DE19850127B4

DE19850127B4 - Abgasrückführungssteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19850127B4
Application number: DE19850127A
Authority: DE
Inventors: Tatsushi Nishio Nakashima; Michihiro Nishio Wakimoto; Shinji Nishio Miyoshi; Takao Toyota Fukuma
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2018-10-31
Also published as: DE19850127A1; JPH11193752A; JP3841563B2

Abstract

Abgasrückführungssteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine, die mit einem Abgasrückführungssteuerventil (12) im Verlauf eines ein Ansaugrohr (7) und ein Abgasrohr (6) verbindenden Abgasrückführungskanals versehen ist, mit
einer ersten Erfassungseinrichtung (20) zur Erfassung eines Wertes entsprechend einer in die Brennkraftmaschine eingeleiteten Frischluftmenge (V_N),
einer ersten Berechnungseinrichtung zur Berechnung einer jedem Zylinder der Brennkraftmaschine zuzuführenden Frischluftmenge auf der Grundlage des durch die erste Erfassungseinrichtung (20) erfassten Wertes,
einer zweiten Erfassungseinrichtung (21) zur Erfassung eines Wertes entsprechend einer Gesamtansaugmenge (QA) der Brennkraftmaschine als Summe der eingeleiteten Frischluftmenge (21) und der Abgasrückführungsmenge,
einer zweiten Berechnungseinrichtung zur Berechnung der Gesamtansaugmenge für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine auf der Grundlage des erfassten Werts der zweiten Erfassungseinrichtung (20),
einer dritten Berechnungseinrichtung zur Berechnung der Abgasrückführungsrate für jeden Zylinder anhand der durch die erste Berechnungseinrichtung berechneten zuzuführenden Frischluftmenge für jeden Zylinder und der durch die zweite Berechnungseinrichtung berechnete Gesamtansaugmenge für jeden Zylinder sowie
einer Steuereinrichtung zur...

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasrückführungssteuervorrichtung (AGR-Steuervorrichtung) einer Brennkraftmaschine, die eine in die Brennkraftmaschine eingeleitete Frischluftmenge und eine Gesamtansaugmenge, die aus der Summe der Frischluftmenge und einer Abgasrückführungsgasmenge zusammengesetzt ist, zur Berechnung der Abgasrückführungsrate und zur Bestimmung der Abgasrückführungsrate entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfaßt.
Als eine Abgasrückführungssteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine gemäß dem Stand der Technik ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Abgasrückführungssteuerventil (AGR-Ventil) zur Steuerung der Menge der Abgasrückführung in einem Abgasrückführungskanal (AGR-Kanal), der ein Abgasrohr und ein Ansaugrohr der Brennkraftmaschine miteinander verbindet, sowie eine Einrichtung zur Erfassung der Menge aller von der Brennkraftmaschine angesaugten Gase und eine Einrichtung zu Erfassung der frisch angesaugten Frischluft vorgesehen sind. Die Differenz der zwei erfaßten Werte wird als ein Rückführungswert des Abgases angesehen, wobei eine Regelung des Öffnungsgrades des AGR-Ventils derart durchgeführt wird, daß dieser Wert gleich einer bestimmten Einstellung wird (vergl. japanische Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 57-148 048). Die Druckschrift EP 0 802 312 A2 beschreibt eine weitere Abgasrückführungsvorrichtung.
Das AGR-Ventil ist in dem AGR-Kanal vorgesehen, durch den Abgas mit hoher Temperatur strömt, so daß durch Antrieb mit einem elektrischen Motor oder dergleichen keine hohe Zuverlässigkeit erhalten werden kann. Dementsprechend wird gewöhnlich ein Membran-Stellglied zum Antrieb eines AGR-Ventils verwendet. In diesem Fall ist eine Membrankammer mit einer Unterdruckquelle bzw. Vakuumquelle (Unterdruckpumpe im Falle einer Diesel-Brennkraftmaschine oder einem Unterdruckanschluß eines Ansaugrohrs im Falle einer Benzin-Brennkraftmaschine) verbunden. Dabei ist ein Unterdrucksteuermechanismus zur Steuerung des Pegels des in der Membrankammer erzeugten Unterdrucks auf einen vorbestimmten Wert vorgesehen. Der Druck der Membrankammer wird auf den vorbestimmten Unterdruckpegel gebracht, wodurch der gewünschte Hub des AGR-Ventils, d.h. die gewünschte Abgasrückführungsrage (AGR-Rate) erhalten werden kann.
Ein Antriebssystem eines AGR-Ventils unter Verwendung eines Unterdrucksteuermechanismus ist durch Verbindung der Membrankammer mit der Unterdruckquelle (Unterdruckpumpe oder Ansaugrohranschluß) über eine Unterdruckleitung und einem Magnetventil (Solenoidventil) zum Schalten des Unterdrucks aufgebaut, so daß die Länge des Unterdruckleitungssystems lang wird und das Ansprechen des Magnetventils nicht immer gut ist. Folglich kann leicht eine Betätigungsverzögerung bei dem AGR-Ventil auftreten. Eine derartige Betätigungsverzögerung kann insbesondere dann leicht ein Problem verursachen, wenn die AGR-Rate unabhängig für jeden Zylinder gesteuert wird, was zu einem Problem dahingehend führt, daß bei der Abgasrückführungssteuervorrichtung der Brennkraftmaschine kein gutes Ansprechen und kein hochgenauer Betrieb erwartet werden kann.
Zur Lösung dieses Problems liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abgasrückführungssteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, die im Betrieb konstant ein gutes Ansprechen und eine hohe Genauigkeit beibehält. Dabei soll eine Abgasrückführungssteuervorrichtung geschaffen werden, die die AGR-Raten der Zylinder unabhängig voneinander steuern kann, obwohl die Ab gasrückführungssteuervorrichtung für alle Zylinder gemeinsam dient, und dadurch die AGR-Raten aller Zylinder gleichförmig halten kann.
Gemäß der Erfindung, wie im wesentlichen in 1 und 2 gezeigt, erfaßt die Vorrichtung eine Kurbelwinkelposition entsprechend einem Startzeitpunkt eines Ansaugtakts jedes Zylinders der Brennkraftmaschine, erfaßt einen Ansaugrohrdruck V_P und eine Frischluftmenge V_N während des Ansaugtakts, berechnet eine Gesamtansaugmenge QA anhand des Ansaugrohrdrucks V_P und berechnet eine Soll-Abgasrückführungsrate RT. Außerdem wird ein Summenwert QN der Frischluftmenge am Endzeitpunkt des Ansaugtakts sowie eine Abgasrückführungsrate REi des Zylinders als Differenz der Gesamtansaugmenge QA und des Summenwerts QN berechnet. Außerdem weist die Vorrichtung eine Ansaugluft-Drosselklappe bzw. Drosselklappe in dem Ansaugrohr auf und steuert den Öffnungsgrad der Drosselklappe unabhängig für jeden Zylinder auf einen endgültigen Soll-Öffnungsgrad TRFi + 1, der derart bestimmt ist, daß die Abgasrückführungsrate REi für jeden Zylinder der Sollwert wird. Dabei steuert die Vorrichtung die Abgasrückführungsmenge derart, daß ein Mittelwert R zwischen den Zylindern der Abgasrückführungsrate der Sollwert RT wird.
Jedoch wird mit der Steuerung lediglich wie oben beschrieben der Öffnungsgrad der Drosselklappe unabhängig für jeden Zylinder gesteuert, nichtsdestotrotz liegt der Betätigungszeitpunkt (Zeitpunkt des Antriebs) der Drosselklappe unmittelbar nach der Berechnung des endgültigen Soll-Öffnungsgrads TRFi + 1 der Drosselklappe. Daher erfolgt die Steuerung des Zeitverlaufs für jeden Zylinder nicht unabhängig. Aus diesem Grund treten in Abhängigkeit von der Bauart der Brennkraftmaschine Fälle auf, bei denen die Abgasrückführungsrate nicht unabhängig für jeden Zylinder gesteuert werden kann und daher sich die Zylinder manchmal gegenseitig beeinflussen.
Daher haben die Erfinder dieser Erfindung dieses Problem weiter untersucht und als Ergebnis entdeckt, daß es einen Betätigungszeitpunkt gibt, der eine unabhängige Steuerung der Abgasrückführungsrate einzelner Zylinder, das heißt im wesentlichen unbeeinflußt von den anderen Zylindern, zwischen einer Vielzahl von parallel zu der Drosselklappe angeordneten Zylindern ermöglicht, wobei die Drosselklappe in Strömungsrichtung hinter den Zylindern angeordnet ist.
Dieser Punkt ist unter Bezug auf 3 näher beschrieben. 3 zeigt die Veränderung der AGR-Rate der Zylinder in dem Fall einer Vier-Zylinder-Dieselbrennkraftmaschine unter einer Betriebsbedingung mit einer Drehzahl von 800 U/min und einem Ausgangsdrehmoment von 27 Nm sowie einem Öffnungsgrad der Drosselklappe, die zu der Schließseite der Klappe um exakt 3,2° in 180° (Kurbelwinkel, CA) bei jeder zweiten Drehung der Kurbelwelle betätigt wird. Die Fälle (a) bis (d) zeigen Fälle, bei denen der Startzeitpunkt der Klappenschließbetätigung der Drosselklappe in bezug auf den Kurbelwinkel um einen Winkel von Vielfachen von 45° (Kurbelwinkel) nach dem oberen Totzeitpunkt (TDC) eines ersten Zylinders, d.h. bei (a) 500°, (b) 545°, (c) 590° und (d) 635°. Es sei bemerkt, daß (e) als Referenz den Fall eines festeingestellten Öffnungsgrads der Drosselklappe zeigt. Außerdem gibt "Durchschnitt" den Mittelwert aller Zylinder an.
Im Vergleich mit der AGR-Rate im dem Fall einer als Referenz dargestellten, festeingestellten Drosselklappe sind die AGR-Raten des ersten Zylinders und des zweiten Zylinders bei 500° (Kurbelwinkel) im Falle von (a) um große Werte erhöht. Wenn der Startzeitpunkt des Klappenschließvorgangs verzögert ist, ist die Erhöhung der AGR-Rate des zweiten Zylinders kleiner, wobei schließlich bei 635° (Kurbelwinkel) im Fall (d) lediglich der erste Zylinder einen Anstieg der AGR-Rate zeigt. Daraus folgt, daß die AGR-Rate einzelner Zylinder unabhängig erhöht oder verringert werden kann, falls die Drosselklappe derart gesteuert wird, daß sie bei einem bestimmten optimalen Zeitpunkt betätigt wird.
Die Erfinder beachteten diesen Punkt und lösten das vorstehend beschriebene Problem durch Steuerung der Betätigung des Drosselklappe an dem optimalen Zeitpunkt für jeden Zylinder, um die Abgasrückführungsrate jedes Zylinders individuell zu steuern, wodurch die Abgasrückführungsraten aller Zylinder auf einen gewünschten Wert ausgerichtet werden.
Genauer wird erfindungsgemäß zur Lösung des Problems eine Abgasrückführungssteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine geschaffen, wie sie in Patentanspruch 1 angegeben ist.
Gemäß einer in Patentanspruch 2 angegebenen Ausgestaltung kann die Abgasrückführungsrate anhand der erfaßten Werte einer Luftströmungsmeßeinrichtung und einer Druckerfassungseinrichtung korrekt ermittelt werden.
Gemäß einer in Patentanspruch 3 angegebenen Ausgestaltung kann eine Schwankung eines gemessenen Wertes durch Summierung der erfaßten Werte der Frischluftmenge beseitigt werden.
Gemäß einer in Patentanspruch 4 angegebenen Ausgestaltung wird die Abgasrückführungsrate entsprechend dem Wert der zwischen den Zylindern gemittelten Gesamtansaugmenge gesteuert, damit die Schwankungen der Abgasrückführungsrate zwischen den Zylindern minimiert werden können.
Gemäß einer in Patentanspruch 5 angegebenen Ausgestaltung wird die Durchströmungsflächensteuereinrichtung für jeden Zylinder unabhängig gesteuert.
Gemäß einer in Patentanspruch 6 angegebenen Ausgestaltung wird die Durchströmungsflächensteuereinrichtung für jeden Zylinder an dem optimalen Zeitpunkt unabhängig gesteuert.
Gemäß der in Patentanspruch 7 angegebenen Ausgestaltung der Erfindung wird zusätzlich zu der Steuerung der Durchgangsflächensteuereinrichtung durch Steuerung des Abgasrückführungssteuerventils entsprechend einer zwischen den Zylindern gemittelten Abgasrückführungsrate eine schnellere Steuerung auf die gewünschte Abgasrückführungsrate verwirklicht.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1 einen Teil eines Flußdiagramm zur Beschreibung der in 5 gezeigten Steuerschaltung,
2 den restlichen Teil des Flußdiagramms gemäß 1,
3 einen Graphen der Änderung einer AGR-Rate jedes Zylinders durch die Betätigung einer Drosselklappe,
4 eine Ansicht des Gesamtaufbaus einer Brennkraftmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel,
5 ein Blockschaltbild des Aufbaus der Steuerschaltung und
6 Zeitverläufe zur Beschreibung der Betätigung durch die Steuerschaltung, um ein Einschaltverhältnisses zu steuern.
Nachstehend ist die Erfindung unter Bezug auf 4 bis 6 konkreter für ein Ausführungsbeispiel im Falle der Anwendung auf eine Diesel-Brennkraftmaschine (Dieselmotor) beschrieben, die einen Turbolader aufweist und mit einer Wirbelkammer ausgestattet. In der Darstellung gemäß 4 bezeichnet das Bezugszeichen 1 den Aufbau der Diesel-Brennkraftmaschine, 2 eine Wirbelkammer, 3 einen Kolben, 4 eine in der Wirbelkammer 2 vorgesehene Kraftstoffeinspritzeinrichtung und 5 ein Abgasventil 5. Das Abgasventil 5 ist mit einem Abgasrohr 6 verbunden. Ein nicht dargestelltes Ansaugventil ist mit einem Ansaugrohr 7 verbunden. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet den Turbolader.
Der Turbolader 8 besteht aus einer in dem Abgasrohr 6 angeordneten Turbine 9 und einem in dem Ansaugrohr 7 angeordneten Kompressor 10. Kraftstoff aus einer Kraftstoffeinspritzpumpe (von der in 1 lediglich deren Welle 22 dargestellt ist) wird wie bekannt unter Druck in die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 4 geführt.
Das Abgasrohr 6 in Strömungsrichtung oberhalb der Turbine 9 und das Ansaugrohr 7 in Strömungsrichtung unterhalb des Kompressors 10 sind durch einen Abgasrückführungskanal (AGR-Kanal) 11 verbunden. Das Abgasrückführungsventil (AGR-Ventil) 12 ist über dem AGR-Kanal 11 angeordnet. Das AGR-Ventil 12 besteht aus einem Ventilkörper 13 und einer Membran 14, die mit dem Ventilkörper 13 verbunden ist und die Strömungsrate des durch den AGR-Kanal 11 strömenden Abgasrückführungsgases (AGR-Gases) durch Steuerung des Hubs des Ventilkörpers 13 entsprechend dem Unterdruck steuert. Je höher der Hub des Ventilgehäuses 13 ist, desto höher ist die Öffnungsfläche dieses AGR-Ventils 12 und desto höher ist die Strömungsrate des AGR-Gases. Die Größe des Hubs des Ventilkörpers 13 wird entsprechend der Größe des Unterdrucks einer durch die Membran 14 gebildeten Membrankammer 15 bestimmt. Das heißt, daß je stärker das Unterdruck ist, desto größer ist der Aufwärts-Versatz der Membran 14 gemäß der Figur, und desto größer ist auch der Hub. Die Membrankammer 15 ist durch eine Unterdruckleitung 17 mit einer Unterdruckpumpe 16 verbunden. Der Unterdruck aus der Unterdruckpumpe 16 wird der Membrankammer 15 zugeführt.
Ein Dreiweg-Magnetventil (Dreiweg-Solenoidventil) 18 ist an der Unterdruckleitung 17 zur Steuerung des Unterdrucks der Membran 14 vorgesehen. Die Unterdruckleitung 17 ist zur Umgebungsluft durch ein Rohr 18a an der mit der Membrankammer 15 verbundenen Seite des Magnetventils 18 ge öffnet. Eine Mündung 18b ist in dieser Umgebungsluftöffnung vorgesehen. Weiterhin ist der Ventilkörper 18 mit einer Spule 19 versehen. Der Ventilkörper 18 wird durch Steuerung der Stromzufuhr zu der Spule 19 angetrieben, wodurch die Zufuhr des Unterdrucks aus der Unterdruckpumpe 16 in die Membrankammer 15 gesteuert wird. Das heißt, daß die Verbindung (Kommunikation) zwischen der Unterdruckpumpe 16 und dem Membrankammer 15 unterbrochen wird und der Hub des Ventilkörpers 13 minimal wird, wenn der Spule 19 kein elektrischer Strom zugeführt wird, so daß kein AGR-Betrieb ausgeführt wird. Demgegenüber wird bei Versorgung der Spule 19 mit elektrischen Strom der Unterdruck aus der Unterdruckpumpe 16 der Membrankammer 15 zugeführt und der Ventilkörper 13 angehoben. Die Zufuhr elektrischen Stroms der Spule 19 wird durch eine Steuerschaltung 50 (ein Mikrocomputersystem) wie nachstehend beschrieben durch Steuerung des Einschaltverhältnisses gesteuert, wird der Ventilkörper 13 des AGR-Ventils 12 auf den gewünschten Hub gesteuert und wird folglich die AGR-Menge gesteuert.
Ein als Durchströmungsflächensteuereinrichtung, die die Frischluft-Durchgangsfläche steuern kann, dienende Ansaugdrosselklappe bzw. Drosselklappe 29 ist zwischen dem Kompressor 10 und einem Zusammenflußpunkt des AGR-Durchgangs 11 und des Ansaugrohrs 7 angeordnet. Die Klappenwelle dieser Drosselklappe 29 ist über eine nicht dargestellte Verbindungseinrichtung wie ein Getriebe mit einer elektrischen Rotationsantriebseinrichtung wie einem Schrittmotor 30 verbunden. Der Schrittmotor 30 wird bei Empfang eines Antriebssignals aus der Steuerschaltung 50 in Drehung versetzt und kann frei den Öffnungsgrad der Drosselklappe 29 (d.h. die Frischluftmenge) steuern.
Eine ein elektrisches Signal (analoges Signal) entsprechend der Menge der angesaugten Frischluft ausgebende Luftströmungsmeßeinrichtung 20 ist in Strömungsrichtung oberhalb des Kompressors 10 in dem Ansaugrohr 7 angeordnet. Weiterhin ist in dem Ansaugrohr 7 in Strömungsrichtung unterhalb des Kompressors 10 eine Druckerfassungseinrichtung 21 angeordnet, die entsprechend dem Ansaugrohrdruck ein elektrisches Signal (analoges Signal) ausgibt. Signale aus diesen Sensoren bzw. Erfassungseinrichtungen 20 und 21 werden der Steuerschaltung 50 als Strömungsrate (g/U bzw. g/Umdrehung) pro Umdrehung der Brennkraftmaschine zugeführt. Die Differenz der zwei Signale wird als Abgasrückführungsmenge (AGR-Menge) bestimmt. Daten der AGR-Menge entsprechend der Drehzahl (Umdrehungsgeschwindigkeit) der Brennkraftmaschine und dem Öffnungsgrad eines Einstellhebels der Kraftstoffeinspritzpumpe, bei dem es sich um einen Faktor entsprechend der Brennkraftmaschinenlast handelt, sind in einer Speichereinrichtung (einem ROM bzw. Festspeicher) der Steuerschaltung 50 gespeichert. Falls es eine Differenz zwischen der. erfaßten AGR-Menge und der gespeicherten AGR-Menge gibt, steuert die Steuerschaltung 50 die Zufuhr elektrischen Stroms zu der Spule 19 in eine die Differenz beseitigenden Richtung.
Ein geeignetes bekanntes Verfahren kann als Verfahren zur Erfassung der Drehzahl verwendet werden, jedoch ist der Drehzahlsensor gemäß dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel durch eine Drehwelle 22 der Kraftstoffeinspritzpumpe (die mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist) aufgebaut, an der ein Drehkörper mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Vorsprüngen 23 befestigt ist und an dem ein Magnetaufnehmer (Solenoidaufnehmer) 24 wie ein Hall-Element diesen Vorsprüngen 23 zugewandt angeordnet ist. Dementsprechend wird aus dem Magnetaufnehmer 24 ein Impulssignal mit einem Impulsintervall entsprechend dem Intervall bzw. Abstand der Vorsprünge 23 erhalten.
Demgegenüber ist an der Kurbelwelle 38 der Brennkraftmaschine ein Drehkörper angebracht, der ein Paar Vorsprünge 27 an gegenüberliegenden Positionen auf dessen Durchmesser aufweist. Ein ähnlicher wie vorstehend beschriebener, aus einem Hall-Element oder dergleichen bestehender zweiter Magnetaufnehmer (Solenoidaufnehmer) 28 ist diesen Vorsprüngen 27 zugewandt angeordnet. Durch die Vorsprünge 27 kann eine halbe Umdrehung der Kurbelwelle, d.h. ein Drehung von 180° erfaßt werden.
Weiterhin ist gemäß der Darstellung in 1 ein Potentiometer 25 vorgesehen, damit die Position des Einstellhebels der Kraftstoffeinspritzpumpe in Erfahrung gebracht werden kann. Ein Schleifkontakt 25a des Potentiometers bewegt sich zusammen mit dem Einstellhebel der Kraftstoffeinspritzpumpe. Mittels dieses Schleifkontakts 25a kann ein an dem Schleifkontakt 25a anliegendes Spannungssignal entsprechend der Position des Einstellhebels erhalten werden.
Außerdem ist an einer Nockenwelle 26 zum Antrieb des Abgasventils ein Drehkörper mit einem Vorsprung 40 in Umfangsrichtung angebracht. Ein ähnlicher wie vorstehend beschriebener, aus einem Hall-Element oder dergleichen bestehender dritter Magnetaufnehmer (Solenoidaufnehmer) 41 ist diesem Vorsprung 40 zugewandt angeordnet. Durch die Erfassung des Vorsprungs 40 können zwei Umdrehungen der Kurbelwelle, d.h. eine Drehung um 720° erfaßt werden.
Nachstehend ist unter Bezug auf 5 der Aufbau der Steuerschaltung 50 beschrieben. Die Steuerschaltung 50 ist mit einem Eingangsanschluß 501, der mit einem Schleifkontakt 20a eines einen Teil der Luftströmungsmeßeinrichtung 20 bildenden Potentiometers verbunden ist, einem Eingangsanschluß 503, der mit dem Schleifkontakt 25a des Positionserfassungspotentiometers 25 der Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden ist, einem mit dem ersten Magnetaufnehmer 24 verbundenen Eingangsanschluß 504, einem mit dem zweiten Magnetaufnehmer 28 verbundenen Eingangsanschluß 505 und außerdem mit einem mit dem dritten Magnetaufnehmer 41 verbundenen Eingangsanschluß 515 versehen.
Weiterhin ist die Steuerschaltung 50 mit einem Ausgangsanschluß 506 versehen, der mit der Spule (Magnetspule, Solenoidspule) 19 des AGR-Ventils 12 verbunden ist. Außerdem weist die Steuerschaltung 50 zwischen den Eingangsanschlüssen und diesem Ausgangsanschluß einen Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) 510, einen Zähler 520, eine Zentraleinheit (CPU) 530, einen ersten Oszillator 540, einen Vergleicher 550, einen zweiten Oszillator 560 und eine Ansteuerschaltung 570 auf. Der A/D-Wandler 510 ist mit den Eingangsanschlüssen 501, 502 und 503 verbunden, wobei der A/D-Wandler 510 bekanntermaßen aus einem Multiplexer und einer A-D-Umwandlungsschaltung, drei Speicherschaltungen, einer Schaltung zum Schalten des Multiplexers sowie einer Zeitverlaufsimpulsschaltung besteht, die den A/D-Wandler aktiviert und gleichzeitig Auswahlsignale der Speicherschaltungen erzeugt. Der A/D-Wandler 510 und die drei Speicherschaltungen können beispielsweise aus 12-Bit-Konfigurationen bestehen.
Der Zähler 520 ist mit den Eingangsanschlüssen 504, 505 und 515 verbunden, an die der erste Magnetaufnehmer 24, der zweite Magnetaufnehmer 28 und der dritte Magnetaufnehmer 41 angeschlossen sind, die jeweils Impulssignale erzeugen. Der Zähler 520 besteht aus einer Zählerschaltung zum Zählen der Impulszahl aus dem ersten Magnetaufnehmer 24, einer Speicherschaltung zum Speichern dieser Anzahl und einer Zeitverlaufsimpulsschaltung, die ein Torsignal für die Zählerschaltung, ein Rücksetzsignal und ein Zwischenspeichersignal (Latchsignal) für die Zählerschaltung erzeugt. Acht Bit eines Binärcodesignal werden aus dem Zähler 520 ausgegeben. Das Impulssignal aus dem zweiten Magnetaufnehmer 28 wird zum Zurücksetzen der Zählerschaltung verwendet. Weiterhin wird das Impulssignal aus dem dritten Magnetaufnehmer 41 zur Unterscheidung des Zylinders verwendet.
Die CPU 530 besteht aus einem Mikrocomputer, einer Drei-Zustands-Pufferschaltung zur Verbindung des Ausgangs des A/D-Wandlers 510 und des Ausgangs des Zählers 520 und einer Busleitung des Mikrocomputers sowie einer Speicherschaltung zum Speichern des Ausgangswerts des Mikrocomputers. Einzelheiten dieser Schaltung stellen keine wesentlichen Teile dieser Erfindung dar, weshalb deren Beschreibung entfällt. Weiterhin arbeitet der Mikrocomputer mit einer internen Taktfrequenz von 2 MHz. Wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird, wird eine Initialisierung durchgeführt und das Programm an der vorab festgelegten Adresse in dem ROM ausgeführt.
Der erste Oszillator 540 der Steuerschaltung 50 erzeugt ein Triggerimpuls von 20 Hz. Dieser Triggerimpuls wird ein Zeitgeber-Prüfsignal der CPU 530 und das Rücksetzsignal des Vergleichers 550. Der Vergleicher 550 empfängt als dessen Eingang das Taktsignal von 20 Hz aus dem zweiten Oszillator mit dem Triggerimpuls aus dem ersten Oszillator 540 als Grundpunkt und wandelt den aus der CPU 530 ausgegebenen Binärcode in eine Impulsbreite um. Der Ausgang des Vergleichers 550 wird in die Ansteuerschal tung bzw. Magnetventil-Ansteuerschaltung 570 eingegeben, das eingegebene Signal verstärkt und das ausgegebene Signal von dem Ausgangsanschluß 506 an die Spule 19 des Magnetventils 18 angelegt.
Die CPU 530 ist mit einer Ansteuerschaltung 580 zur Ansteuerung des Schrittmotors 30 verbunden, um die Drosselklappe anzutreiben bzw. zu betätigen. Deren Ausgangssignal wird über einen Anschluß 507 an die Spule des Schrittmotor 30 angelegt. Jede bekannte Verarbeitung aus dem Stand der Technik kann für das Verfahren zur Bildung des Ausgangssignals aus der CPU 530 zur Ansteuerung des Schrittmotors 30 und zur Verstärkung der Ansteuerschaltung 580 verwendet werden, weshalb deren ausführliche Beschreibung entfällt.
Ein konstante Spannungen wird an die beiden Enden des Potentiometers der Luftströmungsmeßeinrichtung 20 angelegt, wobei an dessen Schleifkontakt 20a eine Spannung V_N entsprechend der Ansaugluftmenge auftritt. Die Spannung V_N wird durch den A/D-Wandler 510 in einen Binärcode umgewandelt und in der Speicherschaltung gespeichert. In ähnlicher Weise wird ein Spannungsignal V_P entsprechend dem Druck aus der Druckerfassungseinrichtung 21 sowie ein Spannungsignal V_L entsprechend der Position des Einstellhebels der Kraftstoffeinspritzpumpe analog-digital gewandelt und in der Speicherschaltung gespeichert. Demgegenüber zählt der Zähler 520 die Impulszahl des Impulssignals aus dem ersten Magnetaufnehmer 24. Dieser Zählwert wird in der internen Speicherschaltung gespeichert. Weiterhin wird das Impulssignal aus dem zweiten Magnetaufnehmer 28 zum Löschen des Zählers 520 verwendet. Das Impulssignal aus dem dritten Magnetaufnehmer 41 wird zur Unterscheidung des Startzeitpunkts des Ansaugtakts eines betreffenden Zylinders (beispielsweise des ersten Zylinders) verwendet.
Nachstehend ist der Betrieb der CPU 530 unter Bezug auf die in 1 und 2 gezeigten Flußdiagramme ausführlich beschrieben. Die Verarbeitung wird bei Einschalten der Stromversorgung (Energieversorgung) begonnen. Der Betrieb wird bei Schritt 101 begonnen, bei dem alle Speicher, Register und Anschlüsse der CPU 530 initialisiert werden. Bei Schritt 101-1 wird entschieden, ob i = 0 ist oder nicht, wobei i ein Zylinderindex ist. Bei i = 0 handelt es sich um den Zeitpunkt, wenn der Ansaugtakt bei einem betreffenden Zylinder (beispielsweise dem ersten Zylinder) begonnen wird und entspricht einem Impuls, der bei einem Zyklus von 720° (Kurbelwinkel) erzeugt wird.
Bei Schritt 102 wird entschieden, ob ein Impulszähler (Rotationsimpulszähler) Cn = 0 ist. Bei Cn = 0 handelt es sich um den Zeitpunkt, wenn der Ansaugtakt bei irgendeinem Zylinder begonnen wird und gleichzeitig der Ansaugtakt in einem anderen Zylinder beendet wird. Es ist nämliche eine Zählroutine vorgesehen, die durch den Impuls aus dem ersten Magnetaufnehmer 24 inkrementiert und durch einen Impuls jeweils bei 180° aus dem zweiten Magnetaufnehmer 28 gelöscht wird. Bei der Kurbelwinkelposition, bei der der zweite Magnetaufnehmer 28 einen Impuls erzeugt, entspricht ein bestimmter Zylinder dem Start des Ansaugtakts. Gleichzeitig entsprechen andere Zylinder dem Ende des Ansaugtakts. Bei dieser Position wird Cn auf 0 gesetzt.
Wenn der Zählwert (Cn) nicht 0 ist, das heißt, wenn die Entscheidung bei Schritt 12 negativ ist, schreitet der Ablauf von dem Schritt 102 zu Schritt 103 voran, bei dem eine Entscheidung getroffen wird, ob ein bei jeder vorbe stimmten Zeitdauer T1 erzeugtes Signal eingegeben wird. Wenn entschieden wird, daß ein Impulssignal eingegeben wird, das erzeugt wird, wann immer die Zeit T1 verstreicht, schreitet der Ablauf zu Schritt 104 voran. Wenn dies nicht entschieden wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 109 voran. Schritte 104 bis 108, die nach Entscheidung, daß die Zeit T1 verstrichen ist, ausgeführt werden, geben die Berechnungsroutine für den Sollwert der AGR-Rate an. Im einzelnen wird bei Schritt 104 der in der Speicherschaltung des A/D-Wandlers 510 gespeicherte Ansaugrohrdruckwert V_P gelesen. Bei Schritt 105 werden in ähnlicher Weise der in der Speicherschaltung des A/D-Wandlers 510 gespeicherte Ansaugluftwert V_L gelesen.
Der Schritt 106 gibt die Berechnung der Maschinendrehzahl (Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine) N an. Die Drehzahl N wird durch die Zeit T180 zur Drehung der Kurbelwelle um 180° berechnet. Das heißt, daß der Zähler 520 durch das Impulssignal aus dem zweiten Magnetaufnehmer 28 bei jeder Drehung der Kurbelwelle um 180° gelöscht wird. Der Wert von T180 ist die verstrichene Zeitdauer von dem Zeitpunkt, wenn die Anzahl der Impulse beim vorherigen Mal 0 wird, bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Anzahl der Impulse des Zählers 520 beim gegenwärtigen Mal 0 wird.
Der Schritt 107 gibt die Berechnung der Menge des in einen Zylinder zu saugenden gesamten Gases bzw. der Gesamtgasmenge QA an. Die Gesamtgasmenge QA kann durch den durch die Druckerfassungseinrichtung 21 erfaßten Ansaugrohrdruckwert VP und der Maschinendrehzahl berechnet werden. Es gibt nämlich ein konstantes Verhältnis zwischen dem Ansaugrohrdruckwert VP und der Maschinendrehzahl N. Dieses Verhältnis wird in der CPU 530 als ein zweidimensionales Diagramm f gespeichert, weshalb der Wert der Ge samtgasmenge entsprechend dem bei Schritt 104 gelesenen Ansaugrohrdruckwert VP und der bei Schritt 106 berechneten Maschinendrehzahl N interpoliert wird.
Schritt 108 gibt die Berechnung des Sollwerts RT der optimalen AGR-Rate in dessen Brennkraftmaschinenbetriebsbedingung an. Es gibt nämlich ein konstantes Verhältnis zwischen der Position des Einstellhebels (Ausgangswerts des Potentiometers 25) V_L der Kraftstoffeinspritzpumpe entsprechend der Kraftstoffeinspritzmenge (Last) und der Maschinendrehzahl N. Dieses Verhältnis ist in der CPU 530 als zweidimensionales Diagramm g gespeichert. Daher wird bei dem Schritt 108 der Soll-AGR-Wert RT entsprechend dem Ausgangswert V_L des Potentiomneters und einem tatsächlich gemessenen Werts der Maschinendrehzahl N interpoliert.
Bei Schritt 109 wird der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad TR berechnet, der für die Betätigungszustände optimal ist. Es gibt nämlich ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen der Position (dem Potentiometerausgangswert) V_L des Einstellhebels der Kraftstoffeinspritzpumpe entsprechend der Kraftstoffeinspritzmenge (Last) und der Maschinendrehzahl N. Dieses Verhältnis wird in der CPU 530 als zweidimensionales Diagramm h gespeichert. Bei dem Schritt 109 wird der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad TRB entsprechend dem Ausgangswert V_L des Potentiometers 25 und dem tatsächlich gemessenen Wert der Maschinendrehzahl N interpoliert.
Schritte 110 bis 113 geben die Verarbeitung zur Summierung des Zählwerts der Luftströmungsmeßeinrichtung 20 an. Bei Schritt 110 handelt es sich um die Zeitgeberüberprüfung zur Erfassung des Ausgangssignals der Luftströmungsmeßeinrichtung. Es wird entscheiden, ob ein Signal bei jedem vorbestimmten Zeitzyklus T2 eingegeben wird. T2 ist vorzugsweise kürzer als die Zeitdauer zur Ausführung des Ansaugtakts eines Zylinders bei der höchsten Drehzahl der Brennkraftmaschine, so daß die Ansaugluftmenge jedes Zylinders auch bei einer hohen Drehzahl erfaßt werden kann. Wenn entschieden wird, daß ein T2-Impuls eingegeben wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 11 voran, bei dem der in der Speicherschaltung des A/D-Wandlers 510 gespeicherte, gezählte Wert V_N der Luftströmungsmeßeinrichtung 20 gelesen wird. Bei Schritt 112 wird der bei Schritt 111 gelesene Wert von V_N summiert. Das heißt, daß ΣV_N berechnet wird. Schritt 113 gibt die Inkrementierung des Summationszählers (die Anzahl der Summierungen zählenden Zählers) CAD an.
Wenn der Wert Cn des Rotationsimpulszählers bei Schritt 102 gleich 0 ist, das heißt, wenn es sich um den Zeitpunkt zum Starten oder Enden das Ansaugtakts handelt, schreitet der Ablauf zu Schritt 201 voran, bei dem der Zylinderindex i inkrementiert wird. Darauffolgend wird bei Schritt 202 entschieden, ob i > 4 ist. Wenn i > 4 gilt, wird bei Schritt 203 i auf 1 gesetzt. Die Verarbeitungen der Schritte 201 bis 203 werden jeweils bei einem Kurbelwinkel von 180° ausgeführt, wobei die Zündungsreihenfolge derart bestimmt wird, daß der Wert von i mit der Nummer des den Ansaugtakt zu diesem Zeitpunkt ausführenden Zylinders in Übereinstimmung gebracht werden kann. Es sei bemerkt, daß in diesem Beispiel mit i = 1 stets der erste Zylinder bestimmt ist, so daß es keine Veränderung gibt, selbst wenn die Brennkraftmaschine gestoppt oder neu gestartet wird.
Bei Schritt 204 wird die Menge (Gramm) der Frischluftmenge bei einem Ansaugtakt jedes Zylinders anhand der folgenden Gleichung berechnet: QNi = (ΣVN/CAD) × T180
Dabei ist T180 die zur Drehung der Kurbelwelle um 180° (d.h. den Kurbelwinkel eines Ansaugtakts) erforderliche Zeitdauer, wie vorstehend beschrieben. In dieser Gleichung wird durch Teilen des Summenwertes ΣV_N der gemessenen Werte der Luftströmungsmeßeinrichtung 20 durch die Anzahl der Summierungen CAD der Mittelwert der gemessenen Werte der Luftströmungsmeßeinrichtung 20 erhalten. Durch Multiplikation mit der Zeitdauer der Drehung der Kurbelwelle um 180°, d.h. der zur Ausführung eines Ansaugtakts erforderlichen Zeitdauer, wird die Menge angesaugter Frischluft pro Ansaugtakt berechnet.
Bei Schritt 205 wird die AGR-Gasmenge QEi jedes Zylinders berechnet. Bei der AGR-Gasmenge QE handelt es sich nämlich um eine, die durch Subtraktion der bei Schritt 107 berechneten, in die Zylinder anzusaugenden Gesamtgasmenge QA. Bei Schritt 206 wird die AGR-Rate als das Verhältnis von der AGR-Gasmenge QEi in Bezug auf die Gesamtgasmenge QA berechnet. Schritt 207 dient zum Speichern des bei Schritt 206 berechneten Werts der AGR-Rate in der Variablen REi als die AGR-Rate des Zylinders i.
Bei Schritt 208 wird die AGR-Rate aller Zylinder i = 1 bis 4 addiert. Durch Teilen durch die Zylinderanzahl 4 wird eine Durchschnitts-AGR-Rate für alle Zylinder berechnet.
Schritte 209 und 210 geben die Bildung des Antriebssignals für die Spule 19 des Magnetventils 18 an. Bei dem Schritt 209 wird durch Subtraktion einer bei dem Schritt 208 gegenwärtig gemessenen mittleren AGR-Rate R von der bei dem Schritt 108 berechneten Soll-AGR-Rate RT eine Steuerabweichung ΔD berechnet.
Bei dem Schritt 210 wird eine Einschaltdauer DP' des Dreiweg-Magnetventils 18 durch DP' = DP' + ΔD × Kberechnet. Dabei bezeichnet in dieser Gleichung K die Verstärkung, wobei durch Fortsetzung der Ausführung der Verarbeitung des Schritts 210 bei dem Dreiweg-Magnetventil 18 eine Rückkopplung angewandt wird, so daß schließlich die Abweichung 0 wird und die mittlere AGR-Rate von vier Zylindern mit der Soll-AGR-Rate übereinstimmt. Das heißt, daß der Öffnungsgrad des AGR-Ventils 12 auf eine AGR-Rate geregelt wird, die unter allen Zylindern gemittelt ist.
Bei einem Schritt 211 wird die Differenz ΔTRi in bezug auf die Soll-AGR-Rate TT der AGR-Rate REi jedes Zylinders berechnet. Bei einem Schritt 212 wird ein Öffnungsgrad-Korrekturwert der Drosselklappe für jeden Zylinder durch TRCi = TRCi + ΔTRi × k'berechnet. In dieser Gleichung ist k' die Verstärkung. Beispielsweise wird, wenn die AGR-Rate des betreffenden Zylinders im Vergleich zu dem Sollwert klein ist, der Korrekturwert des Öffnungsgerades in eine Richtung aktualisiert, in der die Drosselklappe 29 geschlossen wird, damit die AGR-Rate erhöht wird.
Bei einem Schritt 213 wird ein endgültiger Soll-Öffnungsgerad TRFi + 1 der Drosselklappe des Zylinders des nächsten Ansaugtakts berechnet. TRFi + 1 wird durch Addition des bei dem Schritt 212 berechneten Soll-Öffnungsgrads TRB der Drosselklappe und des bei dem Schritt 212 berechneten Korrekturwertes am Ende des vorhergehenden Ansaugtakts des Zylinders gefunden.
Demgegenüber wird der Zeitpunkt zur Korrektur des Öffnungsgrads der Drosselklappe 29 durch die Kraftstoffeinspritzmenge (Last) VL und der Drehzahl bei einem Schritt 213-1 bestimmt. In diesem Verhältnis sind die durch vorab erfolgtes Testen gefundenen Daten als ein zweidimensionales Diagramm in der Steuerschaltung 50 gespeichert. Dann wird zu dem bei dem Schritt 213-1 bestimmten Zeitpunkt ti der Wert von TRFi + 1 als das Ausgangssignal der Ansteuerschaltung 580 wiedergegeben. Dadurch wird der die Drosselklappe antreibende Motor 30 angetrieben, weshalb der vorbestimmte Öffnungsgrad der Drosselklappe 29 erhalten werden kann. Bei einem Schritt 214 werden V_N und CAD für den nächsten Zählvorgang gelöscht.
Nachstehend ist die Steuerung des Magnetventils 18 beschrieben. Die an einer vorbestimmten Adresse des RAM gespeicherte Einschaltzeitdauer DP' des Magnetventils 18 wird auf eine Busleitung übertragen und in der Speicherschaltung der CPU 530 gespeichert. Der Vergleicher 550 gibt ein Übereinstimmungssignal aus, wenn ein Binärcode aus der CPU 530 und eine Anzahl von Takten aus dem zweiten Oszillator 560 unter Verwendung des Triggersignals des ersten Oszillators 540 als Rücksetzsignal miteinander übereinstimmen. Dementsprechend wird, da der Zyklus des Triggersignals des ersten Oszillators 540 50 ms eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt, wenn das Triggersignal von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel übergeht, bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Binärcodezahl aus der CPU 530 und die Taktanzahl miteinander überstimmen, die Einschaltzeitdauer des Magnetventils 18. Eine Zeitdauer von dem Übereinstimmungszeitpunkt bis zu dem Zeitpunkt, wenn das Triggersignal von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel übergeht, wird die Auschaltzeitdauer (Auszeitdauer) des Magnetventils 18. Diese Situation ist in 6 gezeigt.
(A) in der Darstellung gemäß 6 gibt das Ausgangssignal des ersten Oszillators 540 an. (B) in der Darstellung gemäß 6 gibt das Ausgangssignal aus dem Vergleicher 550 an. Weiterhin wird die Zeitdauer T durch den in 2 gezeigten Schritt 210 gefunden und stimmt mit dem an der vorbestimmten Adresse des RAM gespeicherten Wert DP' (Zyklus von 0,05 ms des zweiten Oszillators 560) überein. Ein Ein-Aus-Verhältnis des Magnetventils 18, das heißt die AGR-Menge wird durch dies Zeitdauer T bestimmt. Die Ansteuerschaltung 570 verstärkt das Signal aus dem Vergleicher 550 und legt dieses an die Spule 19 des Magnetventils an.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Regelung derart ausgeführt, daß der mittlere Wert R der AGR-Rate unter den Zylindern der Zielwert RT für das AGR-Ventil 12 wird, wobei die Drosselklappe 29 unabhängig derart gesteuert wird, daß die AGR-Rate REi der Sollwert für jeden Zylinder wird. Aus diesem Grunde können, selbst wenn eine unvermeidliche Abweichung zwischen den Zylindern auftritt, Schwankungen der AGR-Rate unter den Zylindern verhindert werden und dann die Regelung der AGR-Rate auf den Sollwert schnell ausgeführt werden. Außerdem können die Ansauginformationen des AGR-Gases für jeden Ansaugtakt jedes Zylinders erfaßt werden, weshalb die AGR-Steuerung für jede Verbrennung sowie die Ausführung der gewünschten AGR-Steuerung selbst bei einem Übergang möglich werden.
Für die Steuerung des AGR-Ventils 12 ist es möglich, statt der Regelung wie gemäß dem Ausführungsbeispiel lediglich eine Steuerung mit offenem Regelkreis (open loop) auszuführen. Als einfachstes Verfahren kann eine Ein-Aus-Steuerung ausgeführt werden. Das heißt, es kann eine Steuerung ausgeführt werden, bei der das AGR-Ventil 12 geöffnet wird, wenn die AGR-Bedingung vorliegt, und geschlossen wird, wenn die AGR-Bedingung nicht vorliegt.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Gesamtgasmenge durch das Ausgangssignal der Druckerfassungseinrichtung 21 berechnet, jedoch kann zur Verbesserung des berechneten Werts des Gesamtgasmenge vorzugsweise eine Ansaugtemperaturmeßeinrichtung in der Nähe der Druckerfassungseinrichtung 21 vorgesehen werden, wobei der auf der Grundlage des erfaßten Druckwerts berechnete Wert der Gesamtgasmenge durch das Ausgangssignal der Ansaugtemperaturmeßeinrichtung korrigiert wird.
Außerdem wurde gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel eine mit einem Turbolader ausgestattete Diesel-Brennkraftmaschine (Dieselmotor) als Brennkraftmaschine angewandt, jedoch kann die Erfindung ebenso auf eine Brennkraftmaschine angewandt werden, bei der kein Turbolader angebracht ist. Weiterhin ist es zur Erleichterung der Abgasrückführung insbesondere sinnvoll, wenn diese Erfindung auf eine Diesel-Brennkraftmaschine angewandt werden kann, bei der ein Drosselklappe in dem Ansaugrohr angeordnet ist. In diesem Fall sind ein AGR-Anschluß (Abgasrückführungsanschluß) und eine Druckerfassungseinrichtung in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe vorgesehen sowie eine Luftströmungsmeßeinrichtung in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe angeordnet.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Druckerfassungseinrichtung 21 als Einrichtung zur Erfassung der gesamten angesaugten Gasmenge verwendet, jedoch ist die Anwendung einer Druckerfassungsein richtung ebenfalls möglich, die einen ähnlichen Aufbau wie die Luftströmungsmeßeinrichtung 20 oder einen Aufbau unter Verwendung eines Heißdrahtes (Hitzdraht) aufweist. Es sei bemerkt, daß unter Berücksichtigung der Verschmutzung durch den Rückfluß des Abgases ein Verfahren zur Erfassung des Drucks ohne sich mechanisch bewegende Teile wünschenswert ist.
Außerdem kann die Erfindung ebenfalls auf eine Brennkraftmaschine des Ottomotortyps unter Verwendung von Benzin als Kraftstoff angewandt werden.
Vorstehend wurde eine Abgasrückführungssteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine angegeben, bei der zur Verbesserung des Ansprechens und der Genauigkeit einer Steuerung und zur Beseitigung von Schwankungen der AGR-Raten zwischen den Zylindern eine Kurbelwellenposition entsprechend einem Startzeitpunkt eines Ansaugtakts jedes Zylinders erfaßt wird, ein Ansaugrohrdruck V_P und eine Frischluftmenge V_N während des Ansaugtakts erfaßt werden sowie eine Gesamtansaugmenge QA anhand des Ansaugrohrdrucks V_P zur Berechnung eines Sollwerts RT der AGR-Rate berechnet wird. Weiterhin wird bei einem Endzeitpunkt des Ansaugtakts ein Summenwert QN von Frischluftmengen berechnet, wobei eine AGR-Rate REi dieses Zylinders als Differenz zwischen der Gesamtansaugmenge QA und dem Summenwert QN berechnet wird (Schritt 207). In dem Ansaugrohr ist eine Drosselkappe 29 vorgesehen, wobei der Öffnungsgrad der Drosselklappe unabhängig für jeden Zylinder auf einen Soll-Öffnungsgrad TRB gesteuert wird, der derart bestimmt ist, daß die EGR-Rate REi für jeden Zylinder der Sollwert wird (Schritte 211 bis 213). Zu diesem Steuerungszeitpunkt existiert ein optimaler Wert. Demgegenüber wird das AGR-Ventil 12 derart gesteuert, daß ein Mittelwert R zwi schen den Zylindern der AGR-Rate der Sollwert RT wird (Schritte 208 bis 210).

Claims

Abgasrückführungssteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine, die mit einem Abgasrückführungssteuerventil (12) im Verlauf eines ein Ansaugrohr (7) und ein Abgasrohr (6) verbindenden Abgasrückführungskanals versehen ist, mit einer ersten Erfassungseinrichtung (20) zur Erfassung eines Wertes entsprechend einer in die Brennkraftmaschine eingeleiteten Frischluftmenge (V_N), einer ersten Berechnungseinrichtung zur Berechnung einer jedem Zylinder der Brennkraftmaschine zuzuführenden Frischluftmenge auf der Grundlage des durch die erste Erfassungseinrichtung (20) erfassten Wertes, einer zweiten Erfassungseinrichtung (21) zur Erfassung eines Wertes entsprechend einer Gesamtansaugmenge (QA) der Brennkraftmaschine als Summe der eingeleiteten Frischluftmenge (21) und der Abgasrückführungsmenge, einer zweiten Berechnungseinrichtung zur Berechnung der Gesamtansaugmenge für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine auf der Grundlage des erfassten Werts der zweiten Erfassungseinrichtung (20), einer dritten Berechnungseinrichtung zur Berechnung der Abgasrückführungsrate für jeden Zylinder anhand der durch die erste Berechnungseinrichtung berechneten zuzuführenden Frischluftmenge für jeden Zylinder und der durch die zweite Berechnungseinrichtung berechnete Gesamtansaugmenge für jeden Zylinder sowie einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs einer Durchströmungsflächensteuereinrichtung (29) derart, dass der durch die dritte Berechnungseinrichtung berechnete Wert gleich dem für jede Betriebsbedingung eingestellten Sollwert wird.
Abgasrückführungssteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die erste Erfassungseinrichtung eine in dem Ansaugrohr (7) in Strömungsrichtung oberhalb einer Öffnung des Abgasrückführungskanals (11) vorgesehene Luftströmungsmesseinrichtung (20) ist und die zweite Erfassungseinrichtung eine Druckerfassungseinrichtung (21) zur Erfassung des Drucks des Ansaugrohrs (7) in Strömungsrichtung unterhalb der Öffnung des Abgasrückführungskanals (11) ist.
Abgasrückführungssteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die erste Berechnungseinrichtung mit einer Speichereinrichtung zum Speichern von Informationen der ersten Erfassungseinrichtung (20) und einer Summierungseinrichtung zur Summierung des gespeicherten Wertes der Speichereinrichtung während einer Ansaugtaktperiode jedes Zylinders der Brennkraftmaschine versehen ist, wobei der erzeugte Summenwert (ΣV_N) in der Berechnung der Frischluftmenge (V_N) berücksichtigt wird.
Abgasrückführungssteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die zweite Berechnungseinrichtung die über die Zylinder gemittelte Gesamtansaugmenge berechnet und dieser berechnete Wert zur Berechnung der Abgasrückführungsrate für jeden Zylinder verwendet wird.
Abgasrückführungssteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Steuerung der Durchströmungsflächensteuereinrichtung (29) durch die Steuereinrichtung für jeden Ansaugtakt jedes Zylinders ausgeführt wird.
Abgasrückführungssteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, wobei die für jeden Ansaugtakt jedes Zylinders durchgeführte Steuerung durch die Durchströmungsflächensteuereinrichtung (29) durch Betätigung der Durchströmungsflächensteuereinrichtung (29) bei einem optimalen Zeitpunkt für die Zylinder durch eine Antriebszeitpunkt-Steuereinrichtung ausgeführt wird, nachdem der Zylinder in dem Ansaugtakt zu diesem Zeitpunkt durch eine Zylinderunterscheidungseinrichtung unterschieden worden ist.
Abgasrückführungssteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die dritte Berechnungseinrichtung mit einer Mittelwertberechnungseinrichtung zur Mittelung berechneter Werte entsprechend der Abgasrückführungsrate aller Zylinder versehen ist und die Betätigungssteuerung eines Abgasrückführungssteuerventils (12) derart ausführt, dass dieser gemittelte Wert gleich dem Sollwert wird.