DE4222414A1 - Egr-steuervorrichtung fuer einen motor - Google Patents

Egr-steuervorrichtung fuer einen motor

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Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine EGR-Steuervorrichtung für einen Motor, die eine Steuerung durchführt, wobei ein Teil vom Abgas einer Brennkraftmaschine zu einem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine zurückgeführt wird.
Herkömmlicherweise wird eine Abgasrückführ-Steuervorrichtung (im folgenden EGR-Steuervorrichtung, EGR = exhaust gas recirculation), die eine Steuerung der Abgas-Rückführung (im weiteren EGR genannt) als ein Mittel zum Verringern von NOx im Abgas der Brennkraftmaschine durchführt, weitläufig benutzt. Diese EGR-Steuervorrichtung führt die Steuerung von EGR durch ein Abgasdruck-Steuersystem, das ein BPT-Ventil (BPT = back pressure transducer, Rückstau-Meßwertaufnehmer) benutzt, durch.
Da die oben erwähnte herkömmliche EGR-Steuervorrichtung so konstruiert ist, daß sie ein BPT-Ventil oder dergleichen benutzt, kann sie nicht eine Abgas-Rückführungsmenge erfassen, das heißt eine EGR-Flußmenge. Daraus resultierend wird, wenn die EGR-Flußmenge durch Verschlechterung des BPT-Ventils oder dergleichen erhöht, die Antriebsfähigkeit verschlechtert.
Weiterhin, wenn die EGR-Flußmenge abnimmt, wird die NOx-Komponente im Abgas erhöht, da die Temperatur des Motors erhöht wird.
Weiterhin ist es schwer, diese Abnormalität zu entdecken, wenn diese Vorrichtung in einem abnormalen Zustand ist durch Verschlechterung von Teilen der EGR-Steuervorrichtung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine EGR-Steuervorrichtung für einen Motor zu schaffen, die in der Lage ist, eine genaue Steuerung in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand des Motors durchzuführen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin, eine EGR-Steuervorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine genaue Steuerung durchzuführen ohne Verschlechterung des Auspuffgases ohne Rücksicht auf eine Verschlechterung eines Abgas-Rückführungsventils oder dergleichen.
Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine EGR-Steuervorrichtung für einen Motor zu schaffen, die in der Lage ist, eine genaue Fehlerbestimmung durchzuführen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine EGR-Steuervorrichtung für einen Motors zu schaffen, die in der Lage ist, eine zuverlässige Fehlererfassung durchzuführen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung nach Anspruch 1 gelöst durch eine EGR-Steuervorrichtung für einen Motor, umfassend: eine Abgas-Rückführungsleitung zum Verbinden eines Abgasrohrs mit einem Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine; ein Abgas-Rückführungsventil, vorgesehen an der Abgas-Rückführungsleitung zum Steuern einer Menge von Abgas, die zurückgeführt wird zur Ansaugluft des Motors; ein Sauerstoffsensor, vorgesehen an einem Ansaugrohr auf der Unterstromseite eine Verbindungspunktes des rückgeführten Gases und der Ansaugluft zum Erfassen einer Sauerstoffkonzentration der mit dem zurückgeführten Gas vermischten Ansaugluft; eine Abgas-Rückführungs- Leitungsventilquerschnitt-Steuereinrichtung zum Steuern eines Durchlaßquerschnitts des Abgas-Rückführungsventils; eine Betriebszustand-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Betriebszustands des Motors; eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines ersten Abgas-Rückführungsverhältnisses, basierend auf einer Ausgabe des Sauerstoffsensors und zum Berechnen eines zweiten Abgas-Rückführungsverhältnisses entsprechend einem von der Betriebszustand-Erfassungseinrichtung erfaßten Wertes; und eine Rückkopplungs-Steuereinrichtung zum Durchführen einer Rückkopplungssteuerung, die den Durchlaßquerschnitt des Abgas-Rückführungsventils so vergrößert oder verkleinert, daß das erste Abgas-Rückführungsverhältnis mit dem zweiten Abgas-Rückführungsverhältnis übereinstimmt.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die EGR-Steuervorrichtung für einen Motor nach dem ersten Aspekt der Erfindung geschaffen, welche weiterhin umfaßt: die erste Speichereinrichtung zum Speichern eines ersten Rückkopplungs-Korrekturwertes, wenn die Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird.
Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die EGR-Steuervorrichtung für einen Motor nach dem ersten Aspekt geschaffen, welche weiterhin umfaßt: eine erste Speichereinrichtung zum Speichern eines ersten Rückkopplungs-Korrekturwertes, wenn die Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird; und eine zweite Speichereinrichtung zum Speichern eines zweiten Rückkopplungs-Korrekturwertes, der ein weiter korrigierter Wert des ersten Rückkopplungs-Korrekturwertes ist, wenn die Rückkopplungssteuerung durchgeführt unter Benutzung des ersten von der ersten Speichereinrichtung gespeicherten Rückkopplungs-Korrekturwertes.
Nach dem vierten Aspekt der Erfindung wird die EGR-Steuervorrichtung für einen Motor nach dem ersten Aspekt geschaffen, welche weiterhin umfaßt: eine Fehlerbestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Fehlers durch Erfassen, daß das erste Abgas-Rückführungsverhältnis nicht mit dem zweiten Abgas-Rückführungsverhältnis übereinstimmt.
Nach dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die EGR-Steuervorrichtung für einen Motor nach dem zweiten oder dritten Aspekt geschaffen, welche weiterhin umfaßt: eine Fehlererfassungseinrichtung zum Erfassen eines Fehlers, wenn der erste Rückkopplungs-Korrekturwert oder der zweite Rückkopplungs-Korrekturwert einen ersten vorbestimmten Bereich überschreitet oder einen zweiten vorbestimmten Bereich überschreitet, welche durch Parameter des Motors erhalten werden.
Nach dem sechste Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die EGR-Steuervorrichtung für einen Motor nach dem ersten Aspekt geschaffen, welche weiterhin umfaßt: eine Fehlererfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Fehlers, wenn eine Differenz zwischen dem ersten Rückkopplungs-Korrekturwert und dem zweiten Rückkopplungs-Korrekturwert einen dritten vorbestimmten Bereich oder einen vierten vorbestimmten Bereich überschreitet, welche durch Parameter des Motors erhalten werden.
Nach dem ersten Aspekt der Erfindung erfaßt die Vorrichtung die Sauerstoffkonzentration in der Ansaugluft des Motors, die gemischt ist mit dem rückgeführten Abgas, durch den Sauerstoffsensor und führt eine Rückkopplungssteuerung durch Steuern des rückgeführten Abgases basierend auf dem Ausgabesignal des Sauerstoffsensors durch, wodurch sie es in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand des Motors steuert.
Nach dem zweiten Aspekt der Erfindung führt die Vorrichtung eine genaue Rückkopplungssteuerung durch Speichern des Rückkopplungs-Korrekturwertes bei der Rückkopplungssteuerung in der ersten Speichereinrichtung durch, ohne Verschlechterung des Abgases aufgrund einer Altersverschlechterung des Abgas-Rückführungsventils oder dergleichen.
Nach dem dritten Aspekt der Erfindung führt die Vorrichtung die genaue Rückkopplungssteuerung durch, wenn die Vorrichtung die Rückkopplungssteuerung unter Benutzung des ersten Rückkopplungs-Korrekturwertes durchführt durch Speichern des zweiten Rückkopplungswertes, der den ersten Rückkopplungswert weiter korrigiert, in der zweiten Speichereinrichtung und ohne Verschlechtern des Abgases aufgrund einer Altersverschlechterung des Abgas-Rückführungsventils oder dergleichen.
Nach dem vierten Aspekt der Erfindung führt die Vorrichtung die Fehlerbestimmung durch Erfassen, daß das erste Abgas-Rückführungsverhältnis nicht mit dem zweiten Abgas-Rückführungsverhältnis übereinstimmt, mit der Fehlerbestimmungseinrichtung durch.
Nach dem fünften Aspekt der Erfindung führt die Fehlererfassungseinrichtung die Fehlererfassung durch Erfassen, daß der erste oder der zweite Rückkopplungs-Korrekturwert einen vorbestimmten Bereich überschreitet oder einen vorbestimmten Bereich überschreitet, der durch die Motorenparameter erhalten wird, durch.
Nach dem sechsten Aspekt der Erfindung führt die Fehlererfassungseinrichtung die Fehlererfassung durch Erfassen durch, daß eine Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Abgas-Rückführungsverhältnis einen vorher bestimmten Bereich überschreitet oder einen Bereich überschreitet, der von den Motorenparametern erhalten wird, durch.
Eine vollständigere Würdigung der Erfindung und viele der begleitenden Vorteile davon werden leicht erhalten und besser verstanden werden unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung betrachtet in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung.
Die Figuren zeigen im einzelnen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das eine erste Ausführungsform der EGR-Steuervorrichtung zeigt;
Fig. 2 ein Blockdiagramm, das eine elektronische Steuereinheit der Ausführungsform in Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ein Konstruktionsdiagramm eines Sauerstoffsensors und einer Sauerstoffkonzentrations-Er­ fassungsvorrichtung in der Ausführungsform in Fig. 1;
Fig. 4 ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Sauerstoffkonzentration und einem Abgas-Rückführungsverhältnis zum Erklären der Ausführungsform in Fig. l zeigt;
Fig. 5 ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Pumpenstrom und einem EGR-Verhältnis zum Erklären der Ausführungsform in Fig. l zeigt;
Fig. 6 einen Flußplan, der eine Verarbeitung eines Hauptprogramms zum Erklären des Betriebs der Ausführungsform in Fig. l zeigt;
Fig. 7 einen Flußplan einer Erfassungsverarbeitung eines aktuellen EGR-Verhältnisses in der Ausführungsform in Fig. l;
Fig. 8 einen Flußplan einer EGR-Steuerverarbeitung in der Ausführungsform von Fig. 1;
Fig. 9 ein charakteristisches Diagramm von (Ziel-EGR-Verhältnis - aktuellem EGR-Verhältnis) gegen eine Steuerverstärkung zum Erklären der Ausführungsform in Fig. 1;
Fig. 10 ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem EGR-Steuerwert in Abhängigkeit von einem Steuereinschaltverhältnis zum Erklären der Ausführungsform in Fig. 1 zeigt;
Fig. 11 ein erklärendes Diagramm, das die Definition des Steuereinschaltverhältnisses zum Erklären der Ausführungsform in Fig. 1 zeigt;
Fig. 12 einen Flußplan eines Hauptprogramms einer zweiten Ausführungsform einer EGR-Steuervorrichtung für einen Motor nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 einen Flußplan einer EGR-Steuerverarbeitung der zweiten Ausführungsform;
Fig. 14 einen Flußplan eines Hauptprogramms einer dritten Ausführungsform einer EGR-Steuervorrichtung für einen Motor nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 15 einen Flußplan der dritten Ausführungsform einer Fehlerbestimmungsverarbeitung; und
Fig. 16 einen Flußplan einer anderen Ausführungsform einer Fehlererfassungsverarbeitung in einer EGR-Steuervorrichtung für einen Motor nach der vorliegenden Erfindung.
Als nächstes wird eine Erklärung gegeben werden für eine Ausführungsform einer EGR-Steuervorrichtung für einen Motor nach dieser Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform davon zeigt. In Fig. 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 1 einen Motor, 2 einen Luftfilter, 3 ein Ansaugrohr, 4 einen Ansaugverteiler, 5 eine Einspritzung, 6 einen Drucksensor, 7 ein Drosselklappenventil, 8 einen Drosselklappenöffnungsgradsensor, 11 ein Abgas-Rückführungsventil (im folgenden als Rückführungsventil bezeichnet), 12 einen Durchlaßquerschnitts-Steueraktuator (im weiteren als EGR-Spule bezeichnet), 13 eine Zündspule, 14 eine Zündung, 15 ein Abgasrohr, 17 einen Wassertemperatursensor, 20 eine Batterie, 21 einen Zündschlüsselschalter, 22 eine elektronische Steuervorrichtung, 23 eine Warnlampe, 24 einen Sauerstoffsensor und 25 eine Sauerstoffkonzentrations-Erfassungsvorrichtung.
In Fig. 1 ist der Drucksensor 6 ein Halbleiter-Drucksensor, der einen Ansaugluftdruck erfaßt zum Messen einer in den Motor 1 durch das Einlaßrohr 3 und den Einlaßverteiler 4 eingesaugten Luftmenge.
Jede der Einspritzungen 5 ist vorgesehen im Ansaugverteiler 4 an jedem Ausgang eines jeweiligen Zylinders liegend und führt dem Motor 1 Kraftstoff kontrolliert durch die elektronische Steuereinheit 22 zu. Der Wassertemperatursensor 17 ist ein Thermistor-Sensor, der eine Kühlwassertemperatur des Motors 1 erfaßt.
Die Zündspule 13 führt eine Zündung aufgrund eines Signals von der Zündung 14 durch und überträgt das erzeugte Zündsignal an die elektronische Steuereinheit 22.
Das Rückführungsventil 11 ist ein Vakuum-Servoventil, welches an einem Abgas-Rückführungsdurchlaß installiert ist, der das Ansaugrohr 3 mit dem Abgasrohr 15 verbindet.
Die EGR-Spule 12 ist verbunden mit einer Membrankammer des Rückführungsventils 11 und dem Ansaugrohr 3 und steuert einen negativen Druck der Membrankammer des Rückführungsventils 11 durch ein Signal von der elektronischen Steuereinheit 22. Ein Durchlaßquerschnitt des Rückführungsventils 11 wird variabel durch den negativen Druck der Membrankammer.
Weiterhin steuert die elektronische Steuereinheit 22 den Durchlaßquerschnitt des Rückführungsventils 11 durch Empfang jeweiliger Signale des Drucksensors 6 des Drosselklappen-Öffnungssensors 8, der Zündspule 13 und des Wassertemperatursensors 17, wie Signale von einer Betriebszustands-Erfassungsvorrichtung.
Demgemäß steuert die elektronische Steuereinheit 22 die Ansteuerung der EGR-Spule 12 durch Erhalten einer Steuergröße des EGR-Solenoids zum Steuern der EGR-Menge und hat eine Funktion als Rückkopplungs-Steuereinrichtung.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor 24 ist vorgesehen auf der Unterstromseite eines Verbindungspunkts des Rückführungs(EGR)-Gases und der Ansaugluft und erfaßt eine Sauerstoffkonzentration der mit dem EGR-Gas gemischten Ansaugluft.
Die elektronische Steuereinheit empfängt eine Ausgabe des Sauerstoffsensors 24 über die Sauerstoffkonzentrations-Erfassungsvorrichtung 25 und hat eine Funktion einer Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines EGR-Verhältnisses.
Fig. 2 ist ein detailliertes Blockdiagramm der elektronischen Steuereinheit 22. In Fig. 2 bezeichnet ein Bezugszeichen 100 einen Mikrocomputer, der zusammengesetzt ist in der Funktion einer Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Steuergröße der EGR-Spule oder dergleichen in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Programm, aus einer CPU 200 mit einer Fehlerbestimmungsfunktion, einem Freilaufzähler 201 zum Messen einer Drehzahl des Motors 1, einem Taktgeber 202 zum zeitweisen Messen eines Einschaltverhältnisses eines auf die EGR-Spule angewendeten Antriebssignals, einem A/D-Umwandler 203 zum Umwandeln eines analogen Eingangssignals in ein digitales Signal, einen RAM 205, das benutzt wird als Arbeitsspeicher, der verschiedene Rückkopplungs-Korrekturwerte der dergleichen speichert, einen ROM 206, worin Programme gespeichert werden, einem Ausgabetor 207 zum Ausgeben der Antriebssignale und einem gemeinsamen Bus 208.
Ein Bezugszeichen 101 bezeichnet einen ersten Eingabe-Schnittstellenschaltkreis, der ein Primär-Seitensignal, das in seiner Form von der Zündspule 13 geschaffen wird, an den Mikrocomputer 100 als Interrupt-Signal ausgibt.
Wenn das Interrupt-Signal erzeugt wird, liest die CPU 200 einen Wert des Zählers 201, berechnet eine Periode der Motorendrehzahl durch eine Differenz zwischen dem momentan gelesenen Wert und einem vorher gelesenen Wert und speichert sie in dem RAM 205.
Ein Bezugszeichen 102 bezeichnet einen zweiten Eingabe-Schnittstellenschaltkreis der jeweilige Signale des Drucksensors 6, des Drosselklappen-Öffnungsgradsensors 8, des Wassertemperatursensors 17 oder dergleichen empfängt, und sie an den A/D-Umwandler 203 ausgibt.
Ein Bezugszeichen 104 bezeichnet einen ersten Ausgabe-Schnittstellenschaltkreis, der eine Antriebsausgabe von dem ersten Ausgabetor 207 verstärkt und sie an die EGR-Spule 12 ausgibt.
Eine Ausgabe des Sauerstoffsensors 24 wird eingegeben an die zweite Eingabeschnittstelle 102 durch die Sauerstoffkonzentrations-Erfassungsvorrichtung 25. Ein Bezugszeichen 107 bezeichnet eine zweite Ausgabeschnittstelle, die eine Bezugsspannung (VR) der Sauerstoffkonzentrations-Erfassungsvorrichtung 25 steuert.
Ein Bezugszeichen 103 bezeichnet einen dritten Eingabe-Schnittstellenschaltkreis, eine Ausgabe dessen an den gemeinsamen Bus 208 über das Eingabetor 204 übertragen wird.
Die Batterie 20 und der Zündschalter 21 sind in Serie verbunden mit einer Stromleitung und der Masse. Ein Verbindungspunkt der Stromleitung und des Zündschalters 21 ist verbunden mit einem ersten Leistungsquellenschaltkreis 105. Ein Verbindungspunkt der Batterie 20 und des Zündschalters 21 ist verbunden mit einem zweiten Leistungsquellenschaltkreis 106.
Der erste Leistungsquellenschaltkreis 105 und der zweite Leistungsquellenschaltkreis 106 führen dem Mikrocomputer 100 Leistung zu.
Fig. 3 ist ein detailliertes Konstruktionsdiagramm des Sauerstoffsensors 24 und der Sauerstoffkonzentrations-Erfassungsvorrichtung 25. Die Konstruktion des Sauerstoffsensors 24 ist bereits öffentlich bekannt (Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung No. 1 38 263/1985). Eine kurze Erklärung wird bezüglich der Erfassung des EGR-Verhältnisses unter Benutzung des Sauerstoffsensors 24 gegeben werden.
In Fig. 3 bezeichnen Bezugszeichen 33 und 37 Feststoffelektrolyte (Zirkonium), für die jeweils beidseitig Platinelektroden 34 und 35 sowie 38 und 39 vorgesehen sind.
Eine Sauerstoffpumpe 32 wird geschaffen durch das Feststoffelektrolyt 33 und die Platinelektroden 34 und 35. Eine Sauerstoffkonzentrationszelle 30 wird geschaffen durch das Feststoffelektrolyt 37 und die Platinelektroden 38 und 39. Beide sind gegenüberliegend vorgesehen, wobei ein sehr kleiner Abstand d von etwa 0,1 mm dazwischenliegt.
Somit ist der Sauerstoffsensor 24 aufgebaut durch die Sauerstoffkonzentrationszelle 30, die Sauerstoffpumpe 32 und ein Unterstützungselement 31. Der Sauerstoffsensor 24 wird unterstützt durch das Unterstützungselement 31 und ist befestigt an dem Ansaugverteiler 4.
Die Sauerstoffkonzentrations-Erfassungsvorrichtung 25 ist aufgebaut wie in Fig. 3 gezeigt, treibt einen Transistor TR durch eine Ausgabe eines Differential/Integral-Verstärkers bestehend aus einem Widerstand R1, einem Kondensator 10 und einem Berechnungsverstärker A an, steuert einen Pumpenstrom Ip, der in den Platinelektroden 34 und 35 der Sauerstoffpumpe 32 fließt und hat eine Spannung "e", erzeugt zwischen den Platinelektroden 38 und 39 der Sauerstoffkonzentrationszelle 30, die mit einer Differenzspannung VR als Eingabeanschlußspannung B übereinstimmt.
Ein Widerstand R₀ ist verbunden mit einem Emitter des Transistors TR und der Platinelektrode 34, wodurch eine Ausgabespannung entsprechend dem Pumpenstrom Ip erhalten wird, der proportional zur Sauerstoffkonzentration in der mit dem Abgas vermischten Ansaugluft des Ansaugverteilers 4 ist.
Fig. 4 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Sauerstoffkonzentration der mit dem rückgeführten Abgas vermischten Ansaugluft und einem Mischungsverhältnis (EGR-Verhältnis) des Abgases zeigt. Nach Fig. 4 ändert sich die Sauerstoffkonzentration umgekehrt proportional zu dem Abgas-EGR-Verhältnis.
Fig. 5 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Pumpenstrom Ip und dem EGR-Verhältnis zeigt. Dieses charakteristische Diagramm zeigt eine Änderung des Pumpenstroms, wenn das EGR-Verhältnis des Motors 1 geändert wird, wobei die Bezugsspannung VR auf 50 mV gehalten wird. Gemäß dem charakteristischen Diagramm 5 ändert sich der Pumpenstrom Ip umgekehrt proportional zu dem EGR-Verhältnis.
Als nächstes wird der Betrieb der CPU 200 der oben konstruierten EGR-Steuervorrichtung mit Bezug auf die Flußpläne gegeben werden. Fig. 6 zeigt eine Verarbeitung eines Hauptprogramms.
Im Schritt 400 führt der Betrieb andere Steuerverarbeitungen durch. Im Schritt 401 führt der Betrieb eine Erfassungsverarbeitung des aktuellen EGR-Verhältnisses durch zum Erfassen eines aktuellen EGR-Verhältnisses in einem Betriebszustand des Motors. Im Schritt 402 führt der Betrieb eine EGR-Steuerverarbeitung basierend auf dem aktuellen EGR-Verhältnis, das im Schritt 401 erfaßt wurde, durch und springt zurück zum Schritt 400.
Als nächstes wird die Erfassungsverarbeitung des aktuellen EGR-Verhältnisses von Fig. 7 beschrieben werden. Im Schritt 410 liest der Betrieb den Pumpenstrom Ip durch A/D-Umwandeln beider Anschlußspannungen des Widerstandes R₀ in der Sauerstoffkonzentration-Erfassungsvorrichtung 25. Im Schritt 411 erhält der Betrieb das aktuelle EGR-Verhältnis PEGR durch die Beziehung zwischen dem Pumpenstrom Ip und dem in Fig. 5 gezeigten EGR-Verhältnis. Im Schritt 412 setzt der Betrieb ein Flag zur Erfassung des aktuellen EGR-Ergebnisses.
Wenn das aktuelle EGR-Verhältnis PEGR berechnet wird, wird die in Fig. 8 gezeigte aktuelle EGR-Steuerverarbeitung, basierend auf dem aktuellen EGR-Verhältnis durchgeführt. Im Schritt 450 erfaßt der Betrieb eine Motorendrehzahl Ne und erfaßt nachfolgend einen Ansaugverteilerdruck Pb im Schritt 451.
Danach bestimmt der Betrieb einen EGR-Betriebsbereich basierend auf der Motorendrehzahl Ne und dem Ansaugverteilerdruck Pb im Schritt 452. Im Schritt 453 bestimmt der Betrieb, ob der Motor im EGR-Betriebsbereich ist. Wenn der Motor im EGR-Betriebsbereich ist resultierend aus dieser Bestimmung, berechnet der Betrieb ein Ziel-EGR-Verhältnis (ein zweites EGR-Verhältnis), basierend auf der Motorendrehzahl Ne und dem Ansaugverteilerdruck Pb im Schritt 454. Im Schritt 455 berechnet der Betrieb eine EGR-Grundsteuergröße KBASE entsprechend dem Ziel-EGR-Verhältnis TEGR.
Im Schritt 456 bestimmt der Betrieb, ob das Erfassungsflag des aktuellen EGR-Verhältnisses gesetzt ist. Wenn es gesetzt ist, setzt der Betrieb das Erfassungsflag des aktuellen EGR-Verhältnisses im Schritt 457 zurück. Im Schritt 458 berechnet der Betrieb eine Steuerverstärkung Delta KEGR durch Subtrahieren des aktuellen EGR-Verhältnisses PEGR vom Ziel-EGR-Verhältnis TEGR, basierend auf einer in Fig. 9 gezeigten Darstellung.
Fig. 9 ist eine Darstellung, die eine Charakteristik der Steuerverstärkung Delta KEGR zeigt. Ein Wert des Ziel-EGR-Verhältnisses TEGR vermindert um das aktuelle EGR-Verhältnis PEGR ist auf der Abszisse dargestellt und ein Wert der Steuerverstärkung Delta KEGR entsprechend dem jeweiligen Abszissenwert ist auf der Ordinate dargestellt.
Im Schritt 459 bestimmt der Betrieb einen EGR-Steuerkorrekturwert, wobei die Steuerverstärkung Delta KEGR addiert wird zu dem EGR-Steuerkorrekturwert KEGR vor der Berechnung.
Im Schritt 460 bestimmt der Betrieb einen EGR-Steuerwert K des EGR-Steuerkorrekturwertes, der im Schritt 459 erhalten wurde, durch Addition mit der Grundsteuergröße KBASE. Im Schritt 461 berechnet der Betrieb ein Steuereinschaltverhältnis DEGR von dem erhaltenen EGR-Steuerwert K basierend auf einer Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem EGR-Steuerwert K und dem Steuereinschaltverhältnis D, wie gezeigt in Fig. 10, zeigt. Im Schritt 462 steuert der Betrieb die EGR-Spule 12 basierend auf der Steuereinschaltverhältnis DEGR an.
Auf diese Weise wird eine Abweichung zwischen dem Ziel-EGR-Verhältnis TEGR und dem aktuellen EGR-Verhältnis PEGR beseitigt und das Ziel-EGR-Verhältnis TEGR stimmt mit dem aktuellen EGR-Verhältnis PEGR überein.
Fig. 11 ist ein erklärendes Diagramm, das die Definition des Steuereinschaltverhältnisses D zeigt. Unter der Annahme, daß die EIN-Zeit TEIN ist und eine Periode T ist, wird das Steuereinschaltverhältnis D gegeben durch die folgende Gleichung:
D = (TEIN/T)·100(%).
Weiterhin, wenn der Motor außerhalb des EGR-Betriebsbereiches ist, zum Beispiel in einem Leerlaufzustand ist, und wenn der Betrieb ein NEIN im Schritt 453 bestimmt, setzt der Betrieb die EGR-Steuergröße K zu Null im Schritt 463, um die EGR-Steuergröße zurückzusetzen und berechnet das Steuereinschaltverhältnis DEGR aus der EGR-Steuergröße von Null im Schritt 461.
Wenn das Erfassungsflag des aktuellen EGR-Verhältnisses nicht gesetzt ist, und die Operation ein NEIN im Schritt 456 bestimmt, schreitet der Betrieb zum Schritt 460 fort. Im Schritt 460 berechnet der Betrieb die EGR-Steuergröße basierend auf dem EGR-Steuerkorrekturwert KEGR der nicht durch Addition der Steuerverstärkung Delta KEGR mit der Basis-EGR-Steuergröße KBASE erhalten wurde, worauf basierend folgende Verarbeitungen im Schritt 461 usw. durchgeführt werden.
Fig. 12 und 13 sind Flußpläne, die den Betrieb einer zweiten Ausführungsform der EGR-Steuervorrichtung dieser Erfindung zeigen. Eine Erklärung wird gegeben werden für den Flußplan von Fig. 12.
Im Schritt 500 bestimmt der Betrieb, ob ein erstes Einschalten nach dem Einsetzen der Batterie 20 vorliegt. Der Betrieb bestimmt es durch Erfassen einer Ausgabespannung des zweiten Leistungsquellenschaltkreises 106, der mit der Batterie 20 verbunden ist, die von einem niedrigen Spannungswert sich auf einen hohen Spannungswert ändert.
Wenn der Betrieb ein JA als Ergebnis der Bestimmung bestimmt, setzt der Betrieb den EGR-Steuerkorrekturwert KEGR zu Null im Schritt 501. Im Schritt 502 führt der Betrieb die anderen Steuerverarbeitungen durch. Im Schritt 503 führt der Betrieb eine Stationärzustands-Erfassungsverarbeitung durch. Im Schritt 504 führt der Betrieb eine Erfassungsverarbeitung eines aktuellen EGR-Verhältnisses durch. Im Schritt 505 bestimmt der Betrieb die EGR-Steuerverarbeitung.
Weiterhin, wenn der Betrieb, daß ein erstes Einschalten nach Einsetzen der Batterie 20 vorliegt im Schritt 500 mit NEIN bestimmt, das heißt wenn die Batterie 20 schon eingesetzt ist und der Zündschalter 21 eingeschaltet ist, setzt der Betrieb den EGR-Steuerkorrekturwert KEGR nicht zu Null und benutzt den schon im RAM 205 gespeicherten EGR-Steuerkorrekturwert KEGR in den folgenden Verarbeitungen von Schritt 502 usw.
Als nächstes wird eine Erklärung gegeben werden für einen Flußplan von Fig. 13. Die Verarbeitung in den Schritten 550 bis 559 in diesem Flußplan sind dieselben wie in den Schritten 450 bis 459 des Flußplanes von Fig. 8 und eine detaillierte Beschreibung wird ausgelassen werden.
Das heißt, in den Schritten 550 bis 559 berechnet der Betrieb den EGR-Steuerkorrekturwert KEGR in dem EGR-Betriebsbereich. Im Schritt 560 speichert der Betrieb den berechneten EGR-Steuerkorrekturwert KEGR. Im Schritt 561 bestimmt der Betrieb den EGR-Steuerwert K basierend auf dem EGR-Steuerkorrekturwert, der im Schritt 559 erhalten wurde, durch Addieren mit der Grundsteuergröße KBASE. Im Schritt 562 berechnet der Betrieb das Steuereinschaltverhältnis dEGR basierend auf dem erhaltenen EGR-Steuerwert K. Im Schritt 563 steuert der Betrieb die EGR-Spule 12 basierend auf dem Steuereinschaltverhältnis DEGR an.
Auf diese Weise speichert der Betrieb den EGR-Steuerkorrekturwert KEGR, wenn er berechnet wird. In dem Fall, daß, wenn in dieser Vorrichtung die Leistung eingeschaltet wird, es nicht das erste Einschalten ist nach Einsetzen der Batterie 20, benutzt der Betrieb den gespeicherten EGR-Steuerkorrekturwert KEGR als Korrekturwert vor der Berechnung. Entsprechend kann eine genaue EGR-Steuerung sofort, nachdem der Zündschalter 21 eingeschaltet ist, durchgeführt werden. Wenn der Motor außerhalb des EGR-Betriebsbereichs im Schritt 553 ist, setzt der Betrieb den EGR-Steuerwert K zu Null im Schritt 564 und berechnet das Steuereinschaltverhältnis DEGR aus dem EGR-Steuerwert von Null im Schritt 562.
Fig. 14 bis 16 sind Flußpläne, die den Betrieb einer dritten Ausführungsform der EGR-Steuervorrichtung dieser Erfindung zeigen. Zunächst wird eine Erklärung gegeben werden zum Flußplan von Fig. 14.
In den Schritten 600 bis 603, wie in Fig. 14 gezeigt, führt der Betrieb nacheinander die andere Steuerverarbeitung, die Erfassungsverarbeitung eines aktuellen EGR-Verhältnisses und die EGR-Steuerverarbeitung durch, wie in den Schritten 400 bis 402 des Flußplanes von Fig. 5.
Nachdem die EGR-Steuerverarbeitung im Schritt 603 durchgeführt ist, führt der Betrieb eine Fehlerbestimmungsverarbeitung zum Bestimmen eines Fehlers der Vorrichtung im Schritt 604 durch und springt zurück zum Schritt 600.
Als nächstes wird eine Erklärung gegeben werden für einen Flußplan von Fig. 15 betreffend eine detaillierte Fehlerbestimmungsverarbeitung dieser Vorrichtung. In Fig. 15 führt der Betrieb eine Bestimmung, ob der EGR-Steuerkorrekturwert KEGR kleiner als ein vorherbestimmter Grenzwert B ist, der zum Beispiel aus einem Abgastest resultiert, im Schritt 650 durch. Wenn er größer als der vorherbestimmte Wert B ist, führt der Betrieb eine Bestimmung durch, ob der EGR-Steuerkorrekturwert KEGR größer als ein vorher bestimmter Grenzwert C ist, der zum Beispiel aus dem Abgastest im Schritt 651 resultiert. Wenn er kleiner als der vorher bestimmte Wert C ist, bestimmt der Betrieb die EGR-Steuervorrichtung als normal und setzt ein Flag, das die Normalität ausdrückt, im Schritt 652 und schaltet die Warnleuchte 23 im Schritt 653 aus.
Weiterhin, wenn der EGR-Steuerkorrekturwert KEGR kleiner als der vorher bestimmte Wert B ist und der Betrieb ein JA im Schritt 650 bestimmt oder wenn der EGR-Steuerkorrekturwert KEGR größer als der vorher bestimmte Wert C ist und der Betrieb in JA im Schritt 651 bestimmt, bestimmt der Betrieb die EGR-Steuervorrichtung als abnormal im Schritt 654 und setzt ein Flag, das die Abnormalität ausdrückt, und schaltet die Warnleuchte 23 im Schritt 655 an.
Entsprechend dieser Erfindung wird bestimmt, daß die EGR-Steuervorrichtung einen Fehler hat, wenn das Ziel-EGR-Verhältnis TEGR nicht mit dem aktuellen EGR-Verhältnis PEGR übereinstimmt.
Als nächstes wird eine weitere Ausführungsform der Fehlerbestimmung der EGR-Steuervorrichtung basierend auf dem Flußplan von Fig. 16 gegeben werden. Im Schritt 700 von Fig. 16 bestimmt der Betrieb einen Absolutwert eines Wertes des Ziel-EGR-Verhältnisses TEGR vermindert um das aktuelle EGR-Verhältnis PEGR zu E. Im Schritt 701 bestimmt der Betrieb, ob der Absolutwert E größer als ein vorher bestimmter Grenzwert F ist, resultierend zum Beispiel aus einem Abgastest.
Wenn der Absolutwert E kleiner als der vorher bestimmte Wert F ist, bestimmt der Betrieb die EGR-Steuervorrichtung als normal im Schritt 702 und setzt ein Flag, das die Normalität ausdrückt, und schaltet die Warnleuchte 23 im Schritt 703 aus.
Weiterhin, wenn der Absolutwert E größer als der vorher bestimmte Wert F ist und der Betrieb ein JA im Schritt 701 bestimmt, bestimmt der Betrieb die EGR-Steuervorrichtung als abnormal im Schritt 704 und setzt ein Flag, das die Abnormalität ausdrückt, und schaltet die Warnleuchte 23 im Schritt 705 ein.
In dieser Ausführungsform wird ein Vergleich gemacht zwischen dem Absolutwert E und dem vorher bestimmten Wert F, der eine Abweichung des Ziel-EGR-Verhältnisses TEGR von dem aktuellen EGR-Verhältnis PEGR anzeigt, und daraus resultierend bestimmt der Betrieb sofort den Fehler der Vorrichtung. Jedoch kann der Betrieb den Fehler der Vorrichtung nach der Groß- oder Klein-Beziehung des Absolutwertes E bezüglich des vorher bestimmten Wertes F so bestimmen, daß er für eine bestimmte Zeit andauert, durch Einführen einer Zeitzähleinrichtung des Zeittaktgebers 202.
Der Betrieb kann den Fehler durch Benutzen des Zählers 201 bestimmen und durch Zählen der Anzahl der Zeitintervalle, worin die Vorrichtung als abnormal bestimmt wird in der Fehlerbestimmung der Schritte 650 und 651, und wenn die Abnormalität eine bestimmte Anzahl von Zeitintervallen anhält.
Wie oben gesagt, können gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, da der Durchflußquerschnitt des Rückführungsventils so gesteuert wird, daß er zunimmt oder abnimmt, so daß das erste EGR-Verhältnis mit dem zweiten EGR-Verhältnis übereinstimmt, eine genaue Rückführungsteuerung des Abgases in Übereinstimmung mit den verschiedenen Betriebszuständen durchgeführt werden.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann die Vorrichtung, da sie aufgebaut ist, daß sie den ersten Rückkopplungskorrekturwert in der ersten Speichereinrichtung speichert, wenn die Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird, so daß die Abweichung zwischen dem ersten EGR-Verhältnis und dem zweiten EGR-Verhältnis zu Null gemacht wird, eine genaue Steuerung durchführen, ohne Verschlechterung des Abgases aufgrund der Altersverschlechterung des EGR-Ventils oder dergleichen.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kann die Vorrichtung, da sie aufgebaut ist, daß sie den zweiten Rückkopplungskorrekturwert in der zweiten Speichereinrichtung speichert, und den ersten Rückkopplungskorrekturwert weiter korrigiert, wenn die Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird unter Benutzung des in der ersten Speichereinrichtung gespeicherten ersten Rückkopplungskorrekturwertes, die Steuerung genauer ohne Verschlechterung des Abgases aufgrund der Altersverschlechterung des EGR-Ventils oder dergleichen durchführen.
Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung hat die Vorrichtung den Effekt, da sie aufgebaut ist, daß sie den Fehler durch die Fehlerbestimmungseinrichtung bestimmt, wenn das erste EGR-Verhältnis nicht mit dem zweiten EGR-Verhältnis übereinstimmt, daß der Fehler der Vorrichtung direkt und genau erfaßt werden kann.
Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung kann der Fehler der Vorrichtung direkt und genau erfaßt werden, wie oben geschildert, da sie aufgebaut ist, daß sie den Fehler entdeckt, wenn der erste oder zweite Rückkopplungskorrekturwert einen vorherbestimmten Bereich überschreitet oder wenn eine Differenz zwischen dem aktuellen EGR-Verhältnis und dem Ziel-EGR-Verhältnis erhalten durch die Motorenparameter, einen vorher bestimmten Bereich überschreitet.
Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung kann die Vorrichtung, da der Fehler bestimmt durch die Fehlererfassungseinrichtung, wenn eine Differenz zwischen dem ersten EGR-Verhältnis und dem zweiten EGR-Verhältnis einen vorher bestimmten Bereich überschreitet oder wenn das durch die Motorenparameter erhaltene EGR-Verhältnis einen vorher bestimmten Bereiches überschreitet, den Fehler der Vorrichtung direkt und genau erfassen.
Augenscheinlich sind zahlreiche Modifikationen und Veränderungen der vorliegenden Erfindung möglich angesichts der obigen Lehre. Es wird deshalb verstanden, daß innerhalb des Bereichs der folgenden Patentansprüche die Erfindung anders als hierin spezifiziert beschrieben ausgeführt werden kann.

Claims (6)

1. EGR-Steuervorrichtung für einen Motor, welche umfaßt:
eine Abgas-Rückführungsleitung zum Verbinden eines Abgasrohrs mit einem Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine;
ein an der Abgas-Rückführungsleitung vorgesehenes Abgas-Rückführungsventil zum Steuern einer Menge von Abgas, das zu der Ansaugluft des Motors zurückgeführt wird;
einen an der Ansaugleitung auf der Unterstromseite eines Verbindungspunktes des zurückgeführten Gases und der Ansaugluft vorgesehenen Sauerstoffsensor zum Erfassen einer Sauerstoffkonzentration der mit dem zurückgeführten Gas vermischten Ansaugluft;
eine Abgas-Rückführungsventil- Durchlaßquerschnitts-Steuereinrichtung zum Steuern eines Durchlaßquerschnitts des Abgas-Rückführungsventils;
eine Betriebszustands-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Betriebszustands des Motors;
eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines ersten Abgas-Rückführungsverhältnisses basierend auf einer Ausgabe des Sauerstoffsensors und zum Berechnen eines zweiten Abgas-Rückführungsverhältnisses entsprechend einem von der Betriebszustands-Erfassungseinrichtung erfaßten Wertes; und
eine Rückkopplungs-Steuereinrichtung zum Durchführen einer Rückkopplungssteuerung, die die den Durchlaßquerschnitt des Abgas-Rückführungsventils so vergrößert oder verkleinert, daß das erste Abgas-Rückführungsverhältnis mit dem zweiten Abgas-Rückführungsverhältnis übereinstimmt.
2. EGR-Steuervorrichtung für einen Motor nach Anspruch 1, welche weiterhin umfaßt:
eine erste Speichereinrichtung zum Speichern eines ersten Rückkopplungs-Korrekturwertes, wenn die Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird.
3. EGR-Steuervorrichtung für einen Motor nach Anspruch 1, welche weiterhin umfaßt:
eine erste Speichereinrichtung zum Speichern eines ersten Rückkopplungs-Korrekturwertes, wenn die Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird; und
eine zweite Speichereinrichtung zum Speichern eines zweiten Rückkopplungs-Korrekturwertes, der ein weiterer korrigierter Wert des ersten Rückkopplungs-Korrekturwertes ist, wenn die Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird unter Benutzung des ersten von der ersten Speichereinrichtung gespeicherten Rückkopplungs-Korrekturwertes.
4. EGR-Steuervorrichtung für einen Motor nach Anspruch 1, welche weiterhin umfaßt: eine Fehlerbestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Fehlers durch Erfassen, daß das erste Abgas-Rückführungsverhältnis nicht mit dem zweiten Abgas-Rückführungsverhältnis übereinstimmt.
5. EGR-Steuervorrichtung für einen Motor nach Anspruch 2 oder 3, welche weiterhin umfaßt:
eine Fehlerbestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Fehlers, wenn der erste Rückkopplungs-Korrekturwert oder der zweite Rückkopplungs-Korrekturwert einen ersten vorbestimmten Bereich überschreiten oder einen zweiten vorbestimmten Bereich überschreiten, welche durch Motorenparameter erhalten werden.
6. EGR-Steuervorrichtung für einen Motor nach Anspruch 1, welche weiterhin umfaßt:
eine Fehlerbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen eines Fehlers, wenn eine Differenz zwischen dem ersten Rückkopplungs-Korrekturwert und dem zweiten Rückkopplungs-Korrekturwert einen dritten vorbestimmten Bereich oder einen vierten vorbestimmten Bereich überschreitet, welche durch Motorenparameter erhalten werden.
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