz zwischen der EGR-Ventil-Temperatur, die auf Basis der Motorkühlwassertemperatur oder dergleichen geschätzt wird, und der EGR-Ventil-Temperatur zu dem Zeitpunkt auf, zu dem der EGR-Einleitungszustand hergestellt ist. Folglich kann eine Situation entstehen, in welcher, obwohl die EGR-Ventil-Temperatur zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Inbetriebnahme beginnt, höher als der vorbestimmte Wert X1 ist, die EGR-Ventil-Temperatur zu der Zeit, zu der der EGR-Einleitungszustand danach hergestellt ist, kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 wird. Andererseits kann eine Änderung in der EGR-Ventil-Temperatur nach Beginn einer Inbetriebnahme ermittelt werden auf Basis des Zusammenhangs zwischen der Einlasslufttemperatur, der Einlassluftmenge und der abgelaufenen Zeitdauer zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Inbetriebnahme beginnt. Demgemäß ist es, um die EGR-Ventil-Temperatur genau zu schätzen zu der Zeit, zu der der EGR-Einleitungszustand hergestellt ist, in Bezug auf die EGR-Ventil-Temperatur zu der Zeit einer Motorinbetriebnahme, die auf Basis der Motorkühlwassertemperatur und dergleichen geschätzt wird, bevorzugt, ein EGR-Temperatur-Korrekturausmaß zu berücksichtigen, das auf der Einlasslufttemperatur, der Einlassluftmenge und der abgelaufenen Zeitdauer von dem Zeitpunkt an, zu dem eine Inbetriebnahme beginnt, basiert.
  • Ausführungsform 4
  • Als Nächstes wird eine Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 12 beschrieben werden. Das System der vorliegenden Ausführungsform kann realisiert werden unter Verwendung der in 1 dargestellten Hardware-Konfiguration und Bewirken, dass das ESG 50 die in 12 gezeigte, später beschriebene Routine anstatt der in 5 gezeigten Routine von Ausführungsform 1 ausführt.
  • < Charakteristische Steuerung von Ausführungsform 4 >
  • In den oben beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 3 ist in einem Fall, in dem die Temperatur des EGR-Ventils 40 zu der Zeit eines Startens einer Einleitung von EGR-Gas, wenn der EGR-Einleitungszustand hergestellt ist, kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist (der Taupunkttemperatur von Abgas, das in der Nähe des EGR-Ventils 40, das sich in einem Geschlossenzustand befindet, vorhanden ist), eine Konfiguration eingesetzt, so dass die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt so beschränkt wird, dass sie die Wassertröpfchen-Zulässig-Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax nicht überschreitet, indem der Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad auf ein Ausmaß beschränkt wird, das kleiner als der oder gleich zu dem unteren Grenzwert WGVmin ist.
  • Die Steuerung der Kompressordrehgeschwindigkeit (Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt) in der vorliegenden Erfindung wird ausgeführt zum Zwecke des Unterdrückens des Auftretens eines Erosionsphänomens, das verursacht wird, indem Kondenswasser, das auf der Oberfläche des EGR-Ventils 40 erzeugt wird, in den Kompressor 22a einströmt, wenn das EGR-Ventil 40 geöffnet wird, und ist nicht notwendigerweise auf eine Steuerung beschränkt, die in der oben beschriebenen Weise implementiert ist. Genauer kann, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 12 beschrieben, die vorliegende Steuerung eine Steuerung sein, die einfach in einer Weise implementiert ist, welche die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt so beschränkt, dass sie die Wassertröpfchen-Zulässig-Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax nicht überschreitet, wenn eine Einleitung von EGR-Gas gestartet wird, ohne Bestimmen, ob die Temperatur des EGR-Ventils 40 kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist oder nicht. Dies ist so, weil sogar bei Implementierung auf diese Weise der oben beschriebene Zweck erreicht werden kann in einer Situation, in welcher Kondenswasser aktuell bzw. tatsächlich an dem EGR-Ventil 40 erzeugt wird.
  • (Spezifische Verarbeitung von Ausführungsform 4)
  • 12 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zeigt, welche von dem ESG 50 in Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Die vorliegende Routine ist die gleiche wie die in 5 in Ausführungsform 1 gezeigte Routine, ausgenommen, dass die vorliegende Routine nicht Schritt 104 umfasst, in welchem das ESG 50 bestimmt, ob die Temperatur des EGR-Ventils 40 kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist oder nicht, und anstatt von Schritt 106 einen Schritt 500 umfasst.
  • Die Verarbeitung in Schritt 500 ist eine Verarbeitung, die bestimmt, ob der aktuelle Verarbeitungszyklus der erste Verarbeitungszyklus ist oder nicht, nachdem der EGR-Einleitungszustand hergestellt wurde. Es ist zu bemerken, dass auch eine Konfiguration eingesetzt werden kann, wobei die Verarbeitung in Schritten 200 und 202 in der in 9 gezeigten Routine, die oben beschrieben wurde, in der vorliegenden Routine anstatt der Verarbeitung in Schritten 126 und 128 ausgeführt wird. Das heißt, es kann auch eine Konfiguration eingesetzt werden, wobei basierend auf der Steuerung von Ausführungsform 2 eine Steuerung der Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt durchgeführt wird, ohne Bestimmen, ob die Temperatur des EGR-Ventils 40 kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist oder nicht.
  • Gemäß der Verarbeitung der in 12 gezeigten Routine wird in einer Situation, in welcher in Schritt 100 bestimmt wurde, dass der EGR-Einleitungszustand (Cegr) hergestellt wurde, wenn in Schritt 116 bestimmt wird, dass der Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad kleiner als der untere Grenzwert WGVmin ist, ausgenommen für einen Fall, in dem die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt direkt vor der aktuellen Einleitung von EGR-Gas bereits höher als die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax ist (einem Fall, in dem das Ergebnis, das in Schritt 122 bestimmt wird, bejahend ist), die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt so beschränkt, dass sie die Wassertröpfchen-Zulässig-Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax nicht überschreitet (Schritt 126).
  • Ausführungsform 5
  • Als Nächstes wird eine Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 13 beschrieben werden. Das System der vorliegenden Ausführungsform kann realisiert werden unter Verwendung der in 1 dargestellten Hardware-Konfiguration und Bewirken, dass das ESG 50 die in 13 gezeigte, später beschriebene Routine anstatt der in 5 gezeigten Routine von Ausführungsform 1 ausführt.
  • < Charakteristische Steuerung von Ausführungsform 5 >
  • Eine Steuerung der Kompressordrehgeschwindigkeit (Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt) gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch eine Steuerung sein, die in der Weise implementiert ist, die nachstehend unter Bezugnahme auf 13 beschrieben wird, anstatt in der Weise implementiert zu sein, die oben in den Ausführungsformen 1 bis 4 beschrieben wurde. Genauer wird gleich zu Ausführungsform 4 die Steuerung der Kompressordrehgeschwindigkeit der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls ohne Bestimmung durchgeführt, ob die Temperatur des EGR-Ventils 40 kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist oder nicht. Darüber hinaus unterscheidet sich die Steuerung der vorliegenden Ausführungsform von der Steuerung von Ausführungsform 4 in der Hinsicht, dass die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt nur beschränkt wird, so dass sie die Wassertröpfchen-Zulässig-Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax nicht überschreitet, wenn eine Einleitung von EGR-Gas zum ersten Mal nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors 10 gestartet wird.
  • Zu einer Zeit eines Kaltstarts gibt es eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass Kondenswasser an der Oberfläche des EGR-Ventils 40 anhaftet, weil die Temperatur niedrig ist. Daher kann durch Einsetzen einer Konfiguration, so dass die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt in einer Weise beschränkt wird, die als ein Ziel lediglich eine Zeit nimmt, zu der eine Einleitung von EGR-Gas zum ersten Mal nach einem Kaltstart gestartet wird, das Auftreten eines Erosionsphänomens an dem Flügelrad wirksam unterdrückt werden, während die Anlässe, zu denen die Beschränkung durchgeführt wird, so viel wie möglich reduziert werden.
  • (Spezifische Verarbeitung in Ausführungsform 5)
  • 13 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zeigt, die von dem ESG 50 in Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Die vorliegende Routine ist die gleiche wie die in 5 gezeigte Routine in Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass die vorliegende Routine nicht Schritt 104 aufweist, in welchem das ESG 50 bestimmt, ob die Temperatur des EGR-Ventils 40 kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist oder nicht, und Schritte 600 und 602 anstatt von Schritt 106 aufweist.
  • Die Verarbeitung in Schritt 600 bestimmt, ob oder nicht eine Herstellung des EGR-Einleitungszustandes (Cegr) in Schritt 100 das erste Mal ist, dass der EGR-Einleitungszustand nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors 10 hergestellt wurde. Ob ein Starten des Verbrennungsmotors 10 ein Kaltstarten ist oder nicht, kann auf Basis der Motorkühlwassertemperatur beim Starten bestimmt werden (zum Beispiel darauf basierend, ob die Motorkühlwassertemperatur zu der Zeit eines Startens eine Temperatur ist oder nicht, die äquivalent zu der Außenlufttemperatur ist). Die Verarbeitung in Schritt 602 bestimmt, ob der aktuelle Verarbeitungszyklus der erste Verarbeitungszyklus ist oder nicht, nachdem das in Schritt 600 bestimmte Ergebnis bejahend ist. Es ist zu bemerken, dass die Verarbeitung in Schritten 200 und 202 in der in 9 dargestellten Routine, die oben beschrieben wurde, anstatt der Verarbeitungen in Schritten 126 und 128 in der vorliegenden Routine ausgeführt werden kann. Das heißt, es kann auch eine Konfiguration eingesetzt werden, in welcher auf Basis der Steuerung von Ausführungsform 2 eine Steuerung der Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt zu einer Zeit durchgeführt wird, zu der eine Einleitung von EGR-Gas nach einem Kaltstart erstmalig durchgeführt wird, ohne dass bestimmt wird, ob die Temperatur des EGR-Ventils 40 kleiner als der oder gleich zu dem vorbestimmten Wert X1 ist oder nicht.
  • Gemäß der Verarbeitung der in 13 gezeigten Routine wird in einer Situation, in welcher es mittels der Verarbeitung in Schritten 100 und 600 bestimmt wird, dass der EGR-Einleitungszustand zum ersten Mal nach einem Kaltstart hergestellt wurde, wenn in Schritt 116 bestimmt wird, dass der Anforderungs-WGV-Öffnungsgrad kleiner als der untere Grenzwert WGVmin ist, ausgenommen für einen Fall, in dem die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt direkt vor der aktuellen Einleitung von EGR-Gas bereits höher als die Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax ist (einen Fall, in dem das in Schritt 122 bestimmte Ergebnis bejahend ist), die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt so beschränkt, dass sie nicht die Wassertröpfchen-Zulässig-Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax überschreitet (Schritt 126).
  • In Ausführungsformen 1 bis 3, welche oben beschrieben wurden, wurde die vorliegende Erfindung beschrieben, indem der Verbrennungsmotor 10 als ein Beispiel genommen wurde, wobei die Flügelraddrehgeschwindigkeit (Kompressordrehgeschwindigkeit) Nt durch Regulieren des WGV-Öffnungsgrades reguliert werden kann. Jedoch ist eine Steuerung der Kompressordrehgeschwindigkeit mittels „Kompressorsteuermitteln“ in der vorliegenden Erfindung nicht auf eine Steuerung beschränkt, die das WGV 32 verwendet. Das heißt, wenn zum Beispiel ein Verbrennungsmotor mit einem Turbolader ausgerüstet ist, der eine Variabeldüse bzw. Variabelturbinengeometrie aufweist, welche die Geschwindigkeit von Abgas, das in eine Turbine strömt, variieren kann, kann anstatt des Steuerns des WGV-Öffnungsgrades die Steuerung einer Kompressordrehgeschwindigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden unter Verwendung einer Steuerung der Variabeldüse, die auf dem gleichen Konzept basiert. Ferner kann, wenn zum Beispiel der Verbrennungsmotor einen Kompressor von einem Typ aufweist, der durch einen Elektromotor angetrieben wird (einschließlich einer Konfiguration, wobei der Kompressor eines Turboladers durch einen Elektromotor unterstützt wird), eine Konfiguration eingesetzt werden, wobei der Kompressor direkt von dem Elektromotor angetrieben wird, um die Steuerung der Kompressordrehgeschwindigkeit der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
  • Ferner ist, obwohl die Steuerung von Ausführungsform 2 auf einen Funkenzündungs-Verbrennungsmotor gerichtet ist, der das Motordrehmoment durch Regulieren der Einlassluftmenge Ga steuert, ein Verbrennungsmotor, der das Ziel der Steuerung von Ausführungsformen 1 und 3 ist, nicht auf einen Funkenzündungsmotor beschränkt und kann ein Kompressionszündungsmotor sein.
  • Außerdem ist in Ausführungsform 1 eine Konfiguration eingesetzt, die auf der Voraussetzung des Durchführens einer Steuerung basiert, welche die Kompressordrehgeschwindigkeit (Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt) erhöht, um Änderungen in der Einlassluftmenge Ga zu einer Zeit einer Einleitung von EGR-Gas zu unterdrücken. Jedoch ist es für die Steuerung der Kompressordrehgeschwindigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung (insbesondere in einem Fall, in dem die vorliegende Erfindung auf einen Kompressionszündungs-Verbrennungsmotor angewendet wird) nicht essenziell, unter der Voraussetzung durchgeführt zu werden, dass die Kompressordrehgeschwindigkeit einhergehend mit der Einleitung von EGR-Gas erhöht wird. Das heißt, zum Beispiel in einer Situation, in welcher eine Änderung im Motordrehmoment durch zum Beispiel eine Erhöhung in der Kraftstoffeinspritzmenge unterdrückt wird zu einer Zeit des Einleitens von EGR-Gas in einem Kompressionszündungs-Verbrennungsmotor, kann die Steuerung eine Steuerung sein, welche die Kompressordrehgeschwindigkeit wie notwendig beschränkt, so dass sie ausschließlich als eine Gegenmaßnahme gegen das Auftreten von Kondenswasser fungiert, ohne dass die Kompressordrehgeschwindigkeit für den Zweck des Regulierens des Motordrehmoments reguliert wird. Darüber hinaus ist es auch in Bezug auf einen Funkenzündungs-Verbrennungsmotor in einem Fall, in dem die Einlassluftmenge Ga (Motordrehmoment) gesteuert wird auf Basis der Vorgabe des Nutzens einer Steuerung mittels eines Verfahrens anders als das Verfahren des Steuerns des Drosselöffnungsgrades und des WGV-Öffnungsgrades, das in 3(A) und 3(B) dargestellt ist, wenn es möglich ist, die Einlassluftmenge Ga vor und nach Einleitung von EGR-Gas mittels eines Verfahrens anders als einem Regulieren der Kompressordrehgeschwindigkeit zu regulieren (zum Beispiel durch Regulieren des Drosselöffnungsgrades, der Zündzeitvorgabe, der Einlassventilzeitvorgabe oder der Auslassventilzeitvorgabe), nicht immer notwendig, die Kompressordrehgeschwindigkeit zu regulieren, um das Motordrehmoment zu regulieren. Diese Tatsache gilt in gleicher Weise in einer Situation, in welcher infolge eines Grundes, wie beispielsweise, dass eine EGR-Gasmenge, die für eine Zeit eines Startens einer Einleitung von EGR-Gas geplant ist, klein ist, zumindest ein Teil des Ausmaßes einer Änderung im Motordrehmoment, die verursacht wird, indem die Kompressordrehgeschwindigkeit einhergehend mit einer Einleitung von EGR-Gas beschränkt wird, erlaubt wird. Demgemäß sind die Formen der Kompressordrehgeschwindigkeitssteuerung, die ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, nicht auf eine Steuerung beschränkt, welche das Erhöhungsausmaß der Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt so beschränkt, dass sie nicht die Wassertröpfchen-Zulässig-Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax überschreitet in einer Situation, in welcher die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt ursprünglich in einer Weise angehoben werden sollte, wie sie durch die in 4(F) gezeigte gestrichelte Linie gezeigt ist, um das Motordrehmoment einhergehend mit einer Einleitung von EGR-Gas zu regulieren. Das heißt, zum Beispiel kann die Steuerung in einer Situation, in welcher die Kompressordrehgeschwindigkeit direkt vor der Einleitung von EGR-Gas so gesteuert wird, dass sie höher als die Wassertröpfchen-Zulässig-Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax ist, die Kompressordrehgeschwindigkeit so beschränken, dass sie kleiner als die oder gleich zu der Wassertröpfchen-Zulässig-Grenzdrehgeschwindigkeit Ntmax wird zu einer Zeit des Startens der Einleitung von EGR-Gas.
  • Darüber hinaus kann, insbesondere in dem Fall eines Kompressionszündungs-Verbrennungsmotors, wenn es möglich ist, eine Motordrehmomentregulierung durchzuführen, obwohl EGR-Gas in einer Menge eingeleitet wird, die ursprünglich geplant war, eine Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit als eine Kondenswassergegenmaßnahme wie nötig durchgeführt werden ohne Verminderung des EGR-Ventil-Öffnungsgrades.
  • Ferner wird in den oben beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 3 die Flügelraddrehgeschwindigkeit Nt während der Schutzzeitdauer T3 auf eine konstante Geschwindigkeit gesteuert mittels Steuerns des WGV-Öffnungsgrades, so dass er der untere Grenzwert WGVmin wird, oder Steuerns des WGV-Öffnungsgrades WGV2, so dass er ein konstanter Wert wird. Jedoch ist, solange die Kompressordrehgeschwindigkeit, die beschränkt wird, nachdem eine Einleitung von EGR-Gas startet, so gesteuert wird, dass sie die Wassertröpfchen-Zulässig-Grenzdrehgeschwindigkeit nicht überschreitet, die Kompressordrehgeschwindigkeit nicht notwendigerweise auf eine Geschwindigkeit beschränkt, die auf eine konstante Geschwindigkeit gesteuert wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Verbrennungsmotor
    12
    Einlasspassage
    14
    Auslasspassage
    16
    Luftreiniger
    18
    Luftströmungsmesser
    20
    Einlasslufttemperatursensor
    22
    Turbolader
    22a
    Kompressor
    22b
    Turbine
    24
    Zwischenkühler
    26
    Drosselventil
    28
    Abgasreinigungskatalysator
    30
    Abgasumgehungspassage
    32
    Ladedruckregelventil (WGV)
    34
    EGR-Vorrichtung
    36
    EGR-Passage
    38
    EGR-Kühler
    40 (40a bis 40c)
    EGR-Ventil
    50
    ESG (elektronisches Steuergerät)
    52
    Kurbelwinkelsensor
    54
    Wassertemperatursensor
    56
    Kraftstoffeinspritzventil
    58
    Zündvorrichtung
    60
    Beschleunigerpositionssensor

Claims (11)

  1. Aufgeladener Verbrennungsmotor (10) mit: einem Kompressor (22a), der zum Vorverdichten von Einlassluft konfiguriert ist, einer EGR-Passage (36), die eine Einlasspassage (12) auf einer strömungsaufwärtigen Seite in Bezug auf den Kompressor (22a) mit einer Auslasspassage (14) verbindet, einem EGR-Ventil (40), das in der EGR-Passage (36) vorgesehen ist und dazu konfiguriert ist, um eine Menge von EGR-Gas, das durch die EGR-Passage (36) hindurchströmt, zu regulieren, und Kompressorsteuermitteln zum Steuern einer Kompressordrehgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit einer Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit, die auf Basis einer Motordrehzahl und eines Motorlastparameters bestimmt ist, wobei, wenn eine Einleitung von EGR-Gas in einem Zustand gestartet wird, in dem die Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit höher als eine vorbestimmte Drehgeschwindigkeit ist, das Kompressorsteuermittel dazu konfiguriert ist, die Kompressordrehgeschwindigkeit nach Start einer Einleitung von EGR-Gas zu beschränken, so dass die Kompressordrehgeschwindigkeit kleiner als die oder gleich zu der vorbestimmten Drehgeschwindigkeit wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenn eine Einleitung von EGR-Gas in einer Situation gestartet wird, in welcher eine Temperatur des EGR-Ventils (40) kleiner als oder gleich zu einer Taupunkttemperatur von Abgas, das in der EGR-Passage (36) vorhanden ist, während das EGR-Ventil (40) geschlossen ist, oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, in einem Zustand, in dem die Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit höher als die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit ist, das Kompressorsteuermittel dazu konfiguriert ist die Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit zu realisieren.
  2. Aufgeladener Verbrennungsmotor (10) gemäß Anspruch 1, wobei, wenn eine Einleitung von EGR-Gas zum ersten Mal nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors (10) in einem Zustand gestartet wird, in dem die Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit höher als die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit ist, das Kompressorsteuermittel dazu konfiguriert ist, die Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit zu realisieren.
  3. Aufgeladener Verbrennungsmotor (10) gemäß Anspruch 1, wobei das Kompressorsteuermittel dazu konfiguriert ist, die Kompressordrehgeschwindigkeit nach Start einer Einleitung von EGR-Gas zu beschränken, bis eine Zeitdauer abläuft, welche eine Summe ist einer Zeitdauer von einem Zeitpunkt, zu dem das EGR-Ventil (40) öffnet, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem sich Wassertröpfchen von dem EGR-Ventil (40) zu lösen beginnen, und einer Zeitdauer von dem Zeitpunkt, zu dem sich Wassertröpfchen von dem EGR-Ventil (40) zu lösen beginnen, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem Wassertröpfchen ein Ankommen an einem Einlass des Kompressors (22a) beenden.
  4. Aufgeladener Verbrennungsmotor (10) gemäß Anspruch 1 oder 3, wobei der aufgeladene Verbrennungsmotor (10) ein Funkenzündungs-Verbrennungsmotor ist und ferner aufweist: EGR-Ventil-Steuermittel zum Steuern eines EGR-Ventil-Öffnungsgrades in Übereinstimmung mit einem Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad, der in Übereinstimmung mit einem Motorbetriebszustand ist, wobei die Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit zusätzlich zu der Motordrehzahl und dem Motorlastparameter auf Basis des Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrades bestimmt wird, wobei das EGR-Ventil-Steuermittel dazu konfiguriert ist, den EGR-Ventil-Öffnungsgrad zu einer Zeit, zu der nach Start einer Einleitung von EGR-Gas durch das Kompressorsteuermittel eine Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit durchgeführt wird, in Übereinstimmung mit einem ersten Anforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad zu steuern, der kleiner als der Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad ist, und wobei der erste Anforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad ein EGR-Ventil-Öffnungsgrad ist, der zu einer EGR-Gasmenge korrespondiert, die eingeleitet werden kann unter einem Ladedruck, der in einer Situation erreicht wird, in welcher die Kompressordrehgeschwindigkeit auf eine Kompressordrehgeschwindigkeit gesetzt ist, die kleiner als die oder gleich zu der vorbestimmten Drehgeschwindigkeit ist, und die eine EGR-Gasmenge ist, die eingeleitet werden kann bei Unterdrücken einer Änderung in einer Einlassluftmenge zwischen vor und nach einem Öffnen des EGR-Ventils (40).
  5. Aufgeladener Verbrennungsmotor (10) gemäß Anspruch 1 oder 3, wobei der aufgeladene Verbrennungsmotor (10) ein Funkenzündungs-Verbrennungsmotor ist und ferner aufweist: EGR-Ventil-Steuermittel zum Steuern eines EGR-Ventil-Öffnungsgrades in Übereinstimmung mit einem Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad, der in Übereinstimmung mit einem Motorbetriebszustand ist, wobei die Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit zusätzlich zu der Motordrehzahl und dem Motorlastparameter auf Basis des Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrades bestimmt wird, wobei das EGR-Ventil-Steuermittel dazu konfiguriert ist, den EGR-Ventil-Öffnungsgrad zu einer Zeit, zu der nach Start einer Einleitung von EGR-Gas durch das Kompressorsteuermittel eine Beschränkung der Kompressordrehgeschwindigkeit durchgeführt wird, in Übereinstimmung mit einem zweiten Anforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad zu steuern, der kleiner als ein EGR-Ventil-Öffnungsgrad ist, welcher korrespondiert zu einer EGR-Gasmenge, die eingeleitet werden kann unter einem Ladedruck, der in einer Situation erreicht wird, in welcher die Kompressordrehgeschwindigkeit auf die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit gesetzt ist, und wobei das Kompressorsteuermittel dazu konfiguriert ist, nach Start einer Einleitung von EGR-Gas die Kompressordrehgeschwindigkeit zu beschränken in Übereinstimmung mit einer ersten Anforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit, die bei Nutzung des zweiten Anforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrades eine Änderung in einer Einlassluftmenge zwischen vor und nach einem Öffnen des EGR-Ventils (40) unterdrücken kann.
  6. Aufgeladener Verbrennungsmotor (10) gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei, wenn eine Einlasslufttemperatur kleiner als oder gleich zu der Taupunkttemperatur oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, das Kompressorsteuermittel dazu konfiguriert ist, zu bestimmen, dass die Temperatur des EGR-Ventils (40) kleiner als oder gleich zu der Taupunkttemperatur oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist.
  7. Aufgeladener Verbrennungsmotor (10) gemäß Anspruch 6, wobei, sogar wenn ein erster Fall zutrifft, in dem eine Einleitung von EGR-Gas in einer Situation gestartet wird, in welcher die Einlasslufttemperatur kleiner als oder gleich zu der Taupunkttemperatur oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, in einem zweiten Fall, in dem eine abgelaufene Zeitdauer von einer Zeit, zu der das EGR-Ventil (40) während eines Motorbetriebs geschlossen wird, kleiner als eine Zeitdauer von einer Zeit ist, zu der das EGR-Ventil (40) geschlossen wird, bis Wassertröpfchen an einer Oberfläche des EGR-Ventils (40) anhaften, das Kompressorsteuermittel dazu konfiguriert ist, nach Start einer Einleitung von EGR-Gas die Kompressordrehgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit der Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit zu steuern, und wobei, sogar wenn der erste Fall zutrifft, in dem zweiten Fall das EGR-Ventil-Steuermittel dazu konfiguriert ist, den EGR-Ventil-Öffnungsgrad nach Start einer Einleitung von EGR-Gas in Übereinstimmung mit dem Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad zu steuern.
  8. Aufgeladener Verbrennungsmotor (10) gemäß Anspruch 6, wobei, sogar wenn ein erster Fall zutrifft, in dem eine Einleitung von EGR-Gas in einer Situation gestartet wird, in welcher die Einlasslufttemperatur kleiner als oder gleich zu der Taupunkttemperatur oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, in einem dritten Fall, in dem die Temperatur des EGR-Ventils (40) bei Motorinbetriebnahme, die auf Basis einer Motorkühlwassertemperatur oder einer Motorschmieröltemperatur geschätzt wird, höher als die Taupunkttemperatur oder eine Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, das Kompressorsteuermittel dazu konfiguriert ist, die Kompressordrehgeschwindigkeit nach Start einer Einleitung von EGR-Gas in Übereinstimmung mit der Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit zu steuern, und wobei, sogar wenn der erste Fall zutrifft, in dem dritten Fall das EGR-Ventil-Steuermittel dazu konfiguriert ist, den EGR-Ventil-Öffnungsgrad nach Start einer Einleitung von EGR-Gas in Übereinstimmung mit dem Basisanforderungs-EGR-Ventil-Öffnungsgrad zu steuern.
  9. Aufgeladener Verbrennungsmotor (10) gemäß Anspruch 1 oder 3, wobei, wenn eine Einlasslufttemperatur kleiner als oder gleich zu der Taupunkttemperatur oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, das Kompressorsteuermittel dazu konfiguriert ist, zu bestimmen, dass die Temperatur des EGR-Ventils (40) kleiner als oder gleich zu der Taupunkttemperatur oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist.
  10. Aufgeladener Verbrennungsmotor (10) gemäß Anspruch 9, wobei, sogar wenn eine Einleitung von EGR-Gas in einer Situation gestartet wird, in welcher die Einlasslufttemperatur kleiner als oder gleich zu der Taupunkttemperatur oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, in einem Zustand, in dem eine abgelaufene Zeitdauer von einer Zeit, zu der das EGR-Ventil (40) während eines Motorbetriebs geschlossen wird, kleiner als eine Zeitdauer von der Zeit ist, zu der das EGR-Ventil (40) geschlossen wird, bis Wassertröpfchen an einer Oberfläche des EGR-Ventils (40) anhaften, das Kompressorsteuermittel dazu konfiguriert ist, die Kompressordrehgeschwindigkeit nach Start einer Einleitung von EGR-Gas in Übereinstimmung mit der Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit zu steuern.
  11. Aufgeladener Verbrennungsmotor (10) gemäß Anspruch 9, wobei, sogar wenn eine Einleitung von EGR-Gas in einer Situation gestartet wird, in welcher die Einlasslufttemperatur kleiner als oder gleich zu der Taupunkttemperatur oder einer Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, in einem Zustand, in dem die Temperatur des EGR-Ventils (40) bei Motorinbetriebnahme, die auf Basis einer Motorkühlwassertemperatur oder einer Motorschmieröltemperatur geschätzt wird, höher als die Taupunkttemperatur oder eine Temperatur ist, die um eine vorbestimmte Toleranz höher als die Taupunkttemperatur ist, das Kompressorsteuermittel dazu konfiguriert ist, die Kompressordrehgeschwindigkeit nach Start einer Einleitung von EGR-Gas in Übereinstimmung mit der Basisanforderungs-Kompressordrehgeschwindigkeit zu steuern.
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